Взаимодействие микросвай с грунтовым основанием при усилении фундаментов

• Автор: Есипов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 168 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1.1. Усиление фундаментов сваями

1.2. Сваи с уплотненным основанием. Определение

границ уплотненной зоны

1.3. Влияние расстояния между сваями на несущую

способность и осадки свайных фундаментов с низким ростверком

1.4. Существующие методы расчета свайных фундаментов

с низким ростверком

1.5. Выводы и задачи диссертационной работы

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ОДИНОЧНЫХ МИКРОСВАЙ
2.1. Опытная площадка и задачи экспериментов
2.2. Методика проведения полевых экспериментов
2.2.1. Технология изготовления и устройства микросвай
2.2.2. Приборы и оборудование
2.2.3. Порядок проведения экспериментов
2.3. Данные полевых экспериментов
2.3.1. Осадки и несущая способность микросвай
2.3.2. Напряженнодеформированное состояние
основания микросвай с вытрамбованными уширениями
2.3.3. Исследование формообразования уширений и уплотненной зоны грунта
2.4. Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА МИКРОСВАЯХ С ВЫСОКИМ И НИЗКИМ РОСТВЕРКОМ
3.1. Задачи экспериментов
3.2. Методика проведения полевых экспериментов
3.2.1. Технология устройства ленточных фундаментов
на микросваях, приборы и оборудование
3.2.2. Порядок проведения экспериментов
3.3. Данные полевых экспериментов
3.3.1. Осадки и несущая способность ленточных фундаментов на микросваях с высоким и низким ростверком
3.3.2. Напряженнодеформированное состояние основания ленточных фундаментов на микросваях
с высоким и низким ростверком
3.3. Выводы
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ МИКРОСВАЙ
4.1. Исследование радиуса зоны уплотнения и его учет
при определении несущей способности микросвай
4.2. Определение оптимальных геометрических параметров микросвай
4.2.1. Микросвая без уширения
4.2.2. Микросвая с уширением
4.3. Инженерный метод расчета фундаментов на микросваях
с низким ростверком по заданным осадкам
4.4. Численное моделирование работы одиночных микросвай
и фундаментов на микросваях
4.4.1. Осадки и напряженнодеформированное состояние одиночных микросвай
4.4.2. Осадки и напряженнодеформированное состояние ленточных фундаментов на микросваях
4.4. Выводы
5. ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ФУНДАМЕНТОВ НА МИКРОСВАЯХ
5.1. Опыт усиления фундаментов на микросваях
5.2. Техникоэкономическая эффективность фундаментов
на микросваях
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Одной из разновидностей многосекционных вдавливаемых свай являются широко используемые за рубежом и хорошо известные в нашей стране сваи «Мега». Их изготовляют из сборных железобетонных элементов длиной -0 см квадратными с поперечными сечениями x и x см или круглыми со сквозным каналом по оси элемента диаметром -0 мм и массой до 0 кг []. Под иесушей стеной захватками разрабатывают траншею шириной 1 м и глубиной не менее 1,5 м и устраивают в стене выравнивающую распределительную балку из стали или железобетона. Нижний элемент сваи устанавливают на дно котлована под распределительную балку и вдавливают в грунт основания. Когда нижний элемент сваи вдавлен, домкрат убирают и на торец первого элемента устанавливают следующий, после чего повторяют процесс вдавливания. Затем опускают арматуру и инъецируют раствор цемента. После этого пространство между стойками бетонируют [5]. У нас в стране также накоплен опыт по усилению оснований зданий и сооружений вдавливаемыми сваями. Э.М. Генделем. Обращает на себя внимание усиление основания такого сооружения, как Потешный дворец в Московском Кремле, где были применены составные сваи из металлических труб диаметром 1 мм []. Главным достоинством способа пересадки фундамента на сваи является его надежность и возможность контроля несущей способностей элементов усиления. Недостатком технологических приемов усиления оснований и фундаментов сваями является их длительность, трудоемкость, большой объем земляных работ, а также относительно большая масса отдельных секций свай и наличие “мокрых” процессов, связанных с обстонированием. Крупногабаритное оборудование для устройства громоздких свай осложняет производство работ в стесненных условиях реконструкции. Кроме того, вскрытие шурфов или траншей вдоль перегруженного фундамента до его подошвы опасно, а в условиях слабых грунтов при высоком уровне подземных вод нереально. К тому же пересадка фундамента на сваи подразумевает полную передачу нагрузки от здания на сваи, при игнорировании возможности вклада ленточного фундамента в несущую способность конструкции в целом. Поэтому необходимо разработать конструкцию сваи и способ усиления фундаментов позволяющий максимально использовать несущую способность существующего фундамента путем уменьшения деформаций фунта под подошвой от воздействия свай, полностью исключить экскавацию грунта и “мокрые” процессы при устройстве свай, а так же максимально улучшить физико-механические характеристики фунта и при расчете учесть фактические прочностные и деформационные характеристики грунта под подошвой фундамента. СВАИ С УПЛОТНЕННЫМ ОСНОВАНИЕМ. УПЛОТНЕННОЙ ЗОНЫ. К конструкциям свай с уплотненным основанием относятся сваи, технология устройства которых обеспечивает частичное или полное вытеснение грунта из объема сваи в окружающий массив, что приводит к образованию локальной зоны уплотнения 1рунта и улучшению его физикомеханических характеристик. Сваи с уплотненным основанием могут применяться в различных грунтовых условиях, позволяющих доуплотнять окружающий массив грунта. Сваи, как отдельные конструкции фундаментов, представляют собой стойки, погруженные в грунт, или изготовленные в грунте, предназначенные для передачи нагрузок от вышележащих конструкций зданий и сооружений на грунт. Понятие “свая с уширением” объединяет большое количество различных конструкций свай и способов их изготовления. По способу устройства уплотненной зоны грунта под пятой сваи их можно разделить на две основные группы. Сваи заводского изготовления с жесткими механическими уширителями. К первой группе относятся сваи с жесткими и раскрывающимися в грунте уширителями, которым авторы давали различные названия: “поворотные крылья” (А. К. Зворыкин), “шпоры” (В. Ранд, Ж. Рузен), “наконечники” (М. С. Грутман), “лопасти” (В. И. Феклин). Сейчас наиболее употребляемым является термин “лопастная свая”. Вопросами разработки конструкций свай с раскрывающимися уширителями и исследованием их работы в разных странах занимались А. К. Зворыкин, Е. В. Макаров, В. Фейербах, H. H. Старшинов, В. Ранд, Ж. Рузен, Ловелл, Барклей, М. С. Грутман, И. П. Бойко, С. С. Спиридонов, В.