Теоретические основы прогноза расширения диаметра лидирующей скважины щебеночной буронабивной сваей в водонасыщенном грунте

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений, расположенных на слабых водонасыщенных глинистых фундаментах, часто возникает необходимость изменить их физико-механические свойства. В настоящее время для улучшения характеристик слабых грунтов применяются различные методы поверхностного и глубинного уплотнения. Известно, что в процессе глубокого уплотнения грунт сжимается под действием радиального напряжения на стенку лидирующей скважины с помощью шнека (в реверсивном движении), технологии устройства свайных фундаментов, ротора и т. п. В настоящей работе основное внимание уделено решению осесимметричной задачи консолидации грунтового цилиндра под воздействием радиального давления. Диаметр колодца при этом увеличивается в 2–3 раза и заполняется рабочим материалом – песчано-гравийной смесью. Целью данного исследования является проведение теоретического анализа, основанного на другом подходе к решению задачи о напряженно-деформированном состоянии слабого грунта при уплотнени слабых фундаментов и определении требуемых характеристик уплотненного композитного массива, преобразуемого щебеночной буронабивной сваей. Результаты исследования убедительно доказывают, что рассматриваемая технология, основанная на расширении диаметра лидирующей скважины в водонасыщенном грунте с помощью щебеночных свай-дрен, является одним из наиболее экономически выгодных и эффективных решений. Она может составить конкуренцию традиционным методам уплотнения и более дорогостоящему применению фундаментов глубокого заложения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. З. Тер-Мартиросян

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: gic-mgsu@mail.ru

д-р техн. наук, проректор, профессор кафедры механики грунтов и геотехники, главный научный сотрудник Научно-образовательного центра «Геотехника» им. З. Г. Тер-Мартиросяна

Россия, 129337, г. Москва, Ярославское ш., 26

Г. О. Анжело

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Email: nocgeo@mail.ru

канд. техн. наук, доцент

Россия, 129337, г. Москва, Ярославское ш., 26

М. Т. Чан

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Email: tranmanhthiem@gmail.com

аспирант

Россия, 129337, г. Москва, Ярославское ш., 26

Список литературы

  1. Романов Н.В., Расинэ Ж. Обзор современных методов усиления и стабилизации слабых оснований // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. Вып. 4 (115). С. 499–513.
  2. Богомолов А.Н., Пономарев А.Б., Мащенко А.В., Кузнецова А.С. Анализ влияния различных типов армирования на деформационные характеристики глинистого грунта // Вестник ВолгГАСУ. 2014. № 4 (35). С. 11.
  3. Мащенко А.В., Пономарев А.Б. Анализ изменения прочностных и деформационных свойств грунта, армированного геосинтетическими материалами при разной степени водонасыщения // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2014. № 4. С. 264–273.
  4. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Анжело Г.О. Взаимодействие щебеночной фильтрующей сваи с окружающим водонасыщенным глинистым грунтом и ростверком в составе свайно-плитного фундамента // Геотехника. 2019. Т. 11. № 1. С. 36–43. https://doi.org/10.25296/2221-5514-2019-11-1-36-43
  5. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Манукян А.В., Анжело Г.О. Взаимодействие сваи-дрены с окружающим уплотненным глинистым грунтом и ростверком с учетом фактора времени // Жилищное строительство. 2017. № 11. С. 26–29.
  6. Соколов Н.С. Один из случаев усиления основания деформированной противооползневой подпорной стены // Жилищное строительство. 2021. № 12. С. 23–27. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2021-12-23-27
  7. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Сидоров В.В. Опыт преобразования слабых водонасыщенных грунтов сваями конечной жесткости // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. Вып. 3 (114). С. 271–281.
  8. Ter-Martirosyan Z.G., Ter-Martirosyan A.Z., Buslov A.S., Anzhelo G.O. Interaction of the bored sand and gravel drain pile with the surrounding compacted loam soil and foundation raft taking into account rheological properties of the loam soil and non-linear properties of the drain pile. Conference Series Materials Science and Engineering. 301. 2018, pp. 1–7. https://doi.org/10.1088/1757-899X/301/1/012139
  9. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Анжело Г.О. Взаимодействие щебеночной сваи с окружающим грунтом и ростверком // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2019. № 3. С. 2–6. https://ofmg.ru/index.php/ofmg/article/view/6026
  10. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Анжело Г.О. Взаимодействие нефильтрующей щебеночной сваи (колонны) с окружающим консолидирующим грунтом и ростверком в составе свайно-плитного фундамента // Жилищное строительство. 2019. № 4. С. 19–23. https:// doi.org/10.31659/0044-4472-2019-4-19-23
  11. Анжело Г.О. Взаимодействие щебеночной сваи с окружающим грунтом и ростверком (плитой) при статической и вибрационной нагрузках: Дис. … канд. техн. наук. М., 2020. 139 с.
  12. Lane K.S., Keene P., Kjellman W. Consolidation of fine-grained soils by drain wells. Geotechnical Special Publication. 2002. Vol. 113 (118), pp. 324–360.
  13. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Ванина Ю.В. Длительная осадка и несущая способность оснований и фундаментов вблизи вертикальной выемки при разных параметрах вязкости грунта // Вестник МГСУ. 2023. No. 1, pp. 1664–1676. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2022.12.1664-1676
  14. Maltseva T.V., Trefilina E.R., Saltanova T.V. Deformed state of the bases buildings and structures from weak viscoelastic soils. Magazine of Civil Engineering. 2020. No. 95 (3), pp. 119–130. https:// doi.org/10.18720/MCE.95.11
  15. Тер-Мартиросян А.З. Взаимодействие фундаментов зданий и сооружений с водонасыщенным основанием при учете нелинейных и реологических свойств грунтов: Дис. … д-ра техн. наук. М., 2016. 324 с.
  16. Кулькарни К.Р. Некоторые осесимметричные задачи консолидации многофазных глинистых грунтов с учетом ползучести их скелета: Дис. … канд. техн. наук. М., 1973. 231 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Принципиальная схема сокращения пути фильтрации воды при консолидации при использовании щебеночных дрен (стрелками показаны направления движения воды) [10]

Скачать (111KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема размещения в плане щебеночных свай-дрен, расположенных на вершинах равносторонних треугольников [11]: 1 – щебеночная свая; 2 – зона уплотнения

Скачать (86KB)
Метаданные
4. Рис. 3. К расчету уплотнения грунтов при помощи вертикальных дрен2: а – схема песчаной дрены; b – зависимость степени уплотнения Uz и Ur от фактора времени T

Скачать (83KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Расчетная схема расширения лидирующей скважины в процессе изготовления сваи (а) и технологии ее расширения (b) [13]

Скачать (104KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Рассеивание избыточного порового давления вокруг лидирующей скважины при принудительном расширении ее радиуса (Uw1), u то же при медленном ее расширении (Uw2)

Скачать (68KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Кривые зависимости порового давления от радиуса r при различных времени t при решении (10) с помощью Mathcad

Скачать (103KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Кривые зависимости порового давления от времени t при различных радиусах r по формуле (28)

Скачать (94KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Зависимость uw(t)/pa при r=b от логарифма времени при различных n=b/a и других параметрах cr, kr

Скачать (126KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Зависимость U(t)/U(∞) при r=b (степени консолидации) от логарифма времени при различных n=b/a и других параметрах cr, kr

Скачать (93KB)
Метаданные

Примечание

Основная идея статьи принадлежит профессору Завену Григорьевичу Тер-Мартиросяну и посвящается его памяти.


© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2024