Несущая способность основания, усиленного выштампованными микросваями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.02, кандидат технических наук Мирошниченко, Роман Васильевич

• Мирошниченко, Роман Васильевич
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мирошниченко, Роман Васильевич

Введение.

Глава 1. Анализ методов закрепления оснований при реконструкции зданий.

1.1. Необходимость усиления оснований фундаментов зданий (на примере г. Санкт-Петербурга).

1.2. Инженерно-геологические особенности г. Санкт-Петербурга.

1.3. Анализ существующих методов закрепления оснований фундаментов.

1.4. Краткий обзор состояния исследования предельного сопротивления оснований.

1.5. Выводы по главе, цели и задачи исследований.

Глава 2. Исследование прочностных и деформативных свойств закреплённых оснований.!.

2.1. Экспериментальные исследования предельного сопротивления основания.

2.1.1. Методика проведения штамповых исследований.

2.1.2. Основные результаты штамповых испытаний.

2.2. Теоретическое определение величины предельного сопротивления основания и осадки штампа, закреплённого выштампованными микросваями.

2.2.1. Методика расчёта несущей способности закреплённого основания.

2.2.2. Методика расчёта осадки на закреплённом основании.

2.3. Анализ экспериментальных данных и результатов расчётов по предложенной методике.

2.4. Выводы по второй главе.

Глава 3. Экспериментальные полевые исследования оснований.

3.1. Задачи и методика полевых штамповых экспериментов.

3.2. Полевые исследования влияния выштампованных микросвай на уплотнение грунтового основания.

3.2.1. Инженерно-геологические и гидрогеологические особенности экспериментальной площадки №2.

3.2.2. Динамическое зондирование грунтов основания.

3.2.3. Визуальное обследование тела выштампованной микросваи.

3.3. Экспериментальные исследования по определению модуля деформации материала микросваи.

3.4. Выводы по третьей главе.

Глава 4. Численное моделирование работы фундаментов и основания, усиленного микросваями.

4.1. Сравнение результатов численного моделирования с данными натурного эксперимента.

4.2. Сравнение результатов численного моделирования с данными лабораторных опытов.

4.3. Выводы по четвертой главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Несущая способность основания, усиленного выштампованными микросваями»

Актуальность темы. В настоящее время всё более актуальной становится проблема сохранения зданий и сооружений в исторических городах России. К таким городам относится и Санкт-Петербург, где значительная часть зданий и сооружений находится в неудовлетворительном состоянии, многие из них нуждаются в реконструкции и в восстановлении.

Основным фактором, негативно влияющим на состояние зданий и сооружений, являются неравномерные осадки, которые могут быть вызваны рядом условий: сложностью инженерно-геологических условий площадки; изменением гидрогеологического режима площадки ведущего к гниению деревянных лежней и свай; динамическим воздействием от транспорта; влиянием от строительства окружающих зданий. Все перечисленные условия, ведущие к неравномерным осадкам зданий и сооружений, оказывают негативное влияние на основания фундаментов. В силу этого при реконструкции особое внимание необходимо уделять состоянию основания как первопричине имеющих место разрушений.

В настоящее время существуют различные технологии по усилению грунтов оснований как при реконструкции зданий и сооружений, так и при новом строительстве. Каждая технология такого усиления обладает рядом достоинств и недостатков. Существенным недостатком некоторых технологий является возможность применения их лишь в некотором диапазоне грунтовых условий. В грунтовых условиях центральной части г. Санкт-Петербурга наиболее оптимальными являются те технологии, которые способны усиливать основания сложенные из песков, от пылеватых до средней крупности, насыщенных водой.

Выбор того или иного метода усиления основания должен быть научно и экономически обоснован при разработке рабочего проекта усиления. Результат усиления должен обеспечивать надёжную и безаварийную работу основания фундаментов.

Существует значительное количество публикаций, посвященных особенностям технологий усиления оснований фундаментов различными методами в различных инженерно-геологических условиях. Многие методики получили достаточное изучение и были опробованы на объектах реконструкции в различных странах мира.

Основным недостатком многих методик усиления является отсутствие расчётных обоснований, чётких пределов их применимости для грунтов. При этом можно отметить, что проведено малое количество комплексных исследований по усилению оснований, сложенных различными грунтами.

Целью диссертации является установление общих закономерностей взаимодействия грунтов с выштампованными микросваями, определение несущей способности усиленного основания и разработка методики расчёта.

Для осуществления указанной цели в диссертации были поставлены следующие задачи:

1. Провести лотковые лабораторные исследования особенности работы оснований, усиленных выштампованными микросваями:

2. Выполнить натурные штамповые испытания основания, усиленного выштампованными микросваями.

3. Оценить закономерности изменения прочностных и деформационных свойств основания в околосвайном пространстве.

4. Численно промоделировать работу основания, усиленного микросваями, и сравнить полученные данные с результатами экспериментов.

5. Разработать методику расчёта несущей способности оснований, уси ленных выштампованными микросваями, с установлением минимального необходимого числа микросвай усиления в зависимости от степени нагруже-ния и свойств грунтов основания.

6. Внедрить предложенную методику на реальных объектах реконструкции.

Для выполнения поставленных задач были выбраны следующие пути решения:

1. Выполнен обзор состояния инженерно-геологических условий Санкт-Петербурга, на площадках которого проводились исследования и внедрение разработок.

2. Разработаны технологические приёмы и проанализированы особенности усиления оснований выштампованными микросваями.

3. Проведены лабораторные штамповые исследования на усиленных основаниях. Выявлены закономерности формирования предельного давления на основания и установлены осадки штампа в зависимости от угла наклона и количества микросвай.

4. Определена степень уплотнения грунтового основания (методом динамического зондирования) в околосвайном пространстве на реальном объекте реконструкции.

5. В полевых условиях проведён штамповый эксперимент на основании, усиленном выштампованными микросваями.

Научная новизна представленной работы заключается в следующем:

1. Разработан метод усиления грунтов в основании существующих фундаментов микросваями, позволяющий направленно формировать несущую способность усиленного массива грунта.

2. Определены зоны уплотнения грунтового основания с соответствующими изменениями прочностных и деформационных характеристик грунтов в околосвайном пространстве.

3. Разработана методика расчёта несущей способности оснований с определением необходимого количества микросвай усиления.

Практическая ценность работы состоит в разработке методики расчёта несущей способности оснований фундаментов реконструируемых зданий и сооружений при усилении песчаных оснований выштампованными микросваями. Предложенные методы позволяют выполнить расчёт необходимого количества выштампованных микросвай при реконструкции зданий и сооружений.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ.

Апробация результатов исследования Основные положения работы были доложены: на конференции студентов, аспирантов и молодых ученых ПГУПС, Санкт-Петербург, 2006г.; на конференции студентов, аспирантов и молодых ученых ПГУПС, Санкт-Петербург, 2007г.; на 61-й международной научно-технической конференции молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов, СПбГАСУ, Санкт-Петербург, 2008г.; на конференции студентов, аспирантов и молодых ученых ПГУПС, Санкт-Петербург, 2008г.; на 62-й международной научно-технической конференции молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов, СПбГАСУ, Санкт-Петербург, 2009г.; на 66-й конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ, Санкт-Петербург, 2009г.; на конференции студентов, аспирантов и молодых ученых ПГУПС, Санкт-Петербург, 2009г.

На защиту выносятся:

1. Методика экспериментальных исследований влияния усиления песчаных грунтов выштампованными микросваями на несущую способность основания.

2. Методика расчёта повышения несущей способности оснований с определением необходимого количества микросвай усиления.

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ УСИЛЕНИЯ ОСНОВАНИЙ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ