Преобразование слабых оснований по технологии роторного уплотнения грунтов

• Автор: Рубцов, Олег Игоревич
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ТОЛЩИ СЛАБЫХ ГРУНТОВ

1.1. Общие положения

1.2. Современные методы преобразования толщи слабых песчаных и глинистых грунтов

1.3. Современные оборудование и технологии устройства буронабивных грунтовых свай

1.4. Существующие экспериментальные и теоретические основы преобразования слабых грунтов

1.5. Способы искусственного улучшения свойств грунтового основания

1.6. Выводы по главе. Цель и задачи исследований
ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И УСТРОЙСТВА, СОЗДАЮЩИЕ РАДИАЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЗАБОЕ ЛИДИРУЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ
2.1. Глубинный уплотнитель грунтов «Иглопесконасос»
2.2. Песконасос с эластичным рабочим органом
2.3. Рабочий орган с роторным приводом
2.4. Технология устройства песковпрессованных свай при использовании эластичного или роторного рабочего органа
2.5. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТОЛЩИ СЛАБЫХ ГРУНТОВ БУРОНАБИВНЫМИ СВАЯМИ ПО ТЕХНОЛОГИИ РУГ
3.1. Определение деформационных и прочностных свойств грунтов по результатам лабораторных испытаний
3.3. Определение модуля деформации грунтов вокруг песчаных свай в процессе ее изготовления и последующей нагрузки в составе плитно-свайного фундамента.
3.4. Определение приведенного модуля деформации неоднородного грунтового цилиндра в целом в составе преобразованного основания
3.5 Определение приведенных параметров деформируемости (Е, V) и прочности (ф, с) свайно-грунтовой ячейки преобразованного основания с помощью РУГ численным методом
3.6. Выводы по главе

ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАЙ - ДРЕН В СЛАБЫХ
ГРУНТАХ ПО ТЕХНОЛОГИИ РОТОРНОГО УПЛОТНЕНИЯ
4.1. Физико - механические основы накопления остаточных деформаций и напряжений
в грунтовой среде
4.2. Рабочий орган с роторным приводом
4.3. НДС взаимодействия ротора со стенкой лидирующей скважины в процессе изготовления сваи - дрены
4.4. НДС составного грунтового цилиндра, состоящего из растущего внутреннего кольца (сваи) и окружающего слабого грунта с заданным внешним фиксированным диаметром
4.5. Численное моделирование НДС водонасыщенного составного толстостенного грунтового цилиндра с песчано - гравелистой сваей - дреной в центре
4.6. НДС толстостенного цилиндра с песчаным ядром под воздействием ростверка с учетом упруго - пластических свойств грунтов
ГЛАВА 5. КРУПНОМАСШТАБНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПОЛЕВЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УПЛОТНЕНИЯ СЛАБОГО ГРУНТА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ РОТОРНОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА
5.1. Лабораторные исследования степени повышения несущей способности слабого грунтового основания при использовании роторного рабочего органа в лотке.
5.2. Полевые испытания
ВЫВОДЫ ПО ИТОГАМ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
п - пористость грунта;
р - плотность грунта;
с - сцепление;
ср — угол внутреннего трения грунта;
у/ - угол дилатансии;
е - коэффициент пористости;
5'г - степень водонасыщения;
Е — модуль общей деформации;
V - коэффициент Пуассона;
р - интенсивность внешней нагрузки;
(тх, су, гуу - компоненты тотальных напряжений в грунте;
пк - поровое давление;
/?и, - коэффициент порового давления;
ттах - максимальное касательное напряжение;
т* - предельное сопротивление сдвигу;
5 - осадка;
е - общая деформация;
£е - упругая деформация;
6я - пластическая деформация;
У) - вязкость грунта;
со - частота нагрузки, изменяющейся во времени;
ту - коэффициент относительной сжимаемости скелета грунта;
тк - коэффициент относительной сжимаемости поровой воды;
- коэффициент консолидации;
К0 - коэффициент бокового давления покоя грунта;
ди -приращение порового давления.

1.6. Выводы по главе. Цель и задачи исследований
1. Для преобразования слабых водонасыщенных глинистых грунтов в настоящее время используются:
- пригрузочные песчаные дамбы или насыпи, а также эквивалентный метод вакуумного уплотнения;
- методы уплотнения грунтов буронабивными грунтовыми сваями путем создания в лидирующей скважине значительных радиальных напряжений с использованием РИТ, шнеков и РУГ. Последний метод отличается высокой производительностью и технологичностью;
- методы закрепления грунтов по струйной технологии.
2. Основное внимание при преобразовании грунтов уделяется увеличению плотности скелета и снижению влажности.
3. НДС преобразованного слоя грунта при определении деформационных характеристик не учитывается.
4. Учет дополнительных остаточных напряжений в преобразованном слое при определении деформационных свойств позволит повыситьпараметры деформируемости грунта в уплотненном массиве и уменьшить осадку и прогиб плитного фундамента.
5. По компрессионной кривой и по результатам измерения плотности скелета грунта в уплотненном массиве можно определить коэффициент относительной сжимаемости и модуль общей деформации грунта.
Целыо настоящей диссертационной работы является изучение и совершенствование методов преобразования физико - механических свойств толщи слабых грунтов буронабивными грунтовыми сваями путем создания значительных радиальных напряжений и перемещений в лидирующей скважине с помощью разработанного устройства (вращающегося ротора) и дать количественную оценку степени уплотнения слабого грунта, в том числе определению деформационных и прочностных свойств после завершения процесса уплотнения и последующего использования уплотненного слоя в качестве основания плитного фундамента.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
1. Составлен обзор и анализ современного состояния проблем и методов преобразования строительных свойств слабых грунтов.
2. Выбран метод предварительного уплотнения слабого водонасыщенного глинистого грунта, заключающийся в создании горизонтального (радиального) напряжения и перемещения вокруг лидирующей скважины.