автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Напряженно-деформированное состояние неоднородного грунтового массива, взаимодействующего с барретами большой длины

На правах рукописи

Сидоров Виталий Валентинович

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ НЕОДНОРОДНОГО ГРУНТОВОГО МАССИВА, ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩЕГО С БАРРЕТАМИ БОЛЬШОЙ ДЛИНЫ

Специальность: 05.23.02 - Основания и фундаменты, подземные сооружения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

5 ЛЕК т

Москва-2013

005541784

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет"

доктор технических наук, профессор Тер-Мартиросян Завен Григорьевич

Буслов Анатолий Семенович

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО Московский государственный открытый университет им. В.С.Черномырдина, заведующий кафедрой

"Строительное производство, основания и фундаменты"

Ястребов Петр Иванович

кандидат технических наук ОАО "НИЦ "Строительство", ведущий научный сотрудник лаборатории свайных фундаментов Научно-исследовательского, проектно-изыскательского и конструкторско-технологического института оснований и подземных сооружений (НИИОСП) им. Н.М. Герсевано-ва

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионально го образования "Петербургский государственный университет путей сообщения"

Защита состоится декабря 2013 года в 10 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.138.08, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» по адресу: г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, зал ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».

Автореферат разослан «/ 9» /¿о&Аив. 2013 г.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ученый секретарь диссертационного совета -—-*—

Знаменский Владимир Ваперианович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационной работы

В настоящее время при строительстве высотных зданий и сооружений повышенной ответственности широко применяются барреты большой длины, представляющие собой фундаменты глубокого заложения (наподобие буровых свай), имеющие большое поперечное сечение прямоугольной формы размером 0.8x2.8 м, 1.5x3м и др. В составе фундамента барреты могут нести значительные нагрузки, достигающие нескольких тысяч тонн, что имеет важное значение при передаче больших нагрузок от высотных зданий и тяжелых сооружений. Достоверная оценка взаимодействия длинных баррет (длиной более 20 м) с окружающим неоднородным грунтовым массивом необходима для количественной оценки несущей способности одиночных баррет и баррет в составе барретно - плитного фундамента, а также для прогноза их осадок.

Целью диссертационной работы является изучение и совершенствование существующих методов количественной оценки взаимодействия одиночной барреты и группы баррет в составе барретно - плитного фундамента с неоднородным грунтовым массивом аналитическим и численным методами с учетом конечной жесткости баррет.

Основные задачи диссертационной работы:

- изучение и анализ существующих методов расчета НДС одиночных и групповых баррет, взаимодействующих с однородным и неоднородным (слоистым) грунтовым массивом под центральной нагрузкой;

- изучение и анализ экспериментальных методов определения несущей способности баррет и их осадки при нагружении;

- выбор расчетных моделей грунтов, слагающих массив, для прогнозирования НДС систем «одиночная баррета - массив грунта» и «групповая баррета -массив грунта» аналитическими и численными методами;

- постановка и решение задач для количественной оценки НДС массива грунта, взаимодействующего с одиночной барретой и группой баррет под нагрузкой с учетом линейной сжимаемости материала барреты;

- построение геомеханической модели для описания взаимодействия длинной барреты в грунте в контактной зоне с учетом мобилизации касательных напряжений и их перераспределения с ростом нагрузки;

- разработка алгоритмов и выражений для определения осадок и основных компонент НДС для одиночных и групп баррет при переменной нагрузке;

- рассмотрение примеров решенных задач, их анализ и сравнение с данными реальных экспериментов.

Научная новизна работы

1. Поставлены впервые и решены задачи о взаимодействии одиночной барреты с однородным линейно деформированным и многослойным грунтовым массивом аналитическим методом.

2. Разработан графо-анапитический способ решения задачи о взаимодействии длинной барреты с грунтовым массивом, позволяющий определить зоны предельного равновесия на поверхности ствола, необходимые для расчета осадки барреты как от деформации сдвига окружающего грунта, так и упругого сжатия ствола барреты.

3. Решена задача о взаимодействии барреты с окружающим грунтом и ростверком в составе барретно-плитного фундамента аналитическим методом, которая позволяет определить все компоненты НДС, в том числе напряжения и перемещения (осадки).

4. Дано количественное обоснование эффективности использования баррет в качестве противооползневых сооружений на основе численного моделирования НДС оползневого склона методом конечных элементов.

5. Дана количественная оценка критической длины барреты, при которой происходит полное исчерпание несущей способности как по боковой поверхности, так и под пятой барреты.

6. Для всех рассмотренных в диссертации аналитических задач разработана простая методика использования их результатов путем введения начальных параметров в готовые системы уравнений, которые удобно решать с помощью любых математических программ.

Научная ценность работы заключается:

- в постановке и решении задач, позволяющих дать количественную оценку НДС систем «одиночная баррета - массив грунта» и «групповая баррета -массив грунта» с учетом неоднородности массива грунта, сжимаемости ствола барреты и образования предельного состояния на участке контакта барреты с грунтом;

- в разработке методики определения «критической» и «оптимальной» длины барреты, при которой возможно наиболее полное использование ее несущей способности как по боковой поверхности, так и по пяте;

- в разработке методики определения «оптимальной» длины барреты, при которой возможно наиболее полное использование несущей способности как по боковой поверхности, так и по пяте.

Личный вклад соискателя заключается в том, что им поставлены и решены задачи о взаимодействии одиночных и группы длинных баррет с однородным и неоднородным грунтовым массивом ограниченных размеров с учетом сжимаемости ствола барреты и образования зон предельного равновесия на боковой поверхности ствола. Разработан алгоритм определения «критической» и «оптимальной» длины ствола барреты для наиболее полного использования несущей способности как по боковой поверхности, так и на уровне пяты.

Практическое значение работы

Полученные в работе результаты позволяют:

- совершенствовать методы количественной оценки взаимодействия одиночной барреты и группы баррет в составе барретно-плитного фундамента с неоднородным грунтовым массивом аналитическими и численными методами с учетом конечной жесткости баррет;

- дать научное обоснование поведению особенностей взаимодействия длинных баррет с неоднородным грунтовым массивом, в том числе особенностям распределения нагрузки по боковой поверхности и на концевую опору барреты при постоянной нагрузке;

- совершенствовать методы расчета фундаментов с использованием длинных баррет, включая определение несущей способности одиночной барреты и

5

осадки барретно - плитного фундамента в различных грунтовых условиях аналитическими и численными методами.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Тринадцатой международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (Москва, 14-21 апреля 2010 г.), Четырнадцатой международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (Москва, апрель 2011 г.), Международной научно-технической конференции «Численные методы расчетов в практической геотехнике» (Санкт-Петербург, 3 февраля 2012 г.), Общероссийской конференции молодых ученых, научных работников и специалистов: «Геотехника: теория и практика» (Санкт-Петербург, 3 февраля, 2013 г.).

Достоверность результатов исследований заключается в том, что поставленные в диссертационной работе задачи решены на основе современной прикладной механики грунтов. Численные задачи МКЭ решались с помощью программного комплекса РЬАХ18, сертифицированного в соответствии с действующими нормативными документами на территории России и использующий современные грунтовые модели. Результаты аналитических решений и численного моделирования показали хорошую сходимость с данными реальных испытаний баррет и данными мониторинга строящихся зданий.

На защиту выносятся:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия одиночных и групп баррет конечной жесткости с однородным и многослойным грунтовым основанием и их анализ;

- результаты численного моделирования одиночных и групповых баррет при их взаимодействии с грунтовым массивом, обладающим упругими и упру-гопластическими свойствами. Сравнение с аналитическими решениями и данными экспериментов и мониторинга;

- постановка и решение задач для аналитического описания поведения одиночных и групповых длинных баррет под нагрузкой. Применимость полученных результатов в инженерной практике.

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 9 печатных работах, из них 4 в научных журналах по списку ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, Приложения А и библиографического списка из 65 наименований. Работа изложена на 159 страницах машинописного текста, включающего 12 таблиц и 66 рисунков.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю Почетному члену РААСН, Заслуженному деятелю науки РФ, академику АВН РФ и Нью-Иорской АН, почетному профессору МГСУ, доктору технических наук З.Г. Тер-Мартиросяну, а также всем, кто помогал в работе над диссертацией.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение

В данном разделе рассмотрена актуальность темы диссертации и её научная новизна. Сформулированы цель и задачи диссертационной работы , а также предполагаемое применение ее результатов на практике.

Первая глава посвящена обзору современного состояния изучаемого вопроса. Рассмотрены вопросы технологии устройства баррет, методы их полномасштабных испытаний для определения несущей способности (метод нагру-жения сверху, метод двунаправленной нагрузки Ж. Остерберга).

В России использование баррет в строительстве началось относительно недавно, в то время как идея использования таких конструкций давно развивается за рубежом. В большинстве работ проводится анализ только конкретных испытаний в рассматриваемых инженерно-геологических условиях. Особый упор делается на методах измерений компонент НДС (датчиках, системах наблюдения). Аналитически барреты чаще всего рассматривают как частный

вид свай и производят расчеты по свайным методикам, игнорируя значительное

7

различие в форме, которая во многом определяет форму и размеры массива грунта, который вовлекается в работу барретой под нагрузкой.

Вопросам взаимодействия одиночных баррет и баррет в составе барретно-плитного фундамента посвящены работы отечественных и зарубежных ученых, в их числе P.A. Мангушев, В.П. Петрухин, В.Г. Пекшев, З.Г. Тер-Мартиросян, В.Г. Улицкий, O.A. Шулятьев, А.Г. Шашкин, C.N. Baker, R.R. Davidson, В.Н. Fellenius, М. Gandais, K.Ishihara, E.G. Johnson, R.Katzenbach, F.H.Kulhawi, G. Lei, J. Morrison, A. Mazzucato, A. Natali, J. O. Osterberg, E.M. Petrusier, E. Pugh, S.D. Ramaswamy, N. Thasnanipan, и др.

Анализ рассмотренных в обзоре работ и методик показал необходимость дальнейшего совершенствования методов количественной оценки НДС массива грунта, взаимодействующего с длинными одиночными и групповыми баррета-ми под нагрузкой.

Во второй главе представлены основные положения и уравнения для численного моделирования рассматриваемых в работе задач. Произведено описание и сравнение наиболее используемых в современных расчетах моделей грунта. Для численного моделирования в данной работе принята упругоидеаль-нопластическая модель Мора-Кулона, реализованная в программном комплексе PLAXIS 3D из-за ее относительной простоты, необходимой для сравнения результатов моделирования с аналитическими решениями и данными реальных испытаний.

В третьей главе поставлены и решены задачи для количественной оценки НДС однородного и многослойного массива грунта ограниченных размеров, взаимодействующих с одиночными барретами и группами баррет под нагрузкой аналитическим методом.

Взаимодействие одиночной длинной несжимаемой барреты с однородным грунтовым основанием

Рассмотрен однородный массив грунта, взаимодействующий с несжимаемой одиночной барретой. На границах принятого массива грунта принято условие невозможности перемещений. При взаимодействии барреты с массивом

грунта ограниченных размеров преобладают касательные напряжения и телескопический механизм взаимных перемещений грунта вокруг барреты.

Введено понятие о коэффициентах влияния сторон барреты. Получено выражение для определения перемещения барреты в зависимости от интенсивности касательных напряжений на ней:

^ общ = + (* - »> ■ + НА-а)- ^

Щ О^а V а ) С-ЪР К Ъ УУ)

где к1 и к2 — коэффициенты, равные суммарной доле (от единицы) в осадке

меньших и больших сторон барреты соответственно; а,Ь,А,В - полуширина и

полудлина барреты и ячейки грунта соответственно; а,/3 - углы видимости

(рис.1); й- модуль сдвига грунта, кПа.

Осадку на уровне подошвы барреты от действия силы Ро в первом приближении можно описать известной формулой осадки прямоугольного штампа: а-а-сг0 • (1 - V) • к(1)

(2)

где к(1) - безразмерный коэффициент влияния глубины приложения жесткого штампа на его осадку, со - коэффициент формы штампа, V - коэффициент

Пуассона грунта, а0 -

|тг

М-

(а)

(б)

нагрузка на баррету.

Рис.1. Расчетная схема взаимодействия одиночной длинной барреты с однослойным массивом грунта ограниченных размеров (2Ах2В) (а) с указанием эпюр распределения касательного напряжения в массиве грунта (б)

Используя условие Б*^ =5'0 по (1) и (2) и уравнение равновесия системы,

можно определить напряжения на уровне пяты барреты:

_ а ,-а-Ъ- £>

а°~ (oa^\-v)■k(J)■l{a + b) + a■b■D,

где с_аЛп(РгК | ЪЛп<р2-к2 а + (В-Ь)-%а+ (4)

а Ъ

а, - напряжение на уровне оголовка барреты, причем Р6=а1- ЛаЬ;

Касательные напряжения могут быть найдены по зависимости:

__аЪ(а1 — о"0)

1-{а + Ъ)

(5)

Нагрузка,кН

Рис.2. Графики «нагрузка-■рьах^ —аналитически осадка», полученные чис-0 10000 20000 зоооо 40000 50000 60000 70000 ленным методом В РЬАХК

ЗО и аналитически по формуле (2) с использованием

- (3)

Имеется хорошая сходимость аналитического и численного решений (расхождение - 12.9 %).

Взаимодействие одиночной длинной несжимаемой барреты с двухслойным и многослойным грунтовым основанием

В данном случае по боковым поверхностям барреты, лежащем в различных грунтах, будут действовать различные касательные напряжения - Т] и т2. Соответственно, по боковым поверхностям будут действовать силы Ть Т2 - в

первом слое грунта, Т3, Т4 - во втором слое грунта (см.рис.З). Р0 - сила, приходящаяся на пяту барреты, Р0 = <т0 • ,

где А

1Т2

Лд

^ площадь поперечного сечения

барреты. Неизвестные Т1,Т2,Т3 , Т4 и Р0 как и в предыдущей задаче можем определить из равенства осадки барреты на любом уровне по глубине и из условия равновесия:

р6=Г1+7;+7;+Г4 + Р0 (6)

Рис.3. Расчетная схема взаимодействия барреты с двухслойным основанием Для решения этой задачи получена система трех уравнений с тремя неиз-

вестными:

к\-

-1п

а

\ + к2

вг-1ёа { а ) { Ъ ) С2

<т,-4-а-Ь = 2-т,-2а-1,+2-т.-2Ь-1,+2-т,-2а-1,+2-т,-2Ь-1,+а.-А-а-Ь

где и вг - модули сдвига первого и второго слоя основания соответственно, VI - коэффициент Пуассона второго слоя грунта основания. Найдя неизвестную величину оо, можно определить осадку барреты в соответствии с выражением (2). Определив неизвестные величины Т! и Т2, можно найти силы, приходящиеся на боковые поверхности барреты в каждом слое грунта:

Тх =г, -2а-/,, Т1=тг2Ь-11, Тъ=тг-2а-1г, Г4 = г2 • 26 •/2 (8)

Таким же образом решена задача об одиночной баррете, взаимодействующей с п-слойным грунтовым основанием путем решения системы уравнений,

подобной (7), но с неиз-

Нагрузка.кН

-♦~Р1АХ)5 -»-аналитически 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000

О 5 10

5 115 :

20 25 30

вестными Т), т?, ...,тп, где п - число слоев грунта, взаимодействующих с барре-той.

Рис.4. Графики «нагрузка-осадка», полученные численным методом в РЬАХГБ ЗБ и аналитически из системы (7)

Расхождение составляет 11.2%.

Взаимодействие одиночной длинной барреты конечной жесткости с однослойным и многослойным основанием

В этом случае баррета воспринимает нагрузки порядка нескольких тысяч тонн и ствол барреты претерпевает деформации, которые влияют на распреде-

ление внешней нагрузки между Т и Р0. Рассмотрена расчетная схема с выделенным элементарным слоем ствола барреты толщиной ¿.х (рис.5).

Рис.5. Расчетная схема одиночной сжимаемой барреты с выделением элементарного слоя

Получено выражение для описания изменения напряжения <тгпо длине в стволе барреты: (,а + Ь)__ , (а + Ь)(т,-т0)г>

а =-

~Го2 + '

аЪ аЪ I 2

Перемещение барреты на каждом уровне по длине ствола выражается следующим образом:

- + СГГ:

(9)

т0 (а + ЬЛ г1 , (о + Ь) (г,-г„) ^

аЪ

2 +~ аЪ

Е-1

| а0-г | а-а-а0(1-у)-к(1) Е в

где Е - модуль линейной деформации материала барреты. Получена система уравнений с неизвестными а0,т0,т,:

АаЬ ■ а, = 4аЬ ■ а, + 4(а + 6) • / • I ^^

(10)

А1

к1

Т°'а 1пГ а + G■tga I, а

в-^а V а

Ь)^tga\ + k2_г¿Ь_^(Ъ + (А - а) • гg/?аает0 (1 - у) ■ к(1)

(П)

Ь)'1'8а^ I кг т,'ь 1п| ъ+(А ~ а)'

т^ и + ЬЛ 12 | (а + Ь) (г,-г„) ¿3 | сг0-/ | й)-а-о-„(1-у)-А:(/) " £ \ аЬ )' 2 аЬ ' Е-1 ' 6 Е С

Данную систему уравне-

Нагрузка.кН -»-аналитически

о 20000 40000 60000 80000 ний удобнее всего решать с

помощью программного комплекса МаЛСАГ).

Рис.6. Графики «нагрузка-осадка», полученные численным методом в РЬАХК ЗБ и аналитически по (10)

Найдя неизвестные, с помощью системы (11) можно найти осадку барреты как на уровне оголовка (при х=1), так и на уровне пяты (г=0). Разница этих осадок есть величина сжатия ствола барреты.

Как видно из графиков (рис.6), аналитическое решение имеет хорошую сходимость с численным решением в РЬАХК ЗБ. Расхождение - 14.5%.

Таблица 1. Сжатие ствола барреты, мм

10МН 20МН ЗОМН 40МН 50МН 60МН

РЬАХК 1.18 2.36 3.56 4.74 5.92 7.1

(4.5.8) 1.13 2.24 3.37 4.48 5.61 6.73

Взаимодействие одиночной длинной сжимаемой барреты конечной жесткости с грунтовым основанием с учетом образования зон предельного равновесия

При взаимодействии одиночной барреты с грунтом, обладающим пределом прочности, необходимо оценивать, на какой части боковой поверхности выполнено условие предельного состояния (г = т') на конкретном этапе нагру-жения, и на какой части еще не реализована вся несущая способность - (г < г"). В связи с этим был разработан графо-аналитический метод расчета осадки барреты с учетом перехода грунта на боковой поверхности в предельное состояние.

На основании упругого решения задачи о взаимодействии одиночной барреты с массивом грунта в соответствии с расчетной схемой на рис.7 с учетом

жесткости материала ствола можно определить зону предельного равновесия на контакте барреты с грунтом - /,, которая определяется точкой пересечения эпюр мобилизованного касательного напряжения ттаЬ(г) и предельного касательного напряжения г*(г), где г'(г) = у ■ + с

Рис.7. Расчетная схема для определения осадки одиночной барреты при взаимодействии с грунтовым массивом с учетом образования зон пре-Тьо1 дельного равновесия.

Выделим зону АЫ, где нагрузка превышает

предел прочности на боковой поверхности длиной /, барреты и АТ2 - зону «резерва» на оставшейся длине барреты /2. Возможны следующие случаи:

1. В случае нагрузки на баррету зоны предельного состояния по боковой поверхности не возникает и по всей длине выполняется условие т<т'. Решение аналогично решению (11) с учетом упругой сжимаемости ствола.

2. В случае нагрузки Щр >7У' на баррету величина А/У'будет меньше величины АТ2 . Поэтому нагрузку АЫ воспримет нижняя часть барреты длиной /2 . Осадка барреты будет складываться из осадки от нагрузки Тх + Т2 , которую находим по (11) для полной длины барреты, осадки от нагрузки А/У, приложив ее на нижнюю часть - /2 и упругого сжатия ствола барреты.

3. В случае нагрузки на баррету Ы2 > Щр величина АДГ значительно превзойдет «резерв» нижней части барреты длиной 12 и оставшаяся часть переходит на пяту барреты. Полная осадка будет складываться из осадки от нагрузки 7] +Т2, осадки от АТ2 , осадки штампа от дополнительной нагрузки ( АМ- АТ2)

и величины сжатия ствола

8000 - -------

7000 -•-- - ---------барреты.

бооо - ^сЗ?^ ----------------------..

™ Пошаговое решение

5000 ■ ----- -

1 4000 / ..------------------------------------этой задачи показало хо-

^ / ^♦—аналитически

га 3000 Г "~ -в-ИАХВ рОШуЮ СХОДИМОСТЬ С рС-

2000 /

1000 / .. . ________________________________зультатами численного мо-

0 • делирования (расхождение

О 20 40 60 80 100

Осадка барреты, мм до 12.9%).

Рис.8. Сравнение графиков осадок одиночной барреты, взаимодействующей с массивом грунта, с учетом образования зон предельного равновесия

Следует отметить, что криволинейный характер графика «нагрузка-

осадка» (рис.8) обусловлен развитием зоны предельного равновесия на контакте барреты и грунта на участке при этом окружающий баррету грунтовый массив является линейно деформируемым.

Взаимодействие группы длинных баррет в составе барретно-плитного

фундамента с однослойным массивом грунта

14

В этом случае расчетная схема включает в себя баррету, окружающий ее грунт и часть плиты ростверка, приходящуюся на одну баррету. Нахождение основных компонент НДС такой ячейки будет соответствовать поведению бар-рч реты в составе барретно-плитного фундамента

(рис.9).

Рис.9. Расчетная схема для определения НДС ячейки барретно-плитного фундамента

Размеры рассматриваемой ячейки: 2Ах2ВхЬ. Размеры барреты - 2ах2Ьх1. На границах рассматриваемой ячейки приняты условия свободного вертикального перемещения. На дне ячейки принято полное отсутствие перемещений. В соответствии с предложенной схемой получено выражение для описания перемещения по боковой поверхности барреты на

(12)

контакте «баррета-грунт»:

\ / (А ь> 1 Щ 2

Закон изменения касательных напряжений в зависимости от глубины г по данным экспериментов (Готман Н.З.) можно принять в виде экспоненциальной функции:

ф) = т0-е-, (13)

где т0 -значение касательного напряжения на уровне пяты барреты; а = 5/1, где / - длина барреты.

Осадку барретно-плитного фундамента определяем по формуле:

5 = Р'Р*'1{\ О I , со.*.Рг.{\-у)-к{1)

Е, I Ь) Еь Ог

- коэффициент невозможности бокового расширения грунта, /Зь - коэффициент невозможности бокового расширения материала барреты.

Поставленная задача сводится к нахождению 4-х неизвестных - рь рг, рз и г0 (см. рис.9). Используя 4 уравнения: равновесия сил по баррете, равновесия сил по всей ячейке, равенства перемещений грунта и барреты на уровне оголовка и пяты, получаем конечную систему уравнений: p-AB = p2-ab + pl-(AB-ab) рг-аЬ = р}-аЬ-А{а + Ь)-1-^-е^' + {a + b)-l-^~ Pi'P*'L{\ <A~a) i k2-T0.(B-b)_co-a-p1-(í-vg)-k(l)

Е, L (15)

Prfi,-L 1 К-т0.е^-{А-а) , k2-T0-e-al-(B-b)_T0(q + b)l | т0(а + Ь)е^ t

E 3 G 3 G„ aba ■ Eb aba1 -E,

g g g b b

p3-l | w-a-p,-(l-vg)-k(I) r0(a + b) Eb Gg aba2 -Eb

Предложенное решение позволяет найти не только саму величину осадки фундамента, но и напряжения, возникающие в стволе барреты и в грунте под

ростверком - рь р2, рз-

Рис.10. Графики «нагрузка на ростверк - осадка» сравнение аналитического и численного решений.

Пример результатов аналитического решения по (15): р=500 кПа, pi=1.41 кПа, р2=4488.7 кПа, р3=33.33 кПа. S=129.3 мм.

стемой из свай и из баррет. Барретные противооползневые сооружения оказа-

кпа^ Рис.И. Изополя вертикальных переме-

-425.0 щений и вертикальных напряжений в

|-85о.о расчетной ячейке барретно-плитного

-1275.0 фундамента при р=500 кПа

1-1700.0 ■2125.0 -2550.0

2975 0 Противооползневые мероприятия с по-

■3400.0

з825.о мощью длинных баррет

-4250.0

■4675.0 Выполнено численное моделирова-

■5100.0

-5525.0 ние оползнеопасного склона, укрепленно-

•5950.0

-6375.0 го традиционной противооползневой си--6800.0 -7225.0 -7650.0 -8075.0

-8500.0 лись предпочтительнее свайных по полученному коэффициенту надежности (К5(=1.263 - барреты, К5р1.106 - сваи). Результаты показывают более высокую изгибную жесткость баррет по сравнению со сваями при работе на горизонтальную нагрузку при расположении их длинной стороной вдоль движения оползня и экономию по материалу до 26 %. Определение «критической» длины барреты

При нагружении длинных баррет на уровень пяты приходит малая доля нагрузки, из-за развитой боковой поверхности. Поэтому под пятой имеется большой запас и резерв прочности грунтов под подошвой не используется.

Очевидно, что существует такая длина барреты / , при которой по всей длине боковой поверхности

полностью мобилизуются касательные напряжения ( т = г* = сг ■ Щ(р + с), а давление под подошвой является предельным - р** (рис.12).

N

т

!

и*

1

1

I

Рис.12. Схема к определению «критической глубины» для одиночной барреты в однослойном массиве

При «критической» длине барреты полностью реализуется предельное состояние как по боковой поверхности, так и под пятой. При этом выражение 17

для нахождения «критическом» длины имеет вид: Ж-ЛГ

т •и

^опт ^кр '

где и - периметр сечения барреты;

Несущая способность барреты будет обеспечена с необходимым запасом при увеличении длины свыше критической, поэтому можно записать:

(17)

где к , - коэффициент запаса, к4 > 1.

++

Величину предельной реакции на уровне пяты N можно найти через предельное давление р" по выражению Б. Хансена:

р" =с-^-вс+у-с1-М -5,+0.5(18)

где Л^,,- табличные коэффициенты, ,^,- факторы формы. Была поставлена и решена задача определения критической длины барреты в однородном грунте численным и аналитическим методами.

Рис. 13. Изополя относительных ка-

_ге1

сательных напряжении т в основании при длине барреты 1=30 м (слева) и 20,3 м (справа, критическая длина)

Как видно из рис. 13, при найденной аналитически по (16) «критической» длине 1=20.3 м вся несущая способность барреты исчерпалась (рис.13 б). При первоначальной длине 1=30 м имеется резерв (рис.13 а)

Четвертая глава посвящена проверке полученных аналитических и численных решений и алгоритмов путем сравнения с результатами реальных полномасштабных испытаний баррет и данных мониторинга строительства.

Полномасштабный эксперимент одиночной

барреты в г. Санкт-Петербурге

Рис.14. Конечно-элементная схема системы «баррета-основание» (слева) и изополя вертикальных перемещений барреты при нагрузке сверху N=60 МН (справа)

Рассмотрен случай полномасштабных полевых испытаний одиночной барреты длиной 65.9 методом двунаправленной нагрузки по Ж. Остербергу. Данные испытания были смоделированы в РЬАХК ЗБ и рассчитаны разработанным аналитическим способом.

Рис.15. Графики «Нагрузка -осадка» для аналитического, численного решений и по данным эксперимента

20 зо

Осадка барреты, мм

-•-5р1ах|5

^эксперимент

Полномасштабный эксперимент в г. Гонконге Рассмотрен полномасштабный эксперимент по испытанию одиночной барреты размерами 0.8x2.8 длиной 40 м нагрузкой сверху в неоднородных инженерно-геологических условиях г. Гонконга.

Рис.16. Конечно-элементная схема системы «баррета-основание» (слева) и изополя вертикальных перемещений барреты при нагрузке сверху N=7000 кН (справа)

Рис.17. Результаты расчета осадок численным и аналитическим методами и сравнение с данными полномасштабного эксперимента

Осадка барреты, мм

-»-Р1АХ15 -»-Баналит -—Бэкслеримент

14.0 1-15.0 16.0

Мэхкчит уа!ие = 0,0582940' Ммтит *э1ие = -0,01671

5 10

Осадка барреты, мм

-Р1АХ15 -•-Баналит -*-5эксперимент

Полномасштабный эксперимент в г. Бангкок Рассмотрены полномасштабные испытания одиночной барреты размерами в плане 1.5x3 м и длиной 57.5 м в сложных инженерно-геологических условиях г. Бангкока.

Рис.18. Конечно-элементная схема системы «одиночная баррета-массив грунта» (слева) и изополя вертикальных перемещений барреты при нагрузке сверху N=5290 т, мм

Как видно из рис. 18, имеется хорошая

сходимость результатов эксперимента и аналитического решения.

Рис.19. Графики «нагрузка-осадка» испытанной барреты. Данные испытания, аналитического и численного расчетов

Расчет НДС групповой ( барреты в составе барретно-плитного фундамента

Был выполнен аналитический расчет и конечно-моделирование ячейки барретно-плитного фундамента для объекта высотного строительства в г.Москва (Ленинградский проспект, 39).

Рис.20. Расчетная конечно-элементная схема ячейки (слева, часть грунтов условно не показана) и изопо-ля вертикальных перемещений массива грунта (справа), 8тах=44.2 мм

Имеется хорошее соответствие полученных значений напряжений в стволе барреты и под ее пятой результатам численного эксперимента. р1 = 10.88 кПа - величина давления под ростверком; р2=13082 кПа - величина напряжения в стволе барреты на уровне оголовка;

р3=1830 кПа - величина давления под пятой барреты.

Рис.21. Изополя вертикальных напряжений в стволе барреты и массиве грунта, кПа

Таблица 2. Сравнение осадок аналитического и численного решений

Осадка расчетной ячейки, мм

Аналитически РЬАХ18 ЗБ

41.31 44.2

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан метод количественной оценки НДС однородного и неоднородного грунтового массива, взаимодействующего с барретами большой длины с учетом формы их поперечного сечения и жесткости, позволяющий определить деформации грунта и барреты, а также усилия и перемещения в стволе барреты.

2. Учет жесткости одиночных и групповых баррет показывает значительное влияние как на распределение внешней нагрузки по стволу, боковой поверхности и пяте, а также на величину осадки.

3. При значительных нагрузках на баррету необходимо учитывать развитие зон предельного равновесия на контакте «баррета-грунт», величина которых зависит от приложенной нагрузки, свойств грунтов основания и геометрических характеристик барреты. Предложенный графоаналитический метод позволяет прогнозировать осадки баррет с учетом пластических свойств грунтов.

4. Решение задачи о взаимодействии барреты с окружающим грунтом в составе барретно-плитного фундамента показало, что касательные напряжения меняются с глубиной нелинейно. На уровень пяты приходится 5-10% от приложенной на баррету нагрузки.

5. Эффективность применения баррет в качестве противооползневых удерживающих сооружений обусловлено их большей жесткостью и развитой боковой поверхностью, что подтверждается проведенным численным моделированием.

6. Несущая способность основания под пятой длинных баррет имеет значительный резерв, который можно использовать путем определения «оптимальной» длины ствола барреты по предложенной методике.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в научных журналах по списку ВАК РФ:

1. Тер-Мартиросян З.Г., Сидоров В.В. Взаимодействие длинной барреты с однослойным и двухслойным основанием // Жилищное строительство. 2010. №1, с.36-39.

2. Тер-Мартиросян З.Г., Сидоров В.В. Расчет осадок фундамента глубокого заложения с учетом его жесткости // Жилищное строительство. 2010. №5, с.36-38

3. Тер-Мартиросян З.Г., Сидоров В.В., Тер-Мартиросян К.З. Ползучесть и длительная несущая способность длинной сваи, погруженной в массив из глинистого грунта // Вестник МГСУ. 2013. №1, с.109-115.

4. Тер-Мартиросян З.Г., Сидоров В.В., Струнии П.В. Расчет напряженно-деформированного состояния одиночной сжимаемой барретм и сваи при взаимодействии с массивом грунта // Жилищное строительство. 2013. №9, с.18-22.

Публикации в сборниках трудов конференций:

1. Тер-Мартиросян З.Г., Сидоров В.В. Расчет осадки длинных баррет с учетом деформации материала / Строительство-формирование среды жизнедеятельности: научные труды Тринадцатой международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов. М.: АСВ, 2010, с.805-807.

2. Сидоров В.В. Эффективность противооползневых удерживающих конструкций из свай и баррет / Строительство-формирование среды жизнедеятельности: научные труды Четырнадцатой международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов. М.: АСВ, 2011, с.591-594.

3. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Сидоров В.В. Методика расчета свайно-плитных фундаментов с количеством свай более 100 / Сборник трудов международной научной конференции "Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании". М.: АСВ, 2011, с.235-239.

4. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Сидоров В.В. Анализ статического испытания свай большого диаметра и длины с помощью МКЭ / Сборник статей научно-технической конференции «Численные методы расчетов в практической геотехнике»,С-Пб, изд-во СП6ГАСУ,2012, с.52-57.

5. Ter-Martirosyan Z.G., Ter-Martirosyan A.Z., Sidorov V.V. Creep and long-term bearing capacity of a long pile in clay / Proc.of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, September 2-6, Paris,2013, pp.28812884.

Подписано в печать: 18.11.2013 Объём: 1 п. л. Тираж: 100 экз. Заказ № 224 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, ул. Бауманская, д. 33, стр. 1 +7(495)979-98-99, www.regfet.ru

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ"

04201452318 На правах рукописи

Сидоров Виталий Валентинович

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ НЕОДНОРОДНОГО ГРУНТОВОГО МАССИВА, ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩЕГО С БАРРЕТАМИ БОЛЬШОЙ

ДЛИНЫ

05.23.02 - Основания и фундаменты, подземные сооружения

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор, З.Г. Тер-Мартиросян

Москва-2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. Актуальность темы диссертации..........................................................................- 4 -

ГЛАВА 1...................................................................................................................................- 9 -

1. Обзор существующих методов расчета одиночных баррет и их групп в составе барретно-плитного фундамента по I и II предельным состояниям.....................................- 9 -

1.1. Использование барретных фундаментов в современном строительстве, отличия от традиционных фундаментов глубокого заложения..........................................................- 9 -

1.2. Существующие методы оценки несущей способности баррет...............................-14 -

1.2.1. Аналитические методы определения несущей способности баррет...................- 14 -

1.2.2. Использование экспериментального метода полномасштабных испытаний баррет для определения их несущей способности......................................................................- 22 -

1.3. Существующие методы оценки деформаций одиночных баррет и их групп в составе барретно-плитного фундамента.............................................................................................33

1.4. Выводы по главе...............................................................................................................36

ГЛАВА 2......................................................................................................................................38

2. Теоретические основы количественной оценки НДС при взаимодействии длинных баррет с массивом грунта численными методами...................................................................38

2.1. Общие положения............................................................................................................38

2.2. Современные грунтовые модели, используемые в геотехническом моделировании для описания взаимодействия конструкций фундаментов с массивом грунта.................39

2.2.1. Упругоидеальнопластическая модель Мора-Кулона.................................................40

2.2.2. Модель упрочняющегося грунта (Hardening soil)......................................................43

2.2.3. Модель упрочняющегося грунта при малых деформациях (Hardening soil small strain).........................................................................................................................................46

2.2.4. Модифицированная модель Cam-Clay........................................................................47

2.3. Использование программного комплекса PLAXIS 3D для моделирования работы одиночных и групповых баррет под нагрузкой...................................................................49

2.3.1. Общие положения.........................................................................................................49

2.3.2. Процесс моделирования одиночной длинной барреты, взаимодействующей с массивом грунта......................................................................................................................49

2.3.3. Особенности моделирования барреты в составе барретно-плитного фундамента в ПК PLAXIS 3D.........................................................................................................................54

2.4. Выводы по главе 2............................................................................................................55

ГЛАВА 3......................................................................................................................................57

3. НДС массива грунта, вмещающего одиночные и групповые барреты. Аналитические и численные решения.....................................................................................................................57

3.1. Общие положения............................................................................................................57

3.2. Взаимодействие одиночной длинной несжимаемой барреты с однородным грунтовым основанием...........................................................................................................57

3.3. Взаимодействие одиночной длинной несжимаемой барреты с двухслойным и многослойным грунтовым основанием.................................................................................63

3.4. Взаимодействие одиночной длинной барреты конечной жесткости с однослойным и многослойным основанием....................................................................................................66

3.5. Взаимодействие одиночной длинной сжимаемой барреты конечной жесткости с грунтовым основанием, обладающим упругопластическими свойствами.......................70

3.6. Взаимодействие группы длинных баррет в составе барретно-плитного фундамента с однослойным и многослойным основанием.........................................................................77

3.7. Противооползневые мероприятия с помощью длинных баррет.................................93

3.8. Определение «критической» длины барреты............................................................99

3.9. Выводы по главе 3..........................................................................................................105

ГЛАВА 4....................................................................................................................................107

4. Сравнение численных и аналитических методов расчета баррет с экспериментальными данными......................................................................................................................................107

4.1. Введение..........................................................................................................................107

4.2. Применение методики аналитического прогнозирования НДС одиночной барреты на примере полномасштабного эксперимента на объекте строительства высотного здания в г. Санкт-Петербурге...............................................................................................108

4.3. Применение методики аналитического прогнозирования НДС одиночной барреты на примере полномасштабного эксперимента на объекте строительства в Гонконге... 115

4.4. Применение методики аналитического прогнозирования НДС одиночной барреты на примере полномасштабного эксперимента на объекте строительства в Бангкоке.... 123

4.5. Применение методики аналитического прогнозирования НДС групповой барреты на примере прогнозирования деформаций основания при строительстве высотного коплекса в г. Москва по адресу Ленинградский проспект, д.39.......................................133

4.6. Выводы по главе........................................................................................................-140 -

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.................................................................-141 -

Приложение А......................................................................................................................-143 -

Примеры расчета взаимодействия длинной барреты с грунтом, обладающим пределом прочности..........................................................................................................................-143 -

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.................................................................................- 153 -

Введение. Актуальность темы диссертации

В настоящее время при строительстве высотных зданий и сооружений повышенной ответственности широко применяются барреты большой длины, представляющие собой фундаменты глубокого заложения (наподобие буровых свай), имеющие большое поперечное сечение прямоугольной формы (0.8x2.8 м, 1.5x3 м и др.). В составе барретно - плитного фундамента барреты могут нести значительные нагрузки, достигающие нескольких тысяч тонн, что имеет важное значение при передаче больших нагрузок от высотных зданий и тяжелых сооружений. Достоверная оценка взаимодействия длинных баррет (длиной более 20 м) с окружающим неоднородным грунтовым массивом необходима для количественной оценки несущей способности одиночных баррет и баррет в составе барретно -плитного фундамента, в том числе несущей способности на уровне пяты и по боковой поверхности барреты, а также для прогноза осадок одиночной барреты и группы баррет в составе плитного фундамента.

Целью диссертационной работы является изучение и совершенствование существующих методов количественной оценки взаимодействия одиночной барреты и группы баррет в составе барретно — плитного фундамента с неоднородным грунтовым массивом аналитическим и численным методами с учетом нелинейных свойств деформирования грунтовых напластований и конечной жесткости баррет.

Практическое значение работы

Для достижения поставленной цели были рассмотрены следующие задачи.

1. Взаимодействие одиночной длинной несжимаемой барреты с однородным грунтовым основанием.

2. Взаимодействие одиночной длинной несжимаемой барреты с двухслойным и многослойным грунтовым основанием.

-53. Взаимодействие одиночной длинной барреты конечной жесткости с однослойным и многослойным основанием.

4. Взаимодействие одиночной длинной барреты конечной жесткости с грунтовым основанием, обладающим упругопластическими свойствами.

5. Взаимодействие группы длинных баррет с однослойным и многослойным основанием в составе барретно-плитного фундамента.

6. Оценка эффективности противооползневых мероприятий с использованием длинных баррет.

Научная новизна проведенной работы состоит в следующем:

1. Поставлены впервые и решены задачи о взаимодействии одиночной барреты с однородным линейно деформируемым и многослойным грунтовым массивом аналитическим методом.

2. Разработан графоаналитический способ решения задачи о взаимодействии длинной барреты с грунтовым массивом, позволяющий определить зоны предельного равновесия на поверхности ствола, необходимые для расчета осадки барреты как от деформации сдвига окружающего грунта, так и упругого сжатия ствола барреты.

3. Решена задача о взаимодействии барреты с окружающим грунтом и ростверком в составе барретно-плитного фундамента аналитическим методом, которая позволяет определить все компоненты НДС, в том числе напряжения и перемещения (осадки).

4. Дано количественное обоснование эффективности использования баррет в качестве противооползневых сооружений на основе численного моделирования НДС оползневого склона методом конечных элементов.

5. Дана количественная оценка «критической» длины барреты, при которой происходит полное исчерпание несущей способности как по боковой поверхности, так и под пятой барреты.

6. Для всех рассмотренных в диссертации аналитических задач разработана простая методика использования их результатов путем введения начальных параметров в готовые системы уравнений, которые удобно решать с помощью любых математических программ.

Полученные в диссертационной работе результаты исследования позволяют:

- совершенствовать методы количественной оценки взаимодействия одиночной барреты и группы баррет в составе барретно-плитного фундамента с неоднородным нелинейно-деформируемым грунтовым массивом аналитическими и численными методами с учетом конечной жесткости баррет;

- дать научное обоснование особенностям взаимодействия длинных баррет с неоднородным грунтовым массивом, в том числе особенностям распределения нагрузки по боковой поверхности и по пяте барреты при постоянной нагрузке;

- совершенствовать методы расчета фундаментов с использованием длинных баррет, включая определение несущей способности одиночной барреты и осадки барретно-плитного фундамента в различных грунтовых условиях аналитическими и численными методами. Реализация работы;

В диссертационной работе будут даны рекомендации по использованию предлагаемого метода расчета НДС в системе «одиночная баррета-грунтовый массив» и «баррета в группе - грунтовый массив» для использования в инженерной практике. Также результаты работы будут использоваться в практике научно — исследовательских работ на кафедре Механики грунтов и геотехники МГСУ, а также в организациях, занимающихся проектированием и строительством высотных зданий и ответственных сооружений.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Тринадцатой международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (Москва, 14-21 апреля 2010 г.), Четырнадцатой международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (Москва, апрель

2011 г.), Международной научно-технической конференции «Численные методы расчетов в практической геотехнике» (Санкт-Петербург, 3 февраля

2012 г.), Общероссийской конференции молодых ученых, научных работников и специалистов: «Геотехника: теория и практика» (Санкт-Петербург, 3 февраля, 2013 г.).

Достоверность результатов исследования заключается в том, что поставленные в диссертационной работе задачи решены на основе законов современной прикладной механики грунтов. Численные задачи решались с помощью программного комплекса РЬАХ1Б, сертифицированного в соответствии с действующими нормативными документами на территории России и использующий современные грунтовые модели. Все результаты аналитических решений и численного моделирования показали хорошую сходимость с данными реальных испытаний баррет и данными мониторинга строящихся зданий.

На защиту выносятся:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия одиночных и групп баррет конечной жесткости с однородным и многослойным грунтовым основанием и их анализ;

- результаты численного моделирования одиночных и групп баррет при их взаимодействии с грунтовым массивом, обладающим упругими и упругопластическими свойствами. Сравнение с

аналитическими решениями и данными экспериментов и мониторинга;

- постановка и решение задач для аналитического описания поведения одиночных длинных баррет и их групп под нагрузкой для применения полученных результатов в инженерной практике.

Диссертационная работа выполнена на кафедре Механики грунтов и геотехники МГСУ в период обучения в аспирантуре в 2009-2013 годах под руководством заслуженного деятеля науки РФ, профессора, доктора технических наук З.Г. Тер-Мартиросяна.

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 9 печатных работах, из них 4 в научных журналах по списку ВАК РФ. Структура и объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, Приложения А и библиографического списка из 65 наименований. Работа изложена на 159 страницах машинописного текста, включающего 12 таблиц и 66 рисунков.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю Почетному академику РААСН, Заслуженному деятелю науки РФ, академику АВН РФ и Нью-Йоркской АН, почетному профессору МГСУ, доктору технических наук З.Г. Тер-Мартиросяну, а также всем оказавшим помощь в работе над диссертацией.

ГЛАВА 1

1. Обзор существующих методов расчета одиночных баррет и их групп в составе барретно-плнтного фундамента по I и II предельным состояниям

1.1. Использование барретных фундаментов в современном строительстве, отличия от традиционных фундаментов глубокого заложения

Термин «баррета» впервые появился во Франции. В существующих источниках по гражданскому строительству [Ramaswamy, Pertusier, 1986; Davidson, 1987; Morrison, Pugh, 1990; Johnson, 1992] термин «баррета» означает изготавливаемую на месте сваю, формируемую в узкой и глубокой траншее под защитой бентонитового или полимерного раствора оборудованием для выполнения подпорных стен типа «стена в грунте». Также нередко предпочтительнее использовать железобетонные элементы, подобные секции «стены в грунте» для передачи значительной вертикальной нагрузки от сооружения на более прочные слои, лежащие на некоторой глубине, чем возводить массивные подземные конструкции, сопровождающиеся огромными выемками грунтового материала из основания. По P.P. Дэвидсону [1987] первой компанией, предложившей барреты в строительстве была компания Soletanche Enterprise во Франции в 1963 году, когда она представила барреты как логическое продолжение уже всемирно известной технологии выполнения подпорных стен. Барреты представляют собой в плане прямоугольную секцию. Известны составные формы, такие как T,H,Y- образные, которые используются в некоторых фундаментах (в угловых зонах и при сложной конфигурации зданий и сооружений) [Ramaswamy, Pertusier, 1986].

Технология устройства баррет аналогична устройству панели подпорной стены. Для каждой барреты первой стадией является откопка траншеи до проектной глубины под защитой бентонитового или полимерного раствора, форма которой выполняется оборудованием для вертикальной проходки (гидравлический или тросовый грейфер, гидрофреза). Далее производится установка арматурного каркаса в траншею с бентонитовым раствором и бетонирование методом вертикально-поднимаемой трубы (ВПТ) тяжелым железобетоном, который вытесняет глинистый раствор из траншеи. С помощью механического долота и гидрофрезы стало возможным осуществление проходки через все типы грунта (включая полускальные и скальные породы), достигая таким образом грунта, обеспечивающего требуемую несущую способность [КатаБшату, РегЬшег, 1986; ОапсЫэ, 1992]. Бентонитовый раствор в траншее необходим для обеспечения устойчивости ее стенок, что обеспечивается поддержанием уровня бентонита на расчетной отметке выше уровня грунтовых вод. Качество бентонитового раствора и его чистота контролируется на всех этапах устройства барреты в соответствии с составом, представленным в спецификации к п