Прогноз осадок комбинированных свайных фундаментов

• Автор: Глушков, Илья Вячеславович
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 202 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Современные данные о взаимодействии фундаментов в вытрамбованных котлованах и свайных фундаментов с основанием

1.1. Экспериментальнотеоретические исследования взаимодействия

фундаментов в вытрамбованных котлованах с основанием

1.2. Особенности взаимодействия свайных фундаментов с основанием

1.3. Численные методы оценки напряжннодеформированного со

стояния оснований фундаментов в вытрамбованных котлованах и свайных фундаментов

1.4. Выводы по главе

Глава 2. Исследование совместной работы модели комбинированного свайного фундамента и основания

2.1. Задачи и методика проведения экспериментальных исследований

2.2. Определение осадок моделей фундамента и деформаций грунтового основания
2.3. Исследование характера распределения напряжений в активной
зоне комбинированного свайного фундамента с возрастанием нагрузки
2.4. Выводы по главе.
Глава 3. Полевые экспериментальные исследования напряженнодеформированного состояния оснований комбинированных фундаментов .
3.1. Инженерногеологические условия опытных площадок
3.2. Цель экспериментальных работ и методика проведения исследований
3.3. Результаты экспериментальных исследований взаимодействия
комбинированного свайного фундамента с грунтовым основанием
3.3.1. Осадки фундамента и деформации грунта в активной зоне
при различной интенсивности нагрузки
3.3.2. Распределение напряжений в основании
3.4. Выводы по главе
Глава 4. Исследование напряжннодеформированного состояния активной зоны комбинированного свайного фундамента методом конечных элементов.
4.1. Основные положения принятой модели
4.1.1. Упругие деформации
4.1.2. Упругоидеальнопластическое поведение грунта.
4.1.3. Критерий текучести Кулона1Мора.
4.1.4. Типы конечных элементов.
4.2. Планирование численных экспериментов.
4.3. Численное исследование напряжннодеформированного состояния упругопластических оснований
4.3.1. Влияние прочностных характеристик грунта
4.3.2. Влияние длины центральной сваи и глубины вытрамбовывания котлована.
4.3.3. Влияние слабого слоя
4.3.4. Влияние различных факторов на характер формирования и развития зон предельного равновесия в активной зоне
4.3.5. Изменение НДС оснований при различном виде централь
ного элемента в фундаменте призматические сваи, сваиоболочки, конусные сваи
4.3.6. Исследование сопротивления комбинированного свайного
фундамента горизонтальным нагрузкам.
4.4. Метод прогноза осадок комбинированного свайного фундамента
на основе регрессионных зависимостей.
4.5. Оптимизация конструкций комбинированных свайных фундаментов в различных грунтовых условиях
4.5.1. Постановка задачи.
4.5.2. Влияние глубины вытрамбовывания котлована и длины
центральной сваи на экономичность решения.
4.5.3. Влияние интенсивности нагрузки, прочностных характеристик грунта на оптимальное решение
4.6. Выводы по главе.
Глава 5. Рекомендации по проектированию комбинированных свайных фундаментов
5.1. Определение несущей способности фундамента.
5.2. Инженерный метод расчета осадки фундамента
5.3. Сравнение расчтных и экспериментальных значений осадок фундамента.
5.4. Область рационального применения комбинированных свайных
фундаментов по инженерногеологическим условиям
5.5. Выводы по главе.
Основные выводы
Список литературы


Исследования проводились в песках пылеватых, мелких и средней крупности, рыхлого, среднеплотного сложения, в глинистых просадочных и непро садочных, а также намывных и уплотннных в природном залегании грунтах. При проведении опытных работ на площадках исследовались изменения физикомеханических и деформационных характеристик уплотннных грунтов, а также зон уплотнения. Всего на площадках было вытрамбовано 5 опытных котлованов, отличающихся глубиной вытрамбовывания м и объмом втрамбованного в дно котлованов щебня 0,,5 м3. Максимальные значения р непосредственно под вытрамбованным котлованом или уширенным основанием составляют для глинистых грунтов 1,1, тм3 при рпр 1,1, тм3 для песчаных грунтов ра 1,1, тм3 при рЛпр 1,1, тм3. Многолетние исследования, проведнные А. Л.Готманом, Г. В.Миткиной, Ю. М.Шеменковым , показывают, что взаимодействие ФВК с основанием существенно отличается от других типов фундаментов. Несущая способность такого фундамента существенно зависит от объма втрамбованного щебня. По результатам испытаний фундаментов без уширенного основания статической нагрузкой было установлено, что общее сопротивление фундамента определяется его боковой поверхностью, а доля сопротивления торца фундамента незначительна не более . Наличие втрамбованного щебня повышает несущую способность фундамента. При этом для определнного типа трамбовки и инженерногеологических условий существует оптимальный объм втрамбованного щебня, при котором обеспечивается максимальная несущая способность фундамента до раз. Полученные результаты вошли в разработку метода расчта несущей способности ФВК с использованием данных статического зондирования. По многочисленным экспериментальным исследованиям ФВК, которые проводились под руководством В. И.Крутова и Б. А.Сальникова, разработаны методы расчта таких фундаментов. Основные результаты исследований нашли свое отражение в нормативных документах и научнотехнической литературе , , 4, 0, 7. ФВК рассчитываются согласно СНиП 2 и Руководству по проектированию и устройству ФВК. При выполнении расчтов учитываются физикомеханические свойства грунтов, характер и величина приложения нагрузок, размеры фундамента и уплотннной зоны грунта, наличие уширений из щебня в основании фундамента, работа боковой поверхности грунта и т. Однако в настоящее время при возведении фундаментов обязательным условием является определение несущей способности ФВК по результатам статических испытаний, которые отличаются высокой стоимостью и трудомкостью. Р.В. Аширов, В. Н.Гончаров, Ю. М.Шеменков предлагают определять несущую способность ФВК без непосредственных испытаний по данным вытрамбовывания и результатам статического зондирования 9, . Метод основан на традиционном подходе динамических испытаний забивных свай. ФВК без уширения I Р е, 1. А, Ер е Е 5 ещ Е X е р е ет 1. Е энергия удара молота А 0,8 Р эмпирический коэффициент е величина понижения дна котлована еш перемещение только уплотннного щебня. Важным вопросом в оценке несущей способности таких фундаментов является изучение поведения грунта уплотннной зоны, которая образуется при вытрамбовывании котлованов. А.Л. Готман, Г. В.Миткина, Ю. М.Шеменков , , , 2 для расчта ФВК используют данные статического зондирования. При разработке данного метода было принято допущение, что глинистые грунты в основании фундамента, в которое втрамбовывается щебень, изменяют свои характеристики и их можно назвать щебночноглинистым основанием. Прочность такого основания увеличивается. А 2 9 1. А Ая, В Вл коэффициенты, характеризующие долю сопротивления на боковой поверхности фундамента и определяемые по данным статического зондирования. А коэффициент увеличения площади нижнего торца фундамента в зависимости от Анк и УщУ уу коэффициент использования втрамбованного щебня Анк площадь нижнего торца фундамента В сопротивление под нижним торцом фундамента. В.Л. Рафальзук, Ю. А.Багдасаров 0 установили зависимость несущей способности ФВК от затрат энергии на подготовку котлованов. Э2 , ,4, 1. Э суммарная энергия, определяемая как сумма произведений массы трамбовки на высоту падения с учтом погружения трамбовки в грунт. В.И. Галактионов, А. А.Сдобников, О.