WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены и обсуждены на II, III, V и VI Международных конференциях по проблемам свайного фундаментостроения (Пермь, 1990; Минск, 1992; Тюмень, 1996; Уфа, 1998), на III Всесоюзном координационном совещании-семинаре по механизированной безотходной технологии возведения свайных фундаментов (Владивосток, 1991), на Российской конференции по механике грунтов и фундаментостроению (Санкт-Петербург, 1995), на II, III Украинской научнотехнической конференции по механике грунтов и фундаментостроению (Полтава, 1995; Одесса, 1997), на Международном конгрессе инженерной геологии (Канада, 1998), Международной конференции по современным проблемам механики грунтов и фундаментостроению (Санкт-Петербург, 2000) и Международной конференции по современным проблемам фундаментостроения (Волгоград, 2001), а также на четырех научных конференциях БашНИИстроя (Уфа, 1983 – 1986).

Конструкции односвайных фундаментов и методы их расчета экспонировались на ВДНХ СССР, где автор работы был награжден бронзовой медалью ВДНХ СССР.

Основные результаты исследований были доложены и обсуждены на семинаре в НИИОСП им. Н.М.Герсеванова (Москва, 2003).

Публикации. Материалы проведенных работ опубликованы в статьях. Результаты исследований защищены тремя авторскими свидетельствами на изобретения и включены в «Рекомендации по проектированию односвайных фундаментов из свай кольцевого сечения с насадками и в виде кустов с оптимальным шагом», «Рекомендации по проектированию свайных фундаментов опор трубопроводов», «Руководство по проектированию и устройству фундаментов в вытрамбованных котлованах в региональных условиях ТСО «Южуралстрой». ВСН 67-263-89» и «Территориальные строительные нормы по проектированию свайных фундаментов для строительства в условиях Республики Башкортостан».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, девяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений.

Она содержит 389 страниц, включая 31 таблицу, 111 иллюстраций, список литературы из 299 наименований и 4 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы совершенствования конструктивных решений свайных фундаментов для каркасных зданий и сооружений. Решение ее предложено осуществить путем применения рациональных и эффективных конструкций односвайных фундаментов и создания надежных инженерных методов их расчета с использованием данных статического зондирования. Сформулированы цель и задачи, дана общая характеристика выполненных исследований.

1. Анализ существующих проектных решений односвайных фундаментов каркасных зданий и сооружений Фундаменты под колонны каркасных зданий и сооружений относятся к числу наиболее распространенных сооружений в промышленном строительстве. На их возведение расходуется до 20% общего количества бетона и железобетона, применяемого при строительстве зданий. При строительстве в сложных инженерно-геологических условиях наибольшее распространение получили свайные фундаменты.

Свайные фундаменты широко применяются как в России, так и за рубежом. Во многих случаях они являются более технологичными по сравнению с другими, а иногда единственно приемлемым по геологическим условиям строительства типом фундамента.

Развитию свайного фундаментостроения способствовали работы следующих ученых: П.А.Аббасова, М.Ю.Абелева, А.А.Бартоломея, В.В.Бахолдина, В.Г.Березанцева, А.Н.Богомолова, Н.В.Бойко, Х.Брандля, Ж.Б.Берланда, П.Бермингема, Н.М.Герсеванова, Н.М.Глотова, В.Н.Голубкова, М.Н.Гольдштейна, Б.В.Гончарова, А.Л.Готмана, А.А.Григорян, Б.И.Далматова, В.К.Дмоховского, Н.М.Дорошкевич, Н.В.Жукова, В.В.Знаменского, П.А.Коновалова, Ф.К.Лапшина, В.В.Лушникова, А.А.Луги, Н.Г.Новожилова, Е.М.Перлея, А.В.Пилягина, А.Б.Пономарева, Ю.В.Россихина, M.Рандольфа, В.С.Сажина, М.И.Смородинова, В.И.Соломина, С.Н.Сотникова, Ю.Г.Трофименкова, В.М.Улицкого, С.Б.Ухова, А.Б.Фадеева, В.И.Федорова, В.Г.Федоровского, В.М.Феклина, П.Франка, Н.А.Цытовича, В.М.Чикишева, В.Б.Швеца, А.М.Ягудина и других.

Широкому внедрению свайных фундаментов в массовое строительство и созданию новых конструкций свайных фундаментов с целью снижения их стоимости, материалоемкости и увеличения удельной несущей способности способствовали комплексные экспериментально-теоретические исследования, выполненные многими научными коллективами: БашНИИстроем, ВНИИОСП им.Н.М.Герсеванова, Волгоградской ГАСА, Воронежской ГАСА, ДальНИИС, МГСУ им.В.В.Куйбышева, Марийским ГТУ, НИИСК, Новосибирской ГАСА, Пензенским ГАСИ, Пермским ГТУ, Полтавским ТУ, СПбГАСУ, Саратовским ГТУ, Томской ГАСА, Уфимским ГНТУ и др.

Развитие фундаментостроения направлено по пути разработки новых, экономичных конструкций фундаментов и методов их устройства, обеспечивающих повышение несущей способности грунтов в основаниях, более полного использования несущей способности материала фундаментов, совершенствования узла сопряжения колонн здания с фундаментами без дополнительных элементов, максимального сокращения объема опалубочных и земляных работ по отрывке и обратной засыпке котлована и т.п.

Анализ прогрессивных конструкций односвайных фундаментов позволяет выделить среди большого числа свайных фундаментов конструкции свай кольцевого сечения, обладающие высокой удельной несущей способностью и технологичностью устройства фундаментов.

Опыт применения свай кольцевого сечения известен довольно давно.

Особенно широкое распространение сваи кольцевого сечения получили в транспортном и гидротехническом строительстве. Такие сваи успешно применяются в Японии, США, Великобритании, Германии. В нашей стране, благодаря работам З.В.Бабичева, Б.В.Гончарова, А.Л.Готмана, Б.И.Далматова, О.Л.Денисова, Г.В.Канакова, Г.В.Миткиной, Г.Ф.Новожилова, Е.М.Перлея, А.Б.Пономарева, А.И.Прудентова, Г.М.Смиренского, В.Д.Фаерштейна и других, накоплен значительный опыт применения свай кольцевого сечения в промышленном и гражданском строительстве в Екатеринбурге, Москве, Нижнем Новгороде, С.-Петербурге, Уфе и др.

Другой рациональной конструкцией фундаментов, которые уже довольно давно применяются в строительной практике, являются фундаменты в вытрамбованных котлованах.

Исследованием и совершенствованием метода устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах занимались Ю.А.Багдасаров, А.Г.Божко, В.И.Быков, Ю.В.Власов, А.А.Григорян, И.З.Гольдфельд, К.М.Джумаев, В.И.Крутов, Б.А.Сальников, И.Г.Рабинович, В.Л.Рафальзук, В.Б.Швец и др.

Проведенные исследования позволили широко применять фундаменты в вытрамбованных котлованах в Новосибирске, Кишиневе, Тольятти, Оренбурге, Набережных Челнах, Челябинске и других городах. При этом обычно достигалось снижение объема земляных работ в 2-3 раза, расхода бетона в 1,5-раза, стоимости и трудоемкости работ в 1,2-2,5 раза.

По результатам обобщения существующих конструкций свай и свайных фундаментов, применяемых под колонны каркасных зданий и сооружений, в работе показана эффективность конструкций фундаментов из свай кольцевого сечения в области забивных свай и фундаментов в вытрамбованных котлованах в области монолитных конструкций фундаментов.

Рассмотрены и проанализированы основные теоретические схемы и методы расчета одиночных свай на вертикальную и горизонтальную нагрузки, разработанные и предложенные отечественными и зарубежными учеными.

Методы расчета одиночных свай на вертикальную нагрузку, основанные на теории предельного равновесия, разработаны Б.Бронсом, К.Терцаги, Х.Хираямой, А.Весичем, Г.Г.Меергофом, М.А.Хемидом, М.Ф.Рандольфом, В.Г.Березанцевым, А.А.Григорян, Ю.И.Ковалевым и др. В них рассматриваются различные схемы разрушения основания в предельном состоянии. Главной проблемой в методах расчета по данной теории является нахождение и математическое описание областей предельного равновесия, а также факторов, обусловливающих разрушение основания.

Рассмотрены методы расчета свай переменного по длине сечения. Их разработке посвящены экспериментальные и теоретические исследования Б.В.Бахолдина, В.Н.Голубкова, А.Л.Готмана, А.А.Григорян, Я.Ш.Зиязова, Н.Л.Зоценко, Ф.К.Лапшина, А.П.Хамова, В.Б.Шахирева и др. Основной особенностью этих методов является учет нормального сопротивления грунта на боковой наклонной поверхности сваи.

Одним из наиболее перспективных и широко применяемых методов определения несущей способности основания свай является метод расчета с использованием данных статического зондирования. Значительный вклад в разработку и развитие этого метода внесли Б.В.Гончаров, Г.С.Колесник, Л.Г.Мариупольский, В.Ф.Разоренов, И.Б.Рыжков, Ю.Г.Трофименков, Х.Бегеман, Г.Г.Меергоф и др. За последние годы в нашей стране статическое зондирование достигло значительного развития, включено в строительные нормы и признано общепринятым методом определения несущей способности свай.

Для расчета свай на горизонтальную нагрузку к настоящему времени предложено много различных методов расчета, исходящих из самых различных предположений относительно работы сваи и грунта. В начальный период изучения вопроса расчета свай на горизонтальную нагрузку задача решалась на основе применения теории сыпучего тела (В.Г.Березанцев, А.Зархи, Б.Н.Жемочкин, Н.В.Лалетин, Н.И.Прокофьев, К.Хаяси, И.В.Яропольский и др.).

Различие в формулах у разных авторов обусловливалось разными условиями потери устойчивости сваи в грунте. Затем по мере накопления экспериментальных данных стало развиваться другое направление – использование теории местных деформаций с решением задачи о балке на упругом основании, на основе которой разработаны многочисленные практические методы расчета, применяемые до настоящего времени (А.С.Буслов, А.Л.Готман, К.С.Завриев, Г.С.Лекумович, И.Я.Лучковский, В.В.Миронов, Н.Н.Снитко, А.С.Строганов, И.В.Урбан, В.Б.Шахирев, М.Т.Девиссон, Р.Мише, Г.Рамасами, Х.Ж.Поулос и др.). Разнообразие этих методов расчета обусловлено различными подходами к определению основного расчетного параметра – коэффициента постели и закономерностей его изменения по глубине.

Одним из направлений развития методов расчета горизонтально нагруженных свай является учет нелинейности работы основания и материала свай. За рубежом, по данным публикаций (А.Варадаражан, Г.Джилмер, С.Кей, Р.Л.Кулимеер, С.К.Парик, М.Ф.Рандольф, Л.З.Риз), большое распространение получил метод аналитического построения «Р-У», в котором эмпирически учитывается нелинейная связь между нагрузкой и деформацией. В применяемых методах расчета, как правило, не учитывается многослойность основания. В нашей стране преобладает подход к учету нелинейности путем корректировки коэффициента постели в итерационных расчетах (А.С.Буслов, А.Л.Готман, Л.Ш.Лундин и др.).

Таким образом, по мнению автора, основной задачей данной работы является выполнение комплексных экспериментально-теоретических исследований, направленных на разработку общих методов расчета односвайных фундаментов. В качестве односвайных фундаментов предлагается рассматривать фундаменты из свай кольцевого сечения и фундаменты в вытрамбованных котлованах, как конструкции, обладающие высокой удельной несущей способностью и низкой материалоемкостью.

2. Предпосылки исследований и разработки методов расчета односвайных фундаментов В данной главе рассмотрены теоретические модели расчета основания односвайных фундаментов из свай кольцевого сечения и фундаментов в вытрамбованных котлованах на вертикальную и горизонтальную нагрузки, а также предпосылки экспериментальных исследований.

Особенностью фундаментов в вытрамбованных котлованах является то, что они забетонированы в скважине, образованной без выемки грунта вытрамбовкой, и то, что боковые грани имеют наклон к вертикали. В процессе вытрамбовывания скважины в грунтовом массиве вокруг нее происходят сложные деформационные явления: имеют место и разрыхление, и выпор, и уплотнение грунта, которые оказывают определенное влияние на работу фундамента.

Задача заключается в построении теоретической модели, максимально учитывающей физические процессы, происходящие в грунтовом основании при действии на фундамент вертикальной нагрузки, и в то же время позволяющей разработать методы расчета для практического использования при проектировании.

Из анализа решения В.Г.Березанцева для конического штампа, заглубленного в связную среду, с позиции теории предельного равновесия показано направление совершенствования данной модели применительно к фундаментам в вытрамбованных котлованах, и дано обоснование экспериментальных исследований по изучению напряженно-деформированного состояния системы «фундамент-основание» для разработки инженерного метода расчета, в том числе с использованием данных статического зондирования.

Изучение работы односвайного фундамента из свай кольцевого сечения заключается в рассмотрении сопротивления фундамента по грунту, которое складывается из сопротивления составляющих его элементов - насадки и сваи.

С целью разработки инженерного метода расчета с использованием данных статического зондирования необходимо получить экспериментальные данные о контактных напряжениях под подошвой насадки и на ее боковой поверхности и выполнить параллельно статическое зондирование для коэффициентов перехода от данных зондирования к расчетным характеристикам грунта.

При этом следует также ответить на вопросы: что же является критерием предельного состояния, и какой вид предельного состояния является для данной конструкции определяющим. Если кривая "нагрузка-осадка", полученная по результатам статических испытаний свай, имеет плавную и пологую форму, то, очевидно, следует рассматривать задачу определения осадки свай. Если эта кривая будет иметь явные признаки "перелома", т.е. при определенной нагрузке будет иметь место резкое нарастание осадки, то, очевидно, следует рассматривать задачу определения несущей способности.

Численное моделирование работы системы «грунтовое основание – фундамент» с помощью пакета прикладных программ «PLAXIS» позволило оценить напряженно-деформированное состояние односвайных фундаментов из свай кольцевого сечения и в вытрамбованных котлованах и выявить зоны развития пластических деформаций с учетом роста нагрузки на фундамент.

При разработке метода расчета горизонтально нагруженных односвайных фундаментов в первую очередь возникает проблема выбора расчетной модели основания. Расчетная модель основания должна выбираться с учетом реальных деформационных и прочностных свойств грунтов. В этой области имеется множество различных подходов и точек зрения, зачастую находящихся в противоречии.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |






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