WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

– ввод исходных данных (диаметр и длина скважины, характеристик грунтов по глубине, давление нагнетания);

– послойный расчет перемещений стенки цилиндрической полости по глубине устраиваемой сваи;

– вычисление общего объема грунта, вытесненного при заданном давлении и относительной его доли (ki) в пределах каждого слоя грунта по глубине;

– задание исходного объема бетона, используемого для устройства инъекционной сваи;

– расчет объема бетона и осредненного диаметра ствола инъекционной сваи в каждом слое грунта относительно ki.

Данный алгоритм расчета был реализован в программе для ЭВМ. Сравнение экспериментальных и теоретических данных показало, что точность расчетов диаметра ствола инъекционных свай длиной 3,5 – 5,0 м (серия 1, 2) составляет 5 – 15 %.

Существующая методика расчета несущей способности свай по СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» с опиранием нижнего конца на слабые глинистые грунты с показателем текучести JL > 0,6 не предусматривает определение их несущей способности по табличным значениям. Для предварительного определения несущей способности инъекционных свай в слабых глинистых грунтах в диссертации рекомендуется: принимать значения сопротивлений грунта R и fi из работы: «Рекомендации по расчету свайных фундаментов в слабых грунтах» (Стройиздат, 1975); расчет вести по формуле СНиП 2.02.03-85 для забивных свай с использованием эмпирических коэффициентов условий работы грунта (cR = 1,0; cf = 1,2). Коэффициент условий работы грунта под острием сваи cR для инъекционных свай, устраиваемых без извлечения грунта, принимается равным 1,0. Коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи cf = 1,2 был установлен эмпирически из условия минимума отклонения расчетных и экспериментальных значений несущей способности инъекционных свай. Бльшее значение коэффициента cf обусловлено значительным уплотнением слабых глинистых грунтов вокруг ствола инъекционных свай в сравнении с забивными сваями, где уплотнение слабых глинистых грунтов практически не наблюдается. Сравнение результатов экспериментальных данных несущей способности инъекционных свай и расчетных по предложенному методу показало, что его точность составляет ± 20 %.

Пятая глава посвящена практическому применению результатов исследований. Приводятся результаты опытно-промышленной апробации результатов исследований при усилении фундаментов реконструируемого здания в г. Томске. Изложены пути дальнейшего совершенствования способов устройства инъекционных свай как для условий реконструкции зданий, так и для нового строительства.

Выполненные экспериментальные исследования позволили разработать способ устройства инъекционных свай. Этот способ защищен патентом РФ на изобретение (№ 2238366). По этому способу создается свая в слабых глинистых грунтах, используемая при усилении фундаментов старых, поврежденных или требующих реконструкции зданий. К основным преимуществам способа относятся: уменьшение технологических операций по устройству скважин и армированию ствола свай; снижение усилия вдавливания инъекторов; значительная удельная несущая способность свай за счет уплотнения слабых глинистых грунтов в околосвайном пространстве. Технологическая последовательность устройства сваи заключается: в погружении инъекторов с уширением в виде диска на его нижнем конце и по стволу инъектора; тампонирование затрубного пространства инъектора; поэтапное нагнетание бетонной смеси со ступенчатой опрессовкой в течение 5 – 10 мин и последующей длительной опрессовкой грунта вплоть до твердения бетона. При производстве работ в стесненных условиях инъекторная труба при вдавливании может наращиваться через патрубок на сварке. Инъекционные сваи рекомендуется применять длиной до 5 – 7 м с передачей небольшой до 30 тн нагрузки на основание.

Результаты исследований внедрены в г. Томске при усилении фундаментов реконструируемого здания. При реконструкции рассматривался вопрос надстройки двух дополнительных этажей и понижение отметки пола подвала. Усиление фундаментов здания осуществлялось с использованием инъекционных свай. При разработке рабочего проекта и производстве работ по усилению фундаментов здания за основу были приняты результаты проведенных экспериментальных исследований. Всего было изготовлено более 30 инъекционных свай длиной 5,0 м в слое супеси текучей консистенции. Более 20 % (7 шт.) от общего числа свай были подвергнуты производственным испытаниям статической вдавливающей нагрузкой. По результатам испытаний инъекционных свай частные значения их предельного сопротивления составили Fu, n = 170 – 200 кН, что обеспечило реализацию проектного решения по реконструкции здания.

Для дальнейшего развития разработан и защищен патентом РФ на изобретение способ возведения инъекционных свай. Данный способ предусматривает устройство сваи под защитой обсадных труб и может быть использован для условий нового строительства.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

  1. Разработан способ устройства инъекционных свай в слабых глинистых грунтах для условий реконструкции зданий. Выполненные исследования позволили установить ряд его преимуществ, к которым относятся: уменьшение технологических операций при устройстве скважин и армировании ствола свай; снижение усилия вдавливания инъекторов; повышение несущей способности свай за счет уплотнения слабых глинистых грунтов в околосвайном пространстве.
  2. Экспериментально установлено, что при вдавливании инъекторов с уширением в виде диска на нижнем конце между стенкой скважины и инъекторной трубой формируется зазор, который создает условия для снижения усилия вдавливания. В слабых глинистых грунтах существенное снижение до 2 – 4 раз усилия вдавливания инъекторов достигается при показателе текучести JL = 0,75 – 1,0, когда не происходит мгновенного оплывания стенок скважин.
  3. Выявлено, что использование инъекторов с уширением на нижнем конце обеспечивает формирование сплошного сечения ствола инъекционных свай в слабых глинистых грунтах. При уширении нижнего конца инъектора в 1,35 – 1,75 раза (относительно диаметра инъектора) удельная несущая способность инъекционных свай увеличивается до 15 – 25 % по сравнению со сваями, устраиваемыми без уширения инъекторов.
  4. Установлено, что при устройстве инъекционных свай в слабых глинистых грунтах происходит уплотнение окружающего грунта в радиусе до 2 – 2,5 диаметров ствола сваи. Уплотнение глинистых грунтов обеспечивается поэтапным нагнетанием бетонной смеси со ступенчатой опрессовкой грунта давлением. Диапазон давления нагнетания бетонной смеси и опрессовки в слабых глинистых грунтах с показателем текучести JL = 0,7 – 1,5 составляет 0,35 – 1,0 МПа.
  5. Экспериментально установлено, что в уплотненной зоне вокруг ствола инъекционных свай происходит улучшение свойств грунтов относительно природных (естественного сложения). При этом плотность грунта () увеличивается на 13,7 – 15,8 %, влажность грунта (W) уменьшается на 14,7 – 22,5 %, плотность сухого грунта () увеличивается на 18,6 – 22,3 %, удельное сцепление грунта (С) увеличивается на 21,3 – 38,3 %, угол внутреннего трения возрастает на 2 – 3 град.
  6. Разработаны рекомендации по определению геометрических размеров ствола инъекционных свай и их несущей способности. Для расчета диаметра ствола сваи применяется решение задачи о расширении цилиндрической полости в грунте с использованием модели упрочняющейся разномодульной грунтовой среды (В.В. Лушников, г. Екатеринбург). Разработан алгоритм расчета диаметра ствола инъекционных свай в зависимости от заданного объема бетона и разнородности грунтового основания по глубине, который реализован в программе для ЭВМ. Предложенный метод расчета позволяет прогнозировать диаметр ствола инъекционных свай с точностью 5 – 15 %. Для определения несущей способности инъекционных свай в слабых глинистых грунтах усовершенствован расчетно-аналитический метод (по СНиП 2.02.03-85). Результаты сравнения расчетных, по усовершенствованному методу, и экспериментальных данных несущей способности инъекционных свай показали, что его точность составляет ± 20 %.
  7. Разработанный способ устройства инъекционных свай внедрен при усилении фундаментов реконструируемого здания в г. Томске. Использование инъекционных свай позволило решить вопрос надстройки дополнительных этажей с минимальными затратами на усиление фундаментов здания.
  8. Для дальнейшего развития способов устройства инъекционных свай предложены пути их совершенствования для условий реконструкции и нового строительства. Эти разработки защищены патентами РФ на изобретение и полезные модели.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

  1. Пат. 2238366. Российская Федерация, МПК7 E 02 D 5/34. Способ устройства инъекционной сваи / Полищук А.И., Герасимов О.В., Петухов А.А., Андриенко Ю.Б., Нуйкин С.С.; опубл. 20.10.04, Бюл. № 29.
  2. Полищук, А.И. Экспериментальные исследования работы инъекционных свай в глинистых грунтах, устроенных методом высоконапорной инъекции / А.И. Полищук, А.А. Петухов,
    О.В. Герасимов // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации фундаментов, мостов и автомобильных дорог. Механизация строительства. Охрана окружающей среды: материалы Российской науч.-техн. конф. / Пермский гос. техн.
    ун-т. – Пермь, 2004. – С. 43-47.
  3. Петухов, А.А. Экспериментальные исследования работы напорнонабивных свай в глинистых грунтах / А.А. Петухов // Теоретические и практические проблемы геотехники: межвуз. тем. сб. тр. / Санкт-Петербургский гос. арх.-стр-й ун-т. – СПб, 2005. – С. 56-62.
  4. Полищук, А.И. Результаты исследования взаимодействия напорнонабивных свай с грунтом / А.И. Полищук, А.А. Петухов // Тез. докл. 62-й науч.-техн. конф., посвященной 75-летию НГАСУ (СИБСТРИН) / Новосибирский гос. арх.-стр-й ун-т (СИБСТРИН). – Новосибирск, 2005. – С. 102.
  5. Петухов, А.А. Результаты экспериментальных исследований применения метода высоконапорной инъекции при устройстве свай в глинистых грунтах / А.А. Петухов // Стр-во: «материалы, конструкции, технологии»: материалы III Межрегион. науч.-техн. конф. / Братский гос. ун-т. – Братск, 2005. – С. 44-49.
  6. Пат. 2263745 Российская Федерация, МПК7 E 02 D 5/34. Способ возведения инъекционной сваи (варианты) / Полищук А.И., Петухов А.А., Нуйкин С.С.; опубл. 10.11.05, Бюл. № 31.
  7. Опыт усиления фундаментов здания с использованием напорнонабивных свай / А.И. Полищук, С.В. Ющубе, А.А. Петухов, С.С. Нуйкин // Актуальные проблемы проектирования и строительства в условиях городской застройки: тр. междунар. науч.-практ. семинара в 2 т. / Пермский гос. техн. ун-т. – Пермь, 2005. – т. 1. – С. 149-155.
  8. Полищук, А.И. Усиление фундаментов зданий в г. Томске с использованием свай / А.И. Полищук, А.А. Петухов // Геотехнические проблемы строительства на просадочных грунтах в сейсмических районах: тр. III-го Центрально-Азиатского междунар. геотехнического симпозиума в 2 т. / Научн.-иссл. и проект.- изыск. инст. «САНИИОСП» гос. комитета стр-ва и арх. респ. Таджикистан. – Душанбе, 2005. – т. 1. – С. 198-201.
  9. Пат. 49029. Российская Федерация, МПК7 E 02 D 5/34. Напорнонабивная свая / Полищук А.И., Петухов А.А., Нуйкин С.С.; опубл. 10.11.05, Бюл. № 31.
  10. Пат. 48547. Российская Федерация, МПК7 E 02 D 5/34. Напорнонабивная свая для слабых грунтов / Полищук А.И., Петухов А.А., Нуйкин С.С., Шалгинов Р.В.; опубл. 27.10.05, Бюл. № 30.
  11. Петухов, А.А. Исследование работы инъекционных свай в слабых глинистых грунтах / А.А. Петухов // Тез. докл. 62-й науч.-техн. конф. / Новосибирский гос. арх.-стр-й ун-т (СИБСТРИН). – Новосибирск, 2005. – С. 113.
  12. Решение задачи о расширении полости в грунте для расчета инъекционной сваи / А.И. Полищук, А.А. Петухов, С.П. Осипов, Р.В. Шалгинов // Тез. докл. 62-й науч.-техн. конф. / Новосибирский гос. арх.-стр-й ун-т (СИБСТРИН). – Новосибирск, 2005. – С. 114.

1 Под слабыми глинистыми грунтами понимаются водонасыщенные супеси, суглинки и глины текучепластичной, текучей консистенции с коэффициентом водонасыщения ( Sr ) более 0,8 и модулем общей деформации ( E0 ) менее 5,0 МПа.

Под инъекционными понимаются сваи, устраиваемые нагнетанием бетонной смеси под давлением в предварительно подготовленные скважины с опрессовкой околосвайного грунта.

3 В работе под опрессовкой околосвайного грунта основания понимается выдерживание (сохранение) рабочего давления без нагнетания бетонной смеси. Технологическая операция нагнетания твердеющей смеси с кратковременными перерывами на 2 – 10 мин была предложена В.В. Лушниковым, В.А. Богомоловым (Институт «УралНИИАС», г. Екатеринбург). Технология устройства буроинъекционных свай со ступенчатым повышением давления опрессовки была предложена Н.Н. Барановым, И.М. Клейнером и др. (1991 г.)

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»