Керлинг-строй на обособленных грунтовых столбах и стенах

Принято считать, что давления фундаментов с прямоугольной подошвой, получивших широкое применение в строительном производстве, распределяются в грунтовых объемах некоторых усеченных пирамид, которые, согласно требованиям п. 5.1.2 СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений», необходимо подвергать деформационным прогнозам, и только в пяти случаях (п. 5.1.3) – дополнительно прогнозам прочности.

Исходные данные для прогнозирований, как правило, определяют в лабораторных условиях на специальных приборах, называемых стабилометрами. Было бы логично, если бы в стабилометрах испытывались образцы усеченных пирамид, но в большинстве случаев они представляют собой столбовидную форму, как правило цилиндр, заключенный в тонкую резиновую оболочку. Такой образец помещают в камеру из прозрачной пластмассы и подвергают боковому обжатию давлением жидкости и штока на верхний торец.

Особенностью испытаний образцов на стабилометрах является то, что боковое давление воды воздействует на них горизонтально. Стабилометры позволяют точно определять параметры напряженно деформированного состояния (НДС) образцов, но для реального проектирования грунтовых оснований эти показатели не являются достоверными и только потому, что в них нет цилиндрических образований. Однако, если в теле усеченной пирамиды по периметру подошвы фундамента провести условные вертикальные плоскости, мы получим необособленный столб в виде призмы с воздействующими на него боковыми усилиями, отличающимися по направлению от усилий, воспринимаемых испытываемыми образцами.

Действуя под углом к горизонтальным плоскостям, боковые усилия необособленных столбов формируют новую пирамиду, наклонные грани которой, при условии передач на основания максимально возможных давлений, являются причиной выскальзывания из-под фундамента нижерасположенного грунта. Поэтому в сплошных грунтовых основаниях для предотвращения выскальзывания грунта на поверхность пришлось бы фундаменты закладывать на значительные глубины.

Необособленные столбы могли бы быть обособленными, если бы, к примеру, их стали отделять от окружающего массива поверхностями скольжения. Тогда напряженное состояние оснований имело бы комбинированную форму. Поверхности скольжения образуют замкнутые щели, заполненные пластичным материалом, например смесью глинопорошка с отработанным машинным маслом. Устройство замкнутых щелей и заполнение их пластичной глиной должно осуществляться оборудованием, которое давно используется при устройстве противофильтрационных завес, или аналогичным, способным продавливать и заполнять очень тонкие вертикальные щели после изготовления или монтажа фундаментов.

Вертикальная сдвиговая податливость пластичной водонепроницаемой рубашки и снижение трения на ее внутренней поверхности за счет вытесняемой из расплющивающих грунтовых пор воды обеспечивают продвижение столба при боковом отпоре грунта, действующем практически горизонтально. Вертикальная и горизонтальная деформация столба осуществляется без распределения вертикальных напряжений, поэтому напряженно-деформируемое состояние столбов становится значительно ближе к НДС испытываемых в стабилометрах образцов.

С полным содержанием этого номера Вы можете ознакомиться здесь

Полную версию статьи Вы можете прочитать в нашем печатном издании или подписавшись на электронную версию нашего журнала

Текст: ВИКТОР ИРХИН, инженер-строитель, изобретатель