Тюменский индустриальный

ПРОНОЗИН Я. А., ДАВЛАТОВ Д. Н., ОБИДЖОНИ Ш.К.
 
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ 
СИСТЕМЫ УСИЛЕНИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ С 
ПЕРЕУСТРОЙСТВОМ В СПЛОШНОЙ СВАЙНО-ПЛИТНЫЙ В 
ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ 
Пронозин Я. А.
1
, д-р. техн. наук, профессор, [e-mail]
.
Давлатов Д. Н.
1
, аспирант, [e-mail]
.
Обиджони Ш.К.
2
, аспирант, [e-mail].
1
г. Тюмень, Тюменский индустриальный университет 
2
г. Москва, Российский государственный геологоразведочный университет 
имени Серго Оржоникидзе 
Аннотация. 
В статье представлены результаты исследования напряженно-
деформированного состояния модели усиления свайно-плитного фундамента путем их 
переустройства в комбинированные с опрессовкой и цементацией грунтового основания 
в лабораторных условиях. Выявлены закономерности взаимодействия исследуемой 
модели фундамента с грунтовым основанием. 
Ключевые слова
: 
свайные фундаменты, деформация, напряжение, осадка, опрессовка, 
грунт, напряженно-деформированное состояние. 
Свайные фундаменты, по мнению отечественных и зарубежных 
специалистов - геотехников и строителей, являются наиболее надежными 
[3, 4, 6]. Это связано с существующими запасами несущей способности 
свай, фактические значения которых определяются, как правило, в 
результате натурных полевых испытаний, с последующим снижением на 
коэффициент надежности; увеличением несущей способности свай во 
времени; не учете работы ростверка и рядом других факторов. При этом 
свайные фундаменты, как правило, работают на существенно меньших 
осадках по отношению к фундаментам мелкого заложения в аналогичных 
грунтовых условиях. 
При исследовании взаимодействия вдавливаемых свай, плита, 
свайно-плитного фундамента и свайно-плитного фундамента с 
опрессовкой, устроенного на глинистом основании в лабораторных 
условиях, автором был использован способ бесконтактного наблюдения за 
фиксируемыми точками в грунте, который основывается на методе 
фотограмметрии и позволяет оценить деформированное состояние грунта 
при внедрении в него моделей фундаментов произвольной формы без 
отбора проб грунта. Испытания проводились в лаборатории кафедры 
«Геотехники» Тюменского индустриального университета в ранее 
созданном экспериментальном лотке [1, 4]
133 

---

Модель плитного фундамента выполнялась из деревянного бруска 
размеры сечения 300х300х20(h) мм (рис. 1). Модель вдавливаемой сваи 
была изготовлена из половины деревянного цилиндра диаметром 25 мм, 
длиной 250 мм, распиленного в продольном направлении.
а) 
б) 
в) 
Рис. 1. Модели исследуемых фундаментов, а - свай, б - КСПФ, в - КСПФ с опрессовкой; 
1 - 
свай Ø 25 мм; 2 – плита 300х300х20; 3 –область нагнетания раствора; 4 – ростверк. 
При проведении экспериментов в качестве грунтового основания 
была использована специально приготовленная грунтовая паста с 
заданными физико-механическими характеристиками [2, 3, 4]. Физико-
механические характеристики грунтовой пасты, приготовленной из 
суглинка, приведены в таблице 1. 
Таблица 1 
Значения физико-механических характеристик грунтовой пасты 
П
ло
тн
ос
ть
ча
ст
иц
гр
ун
та
ρ
s
, 
г/
см
3
П
лот
нос
ть г
рун
та
ρ
, г
/с
м
3
П
лот
нос
ть с
ке
ле
та
г
рун
та
ρ
d
, 
г/
см
3
К
оэ
фф
иц
ие
нт
п
ор
ис
то
ст
и 
e 
Вл
аж
но
ст
ь 
W
, %
В
ла
ж
но
ст
ь 
на
гр
ан
иц
е 
тек
уч
ест
и 
W
L
, %
В
ла
ж
но
ст
ь 
на
гр
ан
иц
е 
пл
ас
ти
чн
ос
ти
W
P
, %
К
оэ
фф
иц
ие
нт
во
до
насы
щен
ия
S
r 
Чи
сл
о 
пл
ас
ти
чн
ос
ти
I
P
, д.
ед.
П
ок
аз
ат
ел
ь 
тек
уч
ест
и 
I
L
, 
д.
ед.
У
гол
в
нут
ре
нн
ег
о т
ре
ни
я 
φ
, 
о
У
дел
ьн
ое 
сц
еп
лен
ие
c
, к
Па
М
од
ул
ь д
еф
орм
ац
ии
E
, М
Па
2,72 
1,98 
1,61 
0,7 
22,73 26,17 17,48 
0,88 
8,69 
0.60 
15,6 
24,9 
6;7 
На (рис. 2) приведены данные статического испытание одиночной 
сваи. Осадка одиночной сваи до нагрузки 32 кг растет прямо 
пропорционально внешней нагрузки, затем при увеличении нагрузки 
следует резкий перелом графика, нагрузка 36 кг соответствует срыву сваи. 
Осадка свайно-плитного фундамента увеличивается намного 
быстрее свайно-плитного фундамента с опрессовкой, начиная со второй 
134 

---

ступени, соответствующей р
ср 
= 10 
кПа, вплоть до пятой ступени, 
соответствующей р
ср 
= 50 
кПа. После пятой ступени при нагнетании 
раствора под оболочную часть осадка свайно-плитного фундамента стала 
активно нарастать по сравнению с осадкой свайно-плитного фундамента с 
опрессовкой в плоть до конца эксперимента. Разница в осадках на 
начальной ступени между свайно-плитным фундаментом и свайно-
плитным фундаментом с опрессовкой составила 4% на следующих 
ступенях и до завершения эксперимента разница в осадках увеличилась до 
33%. 
Рис. 2. График нагрузка – осадка; 1-КСПФ без опрессовки 1, 2-КСПФ с опрессовкой 2, 
3-
плитный фундамент 3. 
Используя данную методику были построены изолинии всех 
искомых деформаций для свайно-плитного фундамент и свайно-плитного 
фундамент с опрессовкой для ступеней при р
ср
=45 кПа (рис. 3, а), 
р
ср
=90 
кПа (рис. 3, б). 
Так, при р
ср
=45 кПа (рис. 3, а) до опрессовки максимальные значения 
вертикальных перемещений грунта под контактные поверхности 
исследуемого свайно-плитного фундамента в пролетной части составляет 
14 мм. Для данного фундамента деформация распространяются до 
глубины 1 В (В – ширина фундамента). Для свайно-плитного фундамента с 
опрессовкой максимальные значения вертикальных перемещений грунта в 
пролетной части составляет 14 мм. Для данного фундамента деформация 
распространяются до глубины 1 В. Площадь зон, где вертикальные 
перемещения более 2 мм для свайно-плитного фундамента 
,
1