'
Научный журнал «Вестник науки»

Режим работы с 09:00 по 23:00

zhurnal@vestnik-nauki.com

Информационное письмо

  1. Главная
    2. ›
  2. Архив
    3. ›
  3. Вестник науки №1 (70) том 3
    4. ›
  4. Научная статья № 160

Просмотры  34 просмотров

Семенова Н.А.

  


ПРОБЛЕМЫ ВОЗНИКАЮЩИЕ С НЕОБХОДИМОСТЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СЛАБЫХ ОСНОВАНИЙ *

  


Аннотация:
известно, что несущая способность по грунту Fd любой сваи является основным показателем для целей восприятий повышенных нагрузок от надфундаментных конструкций. Для достижений повышенных значений Fd для большинства технологий устройства заглубленных конструкций основным направлением является или увеличение диаметра сваи или ее длины. Вторым подходом увеличения Fd является прогрессивная технология устройства буровых свай с помощью промежуточных уширений. В статье рассматривается третий подход устройства буровых свай повышенной несущей способности, основанной на совместной работе грунтоцементной сваи, сваи SFA (НПШ) и окружающего массива грунта   

Ключевые слова:
буровая свая, несущая способность, грунтоцементная свая, электроразрядная технология, технология непрерывного проходного шнека SFA, грунтобетонная свая   


УДК 624.1

Семенова Н.А.

магистрант

Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова

(г. Чебоксары, Россия)

 

ПРОБЛЕМЫ ВОЗНИКАЮЩИЕ

С НЕОБХОДИМОСТЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ

НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СЛАБЫХ ОСНОВАНИЙ

 

Аннотация: известно, что несущая способность по грунту Fd любой сваи является основным показателем для целей восприятий повышенных нагрузок от надфундаментных конструкций. Для достижений повышенных значений Fd для большинства технологий устройства заглубленных конструкций основным направлением является или увеличение диаметра сваи или ее длины. Вторым подходом увеличения Fd является прогрессивная технология устройства буровых свай с помощью промежуточных уширений. В статье рассматривается третий подход устройства буровых свай повышенной несущей способности, основанной на совместной работе грунтоцементной сваи, сваи SFA (НПШ) и окружающего массива грунта.

 

Ключевые слова: буровая свая, несущая способность, грунтоцементная свая, электроразрядная технология, технология непрерывного проходного шнека SFA, грунтобетонная свая.

 

Устройство буровых свай повышенной несущей способности Fd является важной геотехнической задачей при возведении зданий повышенной этажности. Для достижения этой цели важно максимальное использование совместной работы сваи с грунтом, а также его фрикционных характеристик.

В настоящей статье рассматривается один их подходов устройства буровой сваи, являющиеся синтезом 3-х геотехнических технологий: 1. Get-технология – устройство грунтоцементных свай согласно «СП 291.1325800.2017 Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования Москва. 2017», 2. Технология SFA –устройство буроинъекционных свай с помощью непрерывных проходных шнеков (НПШ) в теле грунтоцементного массива вдоль его оси симметрии, как правило, диаметром не боле 300 мм, 3. Разрядно-импульсная технология устройства буроинъекционных свай. Электрогидравличекий эффект возникающий при обработке мелкозернистого бетона способствует внедрению его в грунтоцементный массив. Тем самым происходит более полное сцепление этих двух конструктивных элементов [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Это обстоятельство позволяет сконструировать принципиально новую заглубленную железобетонную конструкцию – грунтобетонную сваю.

Ниже на рис. 1 приведена принципиальная схема устройства этой сваи, в том числе на рис. 1 а – схема устройства буроинъекционной сваи SFA (НПШ) (поз. 2) внутри грунтоцементной сваи (поз. 1), а на рис. 1 б – схема устройства буроинъекционной сваи SFA (НПШ) (поз. 3) мелкозернистый бетон которой обработан с помощью электрогидравлической технологии и армирован пространственным каркасом (поз. 4), внутри грунтоцементного массива (поз. 1).

Заглубленная железобетонная конструкция – грунтобетонная свая приведенная на рис. 1 б в отличии от других типов имеет сложную конструкцию поперечного сечения. Несущим элементом служит электрогидравлически обработанная и армированная свая SFA (НПШ) (поз. 3). Ее несущая способность по наружной поверхности зависит от фрикционных характеристик грунтоцементной составляющей (поз.1) (см. рис.2).

Кроме того свая SFA (НПШ) совместно с грунтоцементным массивом работает как железобетонная свая трения по боковой поверхности с окружающим грунтом (см. рис. 3).

Таким образом, можно предложить следующий алгоритм определения несущей способности комплексной грунтобетонной сваи (ГБС):

  1. Гипотеза о том, что произойдет срыв сваи SFA (НПШ) по контактной наружной поверхности под внешним воздействием сосредоточенной нагрузки NI (см. рис. 2). При этом значения предельных сдвигающих сил по наиболее слабому бетону Nbxy,ult (грунтоцементный массив) следует определить по формуле (8.114) СП 63.13330.2012 Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»

Nbxy,ult=0,3·Rbt·Ab (1)

где Аb – рабочая площадь поперечного сечения бетона сваи по контакту с грунтоцементным массивом (принимается площадь наружной поверхности сваи SFA (НПШ)): Аb=πd·h, здесь d – диаметр сваи, м, h – ее длина, Rb – расчетное сопротивление бетона на осевое растяжение: принимается по табл. 6.8 СП 63.13330.2012.

Несущая способность Fd1 будет равной

Nbxy,ult, т.е. Fd1= Nbxy,ult. (2)

  1. Гипотеза о том, что срез сваи SFA (НПШ) совместно с грунтоцементным массивом произойдет по ненарушенному грунту от внешней нагрузки, предполагает определение несущей способности Fd2 по формуле (7.11) СП 24.13330.2011 Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». В том случае схема к расчету приведена на рис. 3.

Fd=γс(γсR·R·A+ γсf·uΣfi·hi). (3)

  1. Из двух значений Fd1 и Fd2 принимается в качестве нормативного значения Fd минимальное значение.

 

Рис. 1 Схема устройства грунтобетонной сваи (ГБС)

 

Рис. 2 Схема к определению несущей способности сваи SFA (НПШ)

по грунтоцементному основанию Fd1

1-грунтоцементный массив, 2 – свая SFA (НПШ)

 

Рис. 3 Схема к определению несущей способности сваи SFA (НПШ) совместно с грунтоцементным массивом по грунту (грунтобетонные сваи (ГВС): 1-грунтоцементный массив, 2 – свая SFA (НПШ).

 

Ниже приведем пример определения несущей способности грунтобетонной сваи (ГБС).

Инженерно-геологический разрез (см.рис.4) ИГЭ №1 площадки строительства от поверхности представлен насыпным грунтом с включениями обломков кирпича.

Ниже залегает ИГЭ №2. Это суглинки лёссовые непросадочные, (prQIII), от мягко- до туго- пластичной консистенции, редко полутвердый, с числом пластичности Ip=0,14. Далее подстилается ИГЭ №3. Суглинки песчанистые (pdQIII) тугопластичные с Ip=0,14, залегают в подошве четвертичных грунтов фрагментами в виде линз мощностью 0,5-1,2 м. ИГЭ №4. Представляют глины алевритистые (P2t) и с прослойками алевритов, полутвердые, с числом пластичности Ip = 0,30.

 Несущую способность сваи SFA (НПШ) относительно грунтоцементного массива на гипотезе 1 определяем по формуле (1):

Fd1=0,3· Rbt·Ab = 0,3·480 ·3,14·0,3·11,2=1519 кН.

Здесь Rbt – расчетное сопротивление осевому растяжению при В7,5 равно 480 кПа,

Ab – площадь нагруженного периметра сваи SFA (НПШ) при Æ 300 равна Ab = 3,14·0,3·11,2=10,6 м2.

Для определения несущей способности по гипотезе 2 на рис. 4 приведена схема к расчету.

В формулу (3) подставляя при среднем диаметре Æ = 600 мм: А=0,28 м2, u=1,88 м определяем несущую способность Fd

Fd=γс(γсR·R·A+ γсf·uΣfi·hi)=1(1·1500·0.28+1·1.88·367)=1109 кН.

Таким образом, анализируя предыдущие расчеты в качестве расчетной несущей способности принимается минимальное значение Fd= Fd2= 1106 кН

Рис.4 Схема к определению несущей способности

грунтобетонной сваи по грунту.

Выводы:

  1. Грунтобетонная свая (ГБС) являясь синтезом Get – сваи и сваи – ЭРТ изготовленной по разрядно-импульсной технологии является новым направлением в геотехническом строительстве.

Несущую способность ее по грунту рекомендуется определять как для буровой сваи.

  1. За счет электрогидравлической обработки можно существенно повысить прочность грунтоцементного массива.

 

CПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

 

  1. Сергеев С.В., Рыбалов М.А. Инженерно-геологические условия функционирования комплекса Белгородского государственного университета / Научные ведомости НИУ «БелГУ», Серия Естественные науки. 2010. №3 (74). Выпуск 10.
  2. СП 24.13330.2011 актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. М.: Минрегион России, 2011. 85с.
  3. СП 47.13330.2012 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. (Актуализированная редакция СНиП 11-02-96). М.: Федеральное агентство по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству (ГОССТРОЙ). 2013.
  4. Соколов Н.С. Технологические приемы устройства буроинъекци-онных свай с многоместными уширениями //Жилищное строительство. 2016. 10. С. 54.
  5. Соколов Н.С, Соколов А.Н, Соколов С.Н, Глушков В.Е., Глушков А.В. Расчет буроинъекционных свай ЭРТ повышенной несущей способности //Жилищное строительство. 2017. №11.С 20-25.
  6. Соколов Н.С. Технологические приемы устройства буроинъекционных свай смногоместными уширениями. Жилищное строительство. 2016.№10. С.54.
  7. Sokolov N.S., Viktorova S.S. Method of aligning the lurches of objects with large-sized foundations and increased loads on them. Periodico Tche Quimica. 2018. T. 15. Special Issue 1. C.1-11.
  8. Соколов Н.С.Критерии экономической эффективности использования буровых свай Жилищное строительство. 2017. № 5. С. 34-37.
  9. Sokolov N.S. Pushkarev A.E., Evtiukov S.A. Methods and technology of ensuring stability of landslide slope using soil anchors. В сборнике: Geotechnics Fundamentals and Applications in Construction: New Materials, Structures, Technologies and Calculations. Proceedings of the International Conference on Geotechnics Fundamentals and Applications in Construction: New Materials, Structures. Technologies and Calculations, GFAC 2019. 2019. C. 347-350.
  10. Соколов, Н. С. Проблемы расчета буроинъкционных свай, изготовленных с использованием разрядно-импульсной технологии / Н. С. Соколов, М. В. Петров, В. А. Иванов // Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции: Материалы VIII Всероссийской (II Международной) конференции, Чебоксары, 20–21 ноября 2014 года / Редакционная коллегия: Н.С. Соколов (отв. редактор), Д.Л. Кузьмин (отв. секретарь), А.Н. Плотников, Л.А. Сакмарова, А.Г. Лукин, В.Ф. Богданов, В.И. Тарасов. – Чебоксары: Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, 2014. – С. 415-420.
  11. Соколов, Н. С. Мелкозернистый бетон как конструкционный строительный материал буроинъекционных свай ЭРТ / Н. С. Соколов, С. Н. Соколов, А. Н. Соколов // Строительные материалы. – 2017. – № 5. – С. 16-19.
  12. Патент на полезную модель № 161650 U1 Российская Федерация, МПК E02D 5/34, E02D 5/44. Устройство для камуфлетного уширения набивной конструкции в грунте : № 2015126316/03 : заявл. 01.07.2015 :опубл. 27.04.2016 / Н. С. Соколов, Х. А. Джантимиров, М. В. Кузьмин [и др.] , заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова".
  13. Соколов, Н. С. Один из случаев усиления основания деформированной противооползневой подпорной стены / Н. С. Соколов // Жилищное строительство. – 2021. – № 12. – С. 23-27. – DOI 10.31659/0044-4472-2021-12-23-27.
  14. Патент № 2605213 C1 Российская Федерация, МПК E02D 5/34. Способ возведения набивной конструкции в грунте : № 2015126349/03 : заявл. 01.07.2015 :опубл. 20.12.2016 / Н. С. Соколов, Х. А. Джантимиров, М. В. Кузьмин [и др.] , заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова".
  15. Патент № 2282936 C1 Российская Федерация, МПК H03K 3/53. Генератор импульсных токов : № 2005102864/09 : заявл. 04.02.2005 :опубл. 27.08.2006 / Ю. П. Пичугин, Н. С. Соколов , заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ФОРСТ".
  16. Патент № 2318960 C2 Российская Федерация, МПК E02D 5/34. Способ возведения набивной сваи : № 2005140716/03 : заявл. 26.12.2005 :опубл. 10.03.2008 / Н. С. Соколов, В. М. Рябинов, В. Ю. Таврин, В. А. Абрамушкин.
  17. Никонорова, И. В., Н.С. Соколов. Хозяйственное освоение зоны влияния Чебоксарского водохранилища / И. В. Никонорова, Н. С. Соколов // Управлiння водними ресурсами в умовахзмiн клiмату: Матерiали мiждународноï науково-практичноï конференцiï, Киев, 21 марта 2017 года. – Киев: Iнститут водних проблем i мелiорацiï НААН, 2017. – С. 71-72.
  18. Соколов, Н. С. Определение несущей способности буроинъекционных свай-РИТ со сформированными "подпятниками" / Н. С. Соколов // Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции : материалы I Международной (VII Всероссийской) конференции, Чебоксары, 14–15 ноября 2012 года. – Чебоксары: Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова, 2012. – С. 289-292.
  19. Соколов, Н. С. Об ошибочном способе устройства буроинъекционных свай с использованием электроразрядной технологии / Н. С. Соколов, С. Н. Соколов, А. Н. Соколов // Жилищное строительство. – 2016. – № 11. – С. 20-28
  


Полная версия статьи PDF

Номер журнала Вестник науки №1 (70) том 3

  


Ссылка для цитирования:

Семенова Н.А. ПРОБЛЕМЫ ВОЗНИКАЮЩИЕ С НЕОБХОДИМОСТЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СЛАБЫХ ОСНОВАНИЙ // Вестник науки №1 (70) том 3. С. 1041 - 1050. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/12579 (дата обращения: 18.05.2024 г.)


Альтернативная ссылка латинскими символами: vestnik-nauki.com/article/12579


Нашли грубую ошибку (плагиат, фальсифицированные данные или иные нарушения научно-издательской этики) ?
- напишите письмо в редакцию журнала: zhurnal@vestnik-nauki.com

Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2024.    16+



* В выпусках журнала могут упоминаться организации (Meta, Facebook, Instagram) в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25 июля 2002 года № 114-ФЗ 'О противодействии экстремистской деятельности' (далее - Федеральный закон 'О противодействии экстремистской деятельности'), или об организации, включенной в опубликованный единый федеральный список организаций, в том числе иностранных и международных организаций, признанных в соответствии с законодательством Российской Федерации террористическими, без указания на то, что соответствующее общественное объединение или иная организация ликвидированы или их деятельность запрещена.