Влияние глубоких прорезей на снижение сил нагружающего трения

Весьма значительное влияние сил нагружающего трения на снижение несущей способности свай, уплотненных и закрепленных массивов и повышение их осадок привели к необходимости поиска путей и разработке мероприятий по полной ликвидации и снижению сил нагружающего трения. Одним из путей решения этого вопроса является устройство глубоких прорезей вокруг уплотненных, закрепленных массивов и свайных фундаментов, исключающих передачу на них сил нагружающего трения. Первые исследования в этом направлении проводились в Запорожье на армированном массиве, описанном выше.

Прорезь выполнялась вдоль короткой стороны армированного массива размером 12X16 м на длине 11м путем бурения на глубину 12 м скважин диаметром-190 мм с расстояниями в свету между ними 80—100 мм. Скважины располагались на расстоянии 1 м от армированного массива и 0,5 м от котлована для замачивания грунтов (см. рис. 27). Проходка часто расположенных скважин, которые оставались незаполненными, снизила площадь контакта армированного массива с прилегающим грунтом на глубину 12 м на 66%, а с учетом зоны просадки грунта, распространяющейся в каждую сторону на ширину 6—10 м, всего лишь на 20—30%.

Результаты замачивания грунтов из котлована показали достаточно высокую эффективность даже частичной отрезки армированного массива. Просадка грунта в котловане 2 началась через 3 суток, в то время как в котловане 1 только на 25-е сутки и проходила значительно интенсивнее. Уже при просадке поверхности грунта в котловане 12—15 мм произошел срыв ее по линии отрезки от армированного массива. В пределах замоченного котлована вдоль линии отрезки образовался центр просадочной воронки с величиной срыва грунта до 110 мм (см. рис. 27).
В связи с неполной отрезкой по глубине и в плане при просадке грунтов в котловане проходили дополнительные осадки и в армированном массиве в пределах глубин  ниже 14 м за счет сжатия подстилающего слоя естественного сложения. При этом за счет частичной отрезки сжатие подстилающего слоя оказалось в 2,5 раза меньше, чем при отсутствии ее с противоположной стороны армированного массива.

При частичной отрезке армированного массива происходит снижение дополнительных давлений, передающихся на армированный массив при просадке окружающих грунтов. Замер их показал, что если при отсутствии отрезки на глубине 14 м дополнительные напряжения в свае повысились на 1,2 МПа (см. рис. 28, а), то при наличии частичной отрезки максимальное их повышение на глубине 14, 5 м составило не более 0,52 МПа, т. е. в 2,3 раза меньше.

Вполне очевидно, что при более полной отрезке армированного массива от окружающего его грунта как по глубине, так и в плане эффективность ее будет значительно выше. При выполнении отрезки по всему периметру и на всю глубину вполне возможно полностью исключить влияние просадок окружающих грунтов на уплотненные, закрепленные массивы и свайные фундаменты. Справедливость этого положения в достаточной мере подтверждена экспериментальными исследованиями рассматриваемого в главе IV метода ускоренного замачивания опытных котлованов небольшой площади в плане.