Гидротехнические сооружения. Том II

I. Г РУНТЫ ; КАК ОСНОВАНИЯ СООРУЖЕНИЙ

4. ВЛИЯНИЕ ЗАБИВКИ СВАЙ НА СТРУКТУРУ ГЛИНЫ Перед тем как приступить к приложению изло женных принципов к аиализу явления осадки сооружений, мы должны обсудить важность того изменения структуры, что происходит при за бивке свай. Чтобы получить убедительные данные по этому вопросу, мы должны использовать результаты некоторых трудоемких исследований. Для этого нужно было забить отдельные сваи и группы свай в девственную почву. На каждом уровне брались образцы грунта на различных расстояниях от сваи; кроме того добы вался по меньшей мере один образец достаточно далеко от сван, чтобы можно было иметь уверен ность в отсутствии какого-либо влияния забивки свай на структуру глины в этом месте. Рассмотрение характера движения глины, пере мещенной при забивке свай, заставляет отметить, что глина сжимается кверху между сваями. Останавливают на себе внимание вибрации в грунте и боковой изгиб его при каждом ударе бабы, равным образом колебания н движение вверх грунта между сваями (отдача при ударе бабы); эти наблюдения сделаны во время по стройки свайного основания на бостонской глине; сваи деревянные. В результате можно притти к следующей при близительной оценке явлений в применении к сваям обычных размеров: глина, непосред ственно прилегающая к свае на толщину И диа метра сваи, имеет совершенно нарушенную струк туру; на расстоянии в Н/2 диаметра сваи она еще достаточно увеличивает свою сжимаемость. Хорошо известно, что сваи, забитые в глину и некоторые илистые грунты, передают свою на грузку грунту главным образом благодаря по верхностному трению. Достаточно ознакомиться с трудами Терцаги и Whangpoo Qonservaney Board. Из этих материалов видно, что сопроти вление под концом сваи, забитой в глину, не превышает 20% ее временного сопротивления нагрузке і . Для меньших нагрузок процент воз растает; вероятно, что в пределах допустимой нагрузки на сваю все давление на нее передается грунту трением по поверхности сваи. Хотя бы мы даже знали определенно, что на грузка на сваи главным образом передается глине посредством трения, мы не имеем никаких све дений о распределении этого трения по длине сваи. Это важное обстоятельство, которое тре бует трудоемких экспериментальных исследова ний в крупном масштабе, прежде чем принять гипотезу, достойную доверия. Это исключительно сложный вопрос благодаря тому обстоятельству, что интенсивность и распре деление трения изменяются по мере увеличения плотности глины между сваями. Если только сваи сами по себе не облегчают дренажа, уплотнение произойдет, начиная от по верхности книзу, так что сопротивление глины скалыванию и, следовательно, трение вдоль верх ней части сван увеличится прежде, чем подобное увеличение может произойти вдоль нижней части сваи. С другой стороны возможно, что с течением времени взаимное перемещение сваи относи тельно грунта повлечет за собой еще большую 1 Обычно оно равно 15%.

іцего слоя, тогда как в условиях ее залега ния она несет лишь небольшую часть этой на грузки. Разница в^сжимаемости глины в естественном состоянии и в нарушенном значительно изме няется для различных глин. Амплитуда колебания этой разницы может служить мерилом структур ного эффекта глины. Вполне вероятно, что для структуры, напоми нающей сотовый мед, эта разница должна быть меньше, чем для структуры, показанной на рис. 189, образованной системой больших ячеек, вмещаю щих в себе более крупные зерна, и ячеистой структурой второго порядка из малых зерен и хлопьев коллоидальной глины. Эти хлопья в свою очередь составляют ячеистую структуру еще меньшего порядка. С точки зрения опытов с образцами важно знать, что собственно происходит в глине после удаления внешней нагрузки. Как рессора или губка, сжимаемые нами, вы прямляются, чтобы занять свое первоначальное положение после удаления нагрузки, так и глина расширяется в объеме или разбухает, если положить в воду образец глины, вынутый из грунта. Однако, если образец держать в воде, он не может расширяться, так как поверхностного натя жения воды в микроскопических порах доста точно, чтобы помешать всякому увеличению объема. Точно так же мы должны ожидать, что вну тренние напряжения в ненарушенном образце сразу после извлечения последнего из грунта влияют в том отношении, что образец долгое время не увеличивает своего объема при поглощении воды. Но даже в том случае, если нет воды, которую глина могла бы в себя впитать, следуя своей спо собности увеличиваться в объеме, имеется воз можность постепенного уменьшения внутренних напряжений путем в н у т р е н н е г о р а з б у - х а н и я г л и н ы . Связующая глина, сильно уплот ненная, стремится увеличиться в объеме с силой, которой не испытывает внутриструктурная глиня ная мука. Другими словами, при сохранении внеш него объема внутри происходит процесс разбу хания связующей глины за счет поглощения ею воды из глинистой муки. Такое явление физически вполне возможно в узких пределах, вследствие чего нельзя при вести доводов в пользу отрицания внутреннего процесса разбухания, происходящего в образце глины при действии на него воды. Посмотрим теперь, что происходит при сжатии образца глины в приборе. Если бы не было процесса внутреннего разбу хания, не происходило бы сжатия образца при нагрузке меньшей или равной той, которую испы тал образец в условиях своего залегания в грунте. Если только внутренний процесс разбухания имеет место, то связующая глина начнет сжи маться при нагрузках гораздо меньших. Процесс, обратный внутреннему разбуханию, нельзя вос произвести, так как образец заключен в приборе во время опыта и потому не может свободно деформироваться. Трудно определить, в какой мере внутреннее разбухание или другие причины, например, неравномерное распределение давления в на чале опыта, сказывается на начальном сжатии образца.

13 Справочник