Технологическая механика процесса забивки сваи в грунт дизель-молотом

• Автор: Кузнецов, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 163 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса, цель и задачи исследований
1.1. Структура исследования процесса забивки сваи в грунт при

строительстве свайных фундаментов
1.2. Анализ исследований процессов забивки свай в грунт
1.3. Физические свойства грунтов и их линейная деформируемость
1.4. Математическое моделирование и существующие методы расчета
процесса забивки сваи
1.5. Методы статического и динамического зондирования грунтов
1.6. Оборудование для погружения свай в грунт
1.7. Влияние коэффициента восстановления на процесс забивки сваи
1.8. Цель и задачи исследования
2. Исследование характеристик прочности грунтов и закономерности
забивки сваи в грунт
2.1. Теоретическое описание рабочего процесса динамического
плотномера
2.2. Моделирование динамики процесса забивки сваи в грунт падающим грузом
3. Теория и расчет процесса забивки сваи в грунт дизель-молотом
3.1. Основные требования к модели и допущения
3.2. Математическая модель процесса забивки сваи в грунт дизель-
молотом
4. Экспериментальные исследования процесса погружения свай дизель-
молотом
4.1. Методика проведение натурного эксперимента
4.2. Обработка экспериментальных данных натурного эксперимента
4.3. Анализ результатов имитационного эксперимента
4.4. Имитационный эксперимент забивки сваи трубчатым дизель-

молотом
4.5. Планирование и обработка многофакторного имитационного
эксперимента
5. Методика расчета конструктивных параметров дизель-молота
Общие выводы и результаты
Библиографический список использованной литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ

В строительстве широкое распространение получили свайные фундаменты, позволяющие значительно (в 2...3 раза) уменьшить объем земляных работ, сократить (в 1,5..3 раза) расход бетона, снизить (на 20%) трудоемкость работ нулевого цикла [104]. При устройстве свайных фундаментов сокращаются сроки строительства, работы производятся круглогодично. Свайные фундаменты менее чувствительны к изменениям состояния грунта основания, вызванным, например, колебаниями уровня грунтовых вод.
Производство свайных работ должно выполняться в строгом соответствии с технологическими картами, которые являются составной частью проекта по возведению подземной части здания и сооружения. В них указывают порядковый номер каждой сваи, геологические данные грунта на участке и намечают место погружения сваи. В зависимости от формы и размера участка, а также вида грунта, выбирают способ и схему погружения свай. Однако, на основании скудных данных инженерных изысканий проектировщик, по существующим правилам, обязан указать в проекте глубину погружения и несущую способность каждой сваи без исключения, а строитель - погрузить их в проектное положение. Осознавая свою ответственность в первую очередь за надежность фундамента, проектировщик вынужден идти на перерасход свайных работ, увеличивая длину и количество свай в фундаменте, что делает невозможным погружение всех свай до проектной глубины, а значит и исполнение требований проекта. Единственным надежным источником объективной информации о сопротивлении каждой сваи по грунту является отказ при забивке, но эта полезная информация сегодня не используется. Причин здесь несколько. Во-первых, повреждение забиваемых свай исключает возможность контроля их сопротивления по отказу; во-вторых, практически приемлемые методы оперативного контроля отказа свай в процессе их забивки отсутствуют; в третьих, в сложившейся практике принятое на стадии проектирования решение считается окончательным, а корректировка его рассматривается не как разумное исполь-
любое грамотно составленное дифференциальное уравнение может быть проинтегрировано численным методом с помощью ЭВМ.
Забивка свай в грунт относится к процессу, в котором существует фактор неопределенности (грунт). Для обоснованного принятия решения в таких случаях применяют специальные математические методы.
В работе Абрамова В.Е. [1] и коллектива авторов [103], в рамках вероятностного подхода, погружение каждой сваи рассматривается как процесс появления случайной величины: глубины или несущей способности, в результате, которого устанавливается ее конкретная реализация. Во всех случаях, независимо от того, какая из этих величин случайна, измерению подлежит несущая способность сваи.
Данные исследований отдельных частей системы, такие, как сопротивление грунта при забивке свай, а также параметры рабочего процесса дизель-молота, взятые по отдельности, считают авторы, не отвечают на поставленный вопрос. В интересах исследования необходимо изучить динамику движения системы в целом.
Методика исследований заключается в построении имитационной математической модели в виде системы нелинейных дифференциальных уравнений (1.23).
где т1,т2,т3,т4,т5,т6- массы соударяемых тел (рис.7): (1 -ударной части молота; 2 - шабота; 3 - наголовника; 4 - сваи; 5 - корпуса дизель-молота, 6 - присоединенной массы грунта); брбг-бз- £?4>£?5»£?б ~ веса тех же тел; Х1,Х2,Х3, Х4,Х5,Х6 - координаты соударяемых тел; х1,х2,х3,
=<2}-Р-Рп + Ргр + ^
т2*2 = 02 + Р + Р2 + Р$2 ~ Р?
= 0з + /23 — Р
(1.23)