Устройство песчаных свай

Обеспечивает эффективное уплот­нение грунтов. При забивке в грунт вокруг металлической тру­бы возникает зона уплотненного грунта за счет вытеснения грун­та из полости образующейся сваи. При забивке сваи диаметром 40-50 см образуется зона уплотненного грунта радиусом до 1,5 м от центра свай. Работа песчаных свай отличается от работы висячих железобетонных свай, вокруг которых тоже возникает уплотненная зона, так как модуль деформации железобетонной сваи во много раз превышает модуль общей деформации грун­тов, уплотняемых сваями (3-5 МПа). Модуль же деформации песчаной сваи 10-15 МПа и незначительно отличается от модуля общей деформации грунтов, окружающих песчаную сваю, поэтому нагрузка воспринимается песчаной сваей вместе с окру­жающим ее уплотненным грунтом. Фундамент, расположенный на основании, уплотненном песчаными сваями, рассчитывается как фундамент на естественном основании и принимается мо­дуль общей деформации грунта после уплотнения песчаными сваями.

Для того чтобы произошла консолидация слабых водонасыщенных глинистых грунтов после устройства вертикальных дрен, необходимо обеспечить отжатие поровой воды из грунта. При устройстве песчаных свай пригрузочная насыпь не требует­ся. После забивки металлической трубы в грунт в уплотненной зоне возникают большие напряжения  (на контакте напряжения достигают до 0,8 МПа), которые воспринимаются поровой водой, и под действием этого давления вода перемещается в песчаную сваю. При устройстве песчаных свай уплотнение водонасыщенных глинистых грунтов происходит быстрее, чем при забивке железобетонных свай.

Глубинное уплотнение слабых водонасыщенных глинистых грунтов с помощью песчаных свай осуществляется следующим образом. На площадке, где предполагается устроить песчаные сваи, отсыпают песчаную подушку толщиной 0,5-0,7 м для бес­препятственного прохода механизмов. Затем с помощью колыш­ков размечают места размещения песчаных свай в соответствии с чертежом. Песчаные сваи устраивают так же, как и вертикальные дрены.

Песок для заполнения свай должен быть средним или круп­ным с содержанием пылеватых частиц не более 10% и глинистых не более 3%. В песчаных сваях (в отличие от дрен) необходимо очень тщательно уплотнить песок. Наиболее часто применяется уплотнение по методу "свая в сваю". После извлечения трубы из грунта створки башмака закрываются, на них надевают коль­цо и трубу снова погружают в тело сваи. Грунт считается доста­точно уплотненным, если труба погружается до глубины 0,8 от длины песчаной сваи. Затем в трубу снова засыпают песок порциями и извлекают трубу из грунта. Сверху песчаных свай устраивают песчаную подушку. Песчаные сваи обеспечивают необходимое уплотнение слабых водонасыщенных глинистых грунтов, так как их диаметр вместо 40-50 см получается рав­ным 60-70 см и, кроме того, достигается непрерывность песчаных свай по всей длине.

Сваи устраивают от периметра к центру рядами сначала 1, 3, 5-й ряд и т.д., затем 2, 4, 6-й ряд и т.д. При выполнении работ в зимнее время необходимо принимать меры по недопущению смерзания песка в комья.

При проектировании основания с песчаными сваями опреде­ляют модуль общей деформации сильно сжимаемых водонасы­щенных глинистых грунтов после их уплотнения, а также угол внутреннего трения и сцепление грунтов основания.

Песчаные сваи обычно устраивают под всем зданием; крайние сваи располагаются за пределами крайних осей фундаментов на расстоянии 2-2,5 м. При устройстве песчаных свай для фунда­ментов промышленных сооружений крайний ряд песчаных свай должен находиться за краем фундамента на расстоянии 0,2-0,3 ширины фундамента. Площадь уплотняемого основания прини­мается   равной   площади,   оконтуренной   песчаными  сваями.

Длина песчаных свай принимается с таким расчетом, чтобы была пройдена вся сжимаемая зона грунтов основания, и должна быть не менее двух ширин для прямоугольных фундаментов и не менее трех-четырех ширин для ленточных фундаментов.