CC BY
25
мости та тунел1: теор1я, досл1дження, практика
УДК 624.159.2:624.131.37
Ю. Л. ВИННИКОВ1*, Н. А. КОСТОЧКА2, I. В. М1РОШНИЧЕНКО3
1 Кафедра «Видобування нафти i газу та геотехнжи», Полтавський нацюнальний технiчний унiверситет iменi Юрiя Кондратюка, Першотравневий пр., 24, Полтава, Украша, 36011, тел. +38 (067) 256 42 86, ел. пошта [email protected]
2 Кафедра «Видобування нафти i газу та геотехшки», Полтавський нацюнальний технiчний унiверситет iменi Юр1я Кондратюка, Першотравневий пр., 24, Полтава, Украша, 36011, тел. +38 (099) 964 62 79, ел. пошта [email protected]
3 Кафедра «Видобування нафти i газу та геотехшки», Полтавський нацюнальний техшчний ушверситет iменi Юр1я Кондратюка, Першотравневий пр., 24, Полтава, Украша, 36011, тел. +38 (099) 619 93 53, ел. пошта [email protected]
визначення ос1дання основи буд1вель за показником
стискання Грунту
Мета. Удосконалити методику розрахунку освдання основи фундаменпв будiвель з урахуванням впливу тиску на величини параметрiв стисливостi грунту за глибиною стисливо! товщi. Методика. Лабораторнi методи визначення фiзичних i деформацiйних властивостей грунпв; методи механiки грунтiв; розрахунок оадання основи фундаментiв методом пошарового тдсумовування. Результати. Для удосконалення методики прогнозування освдання основи будiвель виконано порiвняльнi розрахунки освдання основи методом пошарового тдсумовування за методиками ДБН В.2.1-10-2009 з використанням модуля деформацп грунту та ПолтНТУ з використанням показника стискання грунту. Шдвищено точшсть методики прогнозування осiдання основи фундаменпв будiвель шляхом використання в нш показника стискання грунту й ураху-вання впливу тиску на деформацшш параметри грунту i змiни його пористосп за глибиною стисливо! то-вщi. Результати розрахунк1в за удосконаленою та нормативною методиками порiвняно з даними натурних спостережень. Освдання основ фундаменпв, визначенi через цей показник, до 27 % перевищують розрахо-ванi через модуль деформацп грунту. Наукова новизна. Шдвищено точшсть методики прогнозування оадання основи фундаменпв будiвель використанням в нш показника стискання грунту й урахуванням впливу тиску на деформацшш параметри грунту за глибиною стисливо! товщ^ Практична значимкть. Шдвищено достовiрнiсть прогнозування оадання грунтово! основи фундаменпв будiвель.
Ключовi слова: компресшне випробування грунту; бiчне розширення грунту; коефiцieнт пористостi грунту; модуль деформацп грунту; показник стискання грунту; стисливють; основа; оадання
Вступ
За параметр стисливосп грунту в геотехшщ прийнято модуль деформацп Е , який викорис-товують при прогнозувант осщань основ будь вель 1 споруд [1, 2]. Вш залежить вщ початко-вого коефщ1енту пористосп е0, коефщ1енту стисливосп т0, коефщенту вщносно! стисли-вост ту зразюв { коефщ1ента вщносно! поперечно! деформацп р. Достов1ршсть визначень цих характеристик впливае на точшсть модуля Е . Недолши модуля деформацп полягають у неврахуванн нелшшно! стисливосп грунту та визначент його величини у вузькому штервал1 тиску за кожним зразком, властивосп яких кр1м об'ективно! шформаци про стисливють мютять й суб'ективну, про стисливють конкретного зразка [3-8]. Це викликае великий розкид да-
них, що значно занижуе точшсть визначення параметр1в стисливосп основи, з яко! вщ1брат зразки [9].
Для тдвищення достов1рносп результапв оцшювання стисливосп грунпв в ПолтНТУ удосконалено пристро! для визначення !х дефо-рмацшних параметр1в за умов одновюного сти-ску, як усувають недолши компресшного пристрою - вщсутнють б1чного розширення грунту й тертя зразка за стшками кшьця, що зменшу-ють фактичну стисливють грунт1в. Результати випробувань грунту в удосконаленому та стандартному приладах пор1вняно м1ж собою
[9, 10].
Обгрунтовано показник стискання грунту, що вщображае вщносну змшу коефщ1ента пористосп зразка в компресшних випробуваннях [11]. Стисливють грунту залежить вщ його по-чатково! пористосп й, вщповщно, початкового
коефщенту пористостi. Тому, щоб виключити вплив пористостi окремих зразюв на характеристику стисливостi И величину, доцiльно ви-значати, як вщносне зменшення коефiцieнта пористостi при стисканш зразка грунту за вира-зом
NL = (ej -e' )/ej = Ae' /ej,
(1)
де Ы1]Ш - показник стискання /-го зразка;
, е1р - коефiцieнти пористосп 7-го зразка грунту, вщповщно початковий i пiсля прикладання тиску; Ае^ - зменшення коефiцieнту пористос-тi 7-го зразка пiсля прикладання тиску р .
Параметр Nр№ було названо показником
стискання грунту [11]. Його визначають як се-редню величину показниюв стискання зразюв
не1 — е1 п Ае1 п N
= = , (2) 1=1 е0 • п 1=1 еа • п 1=1 п
де N - показник стискання грунту певно! во-
логосп вiд тиску.
1ндекс у показника вказуе на те, що його визначають при конкретних значеннях тиску i вологосп. Показник стискання грунту вщо-бражае вiдносне зменшення його коефщента пористостi при стисканнi тиском .
Достовiрнiсть визначення осiдань основ бу-дiвель i споруд е необхщною умовою для !х надшно! експлуатацп. Для удосконалення методики прогнозування осiдання основи будь вель е сенс виконати порiвняльнi розрахунки осщання основи методом пошарового шдсумо-вування за методиками ДБН В.2.1-10-2009 [2] (тобто з використанням модуля деформаци грунту Е ) та ПолтНТУ (з використанням показника стискання грунту Nр№).
Мета
Удосконалити методику розрахунку осщан-ня основи фундамента будiвель з урахуванням впливу тиску на величини параметрiв стисли-востi грунту за глибиною стисливо! товщi.
Методика
Метод пошарового шдсумовування [2] за-вдяки ушверсальност набув найбiльшу попу-
ляршсть серед геотехнiкiв у практицi прогнозiв осiдань основ будiвель i споруд. Осщання основи у ньому визначають за формулою
s = ßl-
zp,i г
-ßi-
z у,г г
(3)
i=i
i=i
де Р = 0,8; с гр 1 - середне значення додатково-го тиску в 7-му елементарному шарц к1 - тов-щина 7-го шару грунту; с^ 1 - середня величина вертикального напруження вщ власно! ваги грунту, вийнятого з котловану, в 7-му шарi на вертикалi, що проходить через центр шдошви фундаменту, на глибиш г вiд ще! пiдошви; Ei, Ее1 - модуль деформаци 7-го шару грунту за
гшкою вщповщно первинного та вторинного навантаження (модуль пружносп); п - кшь-кiсть елементарних шарiв у межах стисло! тов-щi.
Вiдомо цший ряд пропозицiй з уточнення прогнозу осщань цим методом, зокрема, шляхом:
- обмеження потужносп стисло! товщi ура-хування структурно! мщност грунту (М. Ю. Абелев, О. В. Голл^ Ю. Ф. Тугаенко, В. Б. Швець [4] та ш. [7]);
- введення в розрахунок змшного за глибиною масиву модуля деформаци (Б. I. Далматов [12], Г. К. Клейн, О. Г. Шашюн [13] та ш.);
- урахування природного напруженого стану грунту при визначенш модуля деформаци за лабораторних умов (Б. I. Далматов, О. В. Голл^ М. Б. Лююк [14]);
- визначення коефщента Р, яка гарантуе безпечне урахування впливу бiчного обтиснен-ня грунту на осщання основи (С. Г. Безволев, В. Г. Федоровський, В. Ф. Александрович [8]). Величина Р змшна. I! оцшюють за параметрами мiцностi грунту: нормалiзованого зчеплення с (постiйна для рiзновиду грунту) й е^вален-тного тиску се, що вщповщае коефiцiенту по-ристостi е грунту на кривш первинно! компре-си. Недолiк методики - в складност встанов-лення вiдповiдних параметрiв в умовах вишу-кувальних i проектних органiзацiй;
- урахування структурно! мщносп грунтiв (В. М. Широков [15]), збшьшенням кiлькостi ступенiв навантаження при компресшних дос-лiдах (i зменшення !х величин) порiвняно зi
звичаиними методиками в межах структурно1 мiцностi. Недолiк цього пщходу тоИ же, що И у попередньому випадку;
- призначення глибини розрахунково!' обла-стi як певного умовного параметру, не пов'язаного прямо з уявленнями про закономь рносп деформування грунту, за емпiричним виразом, числовi параметри якого залежать вщ виду грунту (В. В. Лушшков та iн. [16]). ЦеИ спошб не досить наглядниИ, бо в ньому в чистому вигщщ не застосовують параметри стис-ливост грунтiв;
- урахуванням: змiнностi модуля деформацп грунту в усьому дiапазонi тиску, що сприИмае основа при навантаженш; коефiцiента ßz за мщнютю грунту; деформацiИноï анiзотропiï грунтiв; закономiрностей змiни модуля дефор-мацiï грунту за глибиною стислоï товщi (Ю. Л. Винников, А. В. Яковлев [8]).
Результати
Осщання грунтовоï основи фундаменпв бу-дiвель i споруд методом пошарового тдсумовування за формулою (3) визначено вщповщно до розрахунково!' схеми, подано!' на рис. 1, згщ-но [2].
Аналiзуючи вираз (3), можна вiдзначити, що модуль деформацп грунту, не може достатньо коректно характеризувати стисливють основи вщ додаткового напруження до czp = 0,2-сzg ,
бо Иого величину зазвичаИ визначають в штер-валi тиску 0,1.. .0,2 МПа.
Тому пропонуеться розраховувати осщання основи фундаментiв методом пошарового шд-сумовування за показником стискання грунту .
Осiдання шару грунту виражаеться формулою
= е0 -Ah/h 0 + е0 )
(4)
де eo, ep i - вщповщно коефiцiенти пористостi
грунту початковиИ i при тиску. Звiдки
Ah л ч
— • (1 + e0) = e0 - ep,
(5)
тодi осщання шару грунту товщиною дорiвнюе
Ah = e0 e" - h . (6)
1з формули (1) зменшення коефiцiенту пори-стостi при стисканш складае
e0 ep = Npw ' e0 .
(7)
Поставивши значення (7) у формулу (6), маемо
Ah = -
Npwe0 1 + e0
(8)
Замiнивши на осщання i-го шару грунту Si товщиною hi, отримуемо
S = N
i ь0
i pw
1 + e0
(9)
Звiдки суму осiдань окремих шарiв можливо описати наступним виразом
n n
S = 1 Si =X N
i=1 i =1
pw л i г '
p 1 + e0
(10)
1 + e0
де Si - осщання грунтово! основи вщ наванта-ження фундаменту; коефщент = 0,8; Nр№ -
показник стискання 1-го шару грунту; е'0 - по-чатковий коефщент пористосп /-го шару грунту; йг - товщина /-го шару грунту.
Розрахунок за формулою (10), що виражаеться через величину , осщання методом пошарового тдсумовування, враховуе зм1ну напру-женого стану за глибиною грунтово! основи вщ вертикального навантаження та вплив пористо-сп грунту на його стискання.
Осщання грунтово! основи визначались за двома деформацшними характеристиками (модулем деформацп Е та показником стискання грунту ), що отримаш у пристроях К-1 та СБРГ [10]. Вщповщно до методики випробувань при проведен! на конкретних видах пристро!в, було застосовано належн! методики розрахунюв.
Для п!дтвердження б!льшо! достов!рност! значень осщань грунтово! основи за показником стискання грунту, шж за його модулем деформацп проведено пор!вняльний анал!з ре-зультат!в тривалих геодезичних спостережень за ос!даннями натурного об'екту (секцп шести-поверхового житлового будинку) та розрахова-них за обома методиками величин осщання його основи. Дшянка забудови розмщена у центральнш частин! м. Полтави. У геоморфо-
лопчному вщношенш !! вщнесено до Полтав-ського лесового плато. Р1вень грунтово! води склав 5,0 м вщ денно! поверхш. У межах дшян-ки тд секщю IV будинку видшеш таю ¡нжене-рно-геолопчш елементи (1ГЕ): 1ГЕ-1 - насип-ний грунт i грунтово-рослинний шар (потужшс-тю 1,4 м); 1ГЕ-2 - суглинок лесовий, твердий,
високопористий, просадочний (3,1 м); 1ГЕ-3 -суглинок лесовий, текучопластичний (5,6 м); 1ГЕ-4 - суглинок тугопластичний (4,8 м); 1ГЕ-5 - суглинок лесовий, м'якопластичний (пройдено до глибини 17 м). Фiзико-механiчнi характеристики грунта наведено у табл. 1.
Рис. 1. Схема до визначення оадання фундаменпв методом пошарового пвдсумовування за нормами [2] та з
використанням показника:
(умовт позначення на схемг DL - позначка планування; ^ - позначка поверхн природнього рельефу; FL - позначка тдошви фундаменту; BC - нижня межа стисливо! товщц dn [ d - глибина закладання тдошви фундаменту в1дпов1дно в1д ршня природнього рельефу та ршня планування; р - середнш тиск тд тдошвою фундаменту; Нс - глибина стисливо! товщц Вк - ширина котловану; о^ [ - напруження в1д власно! ваги грунту на глибиш г [ на ршш тдошви фундаменту; огр [ о2р0 - додатковий тиск на основу вщ фундаменту на глибиш г [ на р1вш тдошви фундаменту; Ь - ширина тдошви фундаменту; Е^ - модуль деформацп 1-го шару грунту; е0 - початковий коефщент пористост г'-го шару грунту; к -
коефщент визначення нижньо! меж1 стисливо! товщ1)
Таблиця 1
Значення фiзико-механiчних властивостей грунтiв дiлянки п1д секщю IV житлового будинку у м. Полтава
Характеристики грунпв Номери 1ГЕ, значення характеристик
1 2 3 4 5
Волопсть на меж текучостi - 0,36 0,28 0,36 0,29
Волопсть на межi пластичностi - 0,21 0,18 0,21 0,19
Число пластичносп - 0,15 0,10 0,15 0,10
Вологiсть природна 0,16 0,20 0,26 0,28 0,25
Показник текучостi - -0,07 0,80 0,47 0,60
Питома вага частинок грунту, кН/м3 - 26,56 26,36 26,56 26,46
Мости та тунелк теор1я, дослщження, практика, 2015, № 8
МОСТИ ТА ТУНЕЛ1: ТЕОР1Я, ДОСЛ1ДЖЕННЯ, ПРАКТИКА
Закшчення таблицi 1
Характеристики грунпв Номери 1ГЕ, значення характеристик
1 2 3 4 5
Питома вага грунту, кН/м3 15,00 16,60 18,66 18,47 18,79
Питома вага сухих грунту, кН/м3 - 13,83 14,81 14,43 15,03
Коеф1ц1ент пористост1 - 0,92 0,78 0,84 0,76
Розрахунковi значення характеристик грунпв
Питома вага грунту, уп, кН/м3 - 16,46 18,52 18,33 18,62
Питоме зчеплення, с11, кПа - 11 8 16 9
Кут внутршнього тертя, фл, град. - 25 28 26 28
Модуль деформацп, Е, МПа - 6 8 11 8
Буд1вництво секцп IV (рис. 2) велося з квггня 2010 р. по грудень 2011 р. Середнш тиск тд тдошвою стр1чкових фундамент1в на природшй основ1 склав р = 180 кПа при розрахунковому опор1 грунту Я = 200 кПа.
У процес зведення та подальшо! експлуа-тацп 6уд1вл1 оргашзовано геодезичне спосте-реження за осщаннями !! основи тд кер1вни-цтвом 1 за методикою [17] проф. М. Л. Зоце-нка шляхом швелювання за III класом точно-ст стшових поверхневих марок (рис. 3) у характерних м1сцях на р1вш цоколя несучих стш. Типов1 графши осщань марок секцп наведено на рис. 4.
Рис. 2. Загальний вигляд будинку в м. Полтав1 (секщя IV найближча)
Розрахунок осщань основи фундаменпв виконано методом пошарового тдсумову-вання (рис. 5): 1) через модуль деформацп грунту Е; 2) через показник стискання
грунту, котрий визначено в кожному шар1 при вщповщному тиску на глибиш з урахуванням початкового коефщенту пористост1 грунту цьо-го шару (рис. 6).
Рис. 3. Поверхнева марка на об'екп в м. Полтавi
09-2С06 2D07 200Я
Час спостережень, роки, доби, t
21109 20 ID 2П11 2012 20"? 2014 20'5
1S 360 54 72 ——I —'—■—'—1—'— 10&0 1260 U 0 '6 20 18 301980 2- 0 23 0 25 20 2700 288С 30 0 32 0342 36СО 3780
V
М -40
м ■41
Рис. 4. Граф1ки освдання у час1 секц1! IV за стшовими марками: 1 - завершения буд1вництва секц1! I (дан1 проф. М. Л. Зоценка)
' = 16,6 кН /м 3 е0=0,92; Е = 6 МПа
' =18,7 кН /м е0=0, 78; Е = 8 МПа
' = 18,5 кН /м е0=0,84; Е = 11 МПа
4 х
1,4 ^ ■о
Рис. 5. Схема до визначення освдання основи фундаменлв методом пошарового шдсумовування за модулем деформащ! грунту секцп IV по вул. Паризько! Комуни в м. Полтаы
12
О
0
1 10
г
£ 8 1-й
4
м
о
Р
о ё
а -
и о
С
—Ф-1ГЕ -U-1TF 2. ер0,92 3, е=0,78
1ГЕ 0 4. ^0,84
1ГЕ2 1ГЕЗ 1ГЕ4
50
100 150
Тиск р, кПа
200
250
Рис. 6. Графж визначення показнишв стискання грунпв для розрахунку оадання основи фундаменпв секцп
IV по вул. Паризько! Комуни в м. Полтаы
Пор!вняння результата розрахованих вели- ками з даними натурних спостережень наведе-чин осщань основи секци IV за двома методи- но в табл. 2.
Мости та тунелк теорiя, дослщження, практика, 2015, № 8
МОСТИ ТА ТУНЕЛ!: ТЕОРIЯ, ДОСЛIДЖЕННЯ, ПРАКТИКА
Таблиця 2
Порiвняння результат розрахованих за двома методиками значень осмаиь основи фундаментiв секцп IV будинку з даними натурних спостережень
Осщання
№ Ire Початковий коефщент по-ристост грунту е0 Модуль деформацп грунту E , МПа Осщання основи S, м, визначене через модуль деформацп E [2] Показник стискання грунту основи S, м, визначене через показ-ник стис-кання Осщання основи S, м, визначене за геодезичними спостереженнями
2 0,92 6,0 7,62
3 0,78 8,0 0,088 6,45 0,138 0,119
4 0,84 11,0 5,61
Порiвнюючи результати розрахунюв за двома методиками з даними натурних спостережень, встановлено, що осщання основи, визначене за методикою автора мае бшьш на-ближенi до фактичних значення, шж за нормативною методикою [2]. Величина осщання основи за показником стискання трунив на 36 % перевищуе величину, розраховану за модулем деформацп. При цьому осщання ос-нови, визначене через показник стискання грунту, на 13,8 % перевищуе величину, отри-ману за геодезичними спостереженнями, а осщання основи, розраховане через модуль деформацп грунту, на 26 % менше за даш спостережень.
Наукова новизна та практична значимкть
За результатами роботи пщвищено точшсть i достовiрнiсть методики прогнозування ос> дання основи фундамента будiвель шляхом використанням в нш показника стискання грунту й урахуванням впливу тиску на деформацш-ш параметри грунту за глибиною стисливо! то-вщi.
Висновки
Таким чином, показник стискання вщобра-жае вщносну змiну коефiцiента пористостi при стисненш грунту, а його величина не залежить вiд пористостi окремих зразкiв грунту. Розра-хунок осщання основи фундамента з використанням ще! характеристики враховуе змiну до-даткового тиску та коефiцiента пористосп грунту за глибиною стисливо! товщ^ а проведення лабораторних випробувань на пристро! СБРГ враховуе бiчне розширення грунту при стис-
канш. Означеш чинники пiдвищують достов!р-шсть визначення napaMeTpiB стисливостi грунту та дають можливiсть бiльш точного прогнозу осщання грунтово! основи фундаментiв будь вель.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. ДСТУ Б В.2.1-4-96. Грунти. Методи лабораторного визначення характеристик мщносп i де-формованост1 [Текст] - Надано чинностi 199704-01. - Ки!в : Держ. ком. Укра!ни у справах мь стобуд. та архтг., 1997. - 101 с.
2. ДБН В.2.1-10:2009. Об'екти будiвництва та промислова продукцiя будiвельного призначен-ня. Основи та фундаменти будиншв i споруд. Основи та фундаменти споруд. Основш поло-ження проектування. 3i змiнами №1 i №2. [Текст]. - Надано чинносп 2009-01-07. - Ки!в : Мiнрегiонбуд Укра!ни, 2009. - 161 с.
3. Линник, Г. О. Компресшш дослщження щебе-нево-грунтово! сумiшi для повторного застосу-вання [Текст] / Г. О. Линник, В. Д. Петренко, О. Л. Тютькш, I. М. Петрiвська // Мости та ту-нелi : теорiя, дослвдження, практика. - 2012. -Вип. 1. - С. 40-45.
4. Мехашка грунлв. Основи та фундаменти. Щд-ручник [Текст] / В. Б. Швець, I. П. Бойко, Ю. Л. Винников, М. Л. Зоценко, О. О. Петраков, О. В. Солодяншн, В. Г. Шаповал, О. М. Шашенко, С. В. Бща. - Дшпропетровськ : «Пороги», 2014. - 232 с., вид. друге, перероб. i доп.
5. Braja M. Das Shallow foundations. Bearing capacity and settlement. CRC Press. Taylor & Francis Group, 2009. 327 p.
6. Mechi J. Geotechnical Engineering Examples and Solutions Using the Cavity Expanding Theory. Budapes, Hungarian Geotechnical Sosiety, 2013. 221 p.
7. НЫфорова, Н. А. Встановлення придатносп використання порщ розкриву буровугшьних
Мости та тунелк теорiя, дослщження, практика, 2015, № 8
МОСТИ ТА ТУНЕШ: ТЕОРIЯ, ДОСЛIДЖЕННЯ, ПРАКТИКА
кар'ер1в у буд1вельнш галуз1 [Текст] / Н. А. Нь шфорова, А. Ю. Дриженко, I. Л. Сафронов, В. I. Стецюк // Мости та тунел1 : теорш, досль дження, практика. - 2012. - Вип. 1. - С. 65-68.
8. Винников, Ю. Л. Математичне моделювання взаемоди фундаменпв з ущшьненими основами при !х зведенш та наступнш робоп: Моногра-ф1я [Текст] / Ю. Л. Винников. - Полтава : Пол-тНТУ 1меш Юр1я Кондратюка, 2016. -280 с., вид. друге, перероб. 1 доп.
9. Винников, Ю. Л. Шдвищення достов1рносп показнишв стисливосп основи за даними комп-ресшних випробувань грунпв [Текст] / Ю. Л. Винников, Н. А. Косточка // Ресурсоеко-номш матер1али, конструкци, буд1вл1 та спору-ди: Зб. наук. пр. Вип. 27. - Р1вне : НУВГП, 2013. - С. 407-414.
10. Пристрш для визначення характеристик дефор-мованосп грунпв в умовах одновюного стиску [Текст] // Ю. Л. Винников, Н. А. Косточка Патент на корисну модель №56732. Е02Б 1/02 (2011.01) в01Б 5/30 (2011.01). Реестрацшний номер заявки и 2010 08311. Дата подання 05.07.2010. Дата, з яко!' е чинними права на корисну модель 25.01.2011, Бюл. № 2, 2011 р.
11. Косточка, Н. А. Прогноз деформацш основ на баз1 компресшних випробувань грунпв [Текст] : Автореф. дис... канд. техн. наук: 05.23.02 / Н. А. Косточка. - Полтава : ПолтНТУ, 2015. - 22 с.
12. Далматов, Б. И. К вопросу о расчете оснований зданий [Текст] / Б. И. Далматов // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1992. - № 1.
- С. 6-7.
13. Улицкий, В. М. Геотехническое сопровождение развития городов [Текст] / В. М. Улицкий,
A. Г. Шашкин, К. Г. Шашкин - Санкт-Петербург : «Стройиздат Северо-Запад», Группа компаний «Геореконструкция», 2010. -551 с.
14. Парамонов, В. Н. Метод конечных элементов при решении нелинейных задач геотехники [Текст] / В. Н. Парамонов. - Санкт-Петербург : «Геореконструкция», 2012. - 264 с.
15. Широков, В. Н. Расчет осадок оснований с учетом структурной прочности грунтов [Текст] /
B. Н. Широков, А. К. Мурашов // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1988. - № 5.
- С. 21-23.
16. Лушников, В. В. Оценка характеристик деформируемости элювиальных грунтов по результатам измерений деформаций зданий [Текст] / В. В. Лушников // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 2011. - № 3. - С. 16-22.
17. Зоценко, М. Л. Напружено-деформований стан основ фундаменпв, яш споруджують без вий-мання грунту [Текст] : Автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.23.02. / М. Л. Зоценко. - Ки!в : НД1БК, 1994. - 44 с.
Ю. Л. ВИННИКОВ1*, Н. А. КОСТОЧКА2, И. В. МИРОШНИЧЕНКО3
1 Кафедра «Добычи нефти и газа и геотехники», Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка, Первомайский пр., 24, Полтава, Украина, 36011, тел. +38 (067) 256 42 86, эл. почта [email protected]
2 Кафедра «Добычи нефти и газа и геотехники», Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка, Первомайский пр., 24, Полтава, Украина, 36011, тел. +38 (099) 964 62 79, эл. почта [email protected]
3 Кафедра «Добычи нефти и газа и геотехники», Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка, Первомайский пр., 24, Полтава, Украина, 36011, тел. +38 (099) 619 93 53, эл. почта [email protected]
определение осадки основания зданий по показателю сжатия грунта
Цель. Усовершенствовать методику расчета осадки основания фундаментов зданий с учетом влияния давления на величины параметров сжимаемости грунта по глубине сжатой толщи. Методика. Лабораторные методы определения физических и деформационных свойств грунтов; методы механики грунтов; расчет осадки основания фундаментов методом послойного суммирования. Результаты. Для усовершенствования методики прогнозирования осадки основания зданий использованы сравнительные расчеты осадки основания методом послойного суммирования по методикам ДБН В.2.1-10-2009 с использованием модуля деформации грунта и ПолтНТУ с использованием показателя сжатия грунта. Увеличена точность методики прогнозирования осадки основания фундаментов зданий путем использования в ней показателя сжатия грунта и учета влияния давления на деформационные параметры грунта, а также изменения его пористости по глубине сжимаемой толщи. Результаты расчетов по усовершенствованной и нормативной методикам сравнивались с данными натурных наблюдений. Осадки оснований фундаментов, которые были определены при помощи этого показателя, до 27 % превышают рассчитанные по модулю деформации грунта. Научная новизна. Увеличена точность методики прогноза осадки основания фундаментов зданий благодаря использованию в ней показателя сжатия грунта и учету влияния давления на деформационные параметры
Мости та тунелк теорiя, дослщження, практика, 2015, № 8
МОСТИ ТА ТУНЕЛ1: ТЕОР1Я, ДОСЛ1ДЖЕННЯ, ПРАКТИКА
грунта по глубине сжимаемой толщи. Практическая значимость. Увеличена достоверность прогноза осадки грунтового основания фундаментов зданий.
Ключевые слова: компрессионное испытания грунта; боковое расширение грунта; коэффициент пористости грунта; модуль деформации грунта; показатель сжатия грунта; основание; осадка
YU. L. VYNNYKOV1*, N. A. KOSTOCHKA2, I. V. MIROSHNYCHENKO3
1 Department of Oil and Gas Production and Geotechnics, Poltava National Technical Yuri Kondratyuk University, Pervomaysky av., 24, Poltava, Ukraine, 36011, tel. +38 (067) 256 42 86, e-mail [email protected]
2 Department of Oil and Gas Production and Geotechnics, Poltava National Technical Yuri Kondratyuk University, Pervomaysky av., 24, Poltava, Ukraine, 36011, tel. +38 (099) 964 62 79, e-mail [email protected]
3 Department of Oil and Gas Production and Geotechnics, Poltava National Technical Yuri Kondratyuk University, Pervomaysky av., 24, Poltava, Ukraine, 36011, tel. +38 (099) 619 93 53, e-mail [email protected]
determination of buildings basis subsidence for soil compression indicator
Purpose. To improve the methodology for determining the soil base settlements from the foundation pressure on the parameters of compressibility compressible soil depth strata. Methodology. Laboratory methods for determining the physical and deformation properties of soils; soil mechanics methods; subsidence calculation based on the foundation of layer summation method. Findings. Comparative calculations settling foundations by summing layered methods for using DBN V.2.1-10-2009 deformation modulus of soil and PoltNTU method by using soil compressibility index to improve soil subsidence prediction foundations of buildings. Increased accuracy of forecasting methods of settling base building foundations by using soil compressibility index and the effect of pressure on the deformation parameters of soil and its porosity changes the depth of compressible strata. The calculation results by an improved and normative techniques compared with the data of field observations. Subsidence of foundations bases defined by this index, to 27 % higher than calculated by the soil deformation modulus Originality. Increased accuracy of prediction methods of settling base building foundations by using soil compressibility index and the effect of pressure on the deformation parameters of soil depth compressible strata. Practical value. Increased reliability prediction of subsidence soil base building foundations.
Keywords: soil compression test; soil sample lateral expansion; soil porosity coefficient; soil deformation modulus; soil compressibility index; soil base; settlement
REFERENCES
1. DSTU B V.2.1-4-96. Grunty. Metody laboratornogho vyznachennja kharakterystyk micnosti i deformovanosti [State Standard B V.2.1-4-96. Soils. Methods of laboratory determination of durability and deformity descriptions]. Derzhavnyj komitet Ukrajiny u spravakh mistobuduvannja ta arkhitektury. Kyjiv, MNTKS, 1997. 101 p.
2. DBN V.2.1-10-2009. Osnovy ta fundamenty budivelj i sporud. Osnovni polozhennja proektuvannja [State Norms of Construction. Bases and foundations of buildings. Fundamental regulations of planning]. Zi zminamy no.1 i no. 2. Kyjiv, Minreghionbud Ukrajiny, 2009. 161 p.
3. Lynnyk Gh. O., Petrenko V. D., Tjutjkin O. L., Petrivsjka I. M. Kompresijni doslidzhennja shhebenevo-gruntovoji sumishi dlja povtornogho zastosuvannja [Compression researches of the crushed stone-ground mixed for the repeated use]. Mosty ta tuneli: teorija, doslidzhennja, praktyka - Bridges and tunnels : theory, research, practice, 2012, issue 1. pp. 40-45.
4. Shvecj V. B., Bojko I. P., Vynnykov Ju. L., Zocenko M. L. Mekhanika gruntiv. Osnovy ta fundamenty. Pidruchnyk [Mechanics of soils. Bases and foundations]. - Dnipropetrovsjk: «Poroghy», 2014. 232 p.
5. Braja, M. Das Shallow foundations. Bearing capacity and settlement. CRC Press. Taylor & Francis Group, 2009. 327 p.
6. Mechi J. Geotechnical Engineering Examples and Solutions Using the Cavity Expanding Theory. Budapest, Hungarian Geotechnical Sosiety, 2013. 221 p.
7. Nikiforova N. A., Dryzhenko A. Ju., Safronov I. L., Stecjuk V. I. Vstanovlennja prydatnosti vykorystannja porid rozkryvu burovughiljnykh kar'jeriv u budiveljnij ghaluzi [Establishment of fitness of the use of brown coal quarries breeds in building industry]. Mosty ta tuneli : teorija, doslidzhennja, praktyka - Bridges and tunnels : theory, research, practice, 2012, issue 1, pp. 65-68.
8. Vynnykov Ju.L. Matematychne modeljuvannja vzajemodiji fundamentiv z ushhiljnenymy osnovamy pry jikh zvedenni ta nastupnij roboti: Monoghrafja [Mathematical design of co-operation of foundations with compression bases at their report and next work]. Poltava: PoltNTU imeni Jurija Kondratjuka, 2016. 280 p.
9. Vynnykov Ju.L., Kostochka N.A. Pidvyshhennja dostovirnosti pokaznykiv styslyvosti osnovy za danymy kompresijnykh vyprobuvanj gruntiv [Increase of indexes authenticity of basis compressibility from data of compression tests of soils]. Resursoekonomni materialy, konstrukciji, budivli ta sporudy - Materials, constructions, buildings. 2013. issue 27, pp. 407-414.
10. Vynnykov Ju.L., Kostochka N.A. Prystrij dlja vyznachennja kharakterystyk deformovanosti gruntiv v umovakh odnovisnogho stysku [Device for determination of soils deformity descriptions in the conditions of one-axis compression]. Patent UA, no. u 2010 08311.
11. Kostochka N.A. Proghnoz deformacij osnov na bazi kompresijnykh vyprobuvanj gruntiv Avtoreferat Diss.[Prognosis of bases deformations on the base of compression tests of soils]. Poltava, 2015. 22 p.
12. Dalmatov B. I. K voprosu o raschete osnovaniy zdaniy [To the question about the calculation of buildings bases]. Osnovaniya, fundamenty i mekhanika gruntov - Bases, fundaments and mechanics of soils,1992, no1. pp. 6-7.
13. Ulitskiy V.M., Shashkin A.G., Shashkin K.G. Geotekhnicheskoe soprovozhdenie razvitiya gorodov [Geotechnical accompaniment of cities development]. SPb., «Stroyizdat Severo-Zapad», Gruppa kompaniy «Georekonstruktsiya», 2010. 551 p.
14. Paramonov V.N. Metod konechnykh elementov pri reshenii nelineynykh zadach geotekhniki [Finite elements method at the decision of nonlinear tasks of geotechnics]. SPb.: «Georekonstruktsiya», 2012. 264 p.
15. Shirokov V.N. Raschet osadok osnovaniy s uchetom strukturnoy prochnosti gruntov [Calculation of bases deformations taking into account structural durability of soils] / V.N. Shirokov, A.K. Murashov // Osnovaniya, fundamenty i mekhanika gruntov - Bases, fundaments and mechanics of soils, 1988, no5. pp. 21-23.
16. Lushnikov, V.V. Otsenka kharakteristik deformiruemosti elyuvialnykh gruntov po rezultatam izmereniy deformatsiy zdaniy [Estimation of descriptions of deformed of eluvial soils on results measuring of buildings deformations] / V.V. Lushnikov // Osnovaniya, fundamenty i mekhanika gruntov - Bases, fundaments and mechanics of soils, 2011, no 3. pp. 16-22.
17. Zocenko M. L. Napruzheno-deformovanyj stan osnov fundamentiv, jaki sporudzhujutj bez vyjmannja gruntu. Dokt. Diss. [Stress-strain state of foundations bases which erect without taking out]. Kyiv, 1994. 44 p.
Стаття рекомендована до публ^кацИ д.т.н., проф. М. М. Бтяевим (Украгна), д.т.н, проф.
В. Д. Петренко (Украгна).
Надшшла до редколеги 06.12.2015 Прийнята до друку 21.12.2015
