CC BY
27
Метароботи - створитиметод оцтки стис-ливостi Грунтовог основи, яку закртлено грун-тоцементними елементами, виготовленими за бурозмшувальним методом, за выеюг гг глиби-ною. Встановлен залежностi горизонтальног деформацп Грунту вiд тиску, розмiрiв i спiввiд-ношення сторт зонду пресюметра в закртленш основi. Встановлено залежтсть для визначення модуля деформацп армованих основ за даними пресюметричних випробовувань
Ключовi слова: Грунтова основа, бурозмшу-вальний метод, грунтоцемент, пружно-пла-стична задача мехашки Грунтiв
Цель работы - создать метод оценки сжимаемости грунтовой основы, которая закреплена грунтоцементными элементами, изготовленными буросмесительным методом, по всей её глубине. Установлены зависимости горизонтальной деформации грунтов от давления, размеров и соотношения сторон зонда прессиометра в закрепленной основе. Установлена зависимость для определения модуля деформации армированных основ по данным прессиометрических испытаний
Ключевые слова: грунтовая основа, буро-смесительный метод, грунтоцемент, упруго-пластичная задача механики грунта
УДК 624.131.38
|DOI: 10.15587/1729-4061.2015.509601
АНАЛ1З ПРЕС1ОМЕТРИЧНИХ ДОСЛ1ДЖЕНЬ СТИСЛИВОСТ1 ОСНОВ, ЗАКР1ПЛЕНИХ ГРУНТОЦЕМЕНТОМ ЗА БУРОЗМ1ШУВАЛЬНОЮ ТЕХНОЛОГИЮ
М. Л. Зоценко
Доктор техычних наук, професор, завщувач кафедри*
E-mail: zotcenco@mail.ru В. Г. 1ванченко Астрант*
*Кафедра видобування нафти i газу та геотехнки Полтавський нацюнальний техшчний уыверситет iM. Ю. Кондратюка пр. 1 Травня, 24, м. Полтава, УкраТна, 36601 E-mail: zaw78@mail.ru
1. Вступ
Державними будiвельними нормами Украши [1] передбачено тдсилення слабких основ шляхом арму-вання 1х жорсткими елементами, як пронизують Грунт у вертикальному, похилому i горизонтальному напрям-ках для покращення мехашчних властивостей основи. Ефект тдсилення основи досягаеться за рахунок вза-eмодii жорстких елеменпв з Грунтом. В залежностi ввд розмiрiв елементiв i вiдстанi мiж ними визначаеться якiсть пiдсилення. У польових умовах ця яюсть контро-люеться статичними випробовуваннями основ штампами великих розмiрiв тiльки з вщмггки поверхнi дна котловану. Використовуються квадратнi залiзобетоннi штампи перерiзом 120х120 см. Величина штампiв визначаеться необхщшстю включення у роботу елеменпв армування з навколишнiм масивом Грунту. Заванта-ження основи проводиться через розпод^ьчу подушку з щебню чи ушдльненого Грунту товщиною 500 мм [2, 3].
Актуальним е розробка методу, що адекватно дае змогу ощнити стисливкть основи, яку тдсилено армую-чими Грунтоцементними елементами, що виготовлений за бурозмiшувальним методом, за уаею ii глибиною.
2. Аналiз лiтературних даних та постановка проблеми
Аналiз низки дослiджень вчених [4, 5] показуе, що пресюметричний метод випробування застособуеться
в глинястих Грунтах в природньому сташ, та при цьо-му використовуеться конструкщя з малим дiаметром зонду пресiометра. У роботах [6] розглянуто пресюме-тричш дослiдження у твердому Грунтi без тдсиленн-ня. У роботах [7] розглянуто аналопчш випробування тiльки у прибереговш зонi (пiшаний Грунт).
Для перевiрки якостi армованих грунтiв частше застосовують метод статичного вдавлювання штампа [2]. Стандартний штамп економiчно i технiчно недоцiльно встановлювати в шурфах i свердловинах [3]. Використання штамшв великих розмiрiв для ощнювання стисливостi армованоi основи дозволяе ощнити лише невелику и товщину. Для квадратних штамшв вказаних розмiрiв ця товща складае лише два iх дiаметра, тобто 2,0-2,5 м [8]. Для твденних районiв Украiни товща просадочних Грунив складае 25 м i навiть бiльше. Великий штамп недоцiльно встановлювати на такш глибинi. Тому необхiдно ви-користовувати iншi методи визначення стисливостi армованих основ.
При цьому виникае необхвдшсть використання зонду пресюметра з достатнiми розмiрами стисливоi товшi [9, 10]. Для штамшв численними дослщженнями встановлено, що глибина стисливоi товшi залежить ввд розмь рiв, спiввiдношення сторш прямокутного штампу, вели-чини тиску на Грунт [8]. Причому в цих публжащях [4-7] питання випробувань у армованих основ Грунтоцемент-ними елементами за бурозмшувальное не розглядалося. Для пресюметричних дослвджень необхiдно встановлю-
©
вати експериментально залежшсть параметра зонду на модуль деформацп армованог основи.
3. Цшь та задачi дослщження
Мета роботи полягае в оцiнцi напружено-деформо-ваного стану (НДС) системи «Основа - зонд пресю-метра - Грунтоцементш елементи» шляхом проведен-ня обчислювального експерименту за допомогою ПК PLAXIS 3D Foundation.
Для досягнення поставлено! мети треба виконати таю задача
- провести моделювання експерименту пресюме-тричного дослщження у природньому сташ Грунту;
- встановленi оптимальш параметри зонду, тобто такi, що забезпечують максимальну стисливу товщу при техшчних можливостях пресiометра конструкцii Д-76 [11] в армованому масивi (рис. 1, а, б);
- порiвняти результати обчислювального експерименту з проведеними на будiвелюному майданчику.
а б
Рис. 1. Схема влаштування зонда пресюметра в армованому масив^ а — план розташування свердловини; б — po3pÍ3 по 1-1: 1 — Грунтоцементш елементи; 2 — пресюметрична свердловина; 3 — зонд пресюметра; 4 — водомiрний вузол;
5 — манометри; 6 — балон 3Í стиснутим газом (азот)
У геотехшчнш практищ для оцшювання мехашч-них властивостей Грунпв у польових умовах вико-ристовують методи статичного та динамiчного зон-дування та випробовування пресiометрами рiзних конструкцiй. Всi цi методи можна використовувати для оцшювання стисливост армованих Грунив, коли користуються принципом, що при наявност горизонтально! складово! напружень, яка створюеться в процеа випробовувань (при зондуваннi це розтр при зануреннi конуса, а при пресюметрп, взагалi, маемо справу лише з горизонтальними напруженнями), тобто зонд вщчувае перепону, яка знаходиться у межах горизонтально орiентованiй стисливш товшд. При цьому отр стисненню Грунту збiльшуеться. Модуль дефор-
мацп тако1 основи буде вищим, нiж подiбноi, але без перепони. У даному випадку такою перепоною слугують Грунтоцементш елементи армування основи (рис. 1).
Проведення таких експериментальних дослщжень потребуе виготовлення додаткового обладнання, до-статньоi кiлькостi випробовувань у польових умовах. Слвд також зважати на той факт, що розмiри зонду з однiеi сторони обмежуються розмiрами свердловини, а з iншоi - потужнiстю навантажувальноi системи пресюметра. Виршити поставлену задачу можливо шляхом проведення обчислювального експерименту з використанням одного з сучасних програмних комп-лекав, якiй використовуе метод скшченних елементiв.
4. Матерiали та методи дослщження НДС системи «Грунтова основа - зонд пресюметра - жорстю Грунтоцементш елементи»
Програмний шструментарш, який входить до складу ПК PLAXIS 3D Foundation, дозволяе виконувати геометричне й нескшчено-елементне моделювання фь зичних конструкцш, задавати початковi та остаточш граничнi умови навантаження, як безпосередньо е крайовими задачами для ix подальшого розрахунку.
На вибiр моделi вплинули вимоги використання фь зичних рiвнянь, якi спираються на основш параметри меxанiчниx властивостей Грунпв, що визначають за стандартними чи близькими до них методиками. У моде-лi використанi вiдомi гшотези меxанiки Грунтiв, зокрема:
1. Грунт у межах СЕ приймають за однорщне iзотропне середовище.
2. При деформащях зберiгаеться суцiльнiсть Грунтового масиву.
3. Змша значень фiзико-меxанiчниx властивостей Грунту за шших рiвниx умов е функщею змiни його коефiцiента пористость
4. Як i в шших сучасних теорiяx, деформацп формоз-мши в загальному випадку нелiнiйнi, тобто зв'язок мiж компонентами девiатора напружень i деформацiй нелшш-ний. Навантаження - просте (компоненти девiатора напружень зростають пропорцiйно одному параметру). Збе-рiгаеться спiввiснiсть тензорiв напружень i деформацiй.
Розрахункова схема являе собою iдеалiзовану модель об'екту (рис. 2).
Вона автоматично роздшяеться на скiнченнi елементи. В результат такого дiлення з'являються вузли. Елементи та вузли нумеруються, починаючи з нижнix i спочатку системи координат.
Розмiри розрахунково! зони встановлеш таким чином:
- бiчнi межi прямокутно! розрахунково! зони прийня-тi на достатнiй вiдстанi вщ бiчно'i поверxнi стiнки свердловини з урахуванням максимально очжувано! потужност стисливо! товщi зонду з умови заборони горизонтальних перемщень, концентрацп напружень i ущiльнення Грунту на контакп iз зовнiшньою межею розрахунково! зони;
- верхню горизонтальну межу розрахунково! зони розмщують на рiвнi поверхш землi (котловану);
- за глибину розрахунково! зони прийнято нижню межу стисло! товщi пiдсиленоi основи.
Вихвдш данi для розрахунку приймалися за даними лабораторних дослвджень вiдповiдно до ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) та ДСТУ Б В.2.1-5-96 (ГОСТ 20522-96). Призмову мщшсть апр i модуль деформaцii Е грунтоце-
менту визначали за результатами випробовувань зразшв на одноосьове стиснення. Щ даш наведено в табл. 1.
а б
Рис. 2. Розрахункова схема системи «основа — зонд пресюметра — грунтоцементш елементи»: а — загальний вигляд; б — положення ГЦЕ
Таблиця 1
Характеристики матерiалiв для розрахунку в Plaxis 3D Foundation
Матер1ал Питома вага у, кН/м3 Модуль деформацп Е, МПа Питоме зчеплення с, кПа Кут вну-тршньо-го тертя Ф,град Коеф. Пуассона v
Суглинок 17,8 7 5,7 22 0,3
Грун-то-цемент 18,2 80 100 22 0,2
Розрахунковi областi подано прямокутниками на площиш. Границям областi задано так умови, якi ви-ключають будь-яке перемiщення. За вертикальними границями встановлеш лише горизонтальнi опори, як1 дозволяють тiльки вертикальне перемiщення, верхня границя без в'язiв. Навантаження приймалися з розрахунку несучо! здатност основи.
5. Результати дослщжень залежносп деформацШ Грунту в1д змши параметр1в зонду пресюметра
На рис. 3 у виглядi тестово! задачi наведет результати обчислювального експерименту пресюметричних випробовувань для встановлення залежностей горизонтально! деформацп грунту u, см, у природнш основi (до ii армування ГЦЕ) при постiйному дiаметрi 10.8 см, i змш-них висоти цилшдричного зонду h, см, вщповщно, пло-щi А, см2, i тиску за його поверхнею о, МПа. В результатi рiвняння двохфакторного аналiзу залежностi деформа-цш и, см, вiд напружень при сшввщношенш k мае вигляд
u=0.56395 k+13.4658о-2.9132 см,
(1)
де u - горизонтальна деформацiя Грунту внаслщок тиску за поверхнею зонду пресюметра, см; b=33,9 см - довжина кола зонду пресюметра; h - висота зонду пресюметра, змшюеться у межах 33,9-115 см; k=h/b - сшввщношення сторiн розвернуто! поверхнi зонду пресюметра, змшюеться у межах 1-3,33; о - тиск на Грунт за поверхнею зонду пресюметра, змшюеться у межах 0-0,5 МПа.
'tt
5
и
£>
6 _г I- 2
« а
'I & I I
S- о
-I- " й- & « а
i I
i о
СП
К a
£
pi
6
5
4
// / // /
/ / / / / 3 2
//< SSS 1
-
■I-—1
Напруження на поверхню оболонки зонду а, МПа
Рис. 3. Графки залежностi деформацм не пiдсиленого грунту вiд напружень при стввщношенш k=h/b,
де Ь=33.9 см, а h висота зонду пресюметра змЫна: 1 - 1; 2 - 1,25; 3 - 1,43; 4 - 2; 5 - 2,5; 6 - 3,33
З рiвняння (1) видно, що збыьшенням тиску на Грунт, о, що входить до складу рiвняння, збыьшуеться горизонтальна деформащя Грунту, и, i навпаки. Теж саме можна сказати про величину коефщента к. Слщ також вщмь тити, що чим бшьше величина коефвдента регресп, тим значнiше вплив змшних на загальне рiвняння. В даному випадку величина коефвдента регресп, Х2 при о бiльше, нiж величина коефщента, Х1 при к, отже тиск обтис-нення, що входить до складу рiвняння (1), мае значно бшьший вплив нiж сшввщношення сторiн площi зонду.
Коефiцiент детермшацп з рiвняння (1) Ы2=0.87; вщповщно коефiцiент кореляцп г=0,93, тобто встанов-лена залежнiсть близька до функцюнально'^
Розрахункове значення критерiя Фiшера Fр=148,94. Величина критичного значення Fкриx визначаеться за статистичними таблицями i для рiвня значущост1 а=0,05 дорiвнюе Fкриx=3,2. Оскiльки Fp>Fкриx, то ну-льова гiпотеза вiдкидаеться, i одержане рiвняння регресп приймаеться статистично значущим. Гiпотеза про адекватнiсть моделi шдтвердилася.
Оцiнка статистично^ значущостi коефiцiентiв регресп Х1 i Х2 по ^критерш Стьюдента зводиться до зютавлен-ня чисельного значення цих коефвденпв з величиною '¿х випадкових помилок ть1 i ть2 . В результат розрахунку отримали, що ^=2,69. Оскiльки критичне значення ^ста-тистики, визначене за статистичними таблицями для рiвня значущосп а=0,05, бiльше по абсолютнш величинi, нiж tk = 4,49; ^=16,66 i to=8,41, то нульова гшотеза вщки-даеться i рiвняння регресп е статистично значущим.
Як свщчить рис. 3, обчислювальним експеримен-том встановленi залежностi горизонтальноi деформацп Грунту вiд вiдношення розмiрiв пресiометричного зонду, тобто спiввiдношення сторш його розвернутоi поверхн1 й тиску на Грунт. Можливо сформулювати таким чином:
- при тиску на Грунт до 0,1 МПа величина горизон-тальноi деформацп Грунту практично не залежить ш вiд розмiрiв зонду, нi вiд спiввiдношення сторш його розверну^ поверхнi; зi збшьшенням тиску на Грунт горизонтальна деформащя Грунту починае суттево збшьшуватися зi збiльшенням розмiрiв зонду;
- вказане збшьшення деформацп Грунту свiдчить про формування стисливоi товщi Грунту навкруги зонду пресюметра, глибина я^ залежить вщ величини тиску на Грунт, розмiрiв зонду i спiввiдношення його сторш; тобто, при постшному значенню тиску, о, найбiльша
стисла товща Грунту у зонда з вщношенням сторш його поверхш k=3,33; це положення пiдтверджуeться найбшь-шим значенням горизонтальноï деформацiï u=8,15 см, у той час у зонда з квадратною поверхнею u=3,6 см; звичай-но, на величину горизонтальноï деформацiï накладаеть-ся ще i збiльшення площi поверхнi зонду;
- встановлеш закономiрностi вiдповiдають загаль-ним уявленням про деформування Грунив шд ква-дратними i прямокутними жорсткими штампами [6];
- при вах шших рiвних умовах геологiï, щоб шдвищи-ти чутливiсть зонду пресюметра, необхщно збiльшувати спiввiдношення його сторш k; саме такi зонди необхщно використовувати при оцiнюваннi стисливостi основ, армованих вертикальними жорсткими елементами.
Нижче наведеш результати обчислювального екс-перименту для армованих основ з рiзним шагом розта-шування Грунтоцементних елементiв (ГЦЕ) у основi. Для проведення розрахунюв використанi данi, наведет у табл. 1.
На рис. 4 у наведеш результати обчислювального експерименту пресюметричних випробовувань з метою встановлення залежностей горизонтальноï деформацп грунту u, см, у армований ГЦЕ основi за схемою, наведеною на рис. 1. Дiаметр ГЦЕ 50 см, а вщстань мiж ïх осями 80 см. Розмiри зондiв i сшввщношення ïх сто-рiн як у тестового експеримента.
Рис. 4. Графки залежност деформацiй тдсилено!' грунтоцементними елементами (d=50 см з кроком 1=80 см) основи вщ напружень при сшввщношенш k=h/l: 1 - 1; 2 - 1,25; 3 - 1,43; 4 - 2; 5 - 2,5; 6 - 3,33
Рiвняння двохфакторного аналiзу залежност де-формацш и, см, вiд напружень при сшввщношенш k:
u=0.179 k+7.75g-1.232 см,
(2)
де и - горизонтальна деформац1я Грунту внасл1док тиску за поверхнею зонду пресюметра, см; Ь=33,9 см - довжина кола зонду пресюметра; h - висота зонду пресюметра, змшюеться у межах 33,9-115 см; к=Ь/Ь - сшввщношення сторш розвернуто! поверхн1 зонду пресюметра, змшюеться у межах 1-3,33; о - тиск на Грунт за поверхнею зонду пресюметра, змшюеться у межах 0-0,5 МПа.
Коефщент детермшацп R2=0.956; коефщент ко-реляцп г=0,98, залежн1сть близька до функцюнально!.
Розрахункове значення критер1я Ф1шера Fp=493,21, для р1вня значущост1 а=0,05 критичне значення Fкp(2;45)=3,2 - тобто р1вняння значиме. 1-критерш Стью-
дента: tk=4,608; tG=31,07; tp=11,53 при t^ (0,01;45)=2,69 -коефiцiенти значимi.
На рис. 5, 6 наведеш аналопчш залежноси для ар-мованоï основи ГЦЕ дiаметром 50 см при вщсташ мiж осями елементiв 100 см i 150 см.
Рис. 5. Графки залежност деформацiй тдсилено!' грунтоцементними елементами (d=50 см з кроком 1=100 см) основи вщ напружень при стввщношенш k=h/l: 1 - 1; 2 - 1,25; 3 - 1,43; 4 - 2; 5 - 2,5; 6 - 3,33
Рiвняння двохфакторного аналiзу залежносп дефор-мацш и, см, вщ змiни вiдстанi мiж осями елеменпв 100 см:
u=0.31343k+1 0.2146g-! .8947 см.
(3)
Коефщент детермiнацiï R2=0.91609, коефiцiент ко-реляцiï r=0,96, залежшсть близька до функцiональноï. Розрахункове значення критерiя Фiшера Fр=245.65, а=0,05, звщки критичне значення Fкр(2;45)=3,2 - рiв-няння значиме. t-критерiй Стьюдента: tk=4,3; tG=21,75; tр =9,41 при t^ (0,01;45)=2,69 - коефiцiенти значимь
Рiвняння двохфакторного аналiзу залежностi де-формацiй и, вiд змiни вщсташ мiж осями ГЦЕ 150 см:
ii=0.51 k+1 2.7g-2.67 см.
(4)
Коефiцiент детермiнацiï R2=0.88, коефiцiент ко-реляцп r=0,94, залежнiсть близька до функцюналь-ноï. Розрахункове значення критерiя Фшера Fр=161.5, а=0,05 звiдки критичне значення F^(2;45)=3,2 - рiв-няння значиме. t-критерш Ст'юдента: tk=4,45; tG=17,41; ^ =8,55 при tкр(0,01;45)=2,69 - коефщенти значимi.
За даними проведеного обчислювального експерименту складено табл. 2, у якш проведемо обчислення значень модуля деформацп, Е, за рiвнянням, складе-ним на основi формули Шлейхера:
E = (1 + |iUb
(5)
де ц - коеф1ц1ент Пуассона; X - масштабний коефщент, який враховуе особливост1 прес1ометричних випробовувань Ь - довжина кола зонду пресюметра, см; о - тиск на Грунт за поверхнею зонда пресюметра; и - горизонтальна деформашя Грунту.
У табл. 1 значення пресюметричного модуля деформацп обчислеш для сшвв1дношення к= Ь/Ь = 1,43, що близько до параметр1в зонду пресюметра Д-76. У табл. 2 наведеш значення модуля деформацп Е, розра-ховаш за р1внянням (5) 1 за рекомендащями ДБН [1].
«
3 8
О 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Напруження на поверхню оболонки зонду а, МПа
Рис. 6. Графки залежност деформацш тдсиленоТ грунтоцементними елементами ^=50 см з кроком 1=150 см) основи вщ напружень при стввщношенш k=h/b: 1 - 1; 2 - 1,25; 3 - 1,43; 4 - 2; 5 - 2,5; 6 - 3,33
За даними табл. 2 побудований рис. 7, на якому графiчно сшвставленш вщповщш значення модуля деформацп.
Таблиця 2
Ствставлення значень модулiв деформацп, отриманих за пресiометрieю i розрахунком за ДБН [1]
Крок ГЦЕ 1,см Модуль деформацп за пресюметр1-ею Еп за р1внянням (5) при тиску зонду пресюметра на Грунт о, МПа Модуль деформацп Ер, за ДБН
0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4
- 6.8 4.85 3.8 3.2 2.8 2.6 7
150 6.7 4.9 3.9 3.3 2.9 2.7 13.37
100 6.8 5.2 4.2 3.6 3.2 3,0 21.33
80 7.4 5.6 4.6 4.0 3.7 3.4 29.43
Рiвняння двохфакторного аналiзу iз результатом спiввiдношення (Х=Ер/Еп) на 24 значення:
Х=13,48о-0,00381+1,934, (6)
при умов^ що Еп змшюеться вiд 1.029 - 8,608 МПа, о вщ 0,2-0,4 МПа та 1 вщ 80-150 см; коефвдент детер-мшацп Я2=0.76, кореляцп г=0,874; критерiй Фiшера Fp=34,03, а=0,05 звщки Fкр(2;21)=3,47 - рiвняння зна-чиме; Г-критерш Стьюдента: Го=5,09; 11=6,5; Г0=2,46 при (0,05;21)=2,08 - коефвденти значимi. У табл. 3 наведет значення масштабного коефвден-ту, т, у розглянутих дiапазонах параметрiв рiвняння (6).
4 1
|
]
О 5 10 15
Модуль деформацп пресюмегри Еп, МПа
Рис. 7. Графiк залежностi мiж розрахунковими модулями деформацм пiдсиленого грунту, де 1 - 0,2; 2 - 0,25; 3 - 0,3; 4 - 0,35 напруження в МПа
6. Обговорення результапв дослщження iз застосуванням викладеного методу на доошдних майданчиках
Порiвняння значень модуля деформацп Еп, визна-ченого за паралельними пресюметричними випробо-вуваннями i штампами, як були проведенi на трьох дослщних майданчиках, де були виконанi роботи з шдсилення Грунту шляхом армування вертикальними ГЦЕ дiаметром 500 мм кроком 100 см.
Дослщний майданчик № 1 - 10-ти поверховий жит-ловий будинок у м. Полтава; Полтавське лесове плато; Грунт - суглинок лесований, м'якопластичний.
Дослщний майданчик № 2 - елеватор у с. Велика Доч, Борзнянського району, Черншвсь^ области у геоморфо-лопчному вщношенш майданчик вщнесено до IV надза-плавно^ тераси р. Десна, Грунт суглинок лесований, тугоп-ластичний, високопористий, карбо-натний, просадочний.
Дослщний майданчик № 3 - додатковi технолопчш тракти СМД-1 та СМД-2 на ВАТ Полтавський ГЗК в м. Комсомольськ; з геоморфолопчнш точки зору вш знаходиться у межах другое (шщано'О тераси лiвобе-режно^ долини р. Днiпро. Його приурочено до дюнно'1 частини ще*1 долини. Сучасний рельеф майданчику носить техногенний характер. Грунт - насипний шар (шсок пухкий, мыкий, маловологий).
Штамповi випробовування проводилися жорстким залiзобетонним квадратним штампом стороною 120 см у двократнш повторностг Пресiометричнi випробовування проводилися пресюметром Д-76 шестикрат-нш повторностi. Коефiцiент X прийнятий за табл. 3 при тиску о=0,3 МПа. У табл. 4 проведено порiвняння отриманих результаив.
Як свщчать наведенi данi, маемо задовiльну збiжнiсть значень модуля загально^ деформацп Грунпв, закршле-них армуванням грунтоцементом за бурозмшувальним методом, за трьома способами його визначення: штампами великого розмiру з урахуванням масштабного коефь щенту по М. О. Цитовичу [8, 12], за ДБН [1] i пресюметром, вщповщно до способу, який пропонуеться.
Коли розглядати отримаш даш з точки зору аш-зотропп Грунтiв, маемо для майданчика 1 при лесо-
Таблиця 3
Значення масштабного, X, коефщента в залежност вiд вiдстанi мiж ГЦЕ
Крок ГЦЕ 1, см Масштабний коефщент X в залежност в1д тиску на Грунт о, МПа
0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4
- 1.029 1.443 1.828 2.173 2.473 2.727
150 1.988 2.730 3.421 4.044 4.588 5.053
100 3.158 4.142 5.046 5.863 6.585 7.211
80 3.959 5.257 6.377 7.303 8.041 8.608
ваному суглинку м'якопластичному, коефщ1ент аш-зотропп n=E±/E-=1,15; для майданчика 2 - лесований суглинок тугопластичний n=1,23; для майданчика 3 при тску м1лкому, насипному, 1зотропному n=1. Щ даш корелюються з дослщженнями ашзотропних ле-сованих суглинюв [13-15].
Таблиця 4
Значення модуля деформаци грунту за дослщними майданчиками
Дослщш майданчики Модуль деформаци за результатами випробовувань Е, МПа
штампом Розрахунком за ДБН Пресюметром за (4)
1 14 12,2 12,8 (0,13)*
2 19 16,4 15,5 (0,12)*
3 22 18,1 22,2 (0,18)*
Примгтка: * у дужках наведет значення коефщъента варгацп, v
7. Висновки
1. У сучасному буд1вництв1 набув широкого роз-повсюдження метод закршлення Грунт1в шляхом 1х армування верxикальними ГЦЕ, як виготовляються за бурозмшувальним методом. Оцшюють сxисливiсxь таких основ випробуваннями квадратними штампами великих розмiрiв, якi дощльно встановлювати лише з поверхнi основи, при цьому можливо ощнити основу на глибину, яка дорiвнюе двом дiаметрам штампу. В
Укра'!ш маемо досвщ пщсилення основ таким методом до глибини 27 м, у Свт таке тдсилення Грунпв проводиться на значно б1льш1 глибини. Ощнити стисливють таких основ можливо за допомогою пресюметричних випробовувань, як1 виконують у бурових свердловинах.
2. Проведен дослщження спрямоваш на встанов-лення законом1рностей деформування армованих Грунт1в пщ тиском, що створюе зонд пресюметра. Методом дослщжень використаний обчислювальний експеримент, який проведено за допомогою програм-ного комплексу PLAXIS 3D Foundation. Складено роз-рахункову схему i вихщш даш для розрахунюв. Внас-лщок проведених дослщжень встановлено залежност горизонтально! деформацп Грунту вщ тиску, розм1р1в i стввщношення сторш зонду, наявност1 Грунтоце-ментних елемент1в армування. На тдстав1 цих даних встановлено, що щ залежност1, взагал1, вщповщають аналопчним р1внянням для штамтв, а юлькюну р1з-ницю м1ж ними можливо корегувати масштабним ко-еф1щентом, який встановлений за результатами ств-ставлення значень штампового i пресюметричного модул1в деформацп. Внаслщок встановлено формулу для визначення модуля деформацп армованих основ за даними пресюметричних випробовувань.
3. На трьох дослщних майданчиках у глинистих i m-щаних Грунтах проведет паралельш штампов1 i пресю-метричн1 випробовування Грунт1в. Отримаш дан1 пор1в-нян1 м1ж собою i з значеннями, як1 рекомендуе ДБН [1]. Вщм1чено задов1льну зб1жшсть отриманих результат1в. Деяк1 розходження у величинах модуля деформацп вщ-несеш до проявлень ан1зотропГ! лесових Грунпв.
Л1тература
1. ДБН В.2.1-10-2009. Основи та фундаменти будiвель i споруд. Основш положення проектування. Змiна № 1. Змша № 2. [Текст]. - К.: Мшрепобуд Укра^^ни, 2009 - 83 с.
2. Степура, И. В. Армирование лессовых грунтов оснований зданий и сооружений [Текст] / И. В. Степура, В. С. Шокарев, А. С. Трегуб, А. В. Павлов, В. П. Павленко // Международная конференция по проблемам механики грунтов, фундаменто-строению и транспортному строительству. - Пермь, Россия, ПГТУ, 2004. - С. 213-219.
3. Текучев, Ю. Б. О полевых испытаниях грунтов штампом малой площади [Текст] / Ю. Б. Текучев, Е. П. Канашинская // Инженерные изыскания. - 2010. - № 8 - С. 24-25.
4. Bahar, R. Undrained strength of clays derived from pressuremeter tests [Text] / R. Bahar, F. Baidi, O. Belhassani, E. Vincens. // European Journal of Environmental and Civil Engineering. - 2012. - Vol. 16, Issue 10. - P. 1238-1260. doi: 10.1080/19648189.2012.701930
5. Fawaz, A. A Study of the Pressuremeter Modulus and Its Comparison to the Elastic Modulus of Soil [Text] / A. Fawaz, F. Hagechehade, E. Farah // Study of Civil Engineering and Architecture (SCEA). - 2014. - Vol. 3. - P. 7-15.
6. Fawaz, A. Parameters deduced from the pressuremeter test [Text] / A. Fawaz, M. Boulon, E. Flavigny // Canadian Geotechnical Journal. - 2002. - Vol. 39, Issue 6. - P. 1333-1340. doi: 10.1139/t02-099
7. Goh, K. Understanding the Stiffness of Soils in Singapore from Pressuremeter Testing [Text] / K. Goh, K. Jeyatharan, D. Wen // Geotechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA. - 2012. - Vol. 43, Issue 4. - P. 21-29.
8. Цытович, Н. А. Механика грунтов [Текст] / Н. А. Цытович. - М.: Стройиздат, 1983. - 635 с.
9. Messaoud, F. Pencel pressuremeter test evaluation for developing p-y curves for driven piles [Text] / F. Messaoud, M. Nouaouria, P. Cosentino // International Journal of Recent Trends in Engineering. - 2009. - Vol. 1, Issue 6. - Р. 20-24.
10. Varaksin, S. Pressuremeter for design and acceptance of challenging ground improvement works [Text] / S. Varaksin, B. Hamidi // Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris, 2013.
11. Бондарик, Г. К. Методические рекомендации по определению деформационных и прочностных свойств глинистых пород методом прессиометрии [Текст] / Г. К. Бондарик, С. Л. Коренева, Д. С. Горячева. - М.: ВСЕГИНГЕО. 1971. - 96 с.
12. Швец, В. Б. Определение строительных свойств грунтов [Текст] / В. Б Швец, В. В. Лушников, Н. С. Швец. - К.: Будiвельник, 1981. - 104 с.
13. Винников, Ю. Л. Исследования анизотропии лессовидных грунтов вокруг фундаментов в пробитых скважинах [Текст] / Ю. Л. Винников // Изв. вузов. Строительство. - 1999. - № 4. - С. 123-128.
14. Zotsenko, N. Anisotropic Soil Medium of Foundation Compaction Zone [Text] / N. Zotsenko, Yu. Vynnykov // Problemy Naukowo -Badawcze Budownictwa. T. VII. - XLIV Konferencja Naukowa Krynica' 98. - Poznan - Krynica, 1998. - P. 193-201.
15. Лавров, С. H. Опыт применения метода- контролируемых перемещений для полевых исследований грунтов [Текст] / С. Н Лавров, B. П. Писаненко, Л. В. Нуждин // Тр. Каспийской Междунар. конф. по геоэкологии и геотехнике. - Баку, 2003. - С. 158-167.
