СТАТЬИ АРБИР
 

  2016

  Декабрь   
  Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
28 29 30 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31 1
   

  
Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли свой пароль?


Геотехническии массив из бетонных армирующих элементов в основании высотного здания


ГЕОТЕХНИЧЕСКИИ МАССИВ ИЗ БЕТОННЫХ АРМИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ОСНОВАНИИ ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ

Толстель В.О.

ФБГОУ ВПО «Уральский государственный университет путей

сообщения», г. Екатеринбург, Россия

Vyachec[AT]mail.ru Разнообразие слабых грунтов и типов слагаемых ими оснований требует применения и разнообразных методов улучшения структуры оснований в смысле повышения их однородности и равнопрочности, а также их усиления в смысле повышения пределов прочности и снижения деформативности слагающих основание грунтов. Вообще принцип улучшения оснований или отдельных их частей, например поверхностным и глубинным уплотнением или химическим и цементным закреплением практикуется достаточно давно[2]. Однако сам термин «геотехнический массив», а также общая формулировка технического содержания этого искусственного образования, по-видимому, впервые были предложены в 70-х годах XX века уральским ученым-геотехником Б.Н.Мельниковым [3]. В настоящее время понятие «геотехнический массив», как комплекс мероприятий по улучшению и выравниванию механических свойств основания для обеспечения эффективной совместной с ним работы геотехнической части (в частности, фундамента) сооружения, а также различные схемы и методики создания геотехногенных структур в основании нашли широкое применение в строительстве. Одним из эффективных в смысле простоты и надежности, способов улучшения свойств оснований, прежде всего высотных зданий, является способ устройства, геотехнического массива с применением бетонных или железобетонных армирующих элементов (фактически крупноразмерных жестких включений). Способ позволяет на 20-40 % сократить материалоемкость и трудоемкость при устройстве «нулевых циклов» зданий и сооружений, а также существенно сократить сроки строительства. В результате описанный способ нашел уже довольно широкое применение в нашей стране, о чем свидетельствует перечень некоторых объектов, на которых он был применен в Москве, Перми, Самаре и Уфе[4].

Во всех этих случаях слабым инженерно-геологическим элементом основания были достаточно мощные, до (20...30) м слои пылевато-глинистых грунтов (суглинки и глины) во всем диапазоне их пластичности - от текучепластичной до полутвердой консистенции. Эти слои в одних случаях выветрелыми скальными и полускальными, а в других случаях крупнообломочными (дресвяно-гравелистыми и щебенисто-глыбовыми), не очень прочными грунтами. Эти подстилающие грунты, вообще-то, являются хорошим основанием как забивных, так и буронабивных свай. Проблема, однако, заключалась в том, что при большом расчетном весе перечисленных выше сооружений требовалось большое количество забивных или большеразмерных буронабивных свай большой длины. Это требовало очень больших затрат, а в случае буронабивных свай к этому добавлялась еще и сложность контроля качества выполнения свай, а также сложность и высокая стоимость проведения их испытаний. Как показывал технико-экономический анализ, в этих случаях весьма конкурентоспособным оказался описанный выше способ устройства геотехнического массива, при котором вместо слабого мелкодисперсного пылевато-глинистого грунта в основании создавался крупнооб ломочный валунно-глыбовый грунт с большим содержанием пылевато-глинистого заполнителя. При этом крупнообломочные элементы способствовали перераспределению напряжений в основании. При этом важно было создать относительно равномерное распределение армирующих элементов в армируемом слое, с тем, чтобы обеспечить примерно равномерную сжимаемость основания.

В городе Екатеринбурге выгодные для такого способа устройства основания оказались грунтовые условия на улице Вилонова, в районе левого притока реки Исеть - малой реки Основинки. В этом месте морфологически-гидрологическая система обусловила достаточно характерное для Среднего Урала залегание грунтов по элювиальной коре выветривания мезозойского, а иногда и четвертичного возраста, залегают склоновые отложения (делювий и пролювий), в толще которых расположены слабые аллювиальные или озерноболотные грунты. Именно эти грунты придают основаниям крупных, сложных в плане и, как правило, тяжелых сооружений неустойчивость и неоднородную сжимаемость [6].

Эквивалентный модуль деформации армированного основания определяется по формуле (1) и зависит от частоты размещения армирующих элементов, их деформативности и деформативности окружающего грунта:

Приведенный модуль деформаций искусственного основания («геомассива») в таком случае определяется по «методу смеси» на основе теории композитных материалов. При этом в качестве матрицы рассматривается естественный грунт с его природными характеристиками.

Расчет приведенного модуля деформации выполняется по формуле:

(1)

экв

где Erp - модуль деформации армируемого грунта;

Еарм - модуль деформации армирующего элемента;

Агр - площадь армируемого грунта;

Аарм - площадь армирующих элементов;

На данном месте при проектировании административно-парковочного комплекса размещение свай подбиралось таким образом, чтобы значение эквивалентного модуля на всех участках основания многоэтажного здания в плане составляло около 20,0 МПа, что примерно соответствует модулю деформации элювиальных дресвянистых и сапролитных грунтов.

Буронабивные бетонные сваи (свайные армирующие элементы - СВЭ) диаметром 600 мм не являются несущими, а только армируют аллювиальные грунты для повышения их жесткости. Поэтому для лучшего сцепления бетона с грунтом на большей части своей длины они выполнены без арматуры и с неровными боковыми поверхностями, что естественно упростило технологию и контроль их возведения.

Модуль деформации армирующего элемента по данным испытаний образцов грунтобетона составил 1550 МПа. При этом среднее значение коэффициента постели Cz по расчетам на различных участках площадки после армирования составило в среднем 4500 кН/м против примерно 3000 кН/м3 - до армирования. Общее количество армирующих бетонных элементов диаметром 600 мм на площадке составило 220 шт. при средней длине элементов 4,0-4,5 м. Поверх армирующих элементов расположен еще один необходимый элемент геомассива - щебеночная подушка толщиной 600 мм, которая способствует выравниванию давления по подошве фундаментной плиты и обеспечению средней осадки плиты на различных участках в пределах 5.6 см.

Таблица 1

Фрагмент таблицы с расчетными значениями коэффициентов постели геомассива

Зона

скважиныКоэффициент постели Расчетная осадка, см Несущая способность армирующей сваи по СП 50-102-2003

до арм. после арм. до арм. после арм.

1а3900 5000 5,1 4,0 303 кН (30,3 тс)

2а3200 4800 6,3 4,2 303 кН (30,3 тс)

3а5400 6700 3,7 3,0 303 кН (30,3 тс)

12500 3300 8,0 6,1 405 кН (40,5 тс)

22850 4080 7,0 4,9 610 кН (61,0 тс)

33000 4650 6,7 4,3 390 кН (39,0 тс)

42780 4300 7,2 4,7 450 кН (45,0 тс)

52500 4000 8,0 5,0 450 кН (45,0 тс)

При общей внешней простоте описанного выше технического решения, оно потребовало тщательных расчетов с применением, в том числе, современных нелинейных грунтовых моделей.

Библиографический список

Белянкин Г.И., Лушников В.В. Не украсят ли Екатеринбург Пизанские башни? // Десятые Уральские академические чтения. - Екатеринбург: Российская академия архитектуры и строительных наук (Уральское региональное отделение), 2005. - С. 143 - 147.

Горбунов-Посадов М.И., Ильичев В.А., Крутов В.И. и др.; под общ. Ред. Сорочана Е.А. и Трофименкова Ю.Г., Основания, фундаменты и подземные сооружения. М.: Стройиздат, 1985. - 480 с.

Мельников Б.Н., Нестеров А.И., Осипов В.И. Геотехногенные массивы как новый вид оснований инженерных сооружений. // Инженерная геология. 1985, № 2. С. 11-21.

Геомассив - НЬЮ ГРАУНДЮ URL: www.new-ground.ru/ index.html?id=4&eid=13

Алехин А.Н., Алехин А.А. Определение параметров нелинейной модели грунта по данным полевых испытаний / Геотехнические проблемы мегаполисов: Труды Международной конференции по геотехнике. - М., 2010 - С. 1201-1208

Алёхин А. Н. Алёхин А. А. Особенности устройства искусственной геотехнической структуры в слое слабого грунта основания многоэтажного здания в Екатеринбурге. Вестн. ПНИПУ. Строительство и архитектура. - Пермь:2014. - №3. - С. 41-51. л первого Президента России Б.Н.Ельцина








МОЙ АРБИТР. ПОДАЧА ДОКУМЕНТОВ В АРБИТРАЖНЫЕ СУДЫ
КАРТОТЕКА АРБИТРАЖНЫХ ДЕЛ
БАНК РЕШЕНИЙ АРБИТРАЖНЫХ СУДОВ
КАЛЕНДАРЬ СУДЕБНЫХ ЗАСЕДАНИЙ

ПОИСК ПО САЙТУ