Научная статья на тему 'Устранение прогрессирующего развития неравномерности осадок многоэтажного жилого дома на ленточных свайных фундаментах'

Устранение прогрессирующего развития неравномерности осадок многоэтажного жилого дома на ленточных свайных фундаментах Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
430
83
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ / КОМБИНИРОВАННЫЙ ФУНДАМЕНТ / ДЕФОРМАЦИИ / НЕРАВНОМЕРНАЯ ОСАДКА / КРЕН / УСИЛЕНИЕ / ЦЕМЕНТАЦИЯ / ОБОЛОЧКА / ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / МОНИТОРИНГ / PILE FOUNDATION / COMBINED FOUNDATION / DEFORMATION / UNEVEN SEDIMENT / ROLL / REINFORCEMENT / CARBURIZING / SHEATHING / NUMERICAL SIMULATION / MONITORING

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Степанов Максим Андреевич, Мальцева Татьяна Владимировна, Краев Алексей Николаевич, Бартоломей Леонид Адольфович, Караулов Александр Михайлович

В статье рассмотрены факторы, значительно снижающие надежность свайных фундаментов, вплоть до отказов надземных конструкций и создания аварийных ситуаций. Приведены результаты технического обследования 9-этажного панельного жилого дома в г. Тюмени, построенного на ленточных свайных фундаментах, получившего «сложный» крен, более чем в три раза превышающий предельно допустимые значения. В целях стабилизации деформаций и прекращения их дальнейшего развития предложен комплексный подход усиления, предусматривающий усиление как существующих ленточных свайных фундаментов, так и грунтового основания. В проведенном исследовании при проведении численного моделирования рассматривались проектные ситуации и их сценарии, как для стадии строительства здания, так и для стадии его эксплуатации, как кратковременные проектные ситуации и их сценарии, так и долговременные. Каждая проектная ситуация и сценарий проверяется на невозможность достижения ни одного из предельных состояний, возникающих в грунтовом основании или подземной части здания, или одновременно в обоих при их взаимодействии. Поэтому численным моделированием выполнялось прогноз поведения системы «основание-фундамент» по двум расчетным сценариям. В результате исследований выявлено, что для применения свайных фундаментов на слабых грунтах существенное значение имеют такие факторы, как полнота и достоверность данных инженерно-геологических изысканий; корректность принятия расчетных значений несущей способности свай с учетом их взаимовлияния в составе фундамента, консолидации грунтов основания и возможного развития сил «отрицательного» трения, которые не поддаются выявлению на момент испытания сваи.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Степанов Максим Андреевич, Мальцева Татьяна Владимировна, Краев Алексей Николаевич, Бартоломей Леонид Адольфович, Караулов Александр Михайлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Elimination of the progressive development of uneven sedimentation of a multi-storey residential house on tape pile foundations

The article considers factors that significantly reduce the reliability of pile foundations, down to failures of aboveground structures and creation of emergency situations. The results of a technical survey of a 9-storey panel apartment building in Tyumen, built on tape pile foundations, which received a "complex" roll, more than three times the maximum allowable values, are given. In order to stabilize the deformations and stop their further development, a comprehensive reinforcement approach is proposed, which provides for reinforcing both existing belt pile foundations and a ground base. In the conducted study, during numerical simulation, the design situations and their scenarios were considered, both for the construction phase of the building and for the stage of its operation, both short-term project situations and their scenarios, and long-term ones. Each design situation and scenario is checked for the impossibility of achieving any of the limiting states arising in the ground base or the underground part of the building, or simultaneously in both in their interaction. Therefore, numerical simulation performed the forecast of the behavior of the "foundation-foundation" system in two calculated scenarios. As a result of the research, it was revealed that for the use of pile foundations on weak soils, such factors as the completeness and reliability of the engineering-geological survey data are essential; correctness of acceptance of design values of load-bearing capacity of piles taking into account their mutual influence in the composition of the foundation, consolidation of the base soils and possible development of forces of "negative" friction that can not be detected at the time of pile testing.

Текст научной работы на тему «Устранение прогрессирующего развития неравномерности осадок многоэтажного жилого дома на ленточных свайных фундаментах»

Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http ://naukovedenie. ru/

Том 9, №4 (2017) http://naukovedenie.ru/vol9-4.php

URL статьи: http://naukovedenie.ru/PDF/62TVN417.pdf

Статья опубликована 06.09.2017

Ссылка для цитирования этой статьи:

Степанов М.А., Мальцева Т.В., Краев А.Н., Бартоломей Л.А., Караулов А.М. Устранение прогрессирующего развития неравномерности осадок многоэтажного жилого дома на ленточных свайных фундаментах // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 9, №4 (2017) http://naukovedenie.ru/PDF/62TVN417.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.

УДК 624.15, 69.059.3

Степанов Максим Андреевич

ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет», Россия, Тюмень1

Доцент кафедры «Геотехника» Кандидат технических наук E-mail: [email protected] РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=726858

Мальцева Татьяна Владимировна

ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья», Россия, Тюмень

Проректор по научной работе Доктор физико-математических наук, профессор

E-mail: [email protected] РИНЦ: https://elibrary.ru/author profile.asp?id=632046

Краев Алексей Николаевич

ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет», Россия, Тюмень

Доцент кафедры «Строительные конструкции» Кандидат технических наук E-mail: [email protected] РИНЦ: https://elibrary.ru/author profile.asp?id=546741

Бартоломей Леонид Адольфович

ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет», Россия, Тюмень

Профессор кафедры «Геотехника» Доктор технических наук E-mail: [email protected] РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=269501

Караулов Александр Михайлович

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет путей сообщения», Россия, Новосибирск

Профессор кафедры «Геология, основания и фундаменты»

Доктор технических наук E-mail: [email protected] РИНЦ: https://elibrary.ru/author_profile.asp?id=703507

1 625000, Тюменская обл., г. Тюмень, ул. Володарского 38, к. 337а Страница 1 из 12 http://naukovedenie.ru 62TVN417

Устранение прогрессирующего развития неравномерности осадок многоэтажного жилого дома на ленточных свайных фундаментах

Аннотация. В статье рассмотрены факторы, значительно снижающие надежность свайных фундаментов, вплоть до отказов надземных конструкций и создания аварийных ситуаций. Приведены результаты технического обследования 9-этажного панельного жилого дома в г. Тюмени, построенного на ленточных свайных фундаментах, получившего «сложный» крен, более чем в три раза превышающий предельно допустимые значения. В целях стабилизации деформаций и прекращения их дальнейшего развития предложен комплексный подход усиления, предусматривающий усиление как существующих ленточных свайных фундаментов, так и грунтового основания.

В проведенном исследовании при проведении численного моделирования рассматривались проектные ситуации и их сценарии, как для стадии строительства здания, так и для стадии его эксплуатации, как кратковременные проектные ситуации и их сценарии, так и долговременные. Каждая проектная ситуация и сценарий проверяется на невозможность достижения ни одного из предельных состояний, возникающих в грунтовом основании или подземной части здания, или одновременно в обоих при их взаимодействии. Поэтому численным моделированием выполнялось прогноз поведения системы «основание-фундамент» по двум расчетным сценариям.

В результате исследований выявлено, что для применения свайных фундаментов на слабых грунтах существенное значение имеют такие факторы, как полнота и достоверность данных инженерно-геологических изысканий; корректность принятия расчетных значений несущей способности свай с учетом их взаимовлияния в составе фундамента, консолидации грунтов основания и возможного развития сил «отрицательного» трения, которые не поддаются выявлению на момент испытания сваи.

Ключевые слова: свайный фундамент; комбинированный фундамент; деформации; неравномерная осадка; крен; усиление; цементация; оболочка; численное моделирование; мониторинг

Введение

В настоящее время при строительстве зданий и сооружений повышенной этажности в сложных инженерно-геологических условиях наиболее надежными по праву при сравнении с фундаментами мелкого заложения считаются свайные фундаменты [1 -4]. Доля свайных фундаментов в промышленном строительстве составляет порядка 40 %, в гражданском -50...70 % [5]. Причиной данных тенденций являются действительно более редкие отказы зданий и сооружений, построенных на фундаментах такого типа, что обычно связано с закладываемыми в нормативных документах запасами несущей способности свай (фактические значения которых должны уточняться натурными полевыми испытаниями, с последующим снижением на коэффициент надежности, занижающий несущую способность от 20 до 50 %); неучете работы низкого плитного ростверка; увеличением несущей способности свай во времени и рядом других факторов [2-4]. При этом свайные фундаменты, как правило, работают на существенно меньших осадках по отношению к фундаментам мелкого заложения в аналогичных грунтовых условиях.

Однако существует ряд факторов, на которые стоит обратить особое внимание при выборе свайных фундаментов, которые могут значительно снизить надежность принимаемого

решения. Отсутствие заведения нижнего конца свай в предполагаемые плотные подстилающие слои на нужное расстояние, неучет специфических свойств грунтов основания, а также возникновения сил «отрицательного» трения, которые не поддаются выявлению на момент испытания сваи и т. д. может привести к ситуациям вплоть до отказов надземных конструкций и создания аварийных ситуаций [6-8].

1. Обследование технического состояния многоэтажного жилого дома

В настоящей статье рассматривается техническое состояние 9-этажного, блокированного, двухсекционного, панельного жилого дома с техподпольем и техническим этажом 83 серии в г. Тюмени, а именно блок здания в осях «8-10», включающий две подъездные секции (рис. 1). Жилой дом имеет Г-образную форму в плане, состоит из трех блоков: блоки в осях «1-3» и «8-10» - 9-этажные, блокированные, двухсекционные, панельные дома размерами 13,2x42,0 м и 13,2x45,0 м соответственно; блок в осях «4-7» - 9-этажная угловая кирпично-панельная вставка (рис. 1). Фундаменты - ленточные свайные с использованием забивных свай марки С120.30-8 и монолитного железобетонного ростверка высотой 500 мм (рис. 1) [7].

© 0

Рисунок 1. Схема блокировки здания (составлено авторами)

В 2016 г. (после 8 лет с ввода здания в эксплуатацию) были отмечены деформации блока здания в осях «8-10» в форме крена в сторону южного фасада. При проведении геодезического мониторинга, включавшего создание поверхностной геометрии для оценки фактического положения конструкций (рис. 2); создание поля относительных вертикальных перемещений верхнего уровня ленточного ростверка (рис. 3); наблюдение за развитием осадок во времени, был зафиксирован «сложный» крен в сторону осей «10» и «А», составляющий в абсолютном

значении горизонтальных перемещений по верху здания 210 и 320 мм соответственно, что более чем в три раза превышает предельно допустимые значения. В результате прогрессирующего развития неравномерных осадок фундаментов и горизонтальных перемещений здания, в стыках стеновых панелей и плит перекрытий проявились трещины. По данным мониторинга скорость приращения осадок составляет 0,3-2,0 мм/мес. - стабилизация осадок фундаментов на момент обследования не наступила.

Рисунок 2. Пространственная геометрическая модель здания (общий вид) (составлено авторами)

Рисунок 3. Графическая модель относительных деформаций линии ростверка (составлено авторами)

Согласно результатам обследования, техническое состояние здания определено как ограничено-работоспособное [7]. Появление сверхнормативных неравномерных осадок здания (более 500 мм), приведших к крену в двух плоскостях, связано с несколькими причинами, основными из которых являются:

• Отсутствие под частью здания опирания 12-метровых свай в прочный подстилающий слой песка, находящийся на глубине от 11 до 16 и более метров от низа ростверка (рис. 4);

Рисунок 4. Инженерно-геологический разрез обследуемого блока жилого дома с проектным расположением свайного фундамента (составлено авторами)

• Влияние проявления «отрицательных» сил трения на боковой поверхности сваи, связанного с планировкой территории отсыпкой, не принятой во внимание при проектировании. Согласно расчетам консолидации, выполненным в программном продукте Plaxis, установлена глубина расположения «нулевых точек» [9], так глубина развития деформаций грунта, создающих отрицательное трение, составила 7,8 - 9,44 м (65 - 78,6 % от длины сваи);

• Залегание в пределах 6 метров от низа ростверков пылеватых водонасыщенных рыхлых песков, склонных к разжижению (не обнаруженных при изначальных инженерно-геологических изысканиях), что приводит к общей неравномерной осадки части территории застройки.

2. Технические решения по стабилизации осадок

Учитывая указанные причины образования сверхнормативных неравномерных осадок здания, в целях стабилизации деформаций и прекращения их дальнейшего развития, сопровождающегося прогрессирующим увеличением неравномерности осадок двухсекционного жилого дома, наиболее рациональным был выбран комплексный подход (рис. 5), предусматривающий как усиление существующих ленточных свайных фундаментов, так и усиление грунтового основания [10, 11].

Усиление основания предусматривало выполнение цементации, путем пропитки под давлением верхнего песчаного слоя и направленных гидроразрывов в подстилающем слое глины цементным раствором, для повышения прочностных и деформационных свойств грунтового основания и одновременно создания остаточного напряженного состояния в основании, повышающего несущую способность свай за счет увеличения сил бокового обжатия и соответственно, повышения сил трения по боковой поверхности [10, 12].

Усиление ленточных свайных фундаментов предусматривало их переустройство в комбинированный фундамент за счет выполнения предварительно напрягаемых оболочек между существующими ростверками, трансформирующихся впоследствии опрессовки цементным раствором в плиты переменной жесткости, что позволило включить в работу ненагруженное ранее, грунтовое основание в пролетных частях [10, 13].

При этом переустройство фундамента в сплошную конструкцию выполняет важную технологическую задачу - препятствие выходу инъекционного раствора на поверхность и создание благоприятных условий для упрочнения грунта под зданием [14, 15].

Одним из важных вопросов при обосновании принятого решения по усилению являлось назначение давления предварительного натяжения оболочек и обжатия грунтового основания опрессовкой подоболочечного

пространства [13]. Большее значение давления приводит к большей разгрузке свай и включению в работу грунтового основания между ростверками, однако приводит к большим усилиям растяжения в оболочке и изгибающим моментам в ростверке, а также к возможному эффекту догружения свай нагруженным в пролетных частях основанием при опрессовке. При общем расчетном весе 9-этажной секции порядка 9500 тонн и среднем давлении на условия, было принято давление опрессовки характеристики грунтового основания после

Ж/5 оболочка БО-1 В25 Р200 У^б 1=100мм_

Тощий Оетон (строительный растбор М50) 1=30мм

Пароизоляция "Изоспан"_

Щебень фракции 20-40 1=100 нн_

Профили

ная менорана Р1ап^ег ("Технониюль")

Уплотненный песок сребнеи крупности 1 = перем Рстестйенное основание

Инъектор И1

Инъектор И1

-11,850

Рисунок 5. Предлагаемая схема усиления фундаментов (составлено авторами) основание 140 кПа, учитывая вышеприведенные равное 100 кПа. Прочностные и деформационные цементации вычислялись по методике [16].

Численное моделирование выполнялось в программе PLAXIS с использованием упруго-пластической модели с критерием прочности Кулона-Мора [17].

3. Основные принципы, положения и результаты численного моделирования

Основной сложностью выбора проектных решений является наличие уже свершившихся сверхнормативных осадок и неравномерное их развитие во времени, а также назначение дополнительных допускаемых осадок во времени после усиления.

При проведении численного моделирования рассматривались проектные ситуации и их сценарии, как для стадии строительства здания, так и для стадии его эксплуатации, как кратковременные проектные ситуации и их сценарии, так и долговременные. Каждая проектная ситуация и сценарий проверяется на невозможность достижения ни одного из предельных состояний, возникающих в грунтовом основании или подземной части здания, или одновременно в обоих при их взаимодействии. Поэтому численным моделированием выполнялось прогноз поведения системы «основание-фундамент» по двум расчетным сценариям.

Первый проектный сценарий (Р1) воссоздавал фактическую ситуацию на объекте по упрощенной временной и технологической последовательности.

Второй проектный сценарий (Р2) являлся альтернативным и был призван продемонстрировать развитие ситуации при использовании фундамента, представляющего собой свайный ленточный ростверк, объединенный пологими железобетонными оболочками, с предварительной опрессовкой грунтового основания.

Кроме этого для каждой расчетной ситуации (расчетной фазы PLAXIS) создавалась дополнительная - для определения коэффициента безопасности грунтового основания.

Расчетная модель учитывала инженерно-геологические условия, конструктивные особенности и особенности технологии возведения здания, особенности поведения грунта и конструкций вплоть до достижения рассматриваемого предельного состояния, действующие нагрузки и воздействия (рис. 6).

Рисунок 6. Общий вид моделируемого массива грунта (составлено авторами)

По результатам численного моделирования установлено, что для проектного сценария Р1 деформации грунтового основания (осадки фундамента) имеют значительно большие значения, чем для сценария Р2. Проектный сценарий Р1 демонстрировал значительное снижение коэффициента безопасности грунтового основания - с 4,138 до конечного значения 1,02.

Конечная осадка крайнего ростверка, без учета консолидации, для сценария Р1 составляет -0,316 м, что на 113,5% больше осадки для сценария Р2, равной -0,148 м.

Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 9, №4 (июль - август 2017)

http://naukovedenie.ru [email protected]

V Осадки фундамента во времени

1 1 ^^^ Р1. Крайний ростверк Р2. Крайний ростверк

*

О 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000

Time [day]

Рисунок 7. График развития осадки фундамента во времени по результатам численного моделирования (составлено авторами)

Конечная осадка крайнего ростверка, с учетом консолидации, для сценария Р1 составляет -0,434 м, что на 69,5 % больше осадки для сценария Р2 равной -0,256 м (рис. 7). Неравномерность осадок для проектного сценария Р1 составляет 0,033 м, для Р2 -0,006 м.

4. Технология выполнения работ

После выполнения подготовительных работ, включающих размещение оборудования, мест складирования материалов и подключение требуемых инженерных коммуникаций, а также размещения бытовых помещений, выполняются работы по усилению ленточных свайных фундаментов и грунтового основания [18].

1. Бурение скважин и установка иньекторов И1 (рис. 5).

2. Оголение ростверков на 2/3 высоты сечения путем откопки песчаного грунта по периметру ростверков.

3. Выполнение отверстий установленного диаметра и глубины в ростверках для установки анкеров.

4. Планировка грунтового основания по координатам из существующего в техподполье песка с уплотнением для сохранения формы при производстве работ.

5. Укладка щебеночного слоя, установка пакеров П1 (рис. 5).

6. Армирование оболочек направляющими (криволинейными) и образующими (прямолинейными) арматурными стержнями.

7. Бетонирование оболочек с соблюдением проектной геометрии и уходом за бетоном, для набора проектного класса по прочности.

8. Предварительное напряжение оболочек, опрессовка основания, путем нагнетания цементного раствора в подоболочечное пространство (выполняется после 70 % набора прочности бетона оболочек).

9. Усилению основания цементацией грунта:

а. шнековым буром вертикально осуществляется бурение скважины;

б. в пробуренную скважину вставляется сборный инъектор из свариваемых между собой секций;

в. в устье скважины осуществляется бетонирование затрубного пространства на глубину примерно 0,5 м для исключения возможного выхода раствора из скважины при инъекции;

г. в миксерной станции осуществляется приготовление инъекционного (закрепляемого) раствора;

д. при помощи растворонасоса осуществляется закачка раствора в инъектор для закрепления грунта и уплотнения основания при давлении 4-6 МПа в три этапа с технологическими перерывами равными 24 ч. каждый. Закрепление ведется по зонам размещения уровней инъекционных отверстий снизу вверх;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

е. после завершения закачки раствора на каждом этапе необходимо промыть инъектор и ствол скважины достаточным объёмом воды для осуществления закачки раствора на следующем этапе.

10. Ликвидация видимой части иньекторов И1 и пакеров П1.

5. Геотехнический мониторинг

Для обеспечение механической безопасности и дальнейшей нормальной эксплуатации наряду с проводящимися работами по стабилизации осадок жилого дома с середины сентября 2016 года проводится геотехнический мониторинг за осадками здания, а, следовательно, их неравномерностью, горизонтальными перемещениями остова здания и раскрытием трещин.

Данные мониторинга подтвердили наличие незатухающего характера неравномерных осадок здания до начала производства работ. Опрессовка подоболочечного пространства относится к 15 марта 2017 года, после которого наблюдается подъем здания в среднем на 1-1,5 мм. После опрессовки имеется некоторое увеличение осадок, очевидно за счет релаксации напряжений в основании, однако впоследствии рост абсолютных значений осадок прекратился. В настоящее время наблюдается стабилизация осадок, геотехнический мониторинг продлится в течение 5 лет.

Выводы

1. В условиях слабых грунтов с неравномерным напластованием или специфическими свойствами, а также при устройстве насыпей возможен риск снижения надежности свайных фундаментов, вплоть до отказов надземных конструкций и создания аварийных ситуаций. Существенное значение имеют такие факторы, как полнота и достоверность данных инженерно-геологических изысканий; корректность принятия расчетных значений несущей способности свай с учетом их взаимовлияния в составе фундамента, консолидации грунтов основания и возможного развития сил «отрицательного» трения, которые не поддаются выявлению на момент испытания сваи.

2. В целях стабилизации деформаций оснований и прекращения их дальнейшего развития, сопровождающегося увеличением неравномерности осадкок двухсекционного жилого дома на свайном фундаменте, предложен комплексный подход, предусматривающий как усиление существующих ленточных свайных фундаментов переустройством их в комбинированный, так и усиление грунтового основания.

3. Установлено, что опрессовка грунтового основания под оболочками включает их в работу без дополнительных осадок и снимает часть нагрузки со свай, что выражается в незначительном подъеме фундамента, до 1,5 мм. В процессе твердения бетонной смеси под оболочками снижения их подъема практически не происходит, что говорит об их надежном включении в работу и передачи значительной части нагрузки на пролетные зоны основания.

4. После опрессовки подоболочечного пространства до начала производства работ по цементации основания зафиксирована стабилизация осадок фундаментов здания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сваи и свайные фундаменты. Конструкции, проектирование и технологии / Под ред. Р. А. Мангушева. - М.: Изд-во АСВ, 2015. - 320 с.

2. Katzenbach R., Arslan U., Moormann Chr. Piled raft foundation projects in Germany. Design Applications of Raft Foundations. Ed. by J. A. Hemsley, Thomas Telford Ltd, 2000, pp. 323-391.

3. Poulos, H. G. Piled-raft foundations - design and applications // Geotechnique, 2001, v. 50, № 2, pp. 95-113.

4. Randolph M. F., Clancy P. Design and Performance of a Piled Raft Foundation. ASCE, GSP 40, pp. 314-324.

5. Бартоломей А. А., Омельчак И. М., Юшков Б. С. Прогноз осадок свайных фундаментов. - М.: Стройиздат, 1994. - 384 с.

6. Пономарев А. Б. Свайные фундаменты как элементы устойчивого строительства// Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. - 2015. - № 1. - С. 103-119.

7. Пронозин Я. А., Мельников Р. В., Киселёв Н. Ю., Корсун Н. Д. Опыт обследования панельного жилого дома в г. Тюмени // Инженерно-геотехнические изыскания, проектирование и строительство оснований, фундаментов и подземных сооружений: сб. тр. Всерос. науч.-техн. конф. по геотехнике; СПбГАСУ. - СПб., 2017. - 323 с. - С. 175-179.

8. Бакрышева В. В., Сахаров И. И., Шашкин К. Г. Анализ работы крупнопанельного здания с платформенными стыками при неравномерных деформациях основания // Инженерно-геотехнические изыскания, проектирование и строительство оснований, фундаментов и подземных сооружений: сб. тр. Всерос. науч. -техн. конф. по геотехнике; СПбГАСУ. - СПб., 2017. - 323 с. - С. 22-28.

9. Мангушев Р. А., Готман А. Л., Знаменский В. В., Пономарев А. Б. Сваи и свайные фундаменты. Конструкции, проектирование и технологии / Под ред. чл.-корр. РААСН д-ра техн. наук, профессора Р. А. Мангушева. - М.: Изд-во АСВ, 2015. -320 с.

10. Степанов М. А. Взаимодействие комбинированных ленточных свайных фундаментов с предварительно опрессованным грунтовым основанием: автореферат дисс. ... канд. техн. наук: 05.23.02 / Степанов Максим Андреевич. -Тюмень, 2015 - 25 с.

11. Pronozin Ya. A., Stepanov M. A., Volosyuk D. V. Regulation of the stress-strain state of combined strip pile foundation beds // Soil Mechanics and Foundation Engineering, 2016, pp. 1-6.

12. Пронозин Я. А., Степанов М. А., Волосюк Д. В. Оценка физико-механических свойств зон предварительно опрессованного грунта основания комбинированных ленточных свайных фундаментов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. - 2015. - № 2. - С. 64-73.

13. Наумкина Ю. В. Усиление ленточных фундаментов с переустройством в сплошную плиту переменной жесткости с предварительным напряжением грунтового основания: автореферат дисс. ... канд. техн. наук: 05.23.02 / Наумкина Юлия Владимировна. - Тюмень, 2013 - 24 с.

14. Плитно-свайные фундаменты как способ решения сложных геотехнических проблем / Лушников В. В. [и др.] // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. - 2013. - № 4. - С. 83-86.

15. N. Kiselev, Y. Pronozin, M. Stepanov, L. Bartolomey, D. Keck. Theoretical and Experimental Substantiation for Applicability of a Damping Layer in a Foundation Slab Placed on Soil Bed // MATEC Web Conf. 73 (2016) 01017 DOI: http://dx.doi .org/10.1051/matecconf/20167301017.

16. Ибрагимов М. Н., Семкин В. В. Закрепление грунтов инъекцией цементных растворов. - М.: АСВ, 2012. - 254 с.

17. Найденов А. И., Филимонов Е. А. Численное моделирование возможностей снижения осадок и кренов сооружения за счет цементации основания // Промышленное и гражданское строительство. - 2012. - № 8. - С. 74-76.

18. Ким Б. Г., Волосюк Д. В., Урусов Ф. А. Производство земляных и подготовительных работ при устройстве комбинированных фундаментов // В сборнике: Сборник материалов XV научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, соискателей и магистрантов ТюмГАСУ. В двух томах. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет». - 2015. - С. 56-60.

Stepanov Maksim Andreevich

Industrial university of Tyumen, Russia, Tyumen E-mail: [email protected]

Maltseva Tatiana Vladimirovna

The state agrarian university of the Northern Trans-Ural region, Russia, Tyumen

E-mail: [email protected]

Kraev Alexey Nikolaevich

Industrial university of Tyumen, Russia, Tyumen E-mail: [email protected]

Bartholomew Leonid Adolfovich

Industrial university of Tyumen, Russia, Tyumen Russian Federation, Tyumen E-mail: [email protected]

Karaulov Alexander Mikhailovich

Siberian state transport university, Russia, Novosibirsk

E-mail: [email protected]

Elimination of the progressive development of uneven sedimentation of a multi-storey residential house on tape pile foundations

Abstract. The article considers factors that significantly reduce the reliability of pile foundations, down to failures of aboveground structures and creation of emergency situations. The results of a technical survey of a 9-storey panel apartment building in Tyumen, built on tape pile foundations, which received a "complex" roll, more than three times the maximum allowable values, are given. In order to stabilize the deformations and stop their further development, a comprehensive reinforcement approach is proposed, which provides for reinforcing both existing belt pile foundations and a ground base.

In the conducted study, during numerical simulation, the design situations and their scenarios were considered, both for the construction phase of the building and for the stage of its operation, both short-term project situations and their scenarios, and long-term ones. Each design situation and scenario is checked for the impossibility of achieving any of the limiting states arising in the ground base or the underground part of the building, or simultaneously in both in their interaction. Therefore, numerical simulation performed the forecast of the behavior of the "foundation-foundation" system in two calculated scenarios.

As a result of the research, it was revealed that for the use of pile foundations on weak soils, such factors as the completeness and reliability of the engineering-geological survey data are essential; correctness of acceptance of design values of load-bearing capacity of piles taking into account their mutual influence in the composition of the foundation, consolidation of the base soils and possible development of forces of "negative" friction that can not be detected at the time of pile testing.

Keywords: pile foundation; combined foundation; deformation; uneven sediment; roll; reinforcement; carburizing; sheathing; numerical simulation; monitoring

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.