Способ укрепления оползневых откосов сваями Советский патент 1993 года по МПК E02D3/08 E02D17/20 

ел

С

Использование: укрепление оползневых откосов в промышленном, гражданском и транспортном строительстве. Сущность изобретения: осуществляют забивку свай в образуемые на заданном расстоянии лидер- ные скважины. Перед забивкой свай определяют коэффициент Ку запаса устойчивости откоса, величину которого принимают (1,02-1,1). Сваи забивают участками с промежутками между ними. Ведется выдерживание укрепляемого участка до восстановления принятого значения Ку. Производится забивка свай в промежутках между их участками. Длину участка и расстояние между ними определяют по приве- денной в описании изобретения математической зависимости. После забивки свай в промежутках между их участками может выполняться забивка дополнительных рядов свай параллельно основным, начальный из которых размещают первым от подошвы откоса. 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и может быть использовано при укреплении оползающих откосов в транспортном, промышленном и гражданском строительстве.

Известен способ укрепления оползающих откосов буровыми сваями.

Недостатком этого способа является необходимость применения обсадных труб, а также отсутствие уплотнения грунта, что снижает эффективность свайного укрепления.

Известен способ укрепления оползней забивными сваями, погружаемыми в лидер- ные скважины. Этот способ принят за прототип.

Недостатком этого способа является необходимость бурения лидерных скважин, чтобы исключить расклинивание откоса сваями, и отсутствие уплотнения грунта откоса,

что снижает эффективность свайных укреплений.

Целью изобретения является повышение эффективности свайных укреплений путем забивки в оползающий откос свай, без использования лидерных скважин, повышение эффективности уплотнения грунта откоса сваями.

Для достижения этой цели сваи забивают в откос участками, причем длина участка определяется из условия, чтобы коэффициент запаса устойчивости Ку откоса при забивке свай, составлял Ку 1,02-1,1, а длина промежутка между участками определяется из того же условия. Значение Ку 1,02 рекомендуется принимать для грунтов, прочность которых уменьшается незначительно при забивке свай, например, на 15-20%. Приуменьшении прочности грунта в результате забивки свай практически до нуля рекомендуется принимать значения Ку 1,1.

VJ 00

чэ ел ю

CJ

Значение Ку 1,02-1,1 обычно назначают при укреплении откосов сваями; При необходимости, длину участка и промежутков уточняют при забивке свай путем наблюдения за деформациями (скоростью оползания откоса) при забивке каждой последующей сваи или группы свай, чтобы избежать чрезмерных деформаций откоса, опасных для эксг) сооружения.

После забив.ки отдельных участков, приступают к забивке ,св;эй. в промежутках между участками, после того как грунт откоса участка упрочняется в результате забивки свай до такой степени, что будет обеспечена устойчивость откоса промежутка при забивке в него свай с коэффициентом устойчивости Ку 1,02-1,1. Степень увеличения прочности грунта в зависимости от времени прошедшего после забивки сваи в грунт, определяется по известным формулам.

На фиг. 1 показана схема разрушения откоса перед сваей, вид сверху; на фиг. 2 - схема разрушения откоса перед участком ряда свай, вид сверху; на фиг, 3 - схема разрушения откоса перед двумя участками рядов свай и промежутком между ними; на фиг. 4 - схема разрушения откоса перед сваями, поперечный разрез откоса.

При забивке сваи 1 в откос, возникает расклинивающая сила Н, значение которой добавляется к значению сдвигающей силы от веса грунта откоса. При этом возможно обрушение откоса перед сваями 1 в виде блока грунта по боковым поверхностям скольжения 2 блока откоса, перпендикулярным подошве откоса 3 и проходящим через края отдельной сваи 1, а при наличии ряда или нескольких рядов свай 1, через внешние грани крайних свай 1 свайного укрепления по поверхности отрыва 4, а также по поверхности скольжения 5, существующей в грунте при отсутствии свай 1, и по поверхности скольжения 6, в уровне острия свай 1, возникновение которой возможно при забивке

Формула изобретения 1. Способ укрепления оползневых откосов сваями путем их забивки в образуемые на заданном расстоянии лидерные скважины, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности укрепления, перед забивкой свай осуществляют определение коэффициента запаса устойчивости откоса Ку, величину которого принимают 1,02-1,1, забивку свай ведут участками с промежутками между ними, после чего осуществляют выдерживание укрепляемого

свай 1 в результате возможного уменьшения прочности грунта и действия расклинивающих вил Н. Силами, препятствующими разрушению грунта откоса являются силы,

обусловленные сцеплением грунта С и углом внутреннего трения р по боковым поверхностям скольжения 2 блока откоса, силами сцепления грунта С по поверхности отрыва 4, проходящей через внешние грани

свай 1, ближайшие к бровке откоса, а также силами трения по поверхности скольжения 5 или 6. В этом случае значение коэффициента запаса устойчивости откоса Ку, определяется приближенно по формуле

к (-Ч ) -I -P2+2Pi +Р3 у(п-1) + пЧЧ

(1)

где п - количество свай 1 в укреплении; | - расстояние между осями свай 1;

ш - сдвигающая сила по поверхности скольжения 5 или 6 от веса грунта откоса на 1 пог.м свайного укрепления;

Рч - удерживающая сила по боковой поверхности 2 блока обрушения грунта;

2 удерживающая сила по поверхности скольжения 5 или 6, на 1 пог.м свайного укрепления;

Рз - удерживающая сила по поверхно- сти отрыва 4;

Н - сила расклинивания грунта откоса, возникающая при забивке сваи 1, определяется по формуле

Н d h . РСр, или Н 0,5 гг d h Рср, где d -диаметр сваи 1 круглого сечения или сторона сваи 1 квадратного поперечного сечения;

Рср - среднее давление грунта по боковой поверхности сваи 1, возникающее в процессе ее забивки на глубину h, определяемые по известным формулам,

Длина промежутка между участками определяется также из формулы (1),

участка откоса до восстановления принято- го значения коэффициента устойчивости, а затем производят забивку свай в промежутках между их участками, при этом длину участка свай и расстояние между участками определяют из зависимости

(п -1 ) Ч Р2 +2 Pi +Рз (п - 1 ) Ч -ftJ + n Н

Kv

где п - количество свай;

I - расстояние между осями свай;

со- сдвигающая сила по поверхности скольжения от веса грунта откоса на 1 м;

PI - удерживающая сила по боковой поверхности обрушения грунта;

2 - удерживающая сила по поверхности скольжения на 1 м;

Рз - удерживающая сила по поверхности отрыва;

Н - сила расклинивания грунта откоса, равная d h РСр;

о л

л

V..U . X,

fljvrr О

-h . «- -

d - диаметр сваи или размер стороны при квадратном сечении;

РСр - среднее давление грунта на боковую поверхность сваи;

h - глубина забивки сваи.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что после забивки свай в промежутках между их участками ведут забивку дополнительных рядов свай параллельно основным, начальный из которых размещают первым от подошвы откоса.