International research journal

Основные результаты 
Результаты испытаний в виде графиков «осадка-давление» для трех серий экспериментов представлены на рис.2. 
Графики построены по осредненным значениям нескольких экспериментов в каждой серии. 
Рис. 2 – Вертикальные деформации штампа:
1–грунтовый массив без усиления (1-я серия); 2– усиление грунта песчаными сваями длиной 
200 мм (2-я серия);3– усиление грунта песчаными сваями длиной 300 мм (3-я серия) 
 
На основании изучения графиков осадки штампа в зависимости от давления графиков можно сделать следующие 
выводы: 
а) при значении предварительно заданной предельно допустимой осадки штампа величиной в 10см, предельное 
давление составило: 
– на основание без усиления – 73 кПа; 
– на основание с усилением песчаными сваями длиной 200мм – 145 кПа; 
– на основание с усилением песчаными сваями длиной 300мм – 156 кПа; 
б) устройство песчаных свай в массиве слабого водонасыщенного глинистого грунта привело к увеличению 
предельной нагрузки до 2,1 раз. 
в) в образцах 3-й серии песчаные сваи выполнены длиной 300 мм с устройством их через прослойку песчаного 
грунта непосредственно под подошвой штампа. Однако, в сравнении с образцами 2-й серии, где песчаные сваи 
выполнены длиной 200 мм только в пределах слабого слоя грунта, предельная нагрузка на основание возросла всего 
лишь на 7,5%, что говорит о неэффективности сопряжения песчаных свай непосредственно со штампом.
Результаты испытаний образцов 1-й серии на примере одного эксперимента представлены на рис.3 
а) 
б) 
в) 
Рис. 3 – Результаты испытаний 1-й серии образцов: а) 1, 2 положение штампа до и после испытаний; б) влажность 
грунта в различных зонах массива после испытаний; в) плотность грунта в различных зонах массива после 
испытаний 
Как видно из схемы (а), к концу испытаний наблюдается потеря устойчивости штампа, сопровождающийся 
небольшим выпором на поверхности величиной около 15 мм, что свидетельствует о достижении давления на основание 
своего предельного значения. К окончанию эксперимента под штампом формируется деформационное ядро 
уплотнения, о чем свидетельствуют контрольные измерения влажности и плотности в различных точках массива (схемы 
б и в). На поверхности слабого грунта наблюдается углубление величиной до 58 мм. Миграция воды происходит в 
направлении от деформационного ядра вниз и в стороны. Существенное изменение плотности массива и влажности 
распространяется на глубину до 1,5 диаметров штампа. 

---

Международный научно-исследовательский журнал ▪ № 1 (103) ▪ Часть 1 ▪Январь 
126 
Результаты испытаний образцов 2-й и 3-й серий с армированием слабого основания песчаными сваями 
представлены на рис. 4 и 5.
а) 
б) 
в) 
Рис. 4 – Результаты испытаний 2-й серии образцов: а) 1, 2 положение штампа до и после испытаний; б) влажность 
грунта в различных зонах массива после испытаний; в) плотность грунта 
в различных зонах массива после испытаний 
Для образцов 2-й серии уплотненная зона грунта образуется практически в пределах всей длины песчаных свай. 
При этом за счет бокового давления грунта несколько увеличились расстояния между сваями, однако сваи практически 
сохранили свою вертикальность. Как видно на схемах рис.4, на поверхности грунта наблюдается углубление величиной 
до 5,6 см, поэтому вертикальные деформации средних свай в массиве слабого грунта существенно больше, примерно 
равные диаметру свай после расширения. Что свидетельствует о том, что нагрузка на сваи в пределах штампа передается 
не равномерно, средние сваи нагружены больше. 
По сравнению с массивом грунта без армирования, глубина изменения плотности и влажности грунта существенно 
больше, практически равна мощности образца. Движение воды происходит в основном из центральной зоны в боковые 
зоны лотка, в горизонтальном направлении. В боковых частях лотка примерно на уровне низа свай находятся зоны с 
максимальным увеличением влажности образца.
В песчаных сваях также произошло существенное изменение влажности в большую сторону. 
а) 
б) 
в) 
Рис. 5 – Результаты испытаний 3-й серии образцов: а) 1, 2 положение штампа до и после испытаний; б) влажность 
грунта в различных зонах массива после испытаний; в) плотность грунта 
в различных зонах массива после испытаний 
Влажность в песчаных сваях после окончания эксперимента составила порядка 10% – 17% – 12% в верхней, средней 
и нижней зонах соответственно, при изначальной влажности песка в 3%. Указанное изменение влажности 
свидетельствует о том, что значительное количество влаги фильтруется в тело песчаных свай, как дренирующих 
элементов. 
Для образцов 3-й серии наблюдается деформирование свай в горизонтальном направлении с изгибом, что 
свидетельствует о чрезмерной гибкости свай в связи с большим соотношением диаметра свай к длине. Как показали 
измерения плотности грунта после проведения эксперимента, уплотненная зона грунта для этой серии образовалась 
только в пределах верхней зоны песчаных свай. Поэтому, боковое расширение грунта в пределах уплотненной зоны 
привело к изгибу свай в горизонтальном направлении в стороны, а нижние зоны свай при этом сохраняли свою 
вертикальность. Однако, ввиду передачи нагрузки от штампа непосредственно на сваи, произошло существенное 
проскальзывание их в массиве. Для средних свай величина деформаций проскальзывания существенно больше, чем для 
крайних свай. Изгиб свай привел к существенному снижению их несущей способности, поэтому деформации штампа 
для 3-й серии незначительно отличаются от деформаций образцов 2 серии. 

---

Международный научно-исследовательский журнал ▪ № 1 (103) ▪ Часть 1 ▪Январь 
127