Вычисление значений изгиба b консольной лопасти, с использованием выражения 5, рассмотрим
на примере при следующих исходных данных:
Микросвая выполнена из металлической трубы-инъектора диаметром 3,2 см (r = 1,6 см)
с толщиной стенки h = 0,6 см и имеет длину 2 м. Данная микросвая усиления основания
(пылеватый песок) забита под подошву существующего ленточного фундамента и при среднем
диаметре d1(ср) = 8 см имеет несущую способность под остриём R = 1140
кгс. Подобный пример подробно рассмотрен в статье [4]. При этом вертикальное дополнительное
давление и природное давление в уровне острия сваи составят соответственно: σpz
= 104 кПа = 1,04 кс/см2; σδz = 54 кПа = 0,54 кс/см2.
Тогда:
В отличие от примера, рассмотренного в статье [3], микросвая на своём конце (рис.
1) имеет наконечник 2, раздвигающий 4 консольных лопасти длиной по 10 см от острия,
которые заканчиваются кольцевой проточкой, создающей в данном месте толщину консольной
лопасти h.
Выполним расчёты по формуле 5, определяя величину изгиба консольных лопастей в зависимости
от глубины кольцевой проточки или переменной толщины консольной лопасти в данном
месте.
При глубине кольцевой проточки 0,1 см или h = 0,5 см, получим:
, тогда диаметр уширенной пяты микросваи с учётом полученного изгиба (рис. 3), составит:
d1 = d + 2b = 3,2 + 2 * 1,6 = 6,4 см.
При глубине кольцевой проточки 0,2 см или h = 0,4 см, получим:
, тогда диаметр уширенной пяты микросваи с учётом полученного изгиба, (рис. 3),
составит:
d1 = d + 2b = 3,2 + 2 * 3,1 = 9,4 см.
Проведём подобные вычисления при других значениях h и результаты представим в виде
таблицы 1.
Таблица 1.
|
Глубина кольцевой проточки (см)
|
h – толщина консольной лопасти (стенки трубы) (см)
|
d1- диаметр уширенной пяты микросваи с учётом полученного изгиба (см)
|
|
0,1
|
0,5
|
6,4
|
|
0,2
|
0,4
|
9,4
|
|
0,25
|
0,35
|
12,6
|
|
0,3
|
0,3
|
18,2
|
Как видно из полученных результатов расчёта, изгиб консольной лопасти на конце трубы
для создания уширенной пяты, а, следовательно, и диаметр уширения пяты микросваи,
зависят в большой степени от толщины трубы в месте выполненной кольцевой проточки,
т.е. d1 = d1(h). Графически такая зависимость представлена на рис. 4.
Рис. 4. Графическая интерпретация результатов примера расчёта (таблица 1).
Анализ полученных результатов расчёта показывает, что при создании микросваи средним
диаметром d1(ср) = 8 см (в зависимости от давления раствора в инъекторе
[2]), кольцевая проточка трубы менее 0,2 см (h ≥ 0,4 см), для условий рассматриваемой
задачи, не эффективна, т.к. в этом случае диаметр уширенной пяты микросваи практически
не превысит средний диаметр данной микросваи, т.е. d1 ≈ d1(ср).
Таким образом, для рассмотренных условий необходима кольцевая проточка глубиной
≥ 0,2 см, что позволяет создать необходимое уширение в пяте и, следовательно,
повысить несущую способность микросваи.
Определим несущую способность забивной микросваи c уширенной пятой и цементацией
грунтов, имеющей кольцевую проточку 0,25 см (см. третью строку в таблице 1) или
толщину консольной лопасти 0,35 см, что соответствует диаметру уширенной пяты микросваи
с учётом полученного изгиба в 12,6 см.
Тогда для 2 м микросваи усиления основания, получим несущую способность по боковой
поверхности Δ∑fℓ(м) = 2,45 тс (см. пример расчёта в
статье [3]). С учётом несущей способности грунта в основании микросваи (R = 2,57
тс), с уширенной пятой при диаметре 12,6 см, получим истинную несущую способность
микросваи длиной 2 м, расположенной под подошвой фундамента:
тс.
Данное значение практически на 40% превышает несущую способность аналогичной микросваи,
но выполненной без уширения в уровне пяты [4].