CC BY
19
УДК 624.152_
ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ СООРУЖЕНИЙ И СТЕН _ГЛУБОКОГО КОТЛОВАНА_
Мустакимов В. Р.
кандидат технических наук, доцент Казанский государственный архитектурно-строительный университет
Аннотация
Приводятся результаты комплексных расчетно-теоретических и опытно-практических исследований устойчивости и прочности зданий, сооружений и ограждения стен глубокого котлована, расположенных в зоне взаимовлияния на примере одного из объектов Казани.
Ключевые слова: урбанизация, многоуровневая автопарковка, устойчивость, стела, зона влияния, «стена в грунте», буронабивные сваи, струйная геотехнология, цементогрунт, ростверк, мониторинг, расчетная модель.
INVESTIGATION OF THE STABILITY OF STRUCTURES AND WALLS OF _DEEP EXCAVATION_
Mustakimov V.R.
- candidate of technical sciences, associate professor Kazan State University of Architecture and Civil Engineering
Annotation
The commissioning of complex computational and theoretical and experimental-practical studies of the stability and strength of information, the justification and protection of the deep wall pit, distributed in the zone of mutual exchange on the first separate of the objects of Kazan.
Keywords: urbanization, multi-level parking, steadiness, stele, impact zone, "wall v grunte", bored piles, slender geotechnology, centugrunt, grillage, monitoring, calculation model ".
Отечественная и мировая практика развития крупных городов и мегаполисов имеет тенденцию активного использования атмосферной среды с развитием строительства объектов по вертикали вверх (повышение этажности) и в низ (многоуровневое подземное строительство «подземная урбанизация»). К такому числу интенсивно развивающихся городов относится город Казань. На фоне более чем 1000-летней истории, процесс повышения комфортности городской среды обитания и широкомасштабное обустройство инфраструктуры, осуществляется не только за счет строительства зданий в новых микрорайонах, на свободной от застройки территориях, но и за счет уплотнения существующей, сформировавшейся застройки исторической и современной части города. Значительная доля зданий и сооружений, запроектированных в черте города, возводится в условиях стесненной городской застройки с интенсивным использованием подземной среды в глубоких котлованах. Для сохранения и обеспечения необходимой прочности, жесткости и устойчивости остовов существующих зданий с различной степенью их физического износа, строителями используются различные способы, методы и современные технологии при выполнении глубоких котлованов [1-4]. Освоена и нашла практическое применение передовая геотехнология «стена в грунте». В рамках ее реализации, вертикальные конструкции крепления стен глубоких котлованов выполняются из системно расположенных в ряд и
примыкающих друг к другу буронабивных железобетонных свай (БНС) или изготовленных по струйной геотехнологии цементогрунтовых столбов с анкерными или распорными системами, воспринимающими горизонтальные нагрузки. Выборочный опыт проведения комплекса проектно-изыскатель-ских работ, расчетно-теоретических исследований и инструментальных мониторинговых наблюдений за устойчивостью зданий и сооружений, расположенных в зоне взаимовлияния, приведен на примере законченного строительства многоуровневой подземной автопарковки с котлованом глубиной 15 м в зоне плотной городской застройки. В непосредственной близости от разрабатываемого глубокого котлована, в зоне влияния, расположено сооружение стелы «Хорият» Национального Культурного Центра (НКЦ).
Целью исследований являлось: на предпроект-ной стадии многоуровневой подземной автопарковки, размещаемой в зоне взаимовлияния, глубокий котлован - стела «Хорият - объекты гражданского назначения, установление фактического технического состояния несущих и ограждающих строительных конструкций, по результатам инженерного инструментального обследования и разработка рекомендаций для принятия основных проектных решений; составление и расчет оптимальной расчетно-конструктивной модели вертикального крепления стен глубокого и широ-
кого котлована с учетом практических возможностей отечественных подрядных строительных организаций; инструментальный мониторинг устойчивости стелы и НКЦ [1,5].
Рис. 2. Аэрофотосъемка плана расположения стелы «Хорият» НКЦ
а) б)
Рис. 3. Размеры поперечного сечения ствола и ростверка стелы «Хорият». а -план ствола; б -фрагмент
разреза ростверка
Рис. 4. Освидетельствование прочности стелы
Сооружение стелы «Хорият» расположено на территории НКЦ (рис. 1, 2). Стела общей высотой 40 метров с размерами в плане 5,0х2,5м сложного поперечного сечения (рис. 3а), представляет собой сооружение с монолитным железобетонным остовом, на вершине которого расположена вращающаяся скульптурная композиция женщины-птицы «Хорият» отлитая из бронзы весом 6 тонн (автор Кадим Замитов). Символ свободы и несокрушимости, возведен в 2006г на холме, именуемым Федоровским бугром или древним городищем, хорошо видимом из города и реки Казанки, на месте исторических битв за независимость.
Устойчивость стелы «Хорият» обеспечивается за счет жесткого стволового остова надежно защемленного в плитный ростверк свайного фундамента из 20-ти железобетонных свай С120.30 с допустимой нагрузкой на каждую сваю N¿=550 кН.
В 2015г в зоне исследований, проведен комплекс уточняющих инженерно-геологических изыска-ний со вскрытием грунтовых шурфов вблизи от фундаментов стелы и других существующих объектов. Изученный до глубины 42,0 м неоднородный грунтовый массив, представлен 11 -тю инженерно-геологическими элемен-тами. Результаты изысканий согласуются с исследованиями [5]. Кровлей насыпных грунтов НС мощностью более 2м, являются супеси твердые ИГЭ-4а (И=2,5м, у=19,1кН/м3, ф=240, с=12кПа, Е=17МПа), которые подстилаются: суглинками полутвердыми ИГЭ-3а (Ь=6м, у=19,9кН/м3, ф=240, с=32кПа, Е=18МПа); чередующимися прослойками глин полутвердых ИГЭ-2а и неогеновых ИГЭ-Ша (И=1,5м, у=19,5кН/м3, ф=16...190, с=54...64кПа, Е=21.31МПа); песками мелкими ИГЭ-6, ИГЭ-6а и средней крупности ИГЭ-7а насыщенными водой (£Ь=13м, у=18,7...19,9кН/м3, ф=240, с=32...37кПа, Е=24 .41МПа).Уровень подземных вод ЖЬ=17,5м, определенный по состоянию на март-апрель 2015г зафиксирован на абсолютных отметках 53,02.55,58м (БС).
Инструментальными инженерно-техническими исследованиями, установлены геометрические размеры отдельно стоящего 3-ступенчатого
ростверка (рис. 3б) и прочностные характеристики подземной и надземной части всех зданий и сооружений (рис.4), расположенных в зоне взаимовлияния существующих объектов и вновь возводимой подземной многоуровневой автопарковки с глубоким котлованом. Результаты исследований были официально зафиксированы в научно-техническом отчете до начала строительства подземной автопарковки по состоянию на 15.06.2015г. До начала строительства было установлено фактическое техническое состояние всех объектов в зоне влияния котлована. Заведены журналы инструментальных наблюдений и сделаны первоначальные базисные записи. С этого периода был установлен инструментальный геодезический и инженерно-технический мониторинг за возможными изменениями прочности и устойчивости всего комплекса объектов, расположенных по всему периметру проектного глубокого котлована.
По результатам выполненных инструментальных инженерных и геотехнических обследований сооружения стелы «Хорият» подготовлены, уточнены и сформулированы исходные данные к составлению технического задания для проектирования конструкций каркасного остова многоуровневой подземной автостоянки и составлена расчетная модель проектируемого объекта в глубоком котловане [1, 5]. Установлено, что проектируемое строительство подземной автопарковки расположено в зоне взаимовлияния устойчивости существующего сооружение стелы и глубокого котлована. Учет совместной работы массива грунта основания с существующими и вновь возводимыми зданиями и сооружениями осуществлен при помощи геотехнического моделирования на ПК. Расчетно-теорети-ческие исследования авторов, позволили установить факт существенного влияния вновь возводимой подземной многоуровневой автопарковки на устойчивость существующего сооружения стелы, которая возведена на свайном фундаменте. По результатам этих исследований с использованием лицензированного программного комплекса «Р/акхи-» произведены расчёты численными методами и мо-
делирование изменения напряжённо-деформированного состояния (НДС). Расчеты позволили проанализировать степень взаимовлияния системы «стела - подземная автостоянка» на различных этапах строительства и эксплуатации. При моделировании были использованы основные этапы форми-
рования НДС массива грунта под всеми расположенными вблизи от котлована существующими зданиями без учета инженерных мероприятий по исключению взаимовлияния (рис. 5), а также особенности формирование НДС массива грунта с учетом инженерных мероприятий по исключению взаимовлияния (рис. 6).
Рис. 5.Поля напряжений и перемещений в грунтовом массиве для группы существующих зданий (1, 4) и сооружения стелы «Хорият» (3), расположенные в зоне влияния проектируемой подземной многоуровневой автопарковки (2), без учета мероприятий по исключению взаимовлияния
Рис. 6. Поля напряжений и перемещений в грунтовом массиве для свайного фундамента сооружения стелы и рамного шпунтового ограждения глубокого котлована подземной многоуровневой автопарковки с учетом инженерных мероприятий по исключению взаимовлияния
Для исключения влияния пристраиваемой подземной автопарковки на прочность, устойчивость и длительную эксплуатационную пригодность существующих объектов, автором рекомендован и включён в проект глубокого котлована, комплекс защитных инженерно-технических мероприятий, позволяющих минимизировать изменение НДС и сохранить устойчивость монументального символа Казани стелы «Хорият» и смежных объектов.
Анализ результатов расчетов выполненный при помощи программного комплекса «Р/акх/-», с моделированием изменения НДС массива грунта, позволяет констатировать, что для сохранения гарантированной устойчивости сооружения стелы и
предотвращения деформации ее основания и свайного фундамента, необходимо, до откопки грунта котлована глубиной 15м и начала строительства подземной многоуровневой парковки, предусмотреть комплекс конструктивных мероприятий с устройством «стены в грунте», который был предложен и реализован в проектных решениях и при строительстве. По состоянию на начало 2018 года работы по возведению многоуровневой автопарковки в котловане глубиной 15 м и оцениваемый как объект со статусом - уникальный, успешно завершены. Объект готовится к вводу в эксплуатацию (рис.7).
Рис. 7. Общий вид строительной площадки после завершения многоуровневой подземной автопарковки в
котловане глубиной 15 м.
Выводы
На основании проведенных расчетно-теорети-ческих исследований при помощи ПК «Р/акх/-», и результатов полевых работ по инструментальному освидетельствованию бетона и арматуры конструкций, а также геолого-геодезических изысканий для существующих зданий и сооружений, расположенных вблизи от глубокого котлована (глубиной 15м) с удерживающими стенами, можно сделать вывод, что для широкомасштабной, с высокой степенью достоверности, оценки устойчивости ограждающих стен глубокого котлована и установления фактического напряженно-деформированного состояния (НДС) несущих остовов различных зданий и сооружений, расположенных в зоне взаимовлияния, возникает необходимость в инженерном и геотехническом исследовании предыстории формирования и развития НДС во времени. Рекомендуется комплексный подход с использованием системы:
расчет при помощи ПК «Plakxis» и ПК «М1сго Fe» -численное моделирование изменения НДС грунтового массива - инструментальное освидетельствование прочностных характеристик остова сооружений - инструментальный топографо-геодезический мониторинг устойчивости системы основание -фундаменты - надземные сооружения.
Литература
1. Мустакимов В.Р., Шафигуллин Р.И., Якупов С.Н., Мустакимов А.В. Теоретические исследования устойчивости сооружения стелы «Хорият» НКЦ, расположенной в зоне влияния строительства многоуровневой подземной автостоянки в Казани // Тезисы докладов всероссийской научной конференции №69 по проблемам архитектуры и строительства, КГАСУ, Казань, 2016, с.69.
2. Ильичев В.А., Коновалов П.А., Никифорова Н.С. Итоги работ по геотехническому мониторингу урбанизированных территорий при строительстве подземных сооружений // Реконструкция городов и геотехническое строительство.СПб.,2003. №5. с.44-47.
3. Алексеев С.И. Геотехническое обоснование мансардных надстроек и углублений подвалов существующих зданий // СПБ.; М.: Изд-во АСВ, 2005.-76 с.
4. Шашкин А.Г. Геотехнические критерии при проектировании сложной реконструкции и
нового строительства в условиях городской застройки // Реконструкция городов и геотехническое строительство.СПб.,2003. №5. с.48-54.
5. Мустакимов В. Р. Проблемы геотехники в современном строительстве и реконструкции зданий и сооружений Казани // Известия Каз ГАСУ. 2006. №2 (6). С.66-68.
6. Paramonov V. FEM Analysis of Large Strains in Soft Soils. Computer Methods and Advances in Geomechanics. Proc. IX Int. Conf. Wuhan, A. A. Balkema //Rotterdam/ Brookfield, 1997. c. 307-311.
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ _ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ_
Новрузова Зиньят Джанполад Кызы
Студент, Тюменский Индустриальный Университет, г. Тюмень
Новрузов Орхан Джанполад Оглы
Студент, Тюменский Индустриальный Университет, г. Тюмень
Аннотация:
Перспективы развития нефтяной промышленности в России на сегодняшний день чрезвычайно актуальны. От состояния российской нефтяной промышленности во многом зависит благополучие отечественной и мировой экономики в целом. Россия занимает ведущие позиции на мировом нефтяном рынке по количеству запасов, уровню добычи и развитости системы.
Россия располагает значительными запасами энергетических ресурсов и мощным топливно-энергетическим комплексом, который является базой развития экономики, инструментом проведения внутренней и внешней политики. Роль страны на мировых энергетических рынках во многом определяет её геополитическое влияние.
Сырьевую базу нефтегазового комплекса России на современном этапе ее геологического изучения и промышленного освоения составляют 2734 нефтяных, нефтегазовых, газовых и газоконденсатных месторождения, которые открыты в недрах, а также на континентальном шельфе Российской Федерации.
На долю России приходится 13-15 % мировых текущих запасов нефти и газового конденсата и около 35 % запасов газа.
Abstract:
The prospects for the development of the oil industry in Russia today are extremely relevant. The well-being of the Russian and world economy as a whole largely depends on the state of the Russian oil industry. Russia occupies a leading position in the world oil market in terms of the number of reserves, the level of production and the development of the system.
Russia has considerable reserves of energy resources and a powerful fuel and energy complex, which is the basis for the development of the economy, an instrument of domestic and foreign policy. The country's role in the world energy markets largely determines its geopolitical influence.
The raw material base of the Russian oil and gas complex at the present stage of its geological study and industrial development is 2,734 oil, gas, and gas condensate fields, which are open in the bowels, as well as on the continental shelf of the Russian Federation.
Russia accounts for 13-15% of the world's current oil and gas condensate reserves and about 35% of gas reserves.
Ключевые слова: Нефть, газ, добыча, ресурсы, продукции, месторождение.
Keywords: Oil, gas, extraction, resources, products, field.
Действующая в отношении нефтяного комплекса система регулирования играет негативную роль. Особенно опасны непредсказуемая политика квотирования экспорта, неопределенная курсовая политика, устойчиво растущие цены на услуги монополистов. Но наибольшую дестабилизирующую роль в нефтяном комплексе в настоящее время играет экспортная пошлина, произвольно и непредсказуемо устанавливаемая правительством. При изъятии дополнительных доходов нефтяного сектора государство вправе использовать лишь стабильные налоги - роялти (взимаемый с учетом
условий добычи) и налог на прибыль. В определенных условиях допустим налог на сверхприбыль, складывающуюся в результате роста мировых цен на нефть.
Согласно различным оценкам авторитетных источников Россия занимает четвертое-пятое место в мире по нефтяному потенциалу. Перспективные и прогнозные ресурсы оцениваются в 62,7 млрд.тонн (13 % от общемировых). Эксплуатируемые нефтяные запасы составляют 5% от мировых.
