автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Несущая способность буроинъекционных свай на вертикальную и горизонтальную нагрузки с учетом технологии их изготовления

На правах рукописи

Лу

КОНЮШКОВ Владимир Викторович

НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ НА ВЕРТИКАЛЬНУЮ И ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ НАГРУЗКИ С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Специальность 05.23.02 - Основания и фундаменты, подземные сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗ16237Э

Санкт-Петербург 2007

Работа выполнена на кафедре «Основания и фундаменты» в ГОУ ВПО ПГУПС» Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Улицкий Владимир Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Мангушев Рашид Александрович;

кандидат технический наук, доцент Татарииов Сергей Викторович

Ведущая организация:

СК «Подземстройреконструкция»

Защита состоится »НО^Ь1^ 2007 г. в часов на заседании дис-

сертационного совета Д 212.223.01 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 4, ауд. 206.

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет», Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 4. Электронная почта: rector@spise.spb.ru Тел./факс 8 (812) 316-58-72

Автореферат разослан « 05" 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^ Бадьин Г. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На отечественном строительном производстве буро-инъекционные сваи появились в середине 80-х годов В основном они использовались для усиления фундаментов зданий В настоящее время область их применения значительно расширилась, эти сваи используются для защиты от оползней, усиления насыпей, закрепления бортов котлованов, устройства ограждающих стен в грунте, при строительстве в условиях плотной городской застроики, для исправления кренов фундаментов, для вывешивания конструкций при устройстве подземных помещений, а также применяются в качестве фундаментов в районах с повышенной сейсмической активностью и фундаментов, испытывающих вертикальные и горизонтальные нагрузки

Широкая область применения буроинъекционных свай, а также характер работы наклонных свай, предполагает совместное воздействие вертикальной и горизонтальной нагрузок. Рекомендуемый нормативными документами расчет свай на совместное воздействие вертикальной, горизонтальной нагрузки и момента достаточно сложен и трудоемок, к тому же он был разработан, в основном, для свай, применяемых в мостостроении, обладающих относительно большими диаметрами по сравнению с буроинъекционными сваями

Многочисленные полевые испытания буроинъекционных свай на вертикальную и горизонтальную нагрузки в различных инженерно-геологических условиях показывают, что их несущая способность по грунту значительно выше рассчитанной по СНиП 2 02.03-85 «Свайные фундаменты»

Вопрос о влиянии технологии изготовления буроинъекционных свай на их несущую способность еще недостаточно изучен

В рамках данной работы выполнено исследование несущей способности одиночных буроинъекционных свай на вертикальную и горизонтальную нагрузки в зависимости от технологии их изготовления без учета влияния длительной совместной работы сваи и грунта

Целью работы является совершенствование инженерного метода расчета несущей способности буроинъекционных свай на вертикальную и горизонтальную нагрузки

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи 1 Проанализирована работа вертикальной сваи на вертикальную и горизонтальную нагрузки, а также наклонной сваи на вертикальную нагрузку. 2. Выполнено сравнение результатов двухсот полевых испытаний буроинъекционных свай на вертикальную нагрузку с несущей способностью, рассчитанной по требованиям норм Полученные результаты исследованы с помощью статистической обработки теоретических и фактических значений с учетом технологии изготовления свай

3 Проведены аналитические расчеты вертикальной сваи на горизонтальную нагрузку различными способами Проанализированы достоинства и недостатки различных методов расчетов Выполнено сравнение полученных результатов с численными расчетами и полевыми испытаниями свай

4 Исследована работа наклонной сваи на вертикальную сжимающую нагрузку

5 На основе аналитического решения Тимошенко С П разработан инженерный метод расчета буроинъекционных свай на горизонтальную нагрузку

Научная новизна работы состоит в следующем 1 Разработан инженерный метод расчета вертикальных буроинъекционных свай на горизонтальную нагрузку, а также наклонных свай на вертикальную нагрузку 9 Получены поправочные коэффициенты для более точного определения несущей способности буроинъекционных свай по грунту на вертикальную сжимающую нагрузку с учетом технологии изготовления сваи

3 Произведена оценка влияния ряда технологий изготовления буроинъекционных свай на их несущую способность На защиту выносится:

1 Инженерный метод расчета вертикальных буроинъекционных свай на горизонтальную нагрузку и наклонных свай на вертикальную нагрузку

2 Результаты аналитического исследования влияния утла наклона сваи, жесткост-ных параметров сваи и деформативных характеристик грунта на напряженно-деформированное состояние системы: «буроинъекционная свая-грунт»

3 Поправочные коэффициенты для определения несущей способности буроинъекционных свай на вертикальную сжимающую нагрузку с учетом технологии их изготовления

4 Результаты аналитического исследования различных методов расчета свай на горизонтальную нагрузку и их сравнение с численным моделированием и полевыми испытаниями свай

5 Результаты анализа полевого испытания наклонной сваи на вертикальную нагрузку

6 Примеры внедрения инженерного метода расчета наклонных буроинъекционных свай на объектах реконструкции в Санкт-Петербурге.

Практическая ценность работы. Полученные поправочные коэффициенты для определения несущей способности буроинъекционных свай на вертикальную нагрузку позволят значительно снизить затраты на производство работ по устройству свайных фундаментов на проектной стадии строительства

Реализация результатов исследований. Результаты, полученные в диссертации, были использованы на практике дня оценки напряженно-деформированного состояния системы «буроинъекционная свая-грунт» на следующих объектах в Санкт-Петербурге

1 Реконструкция бывшего кинотеатра «Ленинград» на ул Потемкинская д 4;

2 Реконструкция здания расположенного на Литейном пр д 26

Апробация работы. По результатам исследований сделаны доклады на научно-технических конференциях и семинарах ПГУПС, СПбГАСУ и ВНИИГ им Веденеева в 2004-2007 г

Публикации. Основные положения диссертации изложены и опубликованы в виде статей в научно-технических журналах «Известия ПГУПС», «Вестник гражданских инженеров СПбГАСУ» и «Известия ОрелГТУ» (входит в перечень научных изданий рекомендованных ВАК)

4

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и 4 приложений Общий объем диссертации составляет 105 страниц машинописного текста, 33 рисунка, 17 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, обозначены цель и задачи исследования, введены граничные условия, в рамках которых был исследован данный вопрос

В первой главе выполнен анализ современного состояния исследуемой темы Кратко описаны особенности инженерно-геологические условий Санкт-Петербурга Приведена последовательность некоторых технологий изготовления буроинъ-екционных свай, отражены их достоинства и недостатки Проанализированы существующие методы расчета свай на вертикальную и горизонтальную нагрузки

Из отечественных ученых занимавшихся исследованием несущей способности свай, можно отметить Б И Далматова, А А Лугу, В А Ильичева, Е А Сорочана, В М Мамонова, К С Завриева, Э В Костерина, Ю В Россихи-на, Н Н Морарескула, А А Бартоломея, В Н Голубкова, Н М Герсеванова, Н К Снитко, Г С Шпиро, X А Джантимирова, В М Улицкого, В Н Парамонова, А И Егорова, И М Клейнера, Ф К Лапшина, С В Бровина, Н И Орленко, Б В Бахолдина, В Г Березанцева, С Н Сотникова, А Б Фадеева, А А Мустафа-ева, Р А Мангушева, Ю А Багдасарова, В П Петрухина, В Г Федоровского, Ю Г Трофименкова, Г Ф Новожилова, Н С Несмелова, А И. Осокина, С В Татаринова, К Г Шашкина, А В Есипова, М А Прыгунова, К Г Голубева, А Б Пономарева и др

Из зарубежных ученых, занимавшихся исследованием работы свай в грунтах, можно назвать Терцаги, Глина, Стивенса, Гранхольма, Куммингса, Брандля, Каценбаха, Бергфельта, Френсиса, Харро, Франка, Шлоссера, Форэя, Шарора, Ходом, Гольдера, Ханна, Ринкерта, Риза, Ван Импе и др

Для оценки инженерно-геологических условий Санкт-Петербурга был сделан их краткий анализ и выявлены характерные особенности на основе работ ученых JI Г Заварзина, В М Фурсы и др

В работе были изучены следующие отечественные технологии изготовления буроиньекционных свай с помощью проходного шнека, под защитой обсадной трубы, под глинистым раствором Кроме того, была исследована зарубежная технология изготовления микросвай Titan

Согласно СНиП 2 02 03-85 «Свайные фундаменты» буроинъекционные сваи являются разновидностью буровых свай Однако конструктивные особенности и технологии изготовления буроиньекционных свай существенно отличаются от буровых свай Отличительными признаками буроиньекционных свай служат

- малый диаметр 0,12 . 0,25 м (максимальный диаметр 0,35 м),

- большая гибкость (JJd = 80-200),

- применяемый материал (цементно-песчаная или мелкозернистая бетонная смесь),

- процесс опрессовки цементно-песчаной смеси после заполнения скважины под давлением 0,2 0,6 МПа,

- буроинъекционные сваи могут выполняться с углами наклона 5 25°

Конструктивные особенности и технология изготовления буроинъекцион-ных свай существенно влияют на их работу в грунте и, соответственно, на их несущую способность В частности, из-за малого диаметра несущая способность висячей сваи обеспечивается, в основном, за счет трения по боковой поверхности Большая гибкость этих свай при наличии слабых грунтов может вызвать деформации ее ствола или даже потерю устойчивости Прочностные и деформагивные характеристики цементно-песчаной смеси очень сильно зависят от качества и условий изготовления и значительно отличаются от характеристик бетонной смеси В процессе опрессовки цементно-песчаной смеси происходит адгезия ствола сваи с грунтовым массивом При последующей передаче на сваю вертикальной нагрузки силы трения, действующие по ее боковой поверхности, возрастают в несколько раз С увеличением угла наклона сваи возрастают внутренние усилия, из-за которых несущая способность сваи по материалу может оказаться значительно ниже, чем по грунту

Несмотря на все эти отличия, согласно требованиям нормативных документов, расчетная несущая способность по грунту висячей буроинъекционной сваи на вертикальную нагрузку определяется, как и для буровой сваи (сумма расчетных сопротивлений, действующих по боковой поверхности, и расчетного сопротивления под острием сваи)

Расчетная несущая способность сваи на горизонтальную нагрузку может быть определена на основе трех моделей грунта модели упругого основания Фус-со-Винклера, модели упругого полупространства Жемочкина и упрушпластичес-кой модели Мора-Кулона.

Несущая способность буроинъекционных свай в большей степени, чем других видов свай, зависит от технологии и качества их изготовления, характера работы и условий эксплуатации В существующих нормативных документах недостаточно указаний и рекомендаций по расчету гибких и длинных свай, изготовленных в слабых грунтах

Во второй главе выполнен теоретический анализ работы вертикальной сваи на вертикальную и горизонтальную нагрузки На основе аналитического решения Тимошенко С. П разработан инженерный метод расчета буроинъекционных свай на горизонтальную нагрузку Проведено исследование влияния угаа наклона сваи, жесткостных параметров сваи и деформагивных характеристик грунта на напряженно-деформированное состояние системы «буроинъекционная свая-грунт»

В процессе бурения скважины в грунте происходит разрушение структурных связей грунта После подачи бетонной смеси происходит уплотнение грунта, окружающего стенки скважины Последующая опрессовка приводит к вытеснению грунта бетонной смесью, в результате у стаола сваи образуются местные уши-рения Наибольший эффект опрессовки достигается в пределах верхней части сваи Кроме того, в процессе опрессовки происходит адгезия частиц бетонной смеси

с грунтом и образуется своего рода грунтобетонный массив Эти особенности не учитывается нормативными документами, поэтому несущая способность свай, определенная по результатам полевых испытаний, значительно превышает рассчитанную по таблицам СНиП При полевьж испытаниях идентичных буроинъ-екционных свай в одинаковых инженерно-геологических условиях, на вертикальную сжимающую нагрузку, кривые зависимости осадки сваи от нагрузки имеют значительные расхождения Это объясняется не только естественным разбросом прочностных и деформахивных характеристик грунтов, но также и значительным отличием геометрических параметров изготавливаемых свай

Введем понятие приведенного диаметра сваи, который можно определить исходя из объема бетонной смеси, поданной в скважину Тогда несущую способность по грунту висячей буроинъекционной сваи на вертикальную нагрузку можно определить по формуле

где гс =0,8-1,0 - коэффициент условий работы сваи, принимаемый по СНиП 2 02 03-85,

Гея =0,9-1,0 - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, принимаемый по СНиП 2 02 03-85,

К - расчетное сопротивление под острием сваи, принимаемое по таблице 7

СНиП 2 02 03-85, кПа,

е1„р - приведенный диаметр сваи, м,

Удг - коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности сваи, принимаемый по таблице 5 СНиП 2.02 03-85,

А, - толщина г -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м, - расчетное сопротивление г-го слоя грунта на боковой поверхности сваи, принимаемое по таблице 2 СНиП 2 02 03-85, кПа

Для определения несущей способности буроинъекционной сваи на горизонтальную нагрузку сначала необходимо установить жесткостные параметры сваи, а затем внутренние усилия и перемещения, образующиеся от приложенной нагрузки На основе аналитического решения Тимошенко С. П предлагается инженерный метода расчета буроинъекционных свай на горизонтальную нагрузку

При свободной от закрепления или закрепленной от угла поворота голове сваи поперечное усилие будет равно горизонтальной нагрузке

Максимальный изгибающий момент от горизонтальной нагрузки в голове сваи, свободной от закрепления, определится по формуле

' К С? 4

Г* Я + * ¿Л>«г, К /, ,

О)

> = н

•шах шах

(2)

М,

шах

(3)

АР '

где р, м-1, - приведенная жесткость системы «буроинъекционная свая-грунт», определяемая по формуле

(4)

где е - начальный модуль упругости сваи, кПа,

I - момент инерции пшюрсчпихи сетгнкг сван относительно центральных осей, м4, Е, - упругий отпор грунта для гибких узких балок, кН/м2, определяемый по формуле ГерсевановаН М

* й к* А к*

где (I - диаметр сваи, м,

кф = 0,9 - коэффициент перехода от круглого сечения сваи к квадратному, V - коэффициент Пуассона грунта,

Е0, кПа, - общий модуль деформации грунта по длине сваи, на которой образуется краевой эффект от приложенных усилий (участок сваи с максимальными значениями усилий и деформаций) В первом приближении длина краевого эффекта может быть принята равной ^ длины сваи Затем методом последовательных приближений этот параметр может быть уточнен по формуле

(6)

Максимальный изгибающий момент от горизонтальной нагрузки при закрепленной голове сваи от угла поворота

(7)

8/3

Горизонтальное перемещение свободной от закрепления головы сваи.

8 Е 1 р ' ^

где п(г) - гиперболо-тригонометрическая функция, зависящая от приведенной жесткости системы «свая-грунт» р.

Горизонтальное перемещение головы сваи закрепленной от угла поворота

„ _ Ф)

16 Е I рг

(9)

Внутренние усилия и перемещения сваи будут зависеть от жесткости сваи и деформативных характеристик грунта Жесткость сваи определяется ее диаметром, классом бетона и площадью арматуры На рис 1 приведены графики зависи-

мости жесткости сваи от класса мелкозернистого бетона и площади арматуры при диаметрах сваи 0,13......0,35 м. Все кривые при различных классах мелкозернистого бетона изменяются незначительно. Однако все кривые выражены гиперболической зависимостью, это объясняется тем, что существенное влияние на жесткость сваи оказывает ее диаметр. Кривые зависимости жесткости от площади арматуры существенно изменяются при различных площадях арматуры. При армировании сваи пространственными каркасами они носят линейный характер, а при армировании стальными трубами гиперболическую зависимость.

-А —«314

—е -4016 —в -4012 —О -6018 —А -6020 —■ -6022 —• -6025 —♦ -6028

—•—Трубы

130-350

—Трувы 130-350

0.13 0.150.17 0.19 0.21 023 0.25 027 0.29 031 033 Диаметр сваи, м

Й

« 25000

¡2 15000

О

10000

&

0.13 0.15 0.17 0.19 021 023 025 027 029 031 033 035 Диаметр сваи, м

|д250СЮ £

520000 2 а.

'Г 15000

е

В10000

^ 5000

Рис. 1. Графики зависимости жесткости сваи от класса бетона и площади арматуры при диаметрах сваи 0,13......0,35 м

Для буроинъекционных свай диаметром 0,13.....0,35 м при классе мелкозернистого бетона В15... .В40 с модулем деформации грунтов 3.....15 МПа, приведенная жесткости системы: «буроинъекиионная свая-грунт» будет находиться в интервале 0,2.. .1,0 м1. На рис. 2 приведены графики зависимости изгибающего момента в голове сваи от горизонтальной нагрузки при различных граничных условиях закрепления головы сваи и значениях приведенной жесткости 0,2... 1,0 м-1. Как видно из графиков с увеличением приведенной жесткости изгибающий момент в свае уменьшается. При этом, чем меньше приведенная жесткость, тем больше скачок во внутренних усилиях сваи.

Для определения внутренних усилий в наклонной свае при воздействии вертикальной нагрузки можно применить правипо суперпозиции и разложить нагрузку на две составляющих вертикальную и горизонтальную. При отсутствии других внешних усилий вертикальная и горизонтальная составляющая будут равны, соответственно, максимальным значениям продольного и поперечного усилий (в месте приложения нагрузки). Исходя из вышеизложенного можно выразить:

ЛГ = со эа

п Г ■ ■ (10)

£ 90 ? 80 Ч 70 ^ 60 1 'Г 1 зо- 1 20' ш - ■ Б«та=0.2 —*—Бе™-0.<* 100 ? 90 ^ 20 ^ 70 1"-1 «1 2 '5 40 -2 30 " 1 20 ' и —«—Бетга-220

г

л

/

X J г г

г1 г ✓

—А -Бсттг-ЧХ —¿1— Бетге-1.00

0 1

0£ 50 10.0 ОЛ 20.0 250 30.0 35.0 40.0 45.0 50 Горшонтальная нагрузка. Я, кН 0 0Л 50 10.0 150 ЗОЛ 25.0 30.0 35.0 40Л 45Л 50Л Горизонтальная нагрузка. Н, кН

Рис. 2. Графики зависимости изгибающего момента от горизонтальной нагрузки при свободной от закрепления (слева) и жестко защемленной (справа) голове сваи

На рис. 3 на основе допущения о справедливости принципа независимости действия сил построены графики зависимости продольного и поперечного усилия в голове сваи при воздействии вертикальной нагрузки и углах наклона сваи 5....25°. Как видно из графиков продольное усилие уменьшается с увеличением угла наклона сваи (до 9 %), а поперечное усилие возрастает (до 80 %). Незначительное изменение продольного усилия в свае при углах наклона до 25° позволяет сделать вывод о том, что осадка наклонной сваи не будет существенно отличаться от осадки вертикальной сваи при прочих равных условиях. Однако увеличение угла наклона сваи приводит к значительному возрастанию поперечного и момент-ного усилий. Недоучет этого факта может привести к разрушению сваи по материалу при нагрузках меньших, чем ее несущая способность по грунту.

Рис. 3. Графики зависимости продольного и поперечного усилий в голове наклонной сваи от

вертикальной нагрузки

В третьей главе выполнено сравнение значений несущей способности бу-роинъекционных свай на вертикальную нагрузку, полученных при полевых испытаниях в инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга, с величинами, рассчитанными по таблицам нормативных документов Проведена статистическая обработка расчетных и фактических значений с учетом технологии изготовления свай Проанализированы результаты полевых испытаний буроинъекционных свай на горизонтальную нагрузку и выполнено их сравнение с аналитическими и численными расчетами Исследована работа наклонной сваи на вертикальную нагрузку на основе полевого испытания

Анализ несущей способности буроинъекционных свай на вертикальную нагрузку с учетом технологии их изготовления был выполнен с помощью статистической обработки более 200 полевых испытаний свай Полевые испытания свай были проведены ПКТИ, в основном, в центральной части Санкт-Петербурга в период с 1991 по 2007 гг Длина свай составила от 5 до 28 м, диаметр от ОДЗ до 0,35 м Инженерно-геологические условия испытательных площадок в основном были представлены слабой толщей пылевато-гаинистых отложений мощностью 10-20 м По боковой поверхности свай находились глинистые грунты с консистенцией от текучей до мягкопластичной с редкими прослоями песков пылеватых и мелких, рыхлых и средней плотности Острие изготовленных свай опиралось на грунты с консистенцией от тугопластичной до полутвердой В статистическую выборку вошли следующие технологии изготовления буроинъекционных свай

- с помощью проходного шнека - 86 шт (43,0 %),

- подзащйтой обсадной трубы - 51 шт (25,5 %),

- под защитой глинистого раствора - 50 шт (25,0 %),

- сваи Titan - 13 шт (6,5 %)

Спорным вопросом является критерий предельно допустимой осадки для сваи, на основе которого определяется ее несущая способность по грунту

Согласно требованию ГОСТ 5686-94 нагрузка при испытании сваи должна быть доведена до значения, при котором осадка сваи составляет не менее 40 мм По рекомендациям СП 50-102-2003 если при максимальной достигнутой при испытаниях нагрузке осадка сваи окажется менее нормируемого значения, то за частное значение предельного сопротивления сваи (/•"„) допускается принимать максимальную нагрузку, полученную при испытаниях По ТСН 50-302-96 (для Санкт-Петербурга) несущая способность сваи при полевых испытаниях ( Fu) принимается при вертикальной осадке равной 4 см В связи с тем, что все испытания проводились на территории Санкт-Петербурга, проведение всех испытаний выполнялось согласно требованиям ТСН 50-302-96 При обработке результатов испытаний было установлено, что при вертикальной нагрузке равной расчетной несущей способности (Fd), 190 свай (95 %) из всех испытанных свай получили осадку не более 2,0 см. Этот факт подтверждает вывод о том, что фактическая несущая способность буроинъекционных свай значительно превышает рассчитанную по таблицам СНиП

Для каадой испытанной сваи была рассчитана несущая способность по таблицам СНиП Результаты полевых испытаний и расчеты были распределены на четыре группы в зависимости от технологии изготовления свай Для каждой группы было выполнено сравнение фактической и рассчитанной несущей способности путем соотношения их величин Минимальное отношение ^ I Рл составило 1,0, максимальное отношение Ри1Рл - 3,1 Столь значительный разброс отношения ри / р^ может быть объяснен различием геометрических параметров изготовленных свай и недоучетом сцепления бетонного ствола сваи с грунтовым массивом Отношение Ри /Р,, было распределено на семь интервалов с шириной каждого 0,3, то есть 1,0-1,3,1,3-1,6,1,6-1,9,1,9-2,2,2,2-2,5,2,5-2,8,2,8-3,1.

В интервал 1,0-1,3 вошли соотношения, при которых Ри = рл, либо достаточно близко к этому условию Интервал имеет достаточно низкое распределение частот для всех технологий (6-12,8 %), поэтому попадание в него отношения Рч / Ра, можно объяснить следующими факторами

- неточными инженерно-геологическими изысканиями площадки,

- дефектами изготовленных буроинъекционных свай

В таблице 1 представлено распределение относительной частоты отношения Ри /Ра по интервалам с учетом технологии изготовления свай

Таблица 1 Распределение относительной частоты отношения Fu lFd по интервалам

Технология изготовления сваи Относительная частота распределения отношения Fu iFj по интервалам, %

1,0-13 13-1,6 1,6-1,9 1,9-2,2 2,2-2,5 2.5-2,8 2,8-3,1

1 2 3 4 5 & 7 8

С помощью проходного шнека 12,8 43,0 14,0 9,3 8,1 7,0 5,8

Под защитой обсадной трубы 9,8 37,3 17,6 13,7 9,8 7,8 3,9

Под защитой глинистого раствора 6,0 46,0 28,0 14,0 6,0

Сваи Titan - - 15,4 53,8 30,8 - -

На рис 4 представлены сравнительные диаграммы фактических и рассчитанных величин несущей способности буроинъекционных свай с учетом технологии их изготовления Точками на диаграммах обозначены фактические и рассчитанные значения несущей способности свай Диагонали, выделенные пунктиром на диаграммах, соответствует условию ^ = Р„ На всех диаграммах точки расположены выше диагонали, то есть фактическая несущая способность свай выше рассчитанной Для каждой технологии построена линейная зависимость Ри = к где к — эмпирический коэффициент, полученный из соотношения к - Ри1 на

основе статистической обработки (методом наименьших квадратов) экспериментальных и расчетных данных.

Технология проходного пшгкл

✓

•и ; г * .4 7 /

£ / А

у ♦

♦ > • /

♦

♦ л

* /

/

/ у

г?

>

г. V

о а» юоо рд 1Ю0

ТеХНОЛОГНЯ ГЛШП1ГТОГО рЯСТВара

я X £ ✓

№ «1, /

/

/ /

/ ✓

/ ✓

'Л /

а ✓

) ✓ •

Л У

/

00 ЮОО 6000 «00 ^деДО С

Технология обспдаой трубы

сио хоо юте 1:ооо жиол

Л*. кЯ

Т*лн»логня Т№ш

✓ ✓ 1

Гп = М* 2,133 ✓ /

/ ✓ г

/ ✓ ✓

У / /

/ ✓ ✓

✓ ✓

00 ■ /

гдао «ев

Рис. 4. Сравнительные диаграммы фактических и рассчитанных значений несущей способности свай при различных технологиях их изготовления

Полученные коэффициенты были проверены на соблюдение критерия Пирсона. При выполнении приведенного ниже условия, полученное соотношение к = справедливо с доверительной вероятностью 95 %:

где хг < 3,841 - критерий Пирсона, на основе которого производится проверка выполнения условия для полученных коэффициентов; £ - соотношение /

- несущая способность сваи, рассчитанная по таблицам СНиП, кН, ¥и - несущая способность сваи, определенная по результатам испытаний на статическую сжимающую нагрузку, при осадке сваи равной 4 см, кН

По распределению Стьюдента получены двусторонние интервалы для коэффициентов к при доверительной вероятности 95%

В таблице 2 приведены основные статистические параметры, полученные при обработке фактических и теоретических величин Необходимо отметить, что, несмотря на относительно большие значения среднего квадратичного отклонения, и коэффициента вариации, величины корреляции (взаимосвязи) Р, и Рй находятся в пределах от 0,85 до 0,93 Эти показатели свидетельствует о тесной зависимости фактической и рассчитанной несущей способности

Таблица 2 Основные статистические параметры отношения Fa / Fd

Технология изготовления сваи Среднее квадратичное отклонение FJF, Коэф-т вариации, Ри! Fd,% Корреляция между F„»Fd Интервал максималь ной частоты распределения FJFd | Коэф-т полученный методом наименьших квадратов k = FJF„ Доверительный интервал для к по критерию Пирсона и Стьюдента

1 2 3 4 5 6 7

С помощью проходног о шнека 0,53 В 31,0 0,934 1,3-1,6 1,427 1,4-1,5

Под защитой обсадной трубы 0,537 30,0 0,853 1,3-1,6 1,505 1,5-1,6

Под защитой глинистого раствора 0,367 21,0 0,918 1,3-1,6 1,537 1,5-1,6

Сваи Titan 0,271 12,0 0,900 2,0-2,3 2,138 2,0-2,1

Анализ работы сваи на горизонтальную нагрузку был выполнен на основе пяти полевых испытаний свай выполненных ПКТИ в Санкт-Петербурге на ул. Вавиловых д 8 Геометрические параметры испытанных свай следующие

- сваи 1,2 длина 12 м, диаметр 0,16 м,

- свая 3 длина 13,5 м, диаметр 0,16 м,

- свая 4 длина 8,5 м, диаметр 0,15 м,

- свая 5 длина 12,5 м, диаметр 0,16 м

Инженерно-геологические условия площадки представлены грунтами со следующими прочностными и деформативными характеристиками начиная с уровня дневной поверхности

- песок мелкий, рыхлый, влажный, мощностью 2,0 м (Ед - 8000 кПа,ф = 20°, с - 0),

- песок мелкий, средней плотности, влажный, мощностью 2,30 м (Е0 = 12000 кПа, Ф = 25°, с = 1 кПа);

- суглинок текучепластичный, мощностью 4,0 м (Е0 =6000 кПа, ср = 14°, с = 12 кПа),

- супесь пластичная, мощностью 3,20 м (Е0 = 10000 кПа, ф = 18°, с =15 кПа) Острие всех свай было выполнено в суглинке полутвердой консистенции {Е0- 27000 кПа, ср = 24°, с = 25 кПа) Расчетная несущая способность свай на горизонтальную нагрузку составила 9,0 -11,0 кН

Для сравнительного анализа расчетных и фактических горизонтальных перемещений были определены перемещения свай при горизонтальных нагрузках аналитическим методом, методом СП 50-102-2003, и численными методами с помощью программ PLAXIS и SCAD

На рис 5 представлен график зависимости фактических и расчетных перемещений головы сваи от горизонтальной нагрузки Как видно из графиков кривые носят различный характер Перемещения свай 1, 2 носят линейный характер, а свай 3,4, 5 - криволинейный Это расхождение объясняется отличием геометрических параметров свай при их изготовлении и естественным разбросом прочностных и деформативных характеристик грунтов на площадке Однако при незначительных перемещениях головы сваи (до 5 мм) все зависимости носят явно линейный характер Этот факт позволяет сделать вывод о том, что при незначительных перемещениях сваи, напряженно-деформированное состояние системы «буроинъекционная свая-грунт» находится в упругой стадии работы Расчетные перемещения, полученные по рекомендациям СП 50-102-2003 носят линейный характер и хорошо коррелируются с полевыми испытаниями свай 1, 2 однако значительно отличаются от свай 3, 4, 5 Расчетные перемещения, полученные по программе SCAD и с помощью аналитического расчета, на основе упругой модели грунта носят линейный характер. Полученные перемещения имеют завышенные значения для свай 1, 2, но при этом заниженные величины для свай 3, 4, 5 Максимальные перемещения получились по результатам расчетов в программе PLAXIS на основе упругоплас-тической модели грунта Мора-Кулона Зависимость перемещений от нагрузки носит гиперболический характер, при этом значения перемещений превысили и фактические и расчетные величины Это объясняется особенностями этой модели грунта, при которой перемещения могут перейти в пластическую стадию в отличие от упругой модели

С учетом того факта, что горизонтальные и моментные усилия, как правило, носят знакопеременный характер, могут меняться по величине, и как правило являются циклическими, несущую способность свай на горизонтальную нагрузку рекомендуется принимать при перемещениях грунта ограниченных в упругой стадии его работы Согласно анализу различных полевых испытаний свай на горизонтальную нагрузку, упругая работа грунта и сваи возможна при перемещениях, не превышающих 3-5 мм

Рис. 5. Фактические и расчетные горизонтальные перемещения головы сваи

Для подтверждения аналитического исследования о работе наклонной сваи на вертикальную нагрузку был выполнен анализ полевых испытаний двух вертикальных и одной наклонной сваи. Полевые испытания свай проведены ПКТИ в Санкт-Петербурге на Невском пр. 85. Длина всех испытанных свай составила 16,5 м, диаметр 0,132 м. Сваи 1, 2 были выполнены вертикальными, свая 3 с углом наклона к вертикали 8°. Инженерно-геологические условия площадки начиная от головы сваи представлены слабыми грунтами из сильносжимаемых супесей и суглинков с консистенцией от текучей до мягкопластичной и прослоями песков средней плотности. Острие всех свай было выполнено в тугопластичном суглинке. Рассчитанная несущая способность свай по грунту составила 180 кН. Сваи были испытаны на статические нагрузки 275 и 300 кН. При проведении испытаний осадки всех свай не превысили 0,7 см и незначительно отличались по величинам. Это подтверждает гипотезу, что осадка наклонной сваи не будет значительно отличаться от осадки вертикальной сваи при прочих разных условиях. Однако при нагрузке 275 кН наклонная свая 3 была разрушена, хотя ее перемещения не превысили предельно допустимых, а предполагаемая несущая способность по грунту составляла не менее 400 кН. На рис. 6 представлен график зависимости осадки от вертикальной нагрузки для двух вертикальных свай (1, 2) и одной наклонной сваи (3).

Рис. 6. График зависимости осадки трех свай от вертикальной нагрузки

В четвертой главе приведены результаты внедрения инженерного метода расчета наклонных буроинъекционных свай на вертикальную нагрузку на примере двух объектов в Санкт-Петербурге. Произведено сравнение аналитического и численных расчетов выполненных с помощью программ SCAD и PLAXIS.

Внедрение результатов исследований было осуществлено при реконструкции двух зданий в Санкт-Петербурге для оценки напряженно-деформированного состояния системы: «буроинъекионная свая-грунт». Одно здание является жилым и расположено на Литейном проспекте д. 26. Фундаменты этого здания были усилены наклонными буроинъекционными сваями длиной 16 м, диаметром 0,15 м, с шагом 0,75 м и углом наклона 19°. Второе здание бывшего кинотеатра «Ленинград» расположено на Потемкинской улице д. 4. Фундаменты здания были усилены наклонными буроинъекционными сваями длиной 10 м, диаметром 0,15 м, с шагам 1,0 м и углом наклона 5°. При конструировании буроинъекционных свай усиления часто не учитывается, что реконструкция в условиях слабых грунтов приводит к изменению напряженно-деформированного состояния и дополнительным осадкам фундаментов. При дополнительных осадках фундаментов на наклонные сваи передаются усилия, на которые они, как правило, не рассчитаны. При этом в связи с малым диаметром свай усиления и их расстоянием в осях, как правило, 5-7 d влияние кустового эффекта у этих свай незначительно. Передаваемые на сваи усилия и их последующая осадка определяются осадкой существующих фундаментов. Буроинъекционные сваи, на этих двух объектах, получили недопустимые деформации: 6 см для первого здания и 4 см для второго здания. По результатам аналитического и численных расчетов внутренние усилия в буро-

инъекционных сваях превысили предельно допустимые значения для жилого здания расположенного на Литейном проспекте д 26 Для здания бывшего кинотеатра «Ленинград» усилия в сваях не превысили предельно допустимых в связи с малым углом наклона свай При сравнении результатов расчетов выполненных аналитическим и численным методами было установлено, что максимальная относительная разница величин усилий составила 17 %, что говорит о хорошей гхптшмости всех методов и достаточной точности полученных результатов

В таблице 3 приведены величины усилий в сваях полученные по результатам расчетов в SCAD, PLAXIS и аналитическим методом

Таблица 3 Величины усилий в сваях полученные различными расчетными методами

Наименование Усилия Усилия Усилия по Изгибающий Относительное

объекта по по аналити- момент при превышение

SCAD, PLAXIS, ческому дополнитель- предельно

N, кН N, кН расчету, ной осадке допустимых

&кН е,кн N, кН фундамента, деформаций/

М, М, кЯ*м Q, кН кН*м усилий,

кН*м М, кН*м %/%

1 2 3 4 5 6

Жилое здание на -100,37 -105,30 -100,22

Литейном 26 33,93 34,11 34,51 24,70 67/39

21,17 19,73 20,74

Здание -73,21 -74,37 -74,71

кинотеатра на 7,32 7,84 6,54 5,62 50/0

Потемкинской 4 3,61 3,57 3,93

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Несущая способность буроинъекционных свай на вертикальную нагрузку, рассчитанная по таблицам СНиП, занижает их фактическую несущую способность Для более точного определения несущей способности свай по грунту на вертикальную нагрузку в зависимости от технологии их изготовления получены коэффициенты на которые рекомендуется умножить несущую способность, вычисленную по таблицам СНиП Если значение предельного сопротивления сваи принимается при ее осадке равной 4 см, то доверительная вероятность, что коэффициенты /с заключены в приведенных ниже интервалах, составляет 95 %

- 1,4 < к < 1,5 - с помощью проходного шнека 1,0),

- 1,5 < к < 1,6 - под защитой обсадных труб (ycf= 0,8),

- 1,5 < к < 1,6 - под защитой глинистого раствора (ус/.= 0,8),

- 2,0 < к < 2,1 - сваи Titan (у = 0,8)

2 При статистической обработке полевых испытаний свай на статическую сжимающую нагрузку получены близкие границы интервалов для свай, изготовленных с помощью проходного шнека, под зашитой обсадной трубы и глинистого раствора Это объясняется эффектом опрессовки которая «выравнивает» особенности устройства каждой технологии Незначительное отличие границ интервалов для технологии проходного шнека объясняется более высоким значением коэффициента = 1,0 принятого по методическим рекомендациям Санкт-Петербурга Наиболее существенное влияние на несущую способность сваи оказывает продолжительность и величина давления опрессовки бетонной смеси, а также диаметр устраиваемой скважины Это хорошо соотносится с высокими значениями границ интервалов для свай Т^ап, опрессованных под высоким давлением (0,4-0,6 МПа) и выполненных с небольшими диаметрами (преимущественно 0,13-0,15 м)

Выполнить объективную оценку влияния каждой технологии на несущую способность сваи возможно лишь в каждом индивидуальном случае на конкретной площадке Для этого необходимо учесть многочисленные факторы, малейшее изменение которых, значительно повлияет на величину несущей способности К наиболее значимым факторам относится диаметр скважины, способ и скорость бурения скважины, диаметр шнека, толщина стенки обсадной трубы, вид применяемого глинистого раствора, характеристики мелкозернистой бетонной смеси, вид и физико-механические характеристики грунтов, продолжительность и величина давления опрессовки

3 Несущая способность буроиньекционной сваи на горизонтальную нагрузку определяется жесткостью сваи, и прочностными и деформационными характеристиками грунтов, залегающих в пределах 1,5-3,5 м от места приложения нагрузки По результатам анализа полевых испытаний свай на горизонтальную нагрузку, при малых деформациях грунта (3-5 мм) зависимость перемещения грунта от нагрузки близка к линейной При возрастании нагрузки зависимость становится криволинейной, а при дальнейшем увеличении нагрузки грунт может резко перейти в пластическую стадию В инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга на глубине 1,5 3,5 от поверхности могут залегать насыпные, либо сильносжи-маемые пылевато-гаинистые грунты (с модулем деформации 5000-10000 кПа). Для обеспечения надежности и долговечности конструкций несущую способность сваи на горизонтальную нагрузку рекомендуется принимать при перемещениях грунта, ограниченных упругой стадией его работы

4 Установлено, что при вертикальной нагрузки величиной от 50 до 1000 кН на буроинъекционную сваю, с углами наклона 5 ... 25° внутренние усилия в свае при различных значениях приведенной жесткости системы, «буроинъекционная-свая-грунт» могут измениться следующим образом

- продольное усилие с увеличением угла наклона от 5 до 25° сваи уменьшается до 9 %,

- поперечное усилие с увеличением угла наклона сваи от 5 до 25° возрастает до 80 %,

- изгибающий момент с увеличением угла наклона сваи от 5 до 25° возрастает до 80 %

В связи с незначительным изменением продольного усилия в наклонной свае (при угле наклона сваи до 25°) осадка наклонной сваи не отличается значительно от осадки вертикальной сваи, что подтверждается результатами полевых испытаний Однако увеличение угла наклона сваи вызывает необходимость повышать ее жесткость для обеспечения прочности ствола сваи на воздействие поперечного и моментного усилий

5 Величины внутренних усилий в сваях полученные по инженерному методу расчета имеют хорошую сходимость с численным моделированием При сравнении результатов максимальное относительное расхождение составило 17 % Таким образом, предлагаемый метод расчета сваи на горизонтальную нагрузку и наклонных свай на вертикальную нагрузку дает достаточно точные результаты и может быть применен на практике

6 При конструировании буроинъекционных свай, воспринимающих значительные горизонтальные и моментные усилия, в месте сопряжения головы свай с ростверком рекомендуется увеличивать площадь поперечного сечения сваи и арматуры на 30-40% Это мероприятие необходимо для обеспечения надежности и долговечности конструкций, так как наибольшие усилия в гибких сваях возникают в месте приложения нагрузки

Список опубликованных статей по теме диссертации:

1 Конюшков, В. В. Анкерные сваи Titan/ В В Конюшков, В М Улицкий//Сборник трудов межвузовской научно-технической конференции Петербургского государственного университета путей сообщения - СПб ПГУПС, 2005 - С 60-62

2. Конюшков, В. В. К определению несущей способности буроиньекционнных свай усиления/ В В Конюшков// Межвузовский тематический сборник трудов Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета -СПб СПбГАСУ, 2006,-С 106-110

3. Конюшков, В. В. Интерактивный мониторинг на объектах реконструкции/ В В Конюшков, М А Лучкин// Сборник трудов международной конференции ВНИИГим Веденеева Б Е -СПб ВНИИГ,2006 -С 105-111

4 Конюшков, В. В. Усиление фундаментов зданий исторической застройки как эффективный метод сохранения памятников архитектуры/ В В Конюшков, О. А Ходюкова// Сборник трудов межвузовской научно-технической конференции Петербургского государственного университета путей сообщения, - СПб ПГУПС,2006 -С64-67

5 Конюшков, В. В. Сравнение фактической и расчетной несущей способности буронабивных свай устраиваемых под защитой глинистого раствора/ В В Конюшков, П М Бондарев// Межвузовский тематический сборник трудов Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета - СПб СПбГАСУ, 2007 - С 22-28

6 Конюшков, В. В. Несущая способность буроинъекционных свай в зависимости от конструкции и технологии изготовления/ В В Конюшков// Сборник трудов межвузовской научно-технической конференции Петербургского государственного университета путей сообщения -СПб ПГУПС,2007 -С55-59

7 Конюшков, В. В, Оценка несущей способности буроинъекционных свай/ В В Конюшков, В М Улицкий// Вестник гражданских инженеров Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета - СПб СПбГАСУ, 2007 - С 52-57

8 Конюшков, В. В. Исследование несущей способности буроинъекционных свай с учетом технологии их изготовления/В В Конюшков, В. М Улицкий//Известия Орловского государственного технического университета. — Орел ОрелГТУ, 2007 - С 68-74 (из списка ВАК)

Подписано к печати 25 09 07 Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Уел печ л 1,5 Тир 120 экз Заказ 152

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строителышй университет 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 4

Отпечатано на ризографе 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 5

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Технологические особенности изготовления буроинъекционных свай

1.2 Регламент для проектирования и устройства буроинъекционных свай

1.3 Краткая характеристика инженерно-геологических условий Санкт-Петербурга

1.4 Цель и задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ НА ВЕРТИКАЛЬНУЮ И ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ НАГРУЗКИ

2.1 Несущая способность буроинъекционной сваи на вертикальную сжимающую нагрузку

2.2 Несущая способность буроинъекционной сваи на горизонтальную нагрузку

2.3 Несущая способность наклонной буроинъекционной сваи на вертикальную сжимающую нагрузку

2.4 Аналитический расчет буроинъекционной сваи по деформированной схеме

2.5 Выводы по главе

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ НА ВЕРТИКАЛЬНУЮ И ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ НАГРУЗКИ 69 3.1 Анализ полевых испытаний свай на вертикальную сжимающую нагрузку

3.2 Статистическая обработка теоретических и фактических значений несущей способности буроинъекционных свай с учетом технологии их изготовления

3.3 Анализ полевых испытаний свай на горизонтальную нагрузку и их сопоставление с аналитическими расчетами и численным моделированием

3.4 Анализ полевого испытания наклонной буроинъекционной сваи на вертикальную сжимающую нагрузку

3.5 Выводы по главе 88 4 ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Оценка напряженно-деформированного состояния системы: «буроинъекционная свая-грунт» при реконструкции кинотеатра «Ленинград» расположенного на ул. Потемкинской, д.

4.1.1 Аналитический метод определения внутренних усилий в буроинъекционной свае

4.1.2 Численный метод определения внутренних усилий в буроинъекционной свае с помощью программы Scad

4.1.3 Численный метод определения внутренних усилий в буроинъекционной свае с помощью программы Plaxis

4.2 Оценка напряженно-деформированного состояния системы: «буроинъекционная свая-грунт» при реконструкции жилого здания расположенного на Литейном, пр., д.

4.2.1 Аналитический метод определения внутренних усилий в буроинъекционной свае

4.2.2 Численный метод определения внутренних усилий в буроинъекционной свае с помощью программы Scad

4.2.3 Численный метод определения внутренних усилий в буроинъекционной свае с помощью программы Plaxis

4.3 Выводы по главе

Актуальность темы. На отечественном строительном производстве буроинъекционные сваи появились в середине 80-х годов. В основном они использовались для усиления фундаментов зданий. В настоящее время область их применения значительно расширилась, эти сваи используются для защиты от оползней, усиления насыпей, закрепления бортов котлованов, устройства ограждающих стен в грунте, при строительстве в условиях плотной городской застройки, для исправления кренов фундаментов, для вывешивания конструкций при устройстве подземных помещений, а также применяются в качестве фундаментов в районах с повышенной сейсмической активностью и фундаментов, испытывающих вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Широкая область применения буроинъекционных свай, а также характер работы наклонных свай предполагают совместное воздействие вертикальной и горизонтальной нагрузок. Рекомендуемый нормативными документами расчет свай на совместное воздействие вертикальной, горизонтальной нагрузки и момента достаточно сложен и трудоемок, к тому же он был разработан, в основном, для свай, применяемых в мостостроении, обладающих относительно большими диаметрами по сравнению с буроинъекционными сваями.

Многочисленные полевые испытания буроинъекционных свай на вертикальную и горизонтальную нагрузки в различных инженерно-геологических условиях показывают, что их несущая способность по грунту значительно выше рассчитанной по таблицам СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Вопрос о влиянии технологии изготовления буроинъекционных свай на их несущую способность еще недостаточно изучен.

В рамках данной работы выполнено исследование несущей способности одиночных буроинъекционных свай на вертикальную и горизонтальную нагрузки в зависимости от технологии их изготовления без учета влияния длительной совместной работы сваи и грунта.

Целью работы является совершенствование инженерного метода расчета несущей способности буроинъекционных свай на вертикальную и горизонтальную нагрузки.

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Проанализирована работа вертикальной сваи на вертикальную и горизонтальную нагрузки, а также наклонной сваи на вертикальную нагрузку.

2. Выполнено сравнение результатов двухсот полевых испытаний буроинъекционных свай на вертикальную нагрузку с несущей способностью, рассчитанной по требованиям норм. Полученные результаты исследованы с помощью статистической обработки теоретических и фактических значений с учетом технологии изготовления свай.

3. Проведены аналитические расчеты вертикальной сваи на горизонтальную нагрузку различными способами. Проанализированы достоинства и недостатки различных методов расчетов. Выполнено сравнение полученных результатов с численным моделированием и полевыми испытаниями свай.

4. Исследована работа наклонной сваи на вертикальную сжимающую нагрузку.

5. На основе аналитического решения Тимошенко С. П. разработан инженерный метод расчета буроинъекционных свай на горизонтальную нагрузку.

Предыдущие исследования. Исследованием несущей способности сваи на вертикальную нагрузку занимались ученые: А. А. Бартоломей, Б. В. Бахолдин, А. И. Егоров, Э. В. Костерин, Ф. К. Лапшин, А. А. Луга, Р. А.

Мангушев, Н. С. Несмелов, Г. Ф. Новожилов, А. И. Осокин, В. Н. Парамонов, Ю. В. Россихин, С. Н. Сотников, А. Б. Фадеев и др.

Вопросом несущей способности свай на горизонтальную нагрузку занимались: Н. М Герсеванов, К. С. Завриев, Э. В. Костерин, Н. К. Снитко, Г. С. Шпиро, В. Г. Федоровский и др.

Исследованием влияния технологии изготовления сваи на ее несущую способность занимались ученые: С. В. Бровин, X. А. Джантимиров, И. М. Клейнер, А. А. Луга, В. М. Улицкий, и др.

Из зарубежных ученых, занимавшихся исследованием работы сваи в грунте, можно отметить: Брандля, Бергфельта, Ван Импе, Глика, Гранхольма, Гольдера, Куммингса, Каценбаха, Ринкерта, Риза, Стивенса, Терцаги, Ханна Харро, Ходли, Франка, Френсиса, Форэя, Шлоссера, Шарора и др. Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработан инженерный метод расчета вертикальных буроинъекционных свай на горизонтальную нагрузку, а также наклонных свай на вертикальную нагрузку.

2. Получены поправочные коэффициенты для более точного определения несущей способности буроинъекционных свай по грунту на вертикальную сжимающую нагрузку с учетом технологии изготовления сваи.

3. Произведена оценка влияния ряда технологий изготовления буроинъекционных свай на их несущую способность.

На защиту выносится:

1. Инженерный метод расчета вертикальных буроинъекционных свай на горизонтальную нагрузку и наклонных свай на вертикальную нагрузку.

2. Результаты аналитического исследования влияния угла наклона сваи, жесткостных параметров сваи и деформативных характеристик грунта на напряженно-деформированное состояние системы: «буроинъекционная свая-грунт».

3. Поправочные коэффициенты для определения несущей способности буроинъекционных свай на вертикальную сжимающую нагрузку с учетом технологии их изготовления.

4. Результаты аналитического исследования различных методов расчета свай на горизонтальную нагрузку и их сравнение с численным моделированием и полевыми испытаниями свай.

5. Результаты анализа полевого испытания наклонной сваи на вертикальную нагрузку.

6. Примеры внедрения инженерного метода расчета наклонных буроинъекционных свай на объектах реконструкции в Санкт-Петербурге.

Практическая ценность работы. Полученные поправочные коэффициенты для определения несущей способности буроинъекционных свай на вертикальную нагрузку позволят значительно снизить затраты на производство работ по устройству свайных фундаментов на проектной стадии строительства.

Реализация результатов исследований. Результаты, полученные в диссертации по исследованию напряженно-деформированного состояния системы: «буроинъекционная свая-грунт» были внедрены на следующих объектах реконструкции в Санкт-Петербурге:

1. Реконструкция бывшего кинотеатра «Ленинград» расположенного на ул. Потемкинская, д. 4;

2. Реконструкция жилого здания, расположенного на Литейном пр., д. 26.

Апробация работы. По результатам исследований сделаны доклады на научно-технических конференциях и семинарах ПГУПС, СПбГАСУ и ВНИИГ им. Веденеева в 2004-2007 г.

Публикации. Основные положения диссертации изложены и опубликованы в виде статей в научно-технических журналах: «Известия ПГУПС», «Вестник гражданских инженеров СПбГАСУ» и «Известия ОрелГТУ» (входит в перечень научных изданий, рекомендованных ВАК).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из: введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 130 наименований и 6 приложений. Общий объем диссертации составляет 217 страниц, из которых 37 рисунков, 24 таблицы.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, обозначены цель и задачи исследования, введены граничные условия, в рамках которых был исследован данный вопрос.

В первой главе выполнен анализ современного состояния исследуемой темы. Приведена последовательность некоторых технологий изготовления буроинъекционных свай, отражены их достоинства и недостатки. Кратко описаны особенности инженерно-геологических условий Санкт-Петербурга. Проанализированы существующие методы расчета свай на вертикальную и горизонтальную нагрузки.

Во второй главе выполнен теоретический анализ работы вертикальной сваи на вертикальную и горизонтальную нагрузки. На основе аналитического решения Тимошенко С. П. разработан инженерный метод расчета буроинъекционных свай на горизонтальную нагрузку. Проведено исследование влияния угла наклона сваи, жесткостных параметров сваи и деформативных характеристик грунта на напряженно-деформированное состояние системы: «буроинъекционная свая-грунт».

В третьей главе выполнено сравнение значений несущей способности буроинъекционных свай на вертикальную нагрузку, полученных при полевых испытаниях в инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга, с величинами, рассчитанными по таблицам нормативных документов. Проведена статистическая обработка расчетных и фактических значений с учетом технологии изготовления свай. Проанализированы результаты полевых испытаний буроинъекционных свай на горизонтальную нагрузку и выполнено их сравнение с аналитическими расчетами и численным моделированием. Исследована работа наклонной сваи на вертикальную нагрузку на основе полевого испытания.

В четвертой главе приведены результаты внедрения инженерного метода расчета наклонных буроинъекционных свай на вертикальную нагрузку на примере двух объектов в Санкт-Петербурге. Проведено сравнение фактических перемещений с расчетными, определенными аналитическими методами и численным моделированием с помощью программ Scad и Plaxis.

В приложении А приведены результаты статистической обработки полевых испытаний свай при различных технологиях их изготовления.

В приложении Б приведены результаты полевых испытаний вертикальных свай на вертикальную сжимающую нагрузку.

В приложении В приведены результаты полевых испытаний вертикальных свай на горизонтальную нагрузку.

В приложении Г приведены результаты полевых испытаний наклонной сваи на вертикальную сжимающую нагрузку.

В приложении Д приведены акты о внедрении результатов полученных в диссертации.

В приложении Е приведен акт об экономической эффективности результатов полученных в диссертации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

1 Сравнительный анализ и статистическая обработка 200 полевых испытаний свай подтверждают гипотезу о том, что несущая способность буроинъекционных свай по грунту на вертикальную нагрузку, рассчитанная по таблицам СНиП 2.02.03-85, значительно занижает фактическую несущую способность. Для более точного определения несущей способности буроинъекционных свай, расположенных в пылевато-глинистых грунтах с консистенцией от текучей до мягкопластичной (Е0 = 5.15 МПа), острие которых устроено в грунтах с консистенцией от тугопластичной до полутвердой (Е0 = 15.25 МПа), получены повышающие эмпирические коэффициенты к. Если величина несущей способности сваи принимается при осадке равной 4 см, то в зависимости от технологии изготовления буроинъекционной сваи коэффициенты к заключены в приведенных ниже интервалах:

-1,4 < к < 1,5 - с помощью проходного шнека (ус/= 0,9-1,0);

- 1,5 < к < 1,6 - под защитой обсадных труб (усу= 0,8-0,9);

- 1,5 < к < 1,6 - под защитой глинистого раствора (ус/= 0,8-0,9);

- 2,0 < к < 2,1 - сваи Titan (ycf= 0,8-0,9).

2 Согласно статистической обработке полевых испытаний свай на вертикальную сжимающую нагрузку получены близкие границы интервалов для свай, изготовленных с помощью проходного шнека, под защитой обсадной трубы и глинистого раствора. Это объясняется эффектом опрессовки, которая «выравнивает» особенности устройства каждой технологии. Незначительное отличие границ интервалов для технологии проходного шнека объясняется более высоким значением коэффициента ус/= 0,9-1,0, принятого по методическим рекомендациям Санкт-Петербурга. Наиболее существенное влияние на несущую способность сваи оказывает продолжительность и величина давления опрессовки бетонной смеси, а также диаметр устраиваемой скважины. Это подтверждается высокими значениями границ интервалов для свай Titan, опрессованными под высоким давлением (0,4-0,6 МПа) и выполненными с небольшими диаметрами (преимущественно 0,13-0,15 м).

Выполнить объективную оценку влияния каждой технологии на несущую способность сваи возможно лишь в каждом индивидуальном случае на конкретной площадке. Для этого необходимо учесть многочисленные факторы, малейшее изменение которых значительно повлияет на величину несущей способности. К наиболее значимым факторам относятся: диаметр скважины, способ и скорость бурения скважины, диаметр шнека, толщина стенки обсадной трубы, вид применяемого глинистого раствора, характеристики мелкозернистой бетонной смеси, вид и физико-механические характеристики грунтов, продолжительность и величина давления опрессовки.

3 Несущая способность гибкой буроинъекционной сваи на сосредоточенную горизонтальную нагрузку зависит от изгибной жесткости сваи и деформативных характеристик грунтов, расположенных на глубине 1,5-3,5 м от места приложения нагрузки. Согласно анализу результатов полевых испытаний свай на горизонтальную нагрузку при малых перемещениях грунта (3-5 мм) зависимость перемещений от нагрузки близка к линейной и грунт работает в упругой стадии. При возрастании нагрузки зависимость становится криволинейной и работа грунта переходит в упругопластическую стадию. При дальнейшем увеличении нагрузки происходит пластическое течение грунта и срыв сваи по грунту. В инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга на глубине 1,5.3,5 от поверхности могут залегать насыпные, либо сильносжимаемые пылевато-глинистые грунты (преимущественно с модулем деформации 5-10 МПа). Для обеспечения надежной и долговечной работы конструкций несущую способность сваи на горизонтальную нагрузку рекомендуется принимать при перемещениях грунта, не превышающих 3-5 мм.

4 Установлено, что при воздействии вертикальной нагрузки величиной от 50 до 1000 кН на буроинъекционную сваю, с углами наклона 5.25° внутренние усилия в свае при различных значениях приведенной жесткости системы: «буроинъекционная-свая-грунт» могут измениться следующим образом:

- продольное усилие с увеличением угла наклона сваи от 5 до 25° уменьшается до 9 %;

- поперечное усилие с увеличением угла наклона сваи от 5 до 25° возрастает до 80 %;

- изгибающий момент с увеличением угла наклона сваи от 5 до 25° возрастает до 80 %.

5 Анализ полевого испытания наклонной сваи на вертикальную нагрузку подтвердил предположение о том, что осадка наклонной сваи значительно не отличается от осадки вертикальной сваи. Результаты полевого испытания наклонной сваи подтвердили также гипотезу о том, что значительное возрастание поперечного и моментного усилий может привести к разрушению сваи по материалу при нагрузке меньшей, чем несущая способность сваи по грунту.

6 При сравнении результатов расчетов наклонных свай на вертикальную нагрузку, выполненных аналитическим и численными методами с помощью программ Scad и Plaxis, было установлено, что максимальная относительная разница величин усилий составила 17 %. Таким образом, предлагаемый инженерный метод расчета сваи на горизонтальную нагрузку и наклонных свай на вертикальную нагрузку дает достаточно точные результаты и может применяться на практике.

7 Проведенный анализ напряженно-деформированного состояния системы: «буроинъекционная свая-грунт» на объектах реконструкции показал, что действующие усилия в этих сваях могут превысить расчетные (предельно допустимые) из-за воздействия следующих факторов:

- изменения напряженно-деформированного состояния грунтов при производстве работ по реконструкции;

- деформаций свайных фундаментов превышающих расчетные или предельно допустимые осадки;

- недоучета значительного возрастания поперечного и моментного усилий в буроинъекционных сваях при их устройстве с большими углами наклона к вертикали (более 10°).

8. Для обеспечения условий прочности и деформативности конструкций на протяжении всего срока их эксплуатации, в месте сопряжения головы свай с ростверком рекомендуется увеличивать площадь поперечного сечения сваи и арматуры на 30-40%, так как наибольшие усилия в гибких и длинных сваях возникают в месте приложения нагрузки.

1. Аббас, 3. Ф. Натурные исследования буроинъекционных свай/ 3. Ф. Аббас// Межвузовский тематический сборник трудов ЛИСИ. Л.: ЛИСИ, 1990.-С.25-29.

2. Алексеев, П. С. Использование среды разработчика конечных элементов при создании моделей в рамках программы FEM models/ П. С. Алексеев, К. Г. Шашкин // Реконструкция городов и геотехническое строительство. СПб., 2000. №2. - С. 125-127.

3. Бате, К. Численные методы анализа и метод конечных элементов / К. Бате, Е. Вилсон. М.: Стройиздат, 1982. - 477 с.

4. Бабанов, В. В. Исследование напряженно-деформированного состояния конструкций на упругом основании методом конечных элементов/ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Л.: ЛИСИ, 1975.

5. Бартоломей, А. А., Прогноз осадок свайных фундаментов/ А. А. Бартоломей, И. М. Омельчак, Б. С. Юшков,- М.: Стройиздат, 1994.

6. Бартоломей, А. А. Экспериментальные и теоретические основы прогноза осадок ленточных свайных фундаментов/ Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 1974. - 40с.

7. Бартоломей, Л.А. Прогноз осадок сооружений с учетом совместной работы основания, фундамента и надземных конструкций/ Л. А. Бартоломей// Перм. Гос. Техн. Ун-т. Пермь, 1999.

8. Бахолдин, Б. В. Исследование работы буроинъекционных свай/ Б. В. Бахолдин, X. А. Джантимиров// Межвузовский тематический сборник трудов Пермь., 1978. -С.32-27.

9. Бахолдин, Б. В. Рекомендации по проектированию и устройству фундаментов из буроинъекционных свай/ Б. В. Бахолдин, X. А. Джантимиров, А. В. Вронский, Б. Л. Фаянс// НИИОСП. М., 1982. - 48с.

10. Бахолдин, Б. В. Исследование сопротивления грунта по боковой поверхности свай/ Б. В. Бахолдин, Н. Т. Игонькин// Сборник докладов по свайным фундаментам. М.: Стройиздат., 1968.

11. Бахолдин, Б. В. К вопросу о сопротивлении грунта по боковой поверхности свай/ Б. В. Бахолдин, Н. Т. Игонькин// Основания и фундаменты, подземные сооружения. М.: Стройиздат., 1968.

12. Безухов, Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести/ Н. И. Безухов// М.: Высшая школа, 1968.

13. Бевзюк, В. М. Комплексная оценка инженерно-геологического разреза Санкт-Петербурга и его окрестностей, как среды для подземных сооружений/ В. М. Бевзюк// Учебное пособие. СПб.: ПГУПС, 2005. - 40 с.

14. Березанцев, В. Г. Расчет основания сооружений/ В. Г. Березанцев// Л.: Стройиздат, 1970.-208 с.

15. Берлинов, М. В., Ягупов Б.А. Расчет оснований и фундаментов/ М. В. Берлинов, Б. А. Ягупов//М.: Стройиздат, 2004.

16. Бетонные и железобетонные конструкции: СНиП 52-01-2003. М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 24 с.

17. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры: СП 52-101-2003. М.: ГУП "НИИЖБ", ФГУП ЦПП, 2004.-53 с.

18. Бровин, С. В. Особенности работу буроинъекционных свай усиления в массиве слабых грунтов/ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук// Л.: ЛИСИ, 1994. 241 с.

19. Васильев, Б. Д. Основания и фундаменты/ Б. Д. Васильев. М.: Госстройиздат, 1955. - 384 с.

20. Власов, В. 3. Балки плиты и оболочки на упругом основании / В. 3. Власов, Н. Н. Леонтьев// М.: Гос. изд. физ.-мат. лит., 1960. 491 с.

21. Герсеванов, Н. М. Теоретические основы механики грунтов/ И. М. Герсеванов, Д. Е. Польшин// М.: Стройиздат, 1948.-247 с.

22. Герсеванов, Н.М. Функциональные прерыватели и их применение в строительной механике/ Н. М. Герсеванов// М.: Госстойиздат, 1934. №2.

23. Галлеев, Р. Г. Исследование напряженно-деформированного состояния комбинированных свайных фундаментов на действие вертикальных и24. горизонтальных нагрузок/ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук// Л., 1990. 212 с.

24. Гамылин, С. Е. Усиление фундаментов мелкого заложения с помощью свай/ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наукIIJL, 1990.

25. Гольдштейн, М.Н. Механические свойства грунтов/ М. Н. Гольдштейн// М.: Стройиздат, 1973. -304 с.

26. Гольдштейн, М. Н., Черкасов И. И., Царьков А. А. Механика грунтов, основания и фундаменты/ М. Н. Гольдштейн, И. И. Черкасов, А. А. Царьков// М.: Транспортиздат, 1981.

27. Горбунов-Посадов, М.И. Метод решения смешанных задач теории упругости и теории пластичности грунтов/ М. И. Горбунов-Посадов// М., 1971.

28. Горбунов-Посадов, М.И. Осадки фундаментов на слое грунта, подстилаемом скальным основанием/ М. И. Горбунов-Посадов// М.: Госстройиздат, 1946.

29. ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.

30. Горбунов-Посадов, М. И. Расчет конструкций на упругом основании/ М. И. Горбунов-Посадов, Т. А. Маликова, В. И. Соломин// М.: Стройиздат, 1984-679 с.

31. Гордон, А. М. Эффективный метод усиления свайных фундаментов/ А. М. Гордон// Строительство и архитектура Москвы. М., 1976. С. 16-19.

32. ГОСТ 5686-94 Методы полевых испытаний сваями/ НИИОСП. М., 1996.- 49с.

33. Далматов, Б. И. Оценка несущей способности свай трения/ Б. И. Далматов// Сборник научных трудов ЛИСИ// JL: ЛИСИ 1972.

34. Далматов, Б. И. Проектирование свайных фундаментов в условиях слабых грунтов/ Б. И. Далматов, Ф. К. Лапшин, Ю. В. Россихин// Л.: Стройиздат, 1975. 106с.

35. Далматов, Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты/ Б. И. Далматов// М.: Стройиздат, 1981.-319 с.

36. Далматов, Б.И., Бронин В.Н, Мангушев Р.А. Основания и фундаменты/ Б. И. Далматов, В. Н. Бронин, Р. А. Мангушев// СПб, 2002.

37. Далматов, Б.И., Бронин В.Н., Улицкий В.М., и др. Основания и фундаменты, основы геотехники/ Б. И. Далматов, В. Н. Бронин, В. М. Улицкий// М-СПб, 2002. 387 с.

38. Джантимиров, X. А. Разработка конструкции и методов расчета буроинъекционных свай/ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук// М., 1986. 240 с.

39. Егоров, А. И. Опыт проектирования и строительства фундаментов из буроинъекционных свай/ А. И. Егоров, Л. Б. Львович, Н. Р. Марочнин// Механика грунтов, основания и фундаменты/ М., 1982. С14-16.

40. Жемочкин, Б. Н. Расчет упругой заделки стержня/ Б. И. Жемочкин// М.: Стройиздат, 1948. 70с.

41. Жемочкин, Б.Н. Практические методы расчета балок и плит на упругом основании/ Б. Н. Жемочкин, А. П. Синицын/ М.: Госстройиздат, 1947.

42. Завриев, К. С. Расчет фундаментов мостовых опор глубокого заложения/ К. С. Завриев, Г. С. Шпиро// М.Транспорт., 1970. 215 с.

43. Закс, Л. Статистическое оценивание/ Л. Закс// М.: Статистика. 1976 -598 с.

44. Зиязов, Я. Ш. Особенности расчета корневидных свай на вертикальную и горизонтальную нагрузку/Я. Ш. Зиязов// М., 1976. С.43-48.

45. Икрин, В. А. Сопротивление материалов с элементами теории упругости и пластичности/ В. А. Икрин// М.: АСВ, 2004. 423с.

46. Клейнер, И. М. Метод прессиометрии для прогнозирования несущей способности буроинъекционных свай/ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/ Минск., 1986. 155с.

47. Клепиков, С. Н. Расчет конструкций на упругом основании / С. Н. Клепиков. Киев: «Буд1вельник», 1967. - 184 с.

48. Костерин, Э. В. Основания и фундаменты/ Э. В. Костерин// Учебное пособие/М., 1990.-431 с.

49. Коновалов, П. А. Основания и фундаменты реконструируемых зданий/ П. А. Коновалов// М.: ВНИИНТПИ, 2000. 318 с.

50. Лапшин, Ф. К. Расчет оснований одиночных свай на вертикальную нагрузку/ Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук// Саратов., 1987. 448 с.

51. Луга, А. А. К нормам расчетных сопротивлений свай по грунту/ А. А. Луга//М.: Транспорт, 1965. С,52-57.

52. Мангушев, Р. А. Современные свайные технологии/ Р. А. Мангушев, А. В. Ершов, А. И. Осокин// Учебное пособие. СПб.: СПбГАСУ, 2007. - 159 с.

53. Мангушев Р. А. Об определении несущей способности буронабивных и буроинъекционных свай/ Р. А. Мантушев, А. В. Кошман// Материалы 54-ой научной конференции. СПб.: СПбГАСУ, 1997. - С.23-24.

54. Методические рекомендации по проектированию и производству работ по усилению грунтов основания и фундаментов инъекционными методами. -Л.: Спецпроектреставрация, 1984.-34с.

55. Методические рекомендации по усилению оснований и фундаментов зданий при реконструкции исторической застройки Санкт-Петербурга с использованием инъекционных методов. СПб., 2004.

56. Нарбут, Р. М. Работа свай в глинистых грунтах/ Р. М. Нарбут// Л.: Стройиздат, 1972. 210 с.

57. Несмелое, Н. С. Экспериментально-теоретические исследования формирования осадок свай большой длины при вертикальных нагрузках/ Автореферат диссертации кандидата технических наук. Л.: ЛИИЖТ, 1974. -18с.

58. Орленко, Н. И. Усиление фундаментов буроинъекционными сваями при реставрации памятников архитектуры/ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Киев., 1990. - 163с.

59. Основания зданий и сооружений: СНиП 2.02.01-83*. М.: Стройиздат, 1985.-41 с.

60. Основания гидротехнических сооружений: СНиП 2.02.02-85. М: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 48с.

61. Отчеты ПКТИ о результатах полевых испытаний буроинъекционных свай на статическую вдавливающую нагрузку. СПб.: ПКТИ, 1991-2007.

62. Парамонов В. Н. Несущая способность буровых свай в инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга/ В. Н. Парамонов// Труды международного семинара по механике грунтов. М., - 2000. - С. 250-252.

63. Пастернак, П.Л. Основы нового метода расчета фундаментов на упругом основании при помощи двух коэффициентов постели. Госстройиздат, 1964.

64. Пинто, А. Дворец Мейор Сотто Проект и работа конструкций усиления подпорных сооружений / А. Пинто, С. Феррейра, В. Баррос и др. // Реконструкция городов и геотехническое строительство. СПб., 2004. №8. С.30-36.

65. Пособие по проектированию и устройству буроинъекционных анкеров и свай. Минск. - 2005. - 79с.

66. Полищук, А. И. Основы проектирования и устройства фундаментов реконструируемых зданий. Томск. - 2004. - 472с.

67. Проектирование и устройство оснований фундаментов зданий и сооружений: СП 50-101-2004. -М: ФГУП ЦПП, 2004. 130 с.

68. Проектирование и устройство свайных фундаментов: СП 50-102-2003.- М.: ФГУП ЦПП, 2004. 81 с.

69. Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге: ТСН 50-302-2004. СПб., 2004. - 57 с.

70. Пузыревский, Н. Н. Расчеты фундаментов / Н. Н. Пузыревский. JL: ЛНИП, 1923.

71. Работников, А. И. Несущая способность буронабивных свай в лессовых грунтах/ А. И. Работников, В. С. Корякин// Промышленное строительство и инженерные сооружения. Л., 1968.

72. Рекомендации по применению микросвай/ НИИОСП им. Герсеванова.- М., 2007. 72с.

73. Рекомендации по расчету свайных фундаментов на вертикальную и горизонтальную нагрузки. М.: НИИОСП им. Герсеванова. 1971. - 55с.

74. Рекомендации по расчету свай на горизонтальные нагрузки в просадочных грунтах. М.: НИИОСП им. Герсеванова. 1977. - 52с.

75. Рекомендации по расчету, проектированию и устройству свайных фундаментов нового типа. М., 2004.

76. Рекомендации по проектированию и устройству оснований, фундаментов и подземных сооружений при реконструкции гражданских зданий и исторической застройки. М.: НИИОСП им. Герсеванова. 1998.

77. Ржаницын, А. Р. Устойчивость равновесия упругих систем. 1956. -67с.

78. Россихин, Ю.В., Мелдер И.К., Цикман Э.С. К оценке условий развития продольного изгиба длинных тонких свай стоек в оседающих слабых грунтах //Проектирование и эксплуатация зданий: сб. трудов. Рижского политехнического института. Вып. 2/ Рига, 1970

79. Россихин, Ю. В. Проектирование и возведение свайных фундаментов в особо сложных условиях залегания слабых грунтов. Рига: Лат. ИНТИ, 1971.

80. Руководство по проектированию свайных фундаментов/ НИИОСП им. Герсеванова. М., 1980. - 151 с.

81. Руководство по расчету и проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. -М: Стройиздат, 1977.- 141 с.

82. Самуль, В.И. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высшая школа, 1970.

83. Сваи и свайные фундаменты/ Справочное пособие. Киев, Будивельник. - 1977. - 256с.

84. Свайные фундаменты: СНиП 2.02.03-85. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.-45 с.

85. Проектирование и устройство свайных фундаментов: СП 50-10-2003. -НИИОСП, 2003.-80с.

86. Симвулиди, И. А. Расчет иненерных конструкций на упругом основании / И. А. Симвулиди. -М.: Высш. школа, 1968. 275 с.

87. Синицын, А. П. Расчет балок и плит на упругом основании за пределом упругости / А. П. Синицын. М.: Стройиздат, 1974.

88. Снитко, Н. К. Теория расчета балок на упругом основании / Н. К. Снитко. Военно-трансп. акад. РККА, 1937. - 93 с.

89. Сорочан, Е. А. Фундаменты промышленных зданий / Е. А. Сорочан. -М.: Стройиздат, 1986.-303 с.

90. Сорочан, Е. А., Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика / Е. А. Сорочан, Ю. Г. Трофименков, В. Е. Зубков и др. М.: Стройиздат, 1985. - 479 с.

91. Сотников, С.Н. Строительство и реконструкиця фундаментов зданий и сооружений на слабых грунтах: Автореф.дисс. д.т.н. -М.: МИСИ, 1987. -50 с.

92. Снитко, Н. К. Устойчивость стержневых систем в упруго-пластической области. Л., 1968. - 248с.

93. Снитко, Н. К. Теория и расчет балок на упругом основании. М., 1937.-93с.

94. Татаринов, С. В. Влияние расхода бетона на несущую способность буронабивных свай/ С. В. Татаринов, А. И. Осокин, А. В. Сбитнев// Межвузовский тематический сборник трудов. СПб.: СПбГАСУ, 2006. - С. 162-165.

95. Татаринов, С. В Особенности устройства буронабивных свай при подаче под давлением/ С. В. Татаринов, А. И. Осокин, А. В. Сбитнев// Промышленное и гражданское строительство. М.: Издательство ПГС, 2006. -С.65-66.

96. Терцаги, К. Строительная механика грунтов на основе ее физических свойств. -M.-JL, Госстройиздат, 1933.

97. Тимошенко, С. П. Устойчивость упругих систем. М.: Гос. изд физико-математической литературы, 1955

98. Улицкий, В.М. Лисюк М.Б. Оценка риска и обеспечение безопасности в строительстве. / Реконструкция городов и геотехническре строительство № 5.2003. стр. 160-166.

99. Улицкий, В.М., Шашкин А.Г., Шашкин К.Г., Парамонов В.Н.

100. Программная система для создания моделей и решения задач строительства и реконструкции с помощью МКЭ "FEM models". //Реконструкция городов и геотехническое строительство, №2, 2000.

101. Улицкий, В.М. Геотехническое сопровождение реконструкции городов/ В. М. Улицкий, А. Г. Шашкин// М.: Изд. АСВ, 1999. 324с.

102. Улицкий, В.М. Расчет буроинъекционных свай по деформированной схеме/ В. М. Улицкий, К. Г. Шашкин/Юснования фундаменты и механика грунтов, 1998 -С.8-12.

103. Ухов, С. Б. Расчет сооружений и оснований методом конечных элементов: Учеб. пособие. М.: МИСИ, 1973.

104. Фадеев, А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. Изд-во Недра, М., 1987.

105. Фадеев, А. Б. Ремонт и усиление подземной части зданий. СПб.: АСВ.-2000.-28с.

106. Федоровский, В. Г. Сваи в гидротехническом строительстве/ В. Г. Федоровский, С. Н. Левачев, С. В. Курило, Ю. М. Колесников// Учебное пособие.- М., 2003 -238с.

107. Фурса, В. М. Строительные свойства грунтов района Ленинграда. Л.: Стройиздат.- 1975. 142с.

108. Цытович, Н. А. Основы прикладной геомеханики в строительстве / Н. А. Цытович, 3. Г. Тер-Мартиросян. -М: Высш. школа, 1981. -317 с.

109. Цытович, Н. А. Механика грунтов (краткий курс) / Н. А. Цытович. -М.: Высш. школа, 1968.-259 с.

110. Цытович, Н. А. Основания и фундаменты / Н. А. Цытович. М.: Гос. изд. литературы по строительству и архитектуре, 1959. - 452 с.

111. Швец, В. Б. Усиление и реконструкция фундаментов// В. Б. Швец, В. И. Феклин, Л. К. Гинзбург М.: Стройиздат. - 1985. - 203с.

112. Axelsson, О. Bounds of eigenvalues of preconditioned matrices, SI AM Journal on Matrix Analysis and Applications, №13 ,1992.

113. Axelsson, O. Analysis of incomplete factorizations with fixed storage allocation. In Preconditioning Methods Theory and Appltcations, D. Evans, Ed. Gordon and Breach, New York, N. 1983.

114. Brandl, H. Micropiles for underpinning/undercrossing of historical buildings, Conference Reconstruction of Historical cities and geotechnical engineering, St.Petersburg, Russia 2003, pp.l 19-126.

115. Brandtzaeg, A. Bucking Test of Slander steel Piles in Soft, Quick clay// Proc. of the 4 Inter. Conf. on Soil Mech. and Found. Eng., vol 11, London, 1957.

116. Bowles, J.E. Foundation analysis and design. Fifth edition, 1996.

117. Chan, T. F. and H. A. van der Vorst, Approximate and incomplete factorizations, tech. report, Department of Math, University of Utrecht, 1994.

118. Chan, S.T. The loading behavior of initially bent large steel laboratory piles in sand. Canadian Geotechnical Journal, vol. 16, N1. February, 1979.

119. Forever. Analysys and recommendations for micropiles. 2004.

120. Collins, R. J. Bandwidth Reduction by Automatic Renumbering. Int. J. of Numerical methods in Engineering. Vol. 6. 1973.

121. Drucker, D. Soil Mechanics and Workhardening Theories of Plasticity/ Gibson E, Henkel//Transactions ASCE, 1957, Vol 122.

122. Griczmanski, M., studi on elasto-plastic raft foundation-soil interaction/ Mayevski S. A//Proceedings of the 14lh International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engeneering, v 2, A.A.Balkema, 1997.

123. Katzenbach, R. Pile Raft Foundation. XIV ISSMGE , Hamburg 1997, Vol. 4, pp 2253-2256.

124. Katzenbach, R. Moormann Ch. Tendenzen im Hochhausbau. International Konferenz. Frankfurt am Main 2001,154 p.

125. Katzenbach, R. Quick H., Arslan U., Commerzbank-Hochhaus Frankfurt am Main: Kostenoptiemierte und setzungsarme Gruendung. Zietschrift Bauingenieur 71/1996. Issue 9. pp. 345-354.

126. Leemon, C. R. Single piles and pile groups under lateral loading/ C. R. Leemon, W.F. Van Impe. Rotterdam. 2001 - 463p.

127. Pinto, A; Ferreira, S, & Barros, V (2001), Underpinning solutions of historical constructions. Portugal, Consolidation and Strengthening Techniques, pp. 1003-1012.