Односвайные и вытрамбованные фундаменты и методы их расчета с использованием зондирования

• Автор: Шеменков, Юрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 378 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ

ФУНДАМЕНТОВ КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.

1.1. Односвайные фундаменты каркасных зданий и сооружений

1.1.1. Существующие конструктивные решения односвайных фундаментов.

1.1.2. Рациональная область применения односвайных фундаментов по техникоэкономическим показателям

1.2. Обзор и анализ методов расчета односвайных фундаментов

на вертикальную нагрузку

1.3. Существующие методы определения осадок свай и свайных фундаментов.

1.4. Методы расчета односвайных фундаментов на горизонтальную нагрузку.

1.5. Характер изменения коэффициента постели при расчете свай
на горизонтальную нагрузку.
Выводы по главе 1.
2. ПРЕДПОСЫЛКИ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ОДНОСВАЙНЫХ И ВЫТРАМБОВАННЫХ
ФУНДАМЕНТОВ.
2.1. Обоснование теоретической модели расчета вертикально
нагруженных фундаментов.
2.2. Обоснование расчетных схем для разработки методов расчета фундаментов на горизонтальную нагрузку
2.3. Использование статического зондирования для расчета фундаментов
2.4. Обоснование расчетной схемы определения осадки фундаментов
2.4.1. Напряженнодеформированное состояние активной зоны фундаментов.
2.4.2. Методы определения осадок свайных фундаментов.
2.5. Численное моделирование взаимодействия фундаментов с окружающим грунтом.
2.5.1. Основные допущения и модели, положенные в основу расчета
2.5.2. Прогнозирование напряженнодеформированного состояния активной зоны фундаментов
Выводы по главе 2.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОДНОСВАЙНЫХ И ВЫТРАМБОВАННЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ
ВЕРТИКАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ.
3.1 Инженерногеологические условия опытных площадок
3.2. Односвайные фундаменты из свай кольцевого сечения
3.2.1. Исследование работы конструкций односвайных фундаментов поэлементно и в целом
3.2.2. Напряженнодеформированное состояние вертикально нагруженного односвайного фундамента
3.3. Фундаменты в вытрамбованных котлованах.
3.3.1. Исследование деформаций грунтового массива вокруг
фундамента в процессе его вытрамбовывания
3.3.2. Исследование контактных напряжений под нижним торцом фундамента.
3.3.3. Изучение факторов влияющих на несущую способность фундаментов в вытрамбованных котлованах.
3.3.4. Назначение предельной осадки по результатам испытаний
Выводы по главе 3.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ОДНОСВАЙНЫХ И ВЫТРАМБОВАННЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ
4.1. Исследование горизонтально нагруженных односвайных
фундаментов из свай кольцевого сечения.
4.1.1. Конструкции опытных тензометрических свай и методика проведения испытаний на горизонтальную нагрузку
4.1.2. Особенности напряженнодеформированного
состояния горизонтально нагруженных односвайных фундаментов
4.1.3. Работа составных элементов фундамента при действии горизонтальной нагрузки.
4.2. Исследование работы горизонтально нагруженных
фундаментов в вытрамбованных котлованах
4.2.1. Особенности напряженнодеформированного
состояния горизонтально нагруженных фундаментов в вытрамбованных котлованах и основания
4.2.2. Влияние вертикальной нагрузки на работу горизонтально нагруженных фундаментов в
вытрамбованных котлованах.
Выводы по главе 4
5. РАСЧЕТ ОДНОСВАЙНЫХ И ВЫТРАМБОВАННЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ВЕРТИКАЛЬНУЮ НАГРУЗКУ
5.1. Расчет односвайных фундаментов из свай кольцевого сечения
5.1.1. Выбор расчетной схемы
5.1.2. Получение расчетных формул.
5.2. Расчет фундаментов в вытрамбованных котлованах на вертикальную нагрузку
5.2.1. Расчетная схема и методика расчета.
5.2.2. Использование статического зондирования для расчета фундаментов в вытрамбованных котлованах .
5.2.3. Контроль несущей способности по технологическим параметрам вытрамбовки.
5.3. Сравнение результатов расчетов с опытными данными
5.3.1. Фундаменты из свай кольцевого сечения
5.3.2. Фундаменты в вытрамбованных котлованах.
Выводы по главе 5
6. РАСЧЕТ ОДНОСВАЙНЫХ И ВЫТРАМБОВАННЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ДЕЙСТВИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ
6.1. Односвайные фундаменты из свай кольцевого сечения
6.1.1. Выбор расчетной схемы и метод расчета горизонтально нагруженного односвайного фундамента из свай кольцевого сечения
6.1.2. Определение коэффициента постели по данным статического зондирования
6.1.3. Учет нелинейности
6.2. Фундаменты в вытрамбованных котлованах
6.2.1. Расчетная схема и метод расчета
6.2.2. Учет нелинейности работы грунтового основания
6.3. Сопоставление расчетных данных с опытными.
6.3.1. Фундаменты из свай кольцевого сечения
6.3.2. Фундаменты в вытрамбованных котлованах.
Выводы по главе 6
7. РАСЧЕТ ОСАДОК ОДНОСВАЙНЫХ И ВЫТРАМБОВАННЫХ ФУНДАМЕНТОВ
7.1. Исследование деформаций грунтового массива вокруг фундамента.
7.2. Расчет осадок фундаментов.
7.2.1. Фундаменты из свай кольцевого сечения
7.2.2. Фундаменты в вытрамбованных котлованах.
7.2.3. Сравнение результатов расчета осадки фундаментов 4 Выводы по главе 7
8. ПРАКТИЧЕСКОЕ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ОДНОСВАЙНЫХ И ВЫТРАМБОВАННЫХ ФУНДАМЕНТОВ .
8.1. Принципиальные положения проектирования фундаментов
8.2. Внедрение результатов исследований в практику строительства
Выводы по главе 8
9. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


На фундаменты зданий и сооружений действуют значительно меньшие нагрузки. Поэтому в промышленном и жилищном строительстве начали применять короткие сваиоболочки, менее армированные, чем мостовые. Исключены были такие трудоемкие работы, как извлечение грунта из полости свай и заполнение ее бетоном, которые в массовом строительстве не целесообразны. Начиная с года, на сваях кольцевого сечения был сооружен ряд жилищных и промышленных объектов в г. Москве, Ленинграде, Горьком, Уфе ,,7,5,6,2. Впервые комбинация свай с насадками была применена в Ленинграде в г. Комбинированная свая состояла из относительно короткой сваи, усиленной насадкой в виде забивного железобетонного кольца. Глубина забивки насадки принималась равной 1,5 м из условия промерзания фунта. Статические испытания таких свай показали увеличение несущей способности в 1, раза по сравнению с простой сваей 7. При строительстве 5этажного производственного корпуса в Москве 2 использовались железобетонные полые круглые сваи диаметром 0мм, длиной м. Эта замена позволила сократить объем земляных работ примерно в 4,5 раза, а объем бетона фундаментов за счет сокращения объема бетона свай и ростверков на , уменьшить трудоемкость работ по погружению свай более чем в 2 раза. В Уфе полые круглые сваи впервые были применены при строительстве жилого дома 6. С применением полых круглых свай построены ректификационная колонна весом до 0 т, здание насосной и участок эстакады на нефтеперерабатывающем заводе , производственная база треста Волгопромвентиляция, производственное сельскохозяйственное здание в д. Федоровка Благовещенского района БАССР ,5. Колонны этих зданий заделаны в полость полых круглых свай диаметром 0 мм. Длина свай в зависимости от нагрузки и грунтовых условий изменялась от 3 до 6 м . Внутренняя полость свай заполнялась гравийнопесчаной смесью, а в верхней части устраивалась бетонная пробка толщиной см из бетона В,5, на которую устанавливали колонну. Глубина заделки колонны в полости свай принималась такой же, как и в фундаментах стаканного типа. Конструктивной особенностью и главным достоинством односвайных фундаментов является отсутствие ростверка, так как установка колонны возможна в полость сваиоболочки. Учитывая, что с помощью широко применяемых молотов типа С0 или С6 можно обеспечить несущую способность одного забивного элемента кН, можно получить односвайный фундамент с несущей способностью до кН. Одна из основных причин недостаточные объемы их производства. Мощности для производства имеются лишь в ведомствах, осуществляющих строительство мостов, портовых и гидротехнических сооружений, где сваи кольцевого сечения успешно применяются. Односвайные фундаменты из свай кольцевого сечения и фундаменты в вытрамбованных котлованах исключают или уменьшают в значительном объеме работы по отрывке и обратной засыпке котлованов, повышают степень индустриальности фундаментов, отличаются высокой удельной несущей способностью, что приводит к снижению материалоемкости и трудоемкости. В деле ресурсосбережения в области строительства значительная доля принадлежит фундаментостроению, затраты на которое достигают стоимости объектов. Эффективность применения любых видов фундаментов, в том числе и односвайных, выявляется только при рассмотрении их в фундаментах конкретных зданий и в определенных фунтовых условиях. Сопоставление результатов испытаний различных видов фундаментов в лессовидных суглинках и супесях показывает 4, что расход бетона на 1т несущей способности составляет для забивных и буронабивных свай без учета ростверка 0,4 и 0,2 м3, для ФВК без уширеиия основания 0,2 м3, а для ФВК с уширением из 0,,0 м3 щебня 0,0,7 м, т. ФВК в 1, раза меньше материалоемкости свайных фундаментов. На рис. ФВК с аналогичными показателями для фундаментов из забивных свай . Удельная несущая способность ФВК без уширения несколько ниже удельной несущей способности фундамента из забивных свай, однако при устройстве уширения из щебня объемом 0,5 м3 и более ФВК становятся по объему бетона менее материалоемки, чем свайные рис. Рис.