WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Если Принимать среднюю величину коэффициента µ=0,35, обобщенный поправочный коэффициент для теоретической формулы (8) будет = 1234 = (611) и Е = (611)q’з. (9) Для экспериментальной проверки использованы данные 22 попарных испытаний грунта штампами и зондированием. Предполагается, что распределение величин подчиняется распределению Стьюдента и с вероятностью 0,95 среднее значение совокупности лежит:

15,263 – 3,192 < < 15,263 + 3,192.

Принята нижняя граница, и эмпирическая формула будет иметь вид Еs = 12,07 q’s. (10) По такой же методике обработаны результаты при зондировании со стандартной скоростью, и получена формула Еs = 7,15 qs. (11) При использовании формулы Шлейхера предполагалось, что распределение величины относительной осадки подчиняется распределению Стьюдента. Вычислены основные отклонения этой величины с вероятностью 0,95, которые оказались:

d 134,7 – 17,51 < < 134,7 + 17,51.

s d Принимая нижнюю границу =117,9 и величину µ=0,385, получена s эмпирическая формула для определения модуля деформации при зондировании равновесным зондом Еs = 14,19 qs0.5 (12) и при зондировании со стандартной скоростью Еs = 11,04 qs0.5. (13) Использована прямая корреляция парных испытаний, в результате получены эмпирические формулы:

Еs = 5,15 + 6,37 q’s, (14) Еs = 4,85 + 3,98 qs (15) при величине коэффициента корреляции 0,83 и 0,82 соответственно.

Полученные эмпирические формулы оценивались методом сравнения отклонений между величинами модуля, полученными по результатам испытания штампов и по данным зондирования. Оценка производилась путем статистической обработки величин разностей = Еш – Еs.

Результаты проверки приведены в табл.7 и на графиках (рис.12).

Таблица Метод Вид Номер 2 2 + зондирования зависимости графика МПа МПа х Стандартное Е=11,04qs0,5 3,13 6,26 10,31 зондирование Е=4,85+3,98qs 3,24 6,48 6,48 Е=7,15qs 4,99 9,98 10,31 Равновесный Е=14,19qs0,5 2,18 4,36 6,16 зонд Е=5,15+6,37q’s 2,34 4,68 4,63 Е=12,07q’s 4,06 8,12 8,01 Рис.12. Совмещенные выравнивающие кривые Для практических расчетов предлагается расчетная формула с простой размерностью Е = 4,9 +4qs. (16) Так как зондирование равновесным зондом связано с заметным снижением производительности установки для расчета модуля только в случае залегания мягкопластичных грунтов, рекомендуется использовать формулу в виде Е = 5,2 + 6,4q’s. (17) 4. Методика построения цифровых моделей грунтового основания по данным статического зондирования Рассмотрена общая концепция инженерно-геологических изысканий для строительства, регламентируемая СНиП 11-02-96 и “Сводом правил СП-11-10597». Эта концепция предусматривает три стадии проведения изысканий.

Если были произведены изыскания для разработки предпроектной документации, проекта предприятия или микрорайона, то для рабочего проектирования зданий и сооружений II и III уровней надежности, «Свод правил» рекомендует использовать статическое зондирование.

Предлагаемая методика расчета грунтового основания по цифровым моделям на базе данных статического зондирования удовлетворяет требованиям СНиП и «Свода правил» и, по существу, представляет грунтовый массив под сооружением как расчетный грунтовый элемент в виде цифровой модели с прочностными или деформационными характеристиками. Цифровая модель образует расчетную геомеханическую модель массива.

Плоские цифровые модели выполняются в задаваемых направлениях по разрезам массива вертикальными плоскостями. Для построения модели, достаточно точно отражающей характеристики грунта во всех областях, следует назначить оптимальное расстояние между скважинами. В работах В.П.Огопоченко показано, что минимальный радиус переноса информации от скважины r=6,0 м дает полноту информации даже в сложных инженерногеологических условиях. Величины расстояний между скважинами рекомендуется назначать согласно данным табл. 8.

Таблица Категория сложности Расстояние в м при условий уровне надежности II III I (простая) 20 II (средней сложности) 12 III (сложная) 10 Глубина скважин назначается в зависимости от глубины ожидаемой рабочей толщи под фундаментом. На рис.13 представлены примерные схемы размещения скважин зондирования для некоторых типов секций зданий.

Данные, полученные в результате зондирования для построения модели разреза, обрабатываются на ЭВМ. Цифровая модель строится путем линейной интерполяции значений характеристик грунта в каждых четырех опорных точках плоскости разреза по горизонтальному и вертикальному направлениям.

Фрагмент цифровой модели с характеристикой qs (МПа х 102) представлен на рис.14.

Методика расчета грунтового основания предусматривает определение площади подошвы фундамента и расчет ожидаемых осадок согласно СНиП по данным зондирования. Ниже излагается последовательность проведения расчетов.

1. Первым этапом расчета является построение плоской цифровой модели с характеристиками грунта qs (рис.14).

2. Второй этап предусматривает построение цифровой модели путем пересчета величин qs в Rs с использованием программы «POISK».

При этом предусмотрены два случая:

а) на глубине заложения подошвы фундамента залегают грунты с qs 2,МПа, в этом случае для определения Rs используется формула (6);

б) на глубине подошвы залегают грунты с qs > 2,0 Мпа, в этом случае используется формула (7) и предварительно определяется условное расчетное сопротивление при ширине фундамента в=1,0 м, а по этой величине определяется площадь фундамента и задается ширина фундамента; по этой ширине вновь пересчитывается величина расчетного сопротивления при полученной ширине фундамента, после чего повторно рассчитывается площадь подошвы.

3. Цифровая модель со значениями Рис.13. Примерные схемы qs пересчитывается в значения Е с размещения скважин использованием формулы (16), и рассчитывается величина ожидаемой осадки методом послойного суммирования. При залегании под подошвой фундамента глинистых грунтов, имеющих qs < 1,5 МПа, зондирование рекомендуется выполнять равновесным зондом, а для расчета величин модуля деформации использовать формулу (17).

Наличие цифровой модели представляет большие возможности для вариантного проектирования фундаментов на нескольких задаваемых глубинах.

Такая программа для расчета столбчатых фундаментов производственных зданий разработана с участием автора в БашНИИстрое.

Разработана методика построения объемных цифровых моделей. Новый образец регистрирующей аппаратуры Рис.14. Фрагмент цифровой модели зондирующей установки, разработанный в БашНИИстрое, позволяет с использованием портативного компьютера получать непрерывную информацию по глубине скважины о величине характеристики сопротивления грунта qs = f(h). При наличии прямоугольной, достаточно частой сетке скважин на любой заданной глубине имеем значения qs в виде заданного массива точек (хij,уij,zij) i=0,1…m j=0,1…n.

Этот массив точек может служить базой для построения объемной эпюры изменения сопротивления грунта на заданной глубине. Для экспериментальной проверки намечены два направления в построении поверхностей, ограничивающих объемную эпюру.

Первое направление предусматривает построение в первом приближении многогранной чешуйчатой поверхности. После построения чешуйчатой поверхности производится ее рассечение горизонтальными плоскостями с равномерным шагом. В результате этих операций получают план распределения сопротивления зондированию, где области очерчиваются кусочно-линейными графиками.

Второе направление связано с использованием сглаживающих сплайнфункций. Использован метод сглаживания бикубическими сплайнами.

Граничные условия задаются в виде:

2s (xi, yj)= 0 i=0,m j=0,1,…n ;

x2s (xi, yj)= 0 i=0,1…m j=0,1,…n ;

y4s (xi, yj)= 0 i=0,m j=0,…n.

x2yПри построении с помощью бикубического сплайна поверхность рассекается горизонтальными плоскостями, и в результате имеем план с изолиниями qs. При расчете фундаментов больших площадей значения qs пересчитываются в значения Еs или в значение величины коэффициента постели по предложенным в работе формулам.

5. Результаты натурных экспериментов на строительных площадках с практическим использованием предложенной методики В качестве натурного эксперимента в работе приведен пример использования плоских цифровых моделей при проектировании двухпролетного производственного здания ремонтной базы СМУ-2 треста «Башспецнефтестрой» в г.Уфе. В здании шириной 30 м и длиной 54 м использованы столбчатые фундаменты. Геологические условия характеризуются (сверху вниз) следующими напластованиями грунтов:

насыпной слой мощностью 0,5-2,2 м представлен почвой, суглинками, строительным мусором; далее следуют суглинки и глины четвертичной системы делювиальные от тугопластичной до полутвердой консистенции, мощность слоя 11 м. На площадке пробурены 3 скважины и с учетом ранее выполненных изысканий выделены два инженерно-геологических элемента.

Насыпной слой в ИГЭ не выделялся и подлежал удалению.

Проектирование фундаментов традиционным методом было выполнено Уфимским филиалом Тюменского института «Промстройпроект», глубина заложения фундаментов принята 1,65 м от уровня планировки. Расчет фундаментов выполнен по второй группе предельных состояний с использованием результатов традиционных изысканий.

Для построения цифровой модели до вскрытия котлована было проведено статическое зондирование. Схема расположения точек зондирования представлена на рис.15.

Расчет грунтового основания выполнен с использованием программы «POISK», разработанной с участием автора.

1-й этап. Строилась плоская цифровая модель разреза массива со значениями qs. Цифровая модель по оси В приведена на рис.16.

2-й этап. Значения qs пересчитывались в значения Rs, и определялись площади грунтового основания для каждого фундамента при заданных нагрузках. Расчет Рис.15. Размещение скважин площади производился согласно «Рекомендациям», разработанным при участии автора. В табл. приведены данные по объему бетона фундаментов, запроектированных на рассчитанных площадях грунтового основания. Для сравнения приведены данные при традиционном методе расчета.

Таблица Метод расчета Фундаменты по осям, объем бетона, м В1 В2 В3 В4 В5 В6 В7 В8 В9 ВТрадиционный 6,5 6,1 4,9 6,1 6,0 6,0 6,0 6,0 7,1 7,2 По цифровой 6,0 3,1 3,8 6,0 3,3 3,3 4,1 3,3 4,9 4,7 42,модели Рис.16. Цифровая модель разреза со значениями Rs [МПа х 103] Данные таблицы показывают, что при использовании цифровой модели получено снижение расхода бетона на 30%.

3-й этап. Расчет осадок проводился на ЭВМ по разработанной программе.

Цифровая модель со значениями qs пересчитывалась в цифровую модель со значениями Еs, и проводился расчет осадки каждого фундамента методом послойного суммирования. Расчетные осадки оказались в пределах нормы.

После вскрытия котлована на местах фундаментов В3 и В8 проведены статические испытания фундаментных плит с размерами 1,0х1,0 м. Результаты испытаний приведены на рис.17 и показывают, что при принятых расчетных давлениях Rs осадки составляют 1,7 см и 1,4 см. Осадки, рассчитанные по цифровым моделям для этих фундаментов составляют 2,3 и 1,9 см, что с учетом разности площадей рассчитываемых и испытанных фундаментов следует признать удовлетворительным соответствием.

Для расчета свайных кустов, по рекомендациям согласно методике СНиП, в работе рекомендовано использовать плоские эпюры изменения модуля деформации ниже подошвы условного фундамента, построенные по данным зондирования на глубину больше глубины подошвы условного фундамента. Приводятся данные определения предполагаемых осадок кустов из грунтобетонных свай на площадке очистных сооружений комбината «Полиэф».

Данные расчета осадок свайных кустов и свай длиной 15 м и диаметром 0,6 м удовлетворительно совпали с данными статических испытаний кустов.

Проведены натурные эксперименты по проверке предлагаемой методики построения объемных цифровых моделей. На площадках комбината «Полиэф» проведены расчеты грунтового Рис.17. Графики испытания плит основания под плитный фундамент резервуара с глубиной заложения 2,0 м. Было проведено статическое зондирование по прямоугольной сетке с ячейкой 12 х 18 м. По данным инженерно-геологических изысканий, подошва плиты находится в одном ИГЭ, физико-механические свойства грунтов приведены в табл. 10.

Таблица № Объемный Индекс Коэфф. Сцепление Угол вн. Модуль ИГЭ вес, текучести, пористости, с, трения деформ.

г/см3 IL е МПА Е, МПа, град ИГЭ-2 1,80 0,51 0,93 0,018 17 8,На глубине h=1,0 м по данным зондирования с использованием разработанных рекомендаций и программ построена чешуйчатая объемная эпюра, представленная на рис.18.

Рис.18. Объемная эпюра qs на глубине h=1,0 м Для уровня заложения подошвы плиты h=2,0 м построена объемная эпюра с использованием сглаживающих бикубических сплайнов, представленная на рис.19,а. На рис.19,б представлены изолинии значений qs по всей площади подошвы.

Из рисунка видно, что значения модуля деформации, пересчитанные по предлагаемым формулам, находятся в пределах 6…10 МПа. Такая методика позволяет проектировщику оценить характер неоднородности основания и принять решение о возможности использования при расчете плиты средней величины модуля деформации или необходимости разбиения основания на участки.

В работе сделана попытка дать предложения по использованию цифровых моделей на базе статического зондирования для обследования карстоопасных площадок. Анализ опыта строительства на подрабатываемых территориях показал, что при сдвижке покровных грунтов и проседании появляются горизонтальные деформации, ослабляющие прочность грунтов, что экспериментально показано уменьшением сопротивления по боковой поверхности свай, работающих в зоне мульды проседания.

Рис.19. Объемная модель (а) и план изолиний (б) Предложено оценивать наличие проседания грунта и размеры мульды проседания по цифровым моделям на базе данных зондирования. Для проверки этой рабочей гипотезы проведены эксперименты на площадке строительства ТЭЦ-5 в г.Уфе, где обнаружены проседания в зоне карстово-суффозионных колодцев, впоследствии затампонированных.

Было выполнено зондирование по диаметральной линии мульды в пяти точках. На рис.20 приведены результаты обработки с изолиниями сопротивления на боковой поверхности зонда. Результаты этого эксперимента показывают, что предложенный метод перспективен для дальнейшей разработки при имеющихся зондирующих установках на глубине массива до 21м.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






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