Совершенствование метода расчёта инъекционных свай в глинистых грунтах для условий реконструкции зданий

• Автор: Шалгинов, Роман Валерьевич
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 236 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ ПУТИ ЕГО РЕШЕНИЯ.

1.1. Инъекционные сваи, технологии устройства и область применения. Ю

1.2. Существующие методы расчета инъекционных свай.

1.3. Существующие методы оценки уплотнения грунта вокруг инъекционных свай

Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ X ПАРАМЕТРОВ И НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ В ГЛИИСТЫХ ГРУНТАХ
2.1. Физические процессы и технологические параметры при устройстве инъекционной сваи в глинистых грунтах.

2.2. Определение усилия вдавливания ииъектора инъекционной сваи

2.3. Определение давления инъекции при формировании ствола инъекционной сваи

2.4. Оценка зоны уплотнения грунта вокруг ствола инъекционной сваи.
2.5. Расчет несущей способности инъекционной сваи в глинистых 1рунтах
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ИНЪЕКЦИОНЫХ СВАЙ В ГЛИНИС ТЫХ ГРУНТАХ
3.1. Технология устройства и методика испытаний инъекционных свай в глинистых грунтах
3.2. Характеристика инженерногеологических условий опытных площадок
3.3. Результаты экспериментальных исследований.
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ.
4.1. Оценка сопротивления глинистых рунтов под пятой и на боковой поверхности инъекционных свай по результатам
их испытаний
4.2. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований
4.3. Алгоритм расчета инъекционных свай для условий реконструкции зданий.
4.4. Практическое применение результатов исследований при усилении фундаментов зданий.
4.5. Пути дальнейших исследований по совершенствованию технологии устройства, конструкции и расчета инъекцион ных свай
Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Промывочный раствор вытесняет разбуренный грунт из скважины и образует цементную корку на стенках скважины, препятствующую обрушению грунта. Ствол сваи формируется путем нагнетания цементного раствора под давлением 2-6 МПа. Буроинъекционные сваи «Титан» применяются при усилении фундаментов существующих здания в качестве анкеров и свай с уширенной пятой [, ]. В отдельное научно-практическое направление в технологии набивных свай выделилось устройство буроинъекционных свай по разрядно-импульсной технологии - «буроинъекционные сваи РИТ» [, ]. Технология изготовления таких свай отличается от традиционной технологии тем, что после стадии инъекции раствора и формирования ствола сваи в твердеющую мелкозернистую бетонную смесь опускаются электроды, на которые периодически подается высокое напряжение. Исследованием процессов, происходящих при электроразрядной обработке ствола буронабивной сваи, впервые занимался Г. Н. Яссиевич под руководством К. И. Далматова в ЛИСИ []. Между электродами при определенных условиях проходит мгновенный электрический разряд, приводящий к возникновению гидравлического удара в бетонной смеси. Гидравлические удары образуют в окружающей среде зоны давления, способные совершать механическую работу по уширению ствола сваи и уплотнению околосвайного пространства грунта. Известна усовершенствованная технология устройства буроинъекционных свай, в соответствии с которой сначала бурится скважина полым шнеком, затем в скважину через шнек нагнетается под давлением инъекционный раствор, который на заключительном этапе обрабатывается серией электро-гидравлических разрядов []. Развитие метода высоконапорной инъекции (ВНИ) способствовало разработке способов устройства буроипъекционных свай ВНИ и буронабивных свай ВНИ [9, ]. Технология устройства буроинъекционных свай ВНИ в связных грунтах включает в себя бурение скважины; опускание в скважину перфорированной инъекционной трубы; ослабление пристенного слоя скважины промывкой водой; инъекцию вязкого цементно-песчаного раствора небольшими объемами с кратковременными задержками для «самозалечива-иия» образующихся трещин и разрывов; опрессовку высоким давлением после инъекции. После устройства сваи инъекционная труба выполняет функцию армирования. ВНИ - создание в основании пространственного геомассива, улучшенного за счет уплотнения грунта при их устройстве. Буронабивные сваи ВНИ отличаются от традиционных буронабивных свай способом устройства уширенной пяты. Сначала бурится скважина при необходимости под защитой обсадной трубы. В забой скважины отсыпается щебень. Далее в скважину опускают арматурный каркас, инъекционную и дренажную трубы. Ствол сваи бетонируется традиционным способом. После набора бетоном ствола до % проектной прочности устраивается уширсние пяты сваи следующим образом. Сначала через дренажную трубу подается вода, которая ослабляет грунт в уровне пяты сваи, а затем через инъекционную трубу инъсктируется под давлением цементно-песчаный раствор. При этом используется технологические приемы метода высоконапорной инъекции. Сотрудниками Томского государственного архитектурно-строительного университета и других организаций ( - гг. Томске. Использование инъекционных свай по данному способу эффективно при их устройстве в глинистых грунтах (в том числе слабых) и в условиях реконструкции зданий. Устройство инъекционной сваи сопровождается последовательным выполнением двух технологических операций. Вначале осуществляется погружение вдавливанием инъектора в грунт до проектной глубины с образованием скважины. При этом образуется зазор между стенкой скважины и инъекторной трубой. Ствол сваи формируется путем нагнетания в скважину под давлением подвижной бетонной смеси. Нагнетание бетонной смеси приводит сначала к заполнению скважины, а затем к ее осесимметричному расширению. После инъекции выполняется опрессовка образованной системы «свая - грунт основания». Конструкция сваи «Соипекс» («Soilex») состоит из металлической трубы и расширяющейся оболочки специальной формы из листовой стали.