Исследование напряжённо-деформированного состояния свайных фундаментов с концевыми и поверхностными уширениями в структурно-неустойчивых основаниях

• Автор: Купчикова, Наталья Викторовна
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ ЗДАНИЙ С ОСНОВАНИЕМ И СВАЙНЫМИ ФУНДАМЕНТАМИ
1.1. Анализ способов повышения несущей способности свайных и комбинированных фундаментов с уширениями для структурнонеустойчивых оснований
1.2. Методы расчта свайных и комбинированных фундаментов на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок и анализ существующих моделей фунта, применяемых при расчтах

1.3. Методы расчта совместной пространственной работы фундаментов

и зданий на вертикальные и горизонтальные нагрузки

Выводы к I главе

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СВАЙ С ПОВЕРХНОСТНЫМ И КОНЦЕВЫМ УШИРЕНИЯМИ ПРИ ВЕРТИКАЛЬНОМ И ГОРИЗОНТАЛЬНОМ НАГРУЖЕНИИ РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ
2.1. Конструктивные решения свайных фундаментов с поверхностными и концевыми уширениями для структурнонеустойчивых оснований

2.2. Экспериментальные исследования свай с уширениями

2.2.1. В фунтовом лотке с пропиткой грунта цементным раствором под е нижним концом на действие вертикальной нагрузки
2.2.2. В фунтовом лотке с поверхностным уширсиием в виде клиньев на действие вертикальной нагрузки
2.2.3. В грунтовом лотке сваи с совместным поверхностным в
виде клиньев и концевым уширением, полученным в результате цементации на совместное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок
2.2.4. Исследования штампа и работы модели буронабивной сваи с забивкой щебняв обсадной трубе под е нижним концом при вертикальном загружении
2.2.5. Испытания буронабивной сваи с забивкой щебня в обсадной трубе под е нижним концом при вертикальном загружении
2.3. Определение изменения с помощью изолиний вокруг сваи характера деформаций грунтового основания при увеличении вертикальной нагрузки
Выводы по ГГ главе
ГЛАВА III. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УПРУГИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВОГО ПОЛУПРОСТРАНСТВА, В ЗОНЕ ЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СО СВАЙНЫМ ФУНДАМЕНТОМ ПРИ ВЕРТИКАЛЬНОМ И ГОРИЗОНТАЛЬНОМ НАГРУЖЕНИИ
3.1. Определение упругих свойств фунтового основания по Винклеру посредством решения обратных задач
3.2. Определение изменения упругих свойств фунтового основания по длине подземного конца сваи посредством решения обратной задачи
3.3. Метод деформационного расчта свай, усиленных цементацией
фунта под е нижним концом при вертикальном и горизонтальном
зафужении
3 Метод деформационного расчта свай, усиленных цементацией фунта под е нижним концом на вертикальную нафузку
3.3.2. Метод деформационного расчта свай, усиленных
цементацией грунта под е нижним концом на горизонтальную нагрузку
3.4. Исследования напряжннодеформированного состояния базовой модели сваи и сваи с поверхностными и концевыми уширениями при вертикальном и горизонтальном нагружении в линейнодеформируемом основании с учтом сдвига
3.5. Исследования напряжннодеформированного состояния свай с поверхностными и концевыми уширениями при вертикальном и горизонтальном нагружении в нелинейнодеформируемом основании 9 Выводы по III главе
ГЛАВА IV. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ЗДАНИЕ СВАЙНОЕ ОСНОВАНИЕ С УСИЛИВАЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ НА ДЕЙСТВИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ НАГРУЗОК
4.1. Исследование напряжннодеформированного состояния свай методом конечных элементов
4.1.1 С уширениями под нижним концом путм цементации
4.1.2. С поверхностным уширением в виде клиньев
4.1.3. С забивкой щебня в обсадной трубе под е нижним концом 1 4.1.4 С совместным поверхностным в виде клиньев и концевым
уширением, полученным в результате цементации на совместное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок
4.2. Оценка характера деформаций балок и свай на упругом основании
4.3. Исследование совместной работы систем здание свайное основание и здание свайное основание с усиливающими элементами методом контурных и расчтных точек
4.4. Исследование совместной работы системы здание свайное
основание с помощью МКЭ
Выводы IV главе
ГЛАВА V. МГТОЛИКА РАСЧТА СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ С ПОВЕРХНОСТНЫМИ И КОНЦЕВЫМИ УШИРЕНИЯМИ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
5.1. Методика расчта балок с кусочнопостоянными параметрами, основанная на свойствах изображений Фурье финитных функций
5.2 Определение коэффициента постели по деформации свободного конца сваи с помощью дифференциальных уравнений в обобщнных функциях
5.3 Методика расчта свай с поверхностными и концевыми уширениями с кусочнопостоянными параметрами, основанная на свойствах изображений Фурье финитных функций на горизонтальное статическое
и гармоническое воздействия
5.4. Соотношения между интегралом Фурье и спектрами ответов
5.5. Оценка сейсмического воздействия на свайные фундаменты
Выводы по V главе
Основные выводы Литература
ВВЕДЕНИЕ


Первые способы усиления свай шли по линии образования уширения путем разбуривания грунта под нижним концом сваи или за счт взрыва и заполнения образовавшейся пустоты твердеющим составом. Так, Луга А. А. в работах 3,4 отмечает, что сваи системы АбоЛоренц, представляющие собой буронабивные сваи со стальной оболочкой и концевым уширением, образованным специальным механическим расширителем, применяют в слабых грунтах. Они хорошо работают на выдргивание, однако такие сваи не дают никакого эффекта, если уширение остановлено в слабых илистоглинистых фунтах или мягких пластичных глинах. В г. Луга А. А. на строительстве моста через реку Ингул предложил камуфлетные сваи, у которых полость под сваей образована взрывом . К недостаткам этих свай можно отнести образование при камуфлировании трещины по контуру уплотннной зоны, и то, что взрывные работы ведут специализированные организации. От взрывов, вызывающих сотрясение грунта могут разрушаться соседние объекты, а также отсутствие гарантированной формы, диаметра уширения и частичное разуплотнение
фунта до поступления в полость бетонной массы. Развитию свайного фундаментостроения способствовали работы следующих учных А. А. Бартоломея В, В. В. Бахолдина ,, В. Г. Березанцева , , Н. М. Герсеванова , Р. Г. Галеева , Н. М. Глотова , В. Н. Голубкова, М. Н. Гольдштейна , А. Н. В. Жукова , В. В. Знаменского , В. А. Ильичва , ,
, А. П. Пшеничкина I. Р. Ставницера , А. И. Саиожникова , М. И. Смородинова 7, К. С. Силина, С. Б. Ухова 8, В. Г. Фдоровского , Н. А. Цытовича 8. Способы увеличения несущей способности свайных фундаментов широко изложены в трудах Ю. М. Абелева, М. Ю. Абелева , , А. А. Григорян , Б. И. Дапматова , Ю. В. Дежина , А. М. Дзагова , В. А. Зурнаджи , П. А. Коновалова , , И. М. Колоколова , Э. В. Костерина , А. А. Луга , А. В. В. Николаева , . М. Платонова 9, В. А. Ржаницина 2, В. П. Рыбчинского 6, А. И. Саиожникова 7, 1, В. Я. Шишкина . В строительной практике широко известны буронабивные сваи с уширениями. Так, сваи с уширенной пятой Е. Л. Хлебникова, образованной разбуриванием системой раскрывающихся ножей с последующим заполнением бетонной смесью, при сооружении мостов оказались экономичнее винтовых. Однако их существенный недостаток низкая производительность изготовления и невозможность полного удаления разрыхлнного грунта из уширения, что приводит к увеличению осадки, недоиспользованию несущей способности грунта, плотность которого не повышается при устройстве уширения. Сваи с лучевидным уширением А. М. Ягудина требуют наличия сложных гидравлических механизмов, специального квалифицированного обслуживания и многократного повторения операций для получения в плане уширенной пяты. А. И Моргун в своих работах на основании обобщнного опыта применения свай с забивными поверхностными уширениями и комплексных полевых испытаний предложил новую модель сваи, которая состоит из двух пирамидальных элементов. Такие сваи могут изготавливаться в заводских условиях и затем погружаться, как и забивные, традиционной формы. Однако при этой технологии изготовления свай возрастают затраты на остнастку, а широкое внедрение в строительство сдерживается отсутствием наджных методов расчта. Выбор и разработка модели основания является важнейшей проблемой механики грунтов Г. К. Клейн , 9, 0. Физикомеханическис свойства фунтов, их стратиграфия и структура сложны и неоднородны, поэтому, как утверждает М. И. ГорбуновПасадов вряд ли в ближайшем будущем удастся найти модель фунта, отображающую все многообразие его свойств. Сложность выбора модели оснований объясняется их большим разнообразием. Учными были предложены различные модели, учитывающие тс или иные основные характеристики грунта. Наиболее распространнной, благодаря ее простоте, является модель Винклера, согласно которой основание моделируется не связанными между собой упругими опорами, работающими линейно. Модель Винклера использована Фуссом 3 для определения остаточной деформации поверхности грунта. При статических расчтах зданий, когда не наблюдается разгрузка основания, обе модели совпадают. Развитием модели Винклера является предложенный А. С. Григорьевым учт нелинейной работы фунта.