автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Исследование работы сваи в сплошном свайном поле

На правах рукописи МАКАРЬЕВ МИХАИЛ ИГОРЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СВАИ В СПЛОШНОМ СВАЙНОМ ПОЛЕ

Специальность 05.23.02 - «Основания и фундаменты, подземные

сооружения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-2005

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Гончаров Борис Васильевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Рыжков Игорь Борисович; кандидат технических наук, профессор Глухов Вячеслав Сергеевич.

Ведущая организация ОАО АК «ВОСТОКНЕФТЕЗАВОДМОНТАЖ».

Защита состоится 18 ноября 2005 года в 14-00 на заседании диссертационного совета Д.212.289.02 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан « 18 » октября 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Денисов О.Л.

2.6144

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В последнее десятилетие в связи с необходимостью более рационального использования земельных ресурсов существует тенденция к увеличению этажности зданий и, как следствие, к увеличению нагрузок на несущие конструктивные элементы и на фундаменты. Зачастую перед проектировщиками стоит задача размещения того или иного здания на площадках с неблагоприятными грунтовыми условиями, но при этом имеющих выгодное географическое расположение по отношению к инфраструктуре вокруг площадки строительства. В таких условиях наиболее экономичным, а в некоторых случаях единственным вариантом фундамента, является сплошное свайное поле, объединенное монолитной плитой.

Настоящая диссертация посвящена анализу работы забивной сваи в составе свайного поля, а также совершенствованию проектных решений свайных полей с забивными сваями путем использования современных достижений теории фундаментостроения.

Анализ опыта проектирования сплошных свайных полей из забивных свай показывает, что в большинстве случаев шаг свай назначается в зависимости от действующих нагрузок из условия расчетов по несущей способности. При этом не учитывается влияние разной степени взаимовлияния свай на несущую способность свай внутри сплошного свайного поля и у его краев, а также на неравномерность деформаций свайного основания монолитной плиты. Такой подход к определению параметров сплошного свайного поля приводит к существенным запасам фундамента по несущей способности, а в некоторых случаях к значительным неравномерным деформациям основания. Таким образом, для наиболее полного использования несущей способности свай, целесообразно применять дифференцированный подход к оценке шага свай в соответствии с особенностями их работы. В большинстве случаев использование такого подхода при проектировании сплошного свайного поля приводит не только к уменьшению количества свай, но и к уменьшению неравномерных осадок основания монолитной плиты и снижению усилий в сечениях плиты, что в значительной степе™ снижает материалоемкость и стоимость фундаментов. Такая возможность экономии средств уже на стадии проектирования дает основание считать актуальным исследование, направленное на разработку методики дифференцированного подхода к оценке шага свай в плане здания, учитывающей особенности поведения свай внутри поля и у его границ и обеспечивающей минимум неравномерных деформаций основания.

Цель работы - разработка методики определения параметров сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, при которых достигается минимум неравномерных деформаций основания плиты.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

изучение физических явл аимодействие

свай в группе, и обоснование допущений, составляющих физическую основу выбора модели грунта и расчетных схем; исследование работы забивных свай в составе сплошного свайного поля в зависимости от их положения в плане здания; исследование напряженно-деформированного состояния основания сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой; определение параметров сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, обеспечивающих минимум неравномерных деформаций основания.

Методологической базой исследований является анализ напряженно-деформированного состояния основания сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, путем проведения экспериментальных и численных исследований с использованием математических моделей современной механики грунтов, а также методов математической статистики.

Автор защищает результаты исследований, на базе которых разработана новая методика определения параметров сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, включающие:

- экспериментальные и аналитические зависимости, отражающие выявленные закономерности изменения напряженно-деформированного состояния основания сплошного свайного поля при изменении его параметров;

- метод определения шага свай в сплошном свайном поле, объединенном монолитной плитой, обеспечивающий наиболее полное использование свай в фундаменте и снижение неравномерных осадок основания монолитной плиты.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций определяется применением основных положений классической механики грунтов, математической статистики и измерительно-регистрирующих приборов; экспериментальными данными, полученными при испытании свай в составе фундамента.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- впервые предлагается метод определения параметров сплошного свайного поля, основанный на применении традиционных методов изысканий и численных исследований, учитывающих особенности взаимодействия свай внутри поля и у его границ, при этом обеспечивается минимум неравномерных деформаций основания;

- экспериментально установлены закономерности распределения нагрузок от здания на сваи внутри свайного поля и у его границ;

- численно получены закономерности изменения напряженно-деформированного состояния сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, при дифференцированном подходе к оценке шага свай внутри поля и у его границ;

- разработан метод определения шага свай в сплошном свайном поле, объединенном монолитной плитой, обеспечивающий наиболее полное использование свай в фундаменте и снижение неравномерных осадок основания

монолитной плиты.

Практическая ценность работы заключается в том, что результаты исследования доведены до практического применения на экспериментальном объекте, что позволило получить снижение сметной стоимости нулевого цикла на 14 % по сравнению с фундаментом, запроектированным в соответствии с действующими нормами.

Личный вклад в решение проблемы заключается в выполнении теоретических и экспериментальных исследований, обобщении и оценке их результатов.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрялись на экспериментальном объекте. Экономический эффект при этом составил 485 тыс. руб.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международных конференциях и семинарах:

- Уфа, 2002 «Проблемы строительного комплекса России»;

- Йошкар-Ола, 1999 «Геотехника Поволжья - 99»;

- Пермь, 2000 «Механика грунтов, фундаментостроение и транспортные сооружения»;

- Пермь, 2004 «Проблемы механики грунтов, фундаментостроение и транспортное строительство»;

- Нью-Йорк, 2004 «Case Histories in Geotechnical Engineering».

Публикации. Содержание выполненных работ опубликовано в 7

статьях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, библиографического списка и приложений.

Результаты исследований изложены на 119 страницах основного текста, включающего 39 рисунков, 10 таблиц, библиографический список из 96 наименований; объем приложений 29 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, сформулированы цель и задачи исследования, а также обоснована актуальность проблемы расчета и проектирования сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой.

В первой главе дан краткий анализ результатов экспериментально-теоретических исследований свай в составе свайных групп, объединенных монолитным ростверком, по данным, опубликованным в научной литературе.

Обзор результатов исследований свайных фундаментов и в том числе свайных групп, объединенных монолитной плитой, выполнен на основании анализа опубликованных работ следующих отечественных ученых: П. А. Аб-басова, Ю. М. Абелева, В. А. Барвашова, А. А. Бартоломея, Б. В. Бахолдина, В. Г. Березанцева, В. С. Глухова, В. Н. Голубкова, Б. В. Гончарова, А.Л. Гот-мана, Н.З. Готман, А. А. Григорян, Б. И. Далматова, Е. Э. Девальтовского,

ОЛ.Денисова, Н. М. Дорошкевич, Н. Л. Зоценко, В. В. Знаменского, Ф.К. Лапшина, А. А. Луги, Э. И. Мулюкова, А. В. Пилягина, А. Б. Пономарева, И. Б. Рыжкова, Е. А. Сорочана, А. Б. Фадеева, В. Г. Федоровского и др.

По результатам экспериментальных, как натурных, так и модельных, исследований выявлены особенности взаимодействия свай с грунтом в составе сплошного свайного поля и установлено, что в процессе нагружения свайного поля с шагом свай 3d-6d сваи оседают вместе с околосвайным грунтом, грунт под острием уплотняется и для достижения «критической» нагрузки необходимо преодолеть сопротивления грунта под острием свай, поэтому в отличие от одиночных свай кривые «осадка-нагрузка» для свай в поле не имеют ярко выраженных точек перелома. Основной причиной такого изменения характера работы свай в составе группы является взаимодействие свай через грунтовую среду.

С учетом взаимодействия свай через грунтовую среду разрабатывались методы расчета свайных групп, которые можно разбить на 2 основные группы:

- упрощенные методы ("эквивалентной плиты", "эквивалентной опоры" и т.д.);

- численные методы, основанные на решении уравнений теории упругости и пластичности.

Методы "эквивалентных фундаментов" основаны на представлении группы свай "эквивалентной плитой" с последующим расчетом ее как фундамента мелкого заложения, что и рекомендуется нормами для расчета осадок кустового фундамента.

Численные методы, основанных на решении уравнений теории упругости и пластичности и применяемые для расчета свай, развивались в работах Ю.Л. Винникова, Ю. К. Зарецкого, А. В. Пилягина, В. Г. Федоровского, А. Б. Фадеева, Д. М. Шапиро.

Методы расчета свайных групп и свайных полей развивались в исследованиях отечественных ученых: А. А. Бартоломея, Б. В. Бахолдина, С.Г. Безволева, A.B. Васильченко, Н.З. Готман, Н. М. Дорошкевич, Ю.К. Зарецкого, В. В. Знаменского, В. В. Лушникова, Ю.Р. Оржеховского, А. В. Пилягина, Д. Е. Развадовского, А. Б. Фадеева, В. Г.Федоровского и за рубежом - в работах М. Рандольфа, Г. Поулоса, А. Гвиздала, Д. Плацека и др.

Зарубежными и отечественными исследователями рассмотрено два возможных направления совершенствования методов оптимального проектирования сплошных свайных полей, объединенных монолитными плитами:

- по предельно допустимым осадкам зданий и сооружений, при этом не рекомендовано использование графика "осадка-нагрузка" для одиночной сваи при оценке деформаций оснований;

- из условия снижения осадки плитного фундамента и удовлетворения требований расчета фундамента по деформациям.

На основе выполненного анализа данных литературы сформулированы цель и основные направления исследования. Исследования выполнялись в двух направлениях, а именно: исследование работы сваи в сплошном свайном поле и исследование НДС основания сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой. Результаты выполненных исследований положены в основу разработки методики определения параметров сплошного свайного поля, объединенного монолитной, при которых достигается минимум неравномерных деформаций основания плиты.

Во второй главе выполнено теоретическое обоснование выполненных исследований.

Сформулированы методологические подходы и определяющие их уравнения к решению поставленных задач:

- применение классической контактной задачи теории упругости в расчете плит на упругом основании, основными исходными данными которой являются деформативные характеристики основания на контакте его с плитой, определяемые в соответствии с принятой моделью основания и методами расчета свай;

- применение теоретического метода для расчета свай, работающих в составе свайного поля, с использованием осесимметричной версии решения упругопластической задачи.

Определено направление исследований и разработана методика исследования, в основу которой положен дифференцированный подход к определению шага свай в сплошном свайном поле по результатам комплексных численных и натурных экспериментальных исследований.

В третьей главе изложены результаты натурных экспериментальных исследований.

Экспериментальные исследования проводились с целью выявления особенностей работы центральных и крайних свай в составе фундамента. В задачи исследований входило построение кривых «нагрузка-осадка» для центральных и крайних свай в составе сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой.

Для проведения экспериментальных исследований свайно-плитный фундамент дня ёмкостей ZKT 1-6, предназначенных для хранения компонентов, используемых в процессе производства пива на пивном заводе ОАО «Амстар» в г.Уфе.

Свайное поле запроектировано из свай сечением 30x30 см с глубиной погружения -8 м, шаг свай - 1,5 м. Толщина монолитной плиты - 600 мм. Сопряжение свай с плитой принято шарнирным, что достигается заделкой свай в тело плиты на глубину 50 мм без разбивки голов. Емкости ЖТ 1-6 в виде цилиндрических резервуаров монтируются на вертикальных металлических стойках (по 6 стоек на каждую емкость). Стойки крепятся к закладным деталям монолитной плиты. Нагрузка, передаваемая на фундамент, зависит от степени заполнения емкостей, что дает возможность иметь точные характеристики внешнего воздействия на исследуемый фундамент.

На опытной площадке выполнялся комплекс полевых исследований, включающий:

бурение скважин с отбором монолитов грунта и последующей их обработкой в лабораторных условиях;

статическое зондирование грунтов в режиме «без стабилизации» перемещений зонда до забивки свай и после забивки свай; определение фактических нагрузок и соответствующих им осадок свай в составе свайного поля, оснащенных тензометрически-ми приборами.

По результатам инженерно-геологических изысканий, включающих бурение с отбором монолитов грунта и последующей их обработкой в лабораторных условиях (1 скважина) и статическое зондирование грунтов (всего 3 точки зондирования) опытная площадка сложена до глубины 16 метров глинистыми грунтами, ниже залегают пески гравелистые и средней крупности.

Для экспериментальных исследований использовались 3 тензосваи. Тензосвая представляет собой железобетонную сваю сечением 30x30 см длиной 8 метров, на которую устанавливалась мессдоза в виде тензодинамометра с кольцевым измерительным элементом. Мессдоза, устанавливаемая на голову сваи, состоит из кольцевого измерительного элемента и двух фланцев с размерами 300x300x20 (рис.1). Фланцы соединены болтами, которые установлены таким образом, чтобы общая нагрузка на них не передавалась. Между фланцами помещен упругий кольцевой измерительный элемент в виде тонкостенной трубы с наклеенными на еб внутренней поверхности через 60° по окружности тензодатчиками марки ФКП-20.

Рис.1. Кольцевой измерительный элемент с фланцами

Поскольку сваи в составе свайного поля несут различную нагрузку в зависимости от их положения в поле, мессдозы были установлены на двух центральных и одной крайней сваях.

По мере увеличения нагрузки на сваи были выполнены измерения нагрузки на каждую мессдозу и сняты высотные отметки поверхности плиты над каждой из мессдоз при следующих ступенях нагружения: монолитная плита без нагрузки, монолитная плита+конструкция гкт, монолитная пли-

та+конструкция ЖТ+продукт в количестве 30%, 50% и 100% от общего объема. Высотные отметки поверхности плиты над каждой из мессдоз сняты с помощью высокоточного нивелира НА-1.

По результатам измерений нагрузок и осадок, показаниям мессдоз и путем нивелирования построены графики «нагрузка-осадка сваи» для 3-х экспериментальных свай.

Анализ результатов измерений показывает следующее:

- максимальная нагрузка на сваю не превышают 210 кН;

- осадка фундамента при максимальной нагрузке не превышает

2,5 см.

- на первых этапах нагружения на крайние сваи нагрузка передается больше, чем на центральные, однако по мере роста нагружения нагрузка на сваи выравнивается;

- на первых этапах нагружения осадки центральных свай практически в 2 раза превосходят осадки крайних свай, на последнем этапе разница в осадках составляет 10%.

Результаты измерений нагрузок и осадок для тензосвай в центре плиты и по краю представлены на рис. 2. Анализ графика 1 (для центральной сваи) на рис. 2 показывает, что зависимость "нагрузка-осадка" для этих свай близка к линейной и имеет место тенденция снижения приращения осадки с ростом нагрузки. График "нагрузка- осадка" (2 на рис.2) для крайней сваи показывает противоположную динамику роста нагрузки, а именно, увеличение приращения осадки с ростом нагрузки, что соответствует поведению одиночных свай. При этом угол наклона графика, характеризующий жесткость сваи, для крайней сваи меньше той же величины для центральной сваи, что свидетельствует об увеличении жесткости крайних свай по сравнению с центральными.

100 200 300 400 Р, кН

1 Л !

_2.

Б, м

Рис.2. Графики "нагрузка-осадка" свай в поле: 1-для центральной сваи фундамента; 2- для крайней сваи фундамента

Таким образом, в результате эксперимента установлено, что графики " нагрузка- осадка" крайних и центральных свай сплошного свайного поля отличаются от аналогичных графиков для одиночной сваи, а именно: эти

трафики в диапазоне действующих нагрузок подтверждают линейную связь между нагрузками и осадками, при этом максимальная осадка не превышает 2,5 см, а разница деформаций не превышает 10% от максимальной осадки. Полученный результат показывает, что в данном фундаменте, запроектированном в соответствии с требованиями норм, параметры сплошного свайного поля (шаг свай и длина свай) определены нерационально, имеется значительный запас основания и по несущей способности, и по деформациям.

В четвертой главе изложены результаты численных исследований работы свай в сплошном свайном поле.

Из результатов экспериментальных исследований (глава 3) следует, что фундамент, запроектированный в соответствии с требованиями норм, имеет значительный запас и по несущей способности, и по деформациям.

Повысить эффективность использования свай можно путем уменьшения количества свай по всей плите. Однако это может привести к увеличению неравномерности деформаций основания и, соответственно, к росту усилий в сечениях монолитной плиты.

Одним из путей повышения эффективности использования свай в сплошном свайном поле, объединенном монолитной плитой, является снижение количества свай у краев монолитной плиты. Уменьшение количества свай достигается путем увеличения шага свай крайних рядов свайного поля. При оптимальном дифференцированном шаге свай может быть достигнут эффект равномерной осадки плиты, что в свою очередь резко снижает усилия в сечениях плита и, соответственно, позволяет уменьшить ее армирование. Таким образом, очевидно, что увеличение шага свай в крайних рядах в сплошном свайном поле позволяет сократить общее количество свай и снизить расход материалов при устройстве плиты за счет наиболее полного использования сопротивления (несущей способности) свай в фундаменте и снижения неравномерности деформаций.

С целью разработки метода определения параметров сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, при которых достигается минимум неравномерных деформаций основания плиты, выполнен комплекс численных исследований, включающий:

- численные исследования нагружения свай осевой силой с использованием осесимметричной версии упругопластической задачи;

- численные исследования перераспределения нагрузок на сваи и деформаций основания сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, с использованием решения контактной задачи расчета плиты на упругом основании.

В процессе численного исследования нагружения свай осевой силой построены графики "нагрузка-осадка" для свай в составе сплошного свайного поля с различными характеристиками и определены коэффициенты жесткости свай (как исходные данные для расчета плиты).

Численное исследование нагружения свай и определение коэффициентов жесткости свай выполнено с помощью осесимметричной версии упруго-

пластической задачи геотехнических конструкций в соответствии с геомеханической моделью профессора Щапиро Д.М. Геомеханическая модель использует физические уравнения, широко проверенные на практике и содержащие характеристики грунта, определяемые по стандартным методикам.

Расчет в соответствии с принятой геомеханической моделью выполнен с использованием метода конечных элементов (МКЭ) и метода начальных напряжений (МНН). Математическое моделирование грунта как сплошной изотропной среды выполнено в соответствии с уравнениями теории упругости и пластичности. При постановке упругопластической задачи учтено следующее:

- учитываемые проявления нелинейности включают пластическую деформацию формоизменения при сложном напряженном состоянии, беспрепятственное деформирование при растяжении, сдвиг по боковой поверхности свай;

- при сложном напряженном состоянии (сжатии со сдвигом) общие деформации включают линейную и пластическую части, причем пластическая составляющая деформаций возникает после достижения напряженным состоянием предела прочности в соответствии с условием Мизеса-Шлейхера-Боткина;

- векторы главных пластических деформаций (и их скоростей) и главных напряжений приняты соосными;

- на стадии пластического деформирования учтена дилатансия.

Расчет производится для цилиндрической сваи, равновеликой по площади боковой поверхности призматической свае, расположенной в центре расчетной области. Расчетная область принята цилиндрической радиусом гт, равным 6й для одиночной сваи диаметром й и а/2 для сваи в поле (а - шаг свай в поле).

На внешних границах расчетной области приняты следующие условия:

- горизонтальные перемещения на вертикальной поверхности равны нулю (их = 0);

- вертикальные перемещения на горизонтальной поверхности равны нулю (иг= 0).

Внутри расчетной области касательные напряжения на вертикальной поверхности контакта «грунт-свая» т<Т, где г - касательные напряжения, получаемые расчетом, на боковой поверхности свай; Т - предельное сопротивление грунта сдвигу на поверхности контакта «свая-грунт».

Расчетная область разбивается на кольцевые конечные элементы треугольного сечения и «контакт-элементы» - тонкие цилиндрические КЭ прямоугольного сечения толщиной 6 см, наделенные тремя видами нелинейности. Природное (исходное) напряженное состояние принято распределенным гидростатически (001,02.03 = -уг)-

Расчеты выполнены для забивных призматических свай сеч.ЗОхЗО см. длиной от 6 до 12 м, погруженных в составе сплошного свайного поля с ша-

гом а=0,9 - 1,8 м. Расчетная схема сваи показана на рис.3. Размер расчетной области (радиус г) принят в зависимости от шага свай, равным а/2.

В состав исходных данных расчета входили физико-механические характеристики грунта в каждом конечном элементе: удельный вес (/), модуль

деформации (Е), коэффициент Пуассона (v), угол внутреннего трения (<р), удельное сцепление (с), прочностные характеристики a vi к, связанные с углом внутреннего трения (р и удельным сцеплением с соотношениями -

а = (sin ф)1Ъ,к = с cos ф, параметр дилатансии Л, назначаемый в виде

произвольной константы (Л =0,5а). По результатам расчета построены графики "нагрузка-осадка" для свай в составе сплошного свайного поля, нагруженных осевой силой. На рис. 4 показан пример построения графи-ков"нагрузка-осадка" для свай длиной 8 м с шагом с шагом а=0,9 - 1,8 м.

Из графиков на рис. 4 следует, что зависимость «нагрузка-осадка» линейна, т.е. при нагружении свай в составе сплошного свайного поля в заданном диапазоне осадок в основании возникают лишь упругие деформации, а пластические деформации развиваются при больших осадках. Таким образом, в диапазоне осадок, не превышающих допускаемые осадки здания, свайное основание можно моделировать упругими связями, заменяющими сваи, а коэффициент жесткости связи (сваи) определять теоретически как отношение нагрузки к осадке в любой точке графика «нагрузка-осадка» на рис. 4.

На основании полученных графиков определены коэффициенты жесткости связей (свай) в зависимости от длины и шага свай.

Результаты расчета коэффициентов жесткости свай явились исходными данными для расчета плиты на свайном основании. Этот расчет положен в основу численного исследования перераспределения нагрузок на сваи и деформации основания сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой.

Численные исследования перераспределения нагрузок на сваи и деформаций основания сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, выполнены с использованием программы «SCAD», реализующей метод конечного элемента в расчетах строительных конструкций. Численные исследования включали в себя серию расчетов плиты на упругом основании, моделируемом совокупностью упругих пружин.

Параметры фундамента и основания, варьируемые в численных экспериментальных исследованиях, определены в результате факторного анализа. При этом составлена матрица планов и получена функция отклика, которая

Рис.3 Расчетная схема сваи

определяет зависимость неравномерных деформаций свайного основания плиты от параметров фундамента. По результатам анализа наиболее значимыми факторами, определяющими неравномерность деформаций основания , являются шаг свай в сплошном свайном поле и соотношение геометрических размеров монолитной плиты.

Рис.4. Графики «нагрузка-осадка» свай дайной 8 м, погруженных с шагом : 1- 0,9 м; 2-1Д м; 3-1,5 м; 4-1,8 м

Таким образом, в процессе численного исследования варьировались основные параметры свайного поля, а именно, шаг свай и размеры свайного поля. При этом шаг свай принимался дифференцированно, т.е. с увеличением

шага к краям свайного поля.

Расчеты были произведены для 180 вариантов сплошных свайных полей, объединенных монолитными плитами. В основе выполненных расчетов лежит решение контактной задачи плиты на упругом основании, моделируемом совокупностью пружин (свай), реализованное в программном комплек-ce"SCAD". В расчетах приняты следующие исходные данные: нагрузка принята распределенной по площади и равной 500 кН/м2, толщина плиты во всех случаях принималась равной 0,6 м, материал плиты - бетон класса В25. Коэффициент жесткости свай принимался по графикам"нагрузка- осадка", построенным по результатам теоретического расчета свай (рис.3). Жесткости фундаментной плиты и вышележащих конструкций в расчетах не учитывались.

В результате расчетов получены значения осадок основания сплошного свайного поля, объединенного плитой, построены эпюры осадок основания по длине фундамента и определена неравномерность деформаций основания (максимальная разность осадок). Кроме деформаций основания, определялись реакции в сваях и изгибающие моменты в сечениях плиты. Сравнение результатов расчетов для свай различной длины показывает, что они практически не меняются при изменении длины свай, что позволяет в даль-

100 200 300 400 500 600 700 Р,кН

S, м

нейшем анализе использовать результаты, полученные для одной длины свай, например для свай длиной 8м.

На рис.5 проиллюстрированы некоторые результаты расчетов для сплошного свайного поля из свай длиной 8м.

На основании результатов численных исследований можно сказать следующее:

- увеличение шага крайних свай в пределах от 1,5 а до 3 а ведет к уменьшению неравномерности осадок фундамента;

- исходя из тенденций выравнивания осадок монолитной плиты на сваях, количество крайних рядов, в которых увеличивается шаг свай, целесообразно принимать не более 4-х.

Осадка, мм

70 75: 80 85

90

211 213 215 217 219 221 223 225 227 229 231

| Номера свай

Центральная свая

Рис.5. Эпюры осадок свай в сплошном свайном поле, объединенном монолитной плитой:

1 - шаг свай 0,9 м, шаг свай крайних рядов 0,9 м;

2- шаг свай 0,9м, шаг свай крайних рядов 1,2 м

3- шаг свай 0,9м, шаг свай крайних рядов 1,8 м

4- шаг свай 0,9м, шаг свай крайних рядов 2,25 м

В пятой главе излагается суть методики дифференцированного подхода к определению шага свай в сплошном свайном поле, а также представлены результаты расчета экономической эффективности от внедрения результатов исследования в практику проектирования.

На основе результатов экспериментальных полевых (глава 3) и численных исследований (глава 4) сформулированы допущения разрабатываемого метода.

1. В качестве оптимальной расстановки свай в сплошном свайном поле принимается вариант, при котором суммарная нагрузка, передаваемая на

сваи , воспринимается сваями внутри поля, погруженными с шагом а/,

и сваями в и крайних рядах у границ поля, погруженных с шагом а2 , при изменении п в диапазоне от 1 до 4-х (п¡).

2. Сопротивление свай при заданной осадке внутри поля, называемое в дальнейшем предельным, соответствует величине Р1 , а в крайних рядах -Р2, при этом Р2 > Р) , допускаемое давление в основании монолитной плиты,

2 2

объединяющей сваи, составляет соответственно ^ = Р^ / а^ и - Р2^а2'

3. Шаг свай внутри поля а1 определяется из условия равновесия 1М = Щ.

Запишем основное расчетное требование для определения параметров сплошного свайного поля с геометрическими размерами ЬхВ при условии оптимальной расстановки свай, предполагающей увеличение шага свай у границ поля в крайних рядах:

^ (I - 2 а2п)(В - 2д2 л) + д2 20^(1 + В- 2 а2п) (1)

Приравняв = д^ЬВ в соответствии с принятым допущением (п.З)

и выполнив соответствующие алгебраические преобразования, запишем неравенство (1) в виде

2а2п(д2 -<7, Х£+Я)-4Й| л2 ~Ч\)>0;

(2)

2 Р\ 2

_Р2

-2~®-= /?.

2а2а1

2 2 Р\ "2 Обозначив ^ = Р^ I а^ > Я 2 ~ Р2 ^ а2 ' Р > а ~а в неРа"

Р2 а\

венстве ( 2), запишем условия (3) и (4), из которых определяется количество крайних рядов, в которых шаг свай увеличивается до величины а2:

2 а2

^ ■ №

Принимая во внимание условия (3) и (4), а также исходя из утверждения, что п всегда положительно, запишем формулу для определения количества крайних рядов, в которых шаг свай увеличивается (и):

2 а2

= п.

(5)

Исходя из допущения (п. 1) п<п^ , запишем выражение (5) в виде неравенства относительно а2:

Объединив неравенства (4) и (6), получим неравенство (7), которое позволяет определять шаг свай а2 в крайних рядах сплошного свайного поля в зависимости от параметров поля (шага свай внутри поля аь отношения пре-

грузка - осадка" (рис. 3), для определения этой характеристики построены графики для разнообразных грунтовых условий, которые даны в приложении 1 диссертации. Количество крайних рядов назначается в диапазоне от 1 до 4 -х.

Практически шаг свай в крайних рядах сплошного поля определяется из условия (7) путем подбора, при этом выбирается максимальное значение из возможных.

Для упрощения процедуры решения неравенства (7) разработана программа расчета на ЭВМ и составлены таблицы для практического применения, которые приведены в приложении 2 диссертации.

Разработанная методика использована на экспериментальном объекте, что позволило получить экономический эффект не только от уменьшения количества свай, но и от снижения усилий в свечениях плиты и, соответственно, от уменьшения расхода арматуры в плите. Экономический эффект со- ^ ставил 485 тыс.рублей при первоначальной стоимости фундамента 3524 тыс. рублей.

(6)

Отношение =—- в неравенстве (7) определяется по графикам "на-

Общие выводы и результаты

1. Анализ практического опыта проектирования сплошных свайных полей, объединенных монолитными плитами, в России и за рубежом показы-

вает, что оптимальное проектирование протяженных плит на свайном основании целесообразно и экономически выгодно выполнять исходя из условия снижения неравномерных деформаций основания плиты.

2. С целью разработки методики определения параметров сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, при которых достигается минимум неравномерных деформаций основания плиты, выполнено комплексное исследование, включающие натурные и численные экспериментальные исследования.

3. По результатам натурных экспериментальных исследований с применением тензосвай в сплошном свайном поле установлено, что графики " нагрузка- осадка" крайних и центральных свай сплошного свайного поля отличаются от аналогичных графиков для одиночной сваи, а именно: эти графики в диапазоне действующих нагрузок подтверждают линейную связь между нагрузками и осадками; получено, что максимальная осадка сваи не превышает 2,5 см, а разница осадок центральной и крайней свай не превышает 10% от максимальной осадки.

4. Сопоставление данных инструментальных наблюдений за тен-зосваями и результатов расчета свай по действующим нормативным документам на экспериментальном объекте показывает, что сплошное свайное поле с параметрами, определенными в соответствии с требованиями норм, имеет значительный запас и по несущей способности основания, и по деформациям. Поэтому нагрузка на сваю может быть увеличена за счет увеличения шага свай. С точки зрения снижения неравномерных деформаций плиты, целесообразно увеличивать шаг свай под краями плиты.

5. На основании анализа результатов численного исследования нагру-жения свай в сплошном свайном поле осевой силой (с использованием осе-симметричной версии решения упруго пластической задачи) установлено, что в диапазоне осадок, не превышающих допускаемые осадки здания, свайное основание можно моделировать упругими связями, заменяющими сваи, а коэффициент жесткости связи (сваи) определять теоретически как отношение нагрузки к осадке в любой точке графика «нагрузка- осадка». Для практических расчетов коэффициента жесткости свай построены графики «нагрузка-осадка» при изменении параметров поля и модуля общей деформации грунта в основании поля.

6. По результатам численного исследования перераспределения нагрузок на сваи и деформаций основания сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, (с использованием решения контактной задачи расчета плиты на упругом основании) установлено, что снижение неравномерности деформаций основания может быть достигнуто путем увеличения шага крайних свай в пределах от 1,5 а до 3 а не более, чем в 4-х крайних рядах свайного поля.

7. В соответствии с принятыми на основе экспериментальных исследований допущениями получено теоретическое решение для определения шага свай в сплошном свайном поле с учетом увеличения расстояния между свая-

ми от центра к краям плиты. Для упрощения процедуры расчета разработана программа для ЭВМ, выполнены соответствующие расчеты и разработаны таблицы для практического применения.

8. Разработан метод определения параметров сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, при которых достигается минимум неравномерных деформаций основания плиты. Выполнена серия расчетов фундамента в соответствии с требованиями норм и в соответствии с предлагаемым методом. Получено снижение материалоемкости и стоимости за счет уменьшения количества свай и сокращения расхода арматуры и бетона монолитной плиты на 10-20%. Внедрение разработанного метода на экспериментальном объекте позволило получить экономический эффект 485 тыс.рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Макарьев М.И., Готман Н.З. К вопросу об оценке деформативных свойств оснований //Геотехника Поволжья - 99: материалы Международной конференции по механике грунтов и фундаментостроению. - Йошкар-Ола, 1999. - С. 9-13.

2. Макарьев М.И., Гончаров Б.В. К вопросу о проектировании стен подземных гаражей//Проблемы строительного комплекса России: материалы Ш Международной научно-технической конференции. - Уфа, 1999. - С. 7475.

3. Готман Н. 3., Макарьев М.И. Параметрические исследования перераспределения нагрузок в свайном штатном фундаменте //Механика грунтов, фундаментостроение и транспортные сооружения: труды Международного семинара. - М., 2000. - С. 174-178.

4. Макарьев М.И. Экспериментальные исследования работы свай в сплошном свайном поле// Проблемы строительного комплекса России: материалы YI Международной научно-технической конференции. - Уфа, 2002. -С. 58-59.

5. Макарьев М.И., Гончаров Б.В. Определение шага свай в сплошном свайном поле//Проблемы механики грунтов, фундаментостроение и транспортные сооружения: труды Международной научно-практической конференции. - Пермь, 2004. - С. 226-230.

6. Gotman N.Z., Makaijev М. I. Consideration of raft and soil interaction in piled-raft design//Case Histories in Geotechnical Engineering: material of Yth International Conference. - New Yorik, 2004. - N. 1 -61.

7. Готман H. 3., Макарьев М.И. Особенности проектирования свайных фундаментов опор трубопроводов в условиях карста//Геотехнические и эксплуатационные проблемы нефтегазовой отрасли: материалы международного семинара. - Тюмень, 2002. - С.75-78.

Подписано в печать 13.10.05.Бумага офсетная. Формат 60x841/16. Печать трафаретная. Печ. л. 1. Тираж 90 экз. Захаз 151.

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета. Адрес типографии: 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

ni?О 2 85

РНБ Русский фонд

2006-4 20744

ВВЕДЕНИЕ

1. Анализ современных теоретических и экспериментальных ис- 9 следований работы сваи в составе сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой

1.1 Работа одиночной сваи и группы свай. Определение несущей 9 способности свай в группе

1.2 Экспериментальные исследования по изучению взаимодейст- 17 вия свай в группе

1.3 Анализ методов расчета групп свай, объединенных монолитной плитой •

Выводы к главе

2. Теоретические предпосылки исследований НДС основания 40 сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой

2Л Выбор модели грунтового основания ь ;1 ^ . • 41 ;.

2.2 Методика проведения исследований . • : •

Выводы к главе 2 • '■> ••.:. ; >с : ; \

3. Натурные экспериментальные исследования работы сваи в со- 50 ставе свайного поля •

3.1 Инженерно-геологические условия опытной площадки

3.2 Методика экспериментальных исследований. Конструкции 53 опытных свай

3.3 Результаты экспериментальных исследований

3.4 Анализ результатов экспериментальных исследований 64 Выводы к главе

4. Численные исследования работы свай в сплошном свайном поле.

4.1 Численное исследование нагружения свай в сплошном свайном 68 поле

4.2 Численные исследования перераспределения нагрузок на сваи и 72 деформаций основания сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой

4.2.1 Определение варьируемых параметров в численном исследовании

4.2.2 Анализ результатов численного исследования Выводы к главе

5. Разработка метода определения параметров сплошного свайного поля.

5.1 Разработка методики дифференцированного подхода к определению шага свай в сплошном свайном поле

5.2. Предложения по использованию методики дифференцированного подхода к определению шага свай при определении параметров сплошного свайного поля

5.3 Расчет экономического эффекта от внедрения результатов исследований в практику проектирования • Выводы к главе 5 •

Вопросы расчета и проектирования свайных фундаментов как группы свай начали интенсивно изучаться во второй половине XX столетия. Экспериментальные исследования выполнялись в основном для кустовых фундаментов и на их основе разрабатывались теоретические методы расчета.

В последнее десятилетие в связи с необходимостью более рационального использования земельных ресурсов существует тенденция к увеличению этажности зданий и, как следствие, - к повышению нагрузок на несущие конструктивные элементы и на фундаменты. Зачастую перед проектировщиками стоит задача по размещению того или иного здания на площадках с неблагоприятными грунтовыми условиями, но при этом имеющих выгодное географическое расположение по отношению к инфраструктуре вокруг площадки строительства. В таких условиях наиболее экономичным, а в некоторых случаях единственным вариантом фундамента является сплошное свайное поле, объединенное монолитной плитой.

Настоящая диссертация посвящена анализу работы забивной сваи в составе свайного поля, а также совершенствованию проектных решений свайных полей с забивными сваями путем использования современных достижений теории фундаментостроения.

Анализ проектных решений сплошных свайных полей из забивных свай показывает, что параметры свайного поля (шаг свай и длина свай) определяются исходя из расчетов одиночных свай, при этом шаг свай назначается в диапазоне Зс1-4с1 (с/ - размер поперечного сечения сваи). Эти решения в большинстве случаев являются очень материалоемкими и нерациональными, так как при таком расстоянии между сваями имеет место их взаимовлияние, что приводит к существенному недоиспользованию сопротивляемости свай. Более того, эффект взаимовлияния усиливается в центре свайного поля и снижается у его краев. Таким образом, для наиболее полного использования возможности сопротивления свай действующим нагрузкам целесообразно применять дифференцированный подход к оценке шага свай в соответствии с особенностями их работы. В большинстве случаев использование такого подхода при проектировании сплошного свайного поля приводит не только к сокращению количества свай, но и к уменьшению неравномерных осадок основания монолитной плиты и снижению усилий в сечениях плиты, что в значительной степени снижает материалоемкость и стоимость фундаментов. Такая возможность экономии средств уже на стадии проектирования дает основание считать актуальным исследование, направленное на разработку методики дифференцированного подхода к оценке шага свай в плане здания, учитывающей особенности поведения свай внутри поля и у его границ и обеспечивающей минимум неравномерных деформаций основания.

Изложенный выше краткий обзор рассматриваемых вопросов позволяет сформулировать цель, задачи и научную новизну работы.

Цель работы - разработка методики определения параметров сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, при которых достигается минимум неравномерных деформаций основания плиты.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучение физических явлений, определяющих взаимодействие свай в группе, и обоснование допущений, составляющих физическую основу выбора модели грунта и расчетных схем;

- исследование работы забивных свай в составе сплошного свайного поля в зависимости от их положения в плане здания;

- исследование напряженно-деформированного состояния основания сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой;

- определение параметров сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, обеспечивающих минимум неравномерных деформаций основания.

Научная новизна состоит в следующем:

- впервые предложен метод определения параметров сплошного свайного поля, основанный на применении традиционных методов изысканий и численных исследований, учитывающих особенности взаимодействия свай внутри поля и у его границ; при этом обеспечивается минимум неравномерных деформаций основания;

- экспериментально установлены закономерности распределения нагрузок от здания на сваи внутри свайного поля и у его границ;

- численно получены закономерности изменения напряженно-деформированного состояния сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, при дифференцированном подходе к оценке шага свай внутри поля и у его границ;

- разработан метод определения шага свай в сплошном свайном поле, объединенном монолитной плитой, обеспечивающий наиболее полное использование несущей способности свай в фундаменте и снижение неравномерных осадок основания монолитной плиты.

Практическая ценность работы заключается в том, что результаты исследования доведены до практического применения на экспериментальном объекте, что позволило получить снижение сметной стоимости нулевого цикла на 35% по сравнению с фундаментом, запроектированным в соответствии с действующими нормами.

Практические результаты работы сводятся к следующему:

- разработан метод определения параметров сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, обеспечивающий наиболее полное использование свай в фундаменте и снижение неравномерных осадок основания монолитной плиты;

- разработана программа для ЭВМ по определению параметров сплошного свайного поля, а также графики и таблицы, упрощающие процедуру расчета;

- результаты исследований внедрены на экспериментальном объекте.

На защиту выносятся результаты исследований, на базе которых разработана новая методика определения параметров сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, включающие:

- экспериментальные и аналитические зависимости, отражающие выявленные закономерности изменения напряженно-деформированного состояния основания сплошного свайного поля при изменении его параметров;

- метод определения шага свай в сплошном свайном поле, объединенном монолитной плитой, обеспечивающий наиболее полное использование свай в фундаменте и снижение неравномерных осадок основания монолитной плиты.

Апробация результатов исследований. Основные положения диссертации докладывались или публиковались в трудах международных конференций (Уфа, 2002; Йошкар-Ола, 1999; Пермь, 2000; Пермь, 2004; Осло (Норвегия), 2003; Нью-Йорк, 2004.)

По результатам выполненных исследований опубликовано 6 статей.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрялись на экспериментальном объекте. Экономический эффект при этом составил 20,5 тыс. руб. в ценах 1991 года.

Общие выводы

1. Действующие в России нормативные документы по проектированию свайных фундаментов не рассматривают вопросы расчета сплошных свайных полей с точки зрения снижения неравномерных деформаций основания плиты. Практический опыт проектирования сплошных свайных полей, объединенных монолитными плитами, в России и за рубежом показывает, что оптимальное проектирование протяженных плит каркасных зданий на свайном основании, которые можно отнести к относительно гибким плитам, целесообразно и экономически выгодно выполнять исходя из условия снижения неравномерных деформаций основания плиты.

2. С целью разработки методики определения параметров сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, при которых достигается минимум неравномерных деформаций основания плиты, выполнено комплексное исследование, включавшее в себя натурные и численные экспериментальные исследования. По результатам исследований теоретически разработан метод определения дифференцированного шага свай с увеличением его от центра поля к краям свайного поля и методика, в соответствии с которой параметры сплошного свайного поля определяются из расчета фундамента по первому и второму предельным состояниям.

3. При разработке методики проведения комплексного исследования теоретически обоснован выбор путей решения поставленной задачи, в результате чего установлено следующее:

- решаемая задача тесно связана с классической задачей теории упругости о расчете плит на упругом основании, основными исходными данными которой являются деформативные характеристики основания на контакте его с плитой, определяемые в соответствии с принятой моделью основания;

- в качестве модели основания, адекватно отражающей нагружение свай в составе сплошного свайного поля осевой силой, может быть принята геомеханическая модель упругопластической среды, в которой использованы физические уравнения, широко проверенные на практике и содержащие характеристики грунта, определяемые по стандартным методикам (осесиммет-ричная задача).

4. В процессе проведения натурных экспериментальных исследований работы свай в сплошном свайном поле строились графики "нагрузка-осадка" для тензосвай, погруженных в центре и по краям сплошного свайного поля. Установлено, что графики " нагрузка-осадка" для крайних и центральных свай отличаются от аналогичных графиков для одиночной сваи: эти графики в диапазоне действующих нагрузок подтверждают линейную связь между нагрузками и осадками, при этом максимальная осадка не превышает 2,5 см, а разница деформаций не превышает 10% от максимальной осадки. Полученный результат показывает, что в фундаменте, запроектированном в соответствии с требованиями норм (СП, 2005) , параметры сплошного свайного поля (шаг свай и длина свай) определены нерационально - имеется значительный запас и по несущей способности основания, и по деформациям.

5. По результатам численного исследования нагружения свай в сплошном свайном поле осевой силой установлено, что в диапазоне осадок, не превышающих допускаемые осадки здания, свайное основание можно моделировать упругими связями, заменяющими сваи, а коэффициент жесткости связи (сваи) определять теоретически как отношение нагрузки к осадке в любой точке графика "нагрузка-осадка". Для практических расчетов построены графики "нагрузка-осадка" при изменении параметров свайного поля и модуля общей деформации грунта в основании поля.

6. По результатам численного исследования перераспределения нагрузок на сваи и деформаций основания сплошного свайного поля, объединенного монолитной плитой, установлено, что при равномерном шаге свай крайние сваи воспринимают нагрузку, значительно меньшую, чем центральные, следствием чего является неравномерная осадка фундамента. Снижение неравномерности деформаций основания может быть достигнуто путем увеличения шага крайних свай от 1,5а до За не более чем в 3-х крайних рядах свайного поля.

7. На основе результатов натурных и численных экспериментальных исследований разработана методика дифференцированного подхода к определению шага свай в сплошном свайном поле. В соответствии с принятыми на основе экспериментальных исследований допущениями получено теоретическое решение для определения шага свай. Для упрощения процедуры расчета разработана программа для ЭВМ, выполнены соответствующие расчеты и разработаны таблицы для практического применения.

8. На основе предложенной методики дифференцированного подхода к определению шага свай в сплошном свайном поле разработан метод определения параметров сплошного свайного поля из забивных свай, объединенных монолитной плитой, и выполнена серия расчетов фундамента в соответствии с требованиями норм и по предлагаемому методу. Из результатов расчета следует, что проектирование сплошного свайного поля из забивных свай сечением 30x30 см в соответствии с предлагаемым методом позволит снизить материалоемкость и стоимость фундаментов (по сравнению с результатами определения параметров фундамента в соответствии с требованиями норм) на 20-30%. Экономия материалов достигается за счет уменьшения количества свай и сокращения расхода арматуры и бетона монолитной плиты. Внедрение разработанного метода на экспериментальном объекте позволил получить экономический эффект 450 тыс. руб.

1. Адлер Ю.П., и др. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.

2. Барвашов В. А., 1968 Барвашов В.А. Метод расчета жесткого свайного ростверка с учетом взаимного влияния свай. //«Основание, фундаменты и механика грунтов», 1968, № 3.

3. Бартоломей A.A. и др., 1994 Бартоломей A.A., Омельчак И.М., Юшков 1994. Прогноз осадок свайных фундамен М: Стройиздат: 384 с.

4. Бартоломей A.A. и др., 1971 Бартоломей A.A., Зенин В.Ф., Липатов A.JI. Исследование распределения нагрузки между сваями при их работе в составе фундаментов //Вопросы совершенствования строительства: Сб. тр. Ш1И.-Пермь, 1971.- N 91 .-С.77-83

5. Бартоломей A.A. и др., 1980 Бартоломей A.A.,Юшков Б.С. Изменение несущей способности свайных фундаментов, работающих в слабых глинистых грунтах, во времени //

6. Основания и фундаменты: Сб.тр. ПИИ.-Пермь, 1980.-С.22-28.

7. Богданов E.H., 1994 Богданов E.H. Некоторые проблемы оценки несущей способности свай // Тр. IV международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения.-Ч. II. Пермь, 1994. — С.17-19.

8. Боженков СЛ. и др., 1937 Боженков СЛ., Бирюков A.A. Деформации в грунтах при погружении свай/НИИ пути и строительства, НКПС. Трансжелдориздат, 1937.

9. Глухов B.C., 1999 Глухов B.C. Прочностные свойства и прочность грунтового основания// Труды Международной научно-практической конференции. Геотехника 1999. Пенза, 1999.

10. Голубков В.Н., 1950 Голубков В.Н. Несущая способность свайных оснований. М.: Машстройиздат 1950.- 143с.

11. Голубков В.Н. и др.,1988 Голубков В.Н., Догадайло А.И. Некоторыеособенности совместной работы свай, свайных фундаментов и их оснований // Исследование свайных фундаментов. Сб. науч. трудов/ Под ред. П.И. Калугина,-Воронеж: Изд-во ВГУ, 1988.-С.55-63.

12. Голубков В.Н. и др., 1971 Голубков В.Н., Тугаенко Ю.Ф., Хуторянский Б. О. Исследование процесса формирования зоны деформации в основаниях одиночных свай // Основания и фундаменты: Республ.межвед. научно-технич. сп.-Киев, 1971.-вып.4. С.9-13.

13. Готман А.Л., 1998 Готман А.Л. К вопросу расчета параметров уплотненного околосвайного грунта// Труды VI Международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения ( Пермь, 1998)-М.,1998.-С.67-71

14. Готман Н.З., 2003 Готман Н.З. Определение параметров свайного поля свайно-плитного фундамента // Основания, фундаменты имеханика грунтов 2003.-№3,С.2-6

15. Грутман М.С., 1975. Грутман М.С. Сопротивление свай и свайного куста/Юснования и фундаменты: Респ.межвед.науч.-техн.сб.-Киев, 1975.-Вып.8.-С.32-38.

16. Грязнова Е.М., 1987 Грязнова Е.М. Исследование особенностей передачи нагрузки группой свай на грунтовое основание: Деп., М., 1987

17. Далматов Б.И., 1988 Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты (включая специальный курс инженерной геологии): Учебник для строит.вузов.-Л.:Стройиздат, 1988.-415с.

18. Девальтовский Е.А., 1982 Девальтовский Е.А. Полевые испытания одиночной сваи и куста из 25 свай: Деп.-Ленинград, 1982.

19. Девальтовский Е.Э., 1982 Девальтовский Е.Э. Модельные испытания кустов свай // Вопросы устройства оснований и фундаментов в слабых и мерзлых грунтах: Сб.трудов ЛИСИ.- 1982. -С.37-44.

20. Денисов О.Г., 1968 Денисов О.Г. Основания и фундаменты промышленных и гражданских зданий (с элементами грунтоведения механики грунтов): Учеб. пособие для строит.вузов.-М.: Высш.шк., 1968.-376с.

21. Дорошкевич А.М., 1959 Дорошкевич А.М. Исследование напряжений в грунте при свайных фундаментах:

22. Автореф.дис.канд.техн.наук.- М., 1959.-22с.

23. Дорошкевич A.M. и др., 1988 Дорошкевич A.M., Кудинов В.И., Грязнова Е.М. Влияние параметров свайных фундаментов на несущую способность сваи в группе // ЭИ. Сер. Спец. Строит. работы / ЦБНТИ, Минмонтаж-спецстроя СССР.- 1988.-Вып.5.-С.20-22.

24. Дорошкевич A.M. и др., 1969 Дорошкевич A.M., Сальников Б.А. Работа кустов свай в слабых водонасыщенных грунтах //Строительство и архитектура: Материалы к симпозиуму молодых ученых и специалистов г.Новосибирска. — Новосибирск, 1969.-С. 16-35.

25. Дорошкевич A.M. и др., 1970 Дорошкевич A.M., Сальников Б.А. Расчет несущей способности свайных фундаментов в водонасыщенных глинистых грунтах с учетом совместной работы свай // Строительство на слабых грунтах.- Ригаа, 1970.- 221-228.

26. Друккер,Прагер, 1975 Друккер Д., Прагер Б. Механика грунтов и пластический анализ или предельноепроектирование// определяющие законы механики грунтов/ Под ред. Николаевского .-М., 1975.-С. 166-177

27. Егоров В.В., 1967 Егоров В.В. Исследование зависимости осадки свободной сваи от осадки вертикально нагруженной сваи на моделях // Вопросы инженерной геологии, оснований и фундаментов: Тр.НИИЖТа.-Новосибирск, 1967.-Вып. 1XIII (63).-С. 178-186.

28. Егоров В.В., 1977 Егоров В.В. О влиянии «кустового эффекта» на несущую способность свайных фундаментов // Тр. Новосиб.ин-та инж.ж.-д.трансп.- 1977.-Вып. 180.-С.28-31.

29. Зенин В.Ф. и др., 1977 Зенин В.Ф., Юшков Б.С. Увеличение несущей способности кустов свай при работе в водонасыщенных глинистых грунтах // Основания и фундаменты: Сб.тр.ПИИ.-Пермь,1977.-С. 19-22.

30. Кирилов B.C., 1980 Кирилов B.C. Основания и фундаменты: Учебник для автодорож.вузов.-М.: Транспорт, 1980.-392с.

31. Козачок Л.Д. и др., 1988 Козачок Л.Д., Цымбал С.И. Несущая способность забивных свай при их совместной работе в составе кустов // Основания и фундаменты: Респ. межвед. Науч.-техн.сб.-Киев, 1988.-Вып.21

32. Козлов В.М., 1987 Козлов В.М. Вертикальное взаимовлияниесвай в свайных фундаментах // Основания и фундаменты транспортных сооружений в условиях Сибири: Межвузовский сб. научн. трудов, НИИЖТ.-Новосибирск, 1987.-С.48-52.

33. Костеринн Э.В., 1990 Костерин Э.В. Основания и фундаменты: Учебник для строит. вузов.-М.: Высш. шк., 1990.-431с.

34. Кузьменко Г.В.,1974 Кузьменко Г.В. О совместной работе коротких призматических свай, кустов и основания // Основания и фундаменты: Респ.межвед. науч.-техн.сб.-Киев, 1974.-Вып.7.-С.60-63.

35. Кузьменко Г.В., 1975 Кузьменко Г.В. Поведение грунта междусвайного пространства при осадке куста // Основания и фундаменты: Респ.межвед. науч.-техн.сб.-Вып.8.-Киев,1975.

36. Лерман Я.И., 1985 Лерман Я.И. Повышение эффективности использования фундаментов из свайных полей // Монтажные и специальные строительные работы. Серия: Экспресс-информация. М., 1985.- Вып.5.-С. 16-20.

37. Луга A.A., 1955 Луга A.A. Исследование работы маломасштабных свайных фундаментов в песчаных грунтах на осевую нагрузку // Основания и фундаменты: Тр. ВНИИ ж.-д. стр-ва и проектирования. 1955.- Вып. 13.-С 147-222.

38. Макарьев и др., 1999 Макарьев М.И., Гончаров Б.В. К вопросу о проектировании стен подземных гаражей// Материалы III Международной научно-технической конференции. Уфа, 1999. -С. 74-75.

39. Макарьев и др., 1999 Макарьев М.И., Готман Н.З К вопросу об оценке деформативных свойств оснований //Геотехника Поволжья- 99, Йошкар-Ола, 1999,с. 9-13

40. Макарьев и др., 2000 Макарьев М.И., Готман Н.З Параметрические исследования перераспределения нагрузок в свайном плитном фундаменте//Тр. международного семинара по механике грунтов, фундаментостроению и транспортам сооружениям.-М.,2000-с. 174-178

41. Макарьев, 2002 Макарьев М.И., Экспериментальные исследования работы свай в сплошном свайном поле// VI Международная научно-техническая конференция — Уфа., 2002-С.58-59

42. Макарьев и др., 2002 Готман Н. 3., Макарьев М.И. Особенности проектирования свайных фундаментов опор трубопроводов в условиях карста// Материалы международного семинара. — Тюмень, 2002 С.75-78.

43. Макарьев и др., 2004 Макарьев М.И., Гончаров Б.В. Определение шага свай в сплошном свайном поле//Тр. Междунар. семинара по механике грунтов, фундаментостроению итранспортным сооружениям. М., 2004. -С. 174-178.

44. Макарьев и др., 2004 Макарьев М.И., Готман Н.З., Учет взаимодействие плиты и грунта при проектировании плит со сваями // V th Int.Conf. on Case Histories in Geotechnical Engineering. New York-2004,paper 1-61.

45. Мулюков, 1992 Мулюков Э.И. Классификация причин отказов оснований и фундаментов // Основания , фундаменты и механика грунтов. 1992. -№3. - С.28-30

46. МГСН 2.07-97 МГСН 2.07-97. Основания, фундаменты и подземные сооружения// НИИОСП Госстроя России. -М.: ГУП НИАЦ, 1998.

47. Леонарде Д.А., 1968 Леонарде Д.А. Основания и фундаменты.-М.: Стройиздат, 1968.-504с.

48. Петренко Г.М., 1975 Петренко Г.М. Расчетный метод определения расстояния между сваями в песчаных грунтах// Основания и фундаменты: Республ.межвед. науч.-техн.сб.-Киев, 1975.- Вып.8.- С.88-92.

49. Петренко Г.М., 1968 Петренко Г.М., Определение оптимального расстояния между сваями в кусте в песчаном грунте // Промышленное строительство и инженерные сооружения 1968.-№ 1.-С.39-40.

50. Рекомендации, 1971 Рекомендации по расчету свайныхфундаментов на вертикальную и горизонтальную нагрузки.-М.: Стройиздат, 1971.-73с.

51. Разводовский Д.Е., 1999 Разводовский Д.Е., 1999. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук «Взаимодействие свай и грунта в составе болынеразмерных кустов и свайных полей». 1994.

52. Рукавцов A.M. и др., 1971 Рукавцев А.М., Глинкина JI.B., Хилле И.И. Групповое зондирование грунтов с целью установления кустового эффекта свайных фундаментов // Основания, ф-ты и механика грунтов.- Киев, 1971.- С.56-60.

53. Сальников Б.А., 1984 Сальников Б.А. Исследование работы свайных фундаментов на моделях // Применение моделирования при исследовании транспортных сооружений.-М.: Транспорт, 1984.- (Т.р. ВНИИ транспортного строительства). -С. 52-60.

54. Середюк И.П.,1976 Середюк И.П. Расчетный метод определения выпора грунта при забивке свай // Архитектура и строительство / Казах. ПТИ.- Ю76.-Вып 5.-С.77-81

55. Середюк И.П., 1987 Середюк И.П. Пути повышения эффективности применения забивных железобетонных свай // Основания и фундаменты: Респ.межвед.науч.-техн.сб.

56. Вып.20.-Киев, 1987. -С.69-72. Библиогр.: с.72(4 назв.).

57. Середюк И.П., 1976 Середюк И.П., Далматов Б.И. Расчетный метод определения расстояния между забивными сваями в глинистых грунтах // Основания и фундаменты (межвузовский сборник). Новочеркасск, 1976.-С. 81-85.

58. СниП, 1986 СниП 2.02.03.-85. Свайные фундаменты М.: Стройиздат, 1986.

59. Соловьев Ю.И.,1967 Соловьев Ю.И. К вопросу о расчете свайных фундаментов с учетом взаимовлияния свай // Тр. НИИЖТа, вып ЬХШ. Вопросы инженерной геологии, оснований и фундаментов.- Новосибирск, 1967.-С.108-113.

60. СП, 2005 СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов // М. 2005

61. Толмачев Э.Л., 1971 Толмачев Э.Л. О работе боковой поверхности и острия свай при групповом их расположении: Автореф. Дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук.-Челябинск, 1971.

62. Фадеев А.Б., 1982 Фадеев А.Б. Сопоставительный анализ предельного состояния одиночной и кустовой свай. // Вопросы устройства оснований и фундаментов в слабых и мерзлых грунтах: Сб. трудов ЛИСИ.-1982.- С.30-37.

63. Фадеев А.Б. и др., 1981 Фадеев А.Б., Девальтовский Е.Э. Исследование механизма взаимодействия свай при работе их в кустах и свайных полях // Прогрессивные конструкции фундаментов зданий: Тезисы докладов к областному семинару. -Пенза, 1981

64. Фадеев А.Б. и др., 1988 Фадеев А.Б., Девальтовский Е.Э. Исследование работы группы свай // Исследование свайных фундаментов: Сб. науч. трудов / Под. Ред. П.И.Калугина.-Воронеж: Изд-во ВГУ, 1988.- С. 167174.

65. Фазуллин и др., 1970 Фазуллин и др. Натурные испытания группы свай с ростверком опирающимися на грунт // Строительство предприятий нефтепереработки и нефтехимии: Тр. БашНИИстроя, вып. X.-М.: Стройиздат, 1970.- С.-60-66.

66. Федоровский В.Г. и др, 1994 Федоровский В.Г., Безволев С.Р. Метод расчета свайных полей и других вертикально армированных свайныхфундаментов// Основания и фундаменты. -1994.-№3,-с.11-15.

67. Шапиро Д.М. и др.1996 Шапиро Д.М., Зоценко H.JI., Беда C.B. Упругопластический расчет несущей способности свай//Известия вузов.-Строительство.-1996.-№6.-с.34-39.

68. Хамов А.П. ,1971 Хамов А.П. К расчету влияния кустового эффекта на несущую способность свайного фундамента // Основания, фундаменты и механика грунтов (Киев). -1971.- С.308-312.

69. Хамов А.П., 1966 Хамов А.П. О взаимном влиянии свай в однородном свайном фундаменте и группе свай // Основания, фундаменты и механика грунтов.—1966.-№ 6.-С. 17-20.

70. Цытович H.A. 1983 Цытович H.A. Механика грунтов (краткий курс): Учебник для строит.вузов.- М.: Высш. шк., 1983.-288с.

71. Цытович H.A. и др., 1970 Цытович H.A., Березанцев В.Г. Далматов Б.И., Абелев М.Ю. Основания и фундаменты (краткий курс): Учебник для строит.вузов/ под ред. H.A. Цытовича.-М.: Высш.шк., 1970.- 382с.

72. Чернов В.К. и др., 1971 Чернов В.К., Знаменский В.В., Юрко Ю.Г. О деформациях глинистых грунтов вокруг забивных свай // Строительство в районах Восточной Сибири и Крайнего Севера: Тр. Красноярского

73. ГТромстройНИИпроекта.- Красноярск, 1971.- Сб. 17.- C.59-67.

74. Юшков Б.С., 1980 Юшков Б.С. Распределение нагрузки между сваями кустов при их работе в водонасыщенных грунтах во времени // Основания и фундаменты: Сб. тр. ПИИ-Пермь, 1980.-С. 18-21.

75. Beringen F.I., 1980 Windle D., Van Hooydonk W.R. Results of loading tests on driven piles in sand // Recent Develop. Des.and Constr. Piles. Proc. Conf.-London, 1980.- 213-225.

76. Burland и др., 1977 Burland J.B., Broms B.B., De Mello V.F.B. Behaviour of foundations and structures. Proc. IXthlCSMFE, Tokyo, 2:495-546.

77. Butterfield R., 1971 Butterfield R., Banerjee P.K. The elastic analysis of compressible piles and pile groups // Geotechnique, 1971, vol. 21, № 1, p.43-60.

78. Ceccoli С., 1969 Ceccoli C. La distribuzione dei carich fra gli elementi di una palifiata // Italiana Geotechnica, 1969, vol.23, p. 104-114.

79. Chow Y. K. Chow Y. K., Teh C.I. A theoretical study of pile heave // Geotechnique 40, № 1, pp. 1-14.

80. Hanna Т.Н., 1963 Hanna Т.Н. Model Studies of Foundation Groups in Sand // Geotechnique.-London, 1963.-Vol. 13.-№4.-pp.334-351.

81. Horikoshi h ^p., 2001 Horikoshi, K. & M.F. Randolph 1997, Optimum design of piled raft foundations. Proc. XIV th ICSMFE,Hamburg, 2:10731076. Rotterdam: Balkema.

82. Fleming h flp.,1992 Fleming W.G.K. A new method for single pile settlement prediction and analysis. Geotechnique ,vol.42-1992.-No.3-pp.411-425

83. Fleming h flp.,1994 Fleming W.G.K. ,Weltman A.J., Randolph, M.F., El son W.K. Piling Engeneering. J. Willey and Sons, New York and Toronto, 1994

84. Katzenbach h ,qp., 2001 Katzenbach , R. & Chr. Moormann 2001 , Recommendations for the design and construction of piled rafts. Proc. XV th ICSMFE,Istanbul, 2:927-930. Rotterdam: Balkema.

85. Randolph, 1994 Randolph, M.F. 1994 Design methods for pile groups and piled rafts. Proc. XIII th

86. SMFE, New Delhi, 5: 61-82. Rotterdam: Balkema.

87. Randolf nap., 1978 Randolf M.F. and Wroth C.P. Analysis of deformation of vertically loaded piles . J. Geot.Eng.Div.ASCE 104 (12) : 1465-1488

88. Randolf H^p., 1993 Randolf M.F. and Clancy P. Efficient design of piled raft. Proc. Of 2-nd Int. Geot. Sem. on Deep Foundations on Bored and Auger Piles,Chent 119-130

89. Poulos H ap., 1997 Poulos , G.H., J.C. Small, L.D. Ta, J. Simha & L.Chen 1997, Comparison of some methods for analysis of piled rafts. Proc. XIV th ICSMFE,Hamburg, 2:1119-1124. Rotterdam: Balkema.

90. Poulos H.B., 1968 Poulos H.B. Analysis of pile groups // Geotechnique, 1968, vol. 18, № 4, p. 449471.

91. Poulos nap., 1980 Poulos H.G. and Devis E.N. Pile foundation analysis and design. Wiley.

92. Placzek h ap., 1997 Placzek, D. & E. Jentzsch 1997, Pile- raft-foundation under exceptional vertical loads — Bearing behaviour and settlements. Proc. XIV th ICSMFE,Hamburg, 2:1115-1118. Rotterdam: Balkema.

93. Russo h ,zi;p., 1997 Russo, G. & C. Viggiani 1997 , Some aspects of numerical analysis of piled rafts.

94. Proc. XIV th ICSMFE,Hamburg, 2:11251128. Rotterdam: Balkema.

95. Vesic, 1975 Vesic A.S Principles of pile foundation design . Duke University School of Eng., Soils Mech., series no. 38, 19751. UTpí

96. Результаты численного исследования с использованием решения осесимметричной упругопластической задачи для сваи в сплошном свайном поле (графики "нагрузка-осадка")а) б) 121

97. О 100 200 300 400 500 600 700 Р, кН 0 100 200 300 400 500 600 700 Р , кН8, мм4. мм1. В)0 100 200 300 400 500 600 700 Р , кН

98. Рис.П1.1 Графики "нагрузка-осадка" свай длиной 6м, погруженных с шагом 4с1(а),5с1(б),6(1(в): 1- Е0=9МПа; 2- Е0=12МПа; 3- Е0=15МПа; 4- Ео=20МПа; 5- Е0=25МПа; 6- Е0=35МПа; 7- Ео=40МПаа) б)

99. О 100 200 300 400 500 600 700 Р , кН 0 100 200 300 400 500 600 700 Р,в, мм1. В)0 100 200 300 400 500 600 700 . Р , кН

100. Рис.П1.2 Графики "нагрузка-осадка" свай длиной 8м, погруженных с шагом 4с1(а),5с1(б),6ф): 1- Е0=9МПа; 2- Е0=12МПа; 3- Е0=15МПа; 4- Ео=20МПа; 5- Е0=25МПа; 6- Е0=35МПа; 7- Ео=40МПаа) б) 123

101. О 100 200 300 400 500 600 700 Р , кН 0 100 200 300 400 500 600 700 Р , кН20