автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Особенности работы буроинъекционных свай усиления в массиве слабых грунтов

Санкт-Пекербурзский гскударствениый архитектурно-строительный университеп

На пргэвач рукописи

ВРОНИИ ОергвП Вл,чднмн|>опи'(

осошвюеги работы куроюпрекциокиик г.ш гаигиш в млгасвЕ слаенх marros

OS. 23. OP. - öatepsmi.4 и ¡f.vндг^етте АВТОРЕФЕРАТ

• гясоеотацки на оочпкэчч«- ученой гт»п?»т кандидата Т6кнрч»ош: наук

Озикт- n.fTej>6%'pf Ш'4

- £ -

Работ» выполнена в :>анкт-П»тербургсксм гссударсть&кком а,пки-тектурнз-строитедиюи университете.

Научный руководитель - почетный член РоссиАсаой ат:,лит архитектуры к строительных наук, двйо-ТЕНтельньт ч;:^: Петровской авадешш нсгсуо-ть п наук, ьзел.дейт.науки и техники Р1, доктор технических наук, про¿еооор Е. И. ДзлыагсЕ; Научный консультант - дсктор технических наук,.

к.с.профессора В.Ю'лицкяй иЗ,шиша,мыё огшиненты: доктор технических наук, профессор А. Я..Еудип к^ндид&т текшгч&ских наук, ьед.каучн.сотр. ВШ'ШГСа Е.М.Шрдей

Еедуи^ш оргаки&ация: Ли "Фундамантпроект"

5аиига еоскготчю "20"с>а<АШ г994 г. а ^_ч.

ка.йаобдаш»; дноо^ргацгашюго совета К.063.? 1.02 при Санкт-Петербургском гооударотиечиом аркитеряурко-отроительном универоитета по адресу: 103005, Санкт-Легербург, Р-и Краоноармайская ул.,4, яая ваовданий^52 (- с ),

С рИоонртацивй момно ашшгашгаьоп в фундаментальной библиотек«? ушшероптета. ■

Автореферат раййоиан "Л-. УСОЯБрЯ 1Э&4 г. Учинс»; мг.ретапь днупиотицюшого аоиет^

/

1<шш;Д£т техппичокп;; лачт: - сУ--//'-'/ ' Е.А.Козлов

0В1ДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РШПЪ!

Актуальность работы. Реконструкция, техническое перевооружение предприятий, надстройка существующих зданип и освоение подземного пространства городов приводят, клк прав); к необходимости выполнения специальных раОог по усилении оснований и фунда-. ментов.

Использование буроинъекциониых технологии при устройстве свай усиления, в том числе в районах, сложенных слаСы'.-и грунтами, позволяет успешно решать вопроси экономии н экологии в условиях реконструкции, снилать трудоемкость работ. Указанные технологии успешно использовались при реконструкции, гдашш центра Санкт-Петербурга, уникальных древних строений Архангельска, Ноной Ладоги, Новгорода, Пскова - памятников истории искусства, культуры и строительной техники России. При этом испольеовались наиболее надежные и вздящие способы ведения работ.

Однако, применяемое в мировой и отечественной практике инъекционные способы еще мало изучены. Это сокращает объемы их дальнейшего широкого внедрения ДЛ1 целей реконструкции, особенно в слабых грунтах. Нет достаточно надежной теоретической базы для расчета столь сложной системы как здание, фундамент, элементы усиления, грунты основания. Кроме того, не отработана методика, учитывающая совместную работу массива грунта о элементами усиления.

Работа выполнена в соответствии о целевой комплексной программой ГКНТ (0Ц031, задание 04.02.02 о Иг) и тематическим планом .научных исследований, проводимых СПбГАСУ по региональной комплексной программе Петербурга "Центр" и "Килище 2000".

Цель работы. На. основе изучения особенностей, работы бурешгь-.

екцнинных свай усиления в слабых грунтах разработать методику расчете таких свай, включая, ун методы численного моделирования и предложить технологии, обеспечпващие экономию средств, снижение материалоемкости л орокоЕ ведения работ.

Для достилеиня поставленной цели Сиди решены следующие задачи:

1. Выполнен обзор и осуществлено обобщение отечественного и зарубежного опыта устройства буроннъекционных свай и методов их расчета.

2. Разработаны методики, позволяющие моделировать численными методами систему фундамент - свая усиления - грунт основания с учетом совместной их работы, о прогновэм возможных деформаций.

3. Разработана и реализована методика натурных испытаний бу-роимьекцшннык сваи с использованием гекзаметрических датчиков, что дало возможность сопоставить данные расчета с зкеперименталь- ■

. но полученными значениями.

4. Разработана технология изготовления сваи усиления, позволяющая формировать их несущую способность в процессе изготовления. Предложены способы контроля качества овай усиления повышенной .несущей способности.

6. Осуществлено внедрение предлагаемых разработок в практику реконструкции. '

Н а у чная но 1, и а н а проведенных исследований заключается в следующем:

п. .-Алилеча методика натурных исследований работы Сурошъ- • екциокных овай а массиве грунта, о использованием специально рва-рэботалнык арматурных, ■ тев'юатержней;

- экспериментально и расчетным путем . выявлены особенности л работы иертнкальнах и наклонных сват усиления в массиве слабого'/

грунта; пплучены эпюры нагибающих моментов в сг^лх;

- предложены оптимальные угч-лы наклона бурошп^гдношшх сз.чи к: вертикали;

- отработана и предложена методика контроля качества юю-тавливаемых буроинъекционных- свай о нсполёэованием г.-ектрогидрьв-личеекого эффекта (ЭГЭ-евэи), что подтверждено полут-лшем положительного решения на выдачу патента на способ устройства бурошге-екциокной сваи повышенно;} несущей способности.

Практическая значимость проведенной работы состоит:

- а доведении результатов исследований до возможного их йри-менения в практике проектирования и производства работ по усилению фундаментов;

- в публикациях материалов исследований в статьях• различных конференций, включая международные;

- во внедренга". разработанных методик и'технологически!: приемов' в практику усиления оснований и фундаментов буроинъекцконными сваями, в том числе ЗГЭ-еваями;

- в обеспечении экономического, экологического и социального эффекта. • , .

Апробация работы. Основные положения исследований, обобщения йо ним докладывались на: научно-технических конференциях СПбИСИ (ЛИСИ), '19С0-1993 гг.; семинаре ЛенжилНИМпроекта "Современные методы производства гидроизоляционных и инъекционных работ на объектах городской айстройки".Санкт-Петербург, 1991; семинаре ЛДНТТ1 'проектирование и устройство фундаментов в условиях слабых грунтов". Саякт-Петербург, 1990; конференции ДЕНТП "Фундаменты р°о-таьрируемых и реконструируемы)-; еданий и памятников аркит-эктури'*. Санкт-Петербург, 1931; Ш-и международной конференции по проОле-

мам свайного фукламентостроешш, к'пнсц, 199й.

На защиту выносятся: ■

- результаты натурных 'исследований работы буроинъекционкых свай в массиве грунта;.

- результаты численного моделирования работы свай с различным углом наклона в системе "фундамент-свая-оонование";

. - технологические приемы по повышению несущей способности свай усиления с использованием элек^рогидравлического эффекта (ЭГЭ);'

- метод контроля качества изготовления свай повышенной несущей способности (ЗГЭ-свзй).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано пять работ. Получено положительное решение на выдачу патента Российской Федерации.

Внедрение результатов исследований. Научные результаты исследований и разработки автора по теме диссертации испольвованы АО "Георекон" при проектировании и выполнении работ по усилении аварийно-деформируемых зданий. Экономический эффект от внедрения составил 36 тысяч рублей в ценах.1684 г.

Структура и объем работы. Диссертация состоит иэ введения, 4 глав, основных выводов, описка использеванной литературы из 199 наименований и одиннадцати приложений. Общий объем составляет 241. страницу машчопионого текста, включая 63 рисунка, 26 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обосновывается актуальность теш и ее практическая еначимость, леречиолены основные положения, выносимые на ващиту и охарактеризована научная новизна работы в целом..

Глава 1. Использование буропнъекцконных технологий в практике реконструкции. Дзется анализ современного состояния технологий-усиления оснований и фундаментов. Установлено, что традиционные технологии не всегда позволяют устранить все дефекту оснований и фундаментов, вызывающие необходимость усилительно-вссстановитель-ных работ. Кроме того, в условия;; слабых грунтов он;; в ряде случаев неприемлемы.Разрабатываемые нозые технологии дслчны обеспечивать дальнейшую длительную эксплуатацию, соответствующую данному при проектировании геотехническому прогнозу. Должны быть решены все сопутствующие важные факторы: экономика, экология, безопасность ведения самих работ в процессе усиления, снижение сроков строительства, материалоемкости и трудоемкости.

Вопросами усиления фундаментов и грунтов в их основании посвящены работы отечественных исследователей Б.В.Бахолдина, А.К.Ёугроаа, А.Я.Будина, Е.Ф.Винокурова, Э.М.Генцеля, Б.И.Далмз-това, Х.А.Дйантимирова, А.И.Егорова, Н.Н.Задородной, С.Н.Клепикова, П.А.Коновалова, Н.В.Корниенко, М.В.Малышева, Ю.Н.Мурзенко, Е.М.Пэрлен, С.Н.Сотникова, С.Б.Ухова, А.Б.Фадеева, В.Б.Швеца и др. •

Показаны преимущества буроинъекционных сваи применительно к усилению осноешшй и фундаментов в условиях слабых грунтов перед существующими способами, связанными о уширением фундаментов. Одной из причин одерживавшее широкое применение относительно тонких бурошгьекционных свай усиления, является проблема-их продольной устойчивости. Этот вопрос в отечественном фундаментостроении до недавнего времени был не актуальным. Объем применения свай большой длины и гибкости был чрезвычайно мал, а нагрузки на такие сваи из-за неизученное™ ¿опроса и недостатка опыта наэначалиоь

-8т

без должного ра-чехного обоснования.. В атом направлении можно отметить работы южно отнести работы Далматова Б.И., Дмоховского В.К., ' Джантимирова К.А., Эаври^ва К.С., Мустафаева A.A., Мэтоа М.А., Ободовсксго A.A., Россиянка Ю.В., Шппро Г.С. За рубежом аналогичной тематикой занимались следующие исследователи - Еерг-фельт А., Ринк?рт Г., СтгЕенс Л., Тердаги К., Френсис А., Ходли П., Хлрро Е. и др.

■ На основнии аналитического обзора технической литературы отмечаются следуюздое важные для дальнейших исследований вопросы, •. ' которыми занимался автор диссертации.

1. Экспериментальное исследование работы вертикальных и наклонных буроикъекцпонных саай в натурных условиях с использованием тензодатчиков.

2. Использование численных метадоз в исследовании особенностей взаимодействия бурошгьекционных свай усиления с фундаментами реконструируемых зданий, и грунтами основания.

3. Разработка способов повышения несущей способности буро-инъекционных свай усиления в условиях слабых грунтов с возмож-

" ноотью ее регулирования в процессе изготовления свай.

Глава g. Экспериментальные исследования особенностей работы буроинъекциокных свай в слабых грунтах. Описаны следующие, разработанные автором методики для определения . величины внутренних усилий, возникающих в буроннъекционных сваях при нагружении, на основе электротензометрии:.

1. Методика изготовления арматурных тензоотержней. : V 2. Методика проведения эксперимента.-

3. Методика обработки результатов данных тензометрии после ;. испытания бурошгьекционных тензосвай статической нагрузкой.

- о -

Для армирования тензосваи юиыеняяоя одии:'-:нш огержень диаметром 25 мм из стали класса А-III. Тенвостержень представлял со-■ бой двухметровый отрезок арматури с наклеенными тгизоревисторями о подсоединенными к ним проводамг. Для обеспечения к зделшости работы датчиков в грунте использовглась специальная гголяция. Для замера деформаций стержня применялись тензоре;:-;:сторы тгпа ГО.-5-200-Б-12, с базой 5 мм, сопротивлением ?,00,5 + :-,й0 м, чувствительность» К = 2,14. В контролируемом сечении стержня наклеивалось четыре'тензорезистора клеем "Циакрин ЭО".

С целью отработки методики и получения надежных зксперимен-гальнык данных в лабораторных условиях была произведена тарировка генгостерьней под нагрузкой.

Арматурный стержень для буроинъекционной тензосваи собирался 1а опытной площадке из отдельных тензостержней в секции по 4 м 1-Яиной, для последующем установки их в скв'ачшны.

• Зкипер.щентальная часть исследований проводилась нз опытной лощадке о характерными для Санкт-Пчтербурга слабыми грунтами.

Опытная площадка сложена в верхней части песками морских и верных отложений со следующими характеристиками: удельный вео 9,Б кН/м3; коэффициент пористости 0,75; угол внутреннего трения 3-28°; к'оду.чг деформации 11-18 МПа. Подстилающий слой - суглинки зерно-ледниковых верхнечетвертичных отложений и верхневалдайскик ;дниковых отложенйй (лукская морена) со следующим:* характеристи-аш: удельный вэо 18,2 - 21,6 кН/м3: влажность 0,17-0,42 ; козф-гциент пористости 0,48-1,1; удельно-} оцепление 0,008-0,047 МПа; •ол внутреннего трения 10-26°; модуль деформации 4,5-17 МПа.

Для исследования внутренних усилий, возникающих в буроинъек-оняах сваях пор, вертикальной нагрузили, с пошщьй алектротензо-

метрик было испытано два типа сваи: • 1) две вертикальные; 2) две наклонные, объединенные обоуш высоким ростверком.

Показания тензоревисторов фиксировались на калдой ступени аагружения: в начальный момент времени после приложения нагрузки и по достижении услоеной стабилизации осадки сваи на данной ступени нагруления. По полученным данные с использованием тарировоч-ных графиков, были определены величины изгибающих моментов в контролируемых сечениях по длине сваи.

По результатам экспериментальных данных были выполнены сопоставительные расчеты. Сопоставление результатов показало, что методика расчета описанная в главе 3 с достаточной степенью точности отражает работу буроинъекдионных овай в слабых грунтах и может Сыть использовала в практике проектирования усиления оснований и фундаментов р использованием буроинъекдионных ,онай.(см.рис. 1;2).

Анализ полученных данных покааал следующее:

1. Знакопеременные внутренние усилия возникают по всей длине вертикальных и .наклонных буроинъекцианкых свай. В вертикальных оваях это можно объяснить наличием начального искривления арматурного каркаса отвала сваи в процессе ее'изготовления.

2. Величина внутренних усилий изменяется по длине свай в процессе их нагружения статической вертикальной нагрузкой' резко возрастая в вертикальной свае на участках с более плотными слоями грунта, а в наклонной - на участках в толще слабого грунта.

3. При осадках более 20 мм, в наклонных сваях-стойках, при наличии толщи слабых грунтов, могут возникнуть предельные по величине внутренние усилия.

-11-

- U; -

• Глава 3. Особенности озвмесгнпй-' рабсть: бурокнъЕ-кциэнкыл сь.чй усиления о фундаментами 'реконструируемых вданкй. Проводятся численные исследования. напряженно-деформированного состояния бу-роинъекционных свай усиления и грунтов основания при дейотЕик на усиленный фундамент вертикальной нагрузки. В результате исследований устанавливались зависимости осадки усиленного фундамента и максимального нагибающего момента а сваях от модуля деформации, •грунта основания, длины и угла наклона буро:шъекционных свай усиления.-

■■ ' Численные исследования проводились о использованием теории планирования эксперимента. Для проведения численных наследований ' использовался программный комплекс "Раокос". Расчетная: скзма фундамента с наклонной сваей усиления и грунтовым основанием представлялась в виде прямых треугольных и прямоугольных призм. Кон- " такт на границе грунта со сваей усиления моделировался при помощи специальных конечных контакт-элементов (ККЭ), вкадящик в матрицы . i .. жесткости (Ш) программы.

' Непосредственный раочет системы "фундамент - свая усиления - грунт", методом конечных алементов (МКЭ) достаточно сложен ввиду больших затрат времени и объема оперативной' памяти ЭВМ. По-■ этому для расчета'иопольэовадааь специально преобразованная ese- . ма. Под исходной понимается рзачетная схема системы "фундамент - свая . усиления - грунт" с начальной разбивкой на конечные -элементы (КЭ). Под преобразованной схемой понимается разбита* на КЭ система "фундамент - свая усиления - грунт", с объемам грунта • лишь в тех размерах, где козыомнн пластические деформации. Остальная, упругая область, представляется контурными точками (КТ). •

Матрица жесткости КТ получается при помощи метода скольвящих су-п&рэлементов, в основе которого лвлмт процедура редуцирования.

Разрешающая система линейных уравнений получается суширова-нием Ш КЭ упругопластической области о МЯ КТ упругой области грунта и имеет вид:

к рг> р-ро К по

'Ъ _ рР .

Чп Рп + Рс

где {?пп - матрица жесткости элементов, совпадающая о контурными точками;

"Ср - матрица жесткости контурных точек оупералемен-тов,отброшенной части грунта;

Р.рп, йпр - блоки влияния конечных элементов группы п на группу Р;

Рр,п - вектор нагрувки узлов Р и п соответственно;

Рс - вектор приведенных нагрузок к контурным точкам еу-перэлемектов.. -•В программе "РАСКОС" упругашшотические свойства грунта описываются зависимостью Миэеса-Шлейхера-Бот; кипа-Бугрова:

1' г - в4 •+ в Ьг р - п ", • ' •

где р, п - параметры эависимооти, аналогичные углу внутреннего трэкия и оцепления грунта в условиях Кулона;

61 , 6 - интенсивность • касательного напряжения и среднее яалряженне. • "■",•''.•

Для выявления особенностей взаимодействия усиленного сваями фундамента о грунтами основания бьши проведены серии расчетов-

В табл. 1 ппедстазлены велгашы максимальных моментов и Данию по прогнозу осадок фундаментов, усиленных буроинъсжциониыми

оваями, полученные в результате численного моделирования реальной реконструкционной ситуации.

Таблица 1.

Величины максимальных моментов М в сваях усиления и осадки фундаментов Б

Характеристики фундамента и грунта * 3, см М, кН.м

Ь,м и ,град Е, МПа

15 17 10,0 4,81 41,6

15 7 10,0 4,72 15,8

15 17 20,0 2,84 24,0 ■

15 7 20,0 ■ 2,78 10,5

15 17 30,0 2,05 17,1

16 ■ 7 30,0 2,03 7,8

7,5 17 10,0 5,13 48,3

7,5 7 10,0 5,36 19,7

7,Б. 17 20,0 2,99 - 25,8

7,Б 7 ■ 20,0 2,95 11,6

7,6 17 30,0 . 2,12 17,8

7,5 п ( 30,0 2,09 ■8,3

* (I- - длина свай; а - угол наклона свай усиления; Е - мо--

дуль деформации грунта).,'..'. •

В качестве примера на рйс.З приводятся эпюры изгибающих моментов в буроинъекционной свае усиления. Характер напряженно-деформированного состояния грунтов под фундаментом после, внедрения • сваи усиления в порядке первого приближения может быть оценен 'по . изолиниям вертикальных нормальных давлений, что наглядно видно на ' фрагменте, представленном'на рис.4. .

Анализ изолиний вертикальных нормальных давлений в различных расчетам показал следующее. При усилении фундамента буроинъекци- . онной сваей, по сравнению с вариантом фундамента без. усиления," изолинии вытянулись в сторону сваи. При этом наблюдается увеличение давлений на глубине в районе нижней части спаи, т.е. давления, из зоны непосредственно под подопвог. фундамента перераспределяет-

он на некоторую глубину. С увеличением угла наклона свай от 7 до 17 градусов также происходит перераспределение давлений. На глубине их характер остается таким не, но происходит смещение напряжений вправо, вслед за сваей. Непосредственно же под подошвой усилив,аемого фундамента распределение давлений становится более неравномерным. При увеличении длыы сваи в слабых грунтах эффект перераспределения давлений более значителен. Отметим следующую закономерность: увеличение длины сваь при больших углах наклона приводит к более значительному перераспределению вертикальных нормальных давлений; при этом зона концентрации давлений смещается вниз.

На основании приведенных численных исследований установлено, что для гибких буроинъекцяонкых свай усиления угол наклона в пределах от 7 до 17 градусов незначительно сказывается на величине конечной осадки усиливаемого ими фундамента (до ?.7.),. но значи-• тельно влияет на увеличение внутренних усилий (до 59%) в.' сваях. Численные эксперименты не подтвердили имеющееся представление о том, что при увеличении угла наклона сваи осадка фундамента снижается за счет аффекта армирования масолва грунта. Для уменьшения внутренних усилий, возникающих в наклокнж буроинъекционных сваях, используем к для усиления фундаментов, .следует применять • малые углы наклона (до 10 градусов). Увеличение угла наклона буро-•инъекцлснной сваи усиления (более 10 градусов), приводит к увеличению эксцентриситета фундамента и к неравномерному распределению давлений под его подошвой. Устройство сваи усиления улучшает'ус- ' лсвия передачи давлений на грунт ниже подопвы сущостЕ'.утощего фундамента. При совместной работе фундаментов с элементами усиления роЗГр'/лЗеТОЯ ОиНОЁсШИё КёПОирёДСТБёККО ПОД ПСДОШВий ОчС-Г и£'р9 "

распределения давлений на более глубокие слои грунга.

Для рс-конструируемого здания, фундаменты которого усиливались буроиньекционными сваями (Ь = 15 м, '<* = 17', таг свай 3 м), проведены геодезические наблюдения эа его осадками пссле надстройки и замены перекрытий. Отмечается хорошая сходимость данных натурных наблюдений с данными, полученными расчетом.'

Глава 4.. Формирование несущей способности буроинъекционных. звай усиления в процессе изготовления с помощью электрогидравли-¡еского эфффекта. Рассматриваются технологические особенности из-'отовления свай усиления повышенной несущей способности в услови-х слабых грунтов. Приведены результаты натурных исследований ГЭ-свай, выполненных автором, анализ опубликованных ранее экопе-иментов, а также предложены методики определения характеристик ^Э-процесса и контроля эа качеством изготовления сваи.

Проведенные в предыдущих главах настоящей диссертации иссле->зания показали, что в ряде, случаев необходимо повысить несущую гособность буроинъекционных свай усиления, особенно, в условиях :абых грунтов. .Это уменьшит количество самих свай и позволит игить возможную'неравномерность осадок" усиливаемых зданий.

Принципиальная возможность использования мощны): импульсов «а для. повышения несущей способности буронабивных свай была по-' ?£.на в начале 70-х годов Г.Н.Яссиевкчем (ЛИСИ).

В развитие этих работ были исследованы возможные варианты юльзования алектрогидраэлнчейкого эффекта для уширения, буро->екционной сваи и уплотнения грунта под пятой; для уширений по не сваи на оптимальных, предварительно рассчитанных горизон-; повышения коэффициента трения по боковой поверхности буро-екциояных сеай, изготовляемых под глинистым раствором; увели-

чения исходного диаметра сваи до определенного расчетного значения. . '

Использование ЭГЭ в определенных грунтовых условиях позволило повысить несущую способность Суроинъекционных свай трения в' 1,2-2,5 раза.

Исследования проводились на различных, наиболее характерных грунтах Санкт-Петербурга на 3 опытных площадках. При изготовлении серии опытных свай на различных режимах работы электроимпульсной установки (ЭИУ) измерялись динамические колебания грунта при производстве ЭГЭ- may ль сов. Полученные результаты свидетельствуют о стабильности преобразования электрической энергии в механическую, которая воздействовала на грунты основания в данной серии опытов. Система наблюдений с использованием акселерометров позволила отработать методику контроля качества изготовления ЭГЭ-свай. При этом отрабатывались конструкции опытных разрядников (рабочего органа для производства ЭГЭ-импульсов). .По результатам разработанной методики контроля качества изготовления ЭГЭ-свай получено положительное решение на выдачу патента Российской Федерации. К 50Б1270 от 3.07.92 г."сйособ изготовления ЭГЭ-свай".,

Благодаря'имеющему фактическому материалу, на основе сопоставления данных можно отметить следующее. .

Величина запасаемой в конденсаторам ЭИУ энергии должна быть не менее 10 кДя, при этом увеличение энергии- свыше 10-30 кФ мало сказывается на получаемых результатах.

Эффективная деформация стенок скважин ЗГЭ-импульсами им-ее; пороговый характер, в зависимости от характеристик грунта. Увеличение числа импульсов свыше 30 представляется нецелесообразны!/. Разброс в значениях.несущей способности ЭГЭ-свай существен«!

эльшв, чем наблюдаемый для традиционных буроинъекцианкых свай, эхнология использования ЭГЭ должна совершенствоаться для воамож-эсти ее использования в практике строительства и реконструкции.

При расчете характерных параметров ЭГЭ-процесса (величины эзникающего давления, радиуса образующейся полости, сейсмической агрузки на рядом стоящие объекты) можно использовать как экспе-адентальные данные, так и данные эмпирических зависимостей. Во :ех случаях необходимо определять величину энергии, выделяющуюся канале пробоя, которая составляет лишь часть от энергии, запаянной в конденсаторах накопителя, при устройстве ЭГЭ-свай. Энер-!я, выделяющаяся в канале разряда, может иметь равброо до 507. и мее даже при неизмененных внешних условиях: параметры раотвора, котором происходит разряд, зарядном ' напряжении накопителя и п, ,

Установлено, что величина энергии-, выделяющаяся в канале хэбояпри мощном разряде и,следователь но, величина возникающего рабочей зоне давления могут меняться в широких пределах. Поато-г невозможно • гарантировать расчётный диаметр уширения оваи или ¡противления тренип по боковой поверхности без контроля величины гергии", передаваемой в канал разряда!. Установлена необходимость ятрола за степенью динамического воздействия ЭГЭ-ышульоов , о ¡е:'ОМ допустимых пределов их применимости по грунтам и' состояния ¡шгиваемых кон-зтрукции. Этот вопроо требует специального газле-®шго, а противном случае предложенная технолога в определен-"; IX неблагоприятных условиях (олаЗые, ваторфованные грунты, ват- ■ :в здания) может оказатьоя опасной.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Как показывают натурные исследования и численное моделирование, буроинъекционная свая в массиве слабого грунта при наг-ружении получает изгиб по нескольким полуволнам. Эпюра изгибающих моментов в вертикальной свае знакопеременная и описывается кривой в виде "затухающей синусоиды" с максимальной ординатой в верхней полуволне. Для наклонной сваи характерна эпюра моментов с максимальной ординатой в наиболее слабом слое грунта. Длина максимальной полуволны'в рассматриваемых сваях при условии заделки их нижней части в морену составляет 5-6 м при общей длине оваи 15 и. При жесткой заделке оваи усиления в существующем фундаменте максимальный момент возникает в местё заделки.

Для бурошгьекционных ~ свай, обладающих невысокой жесткостью, изменение угла наклона в пределах от 7 до 17 град, незначительно оказывается на величине конечной осадки (до 27.), но значительно влияет на увеличение внутренних усилий (до 59Х)-в сваях. Имеющееся представление о том, .что с увеличением угла наклона сваи, как бы армируется.большой массив грунта, снижая осадку усиленного фундамента, не подтвердилось.

3, Устройство буроинъекционных свай усиления способствует перераспределению напряженно-деформированного состояния грунтов в -основании реконструируемого фундамента таким образом,что изолинии вертикальных напряжений .'вытягиваются вдоль оси сраи и часть нагрузки передается на нижележащие слои грунта. Увеличение модуля деформации грунта приводит к возрастанию.доли нагрузки, воспринимаемой грунтом ниже острия сваи и к уменьшению доли нагрузки, передаваемой на грунт боковой поверхностью оваи.

4. Предложенная методика проведения натурных исследований аботы буроинъекционной сваи в массиве грунтз, о использованием рматурных тензостержней и компенсационных свай, позволила уста-овить величины изгибающих моментов по длине и в поперечном сечет сваи, и может Сыть рекомендована к использованию при испытали опытных свай.

5. Для оценки совместной работы буроинъекционной оваи, фун-змента и массива грунта применима модель упругоидеальноплаоги-гской среды о критерием прочности Мизеса-Илейхера-Боткина в >ехмерной постановке. Решение такой задачи становится возможным да использовании контурных точек и суперэлементов, маделиг'щик 1боту отброшенной части среды. Полученные решения позволили со-ршзнствовать технологию изготовления буроинъекционных свай.

- . 6. Найдены оптимальные технологические параметры устройства роинъекционных свай о использованием Элекгрогидравличеокого вф-кта, позволяющие сократить технологический цикл и энергозатраты:

- величина запасаемой в' конденсаторах ЭИУ энергии должна гь не менее 10 кДж; '.;.".

увеличение энергии свыше 10-30 кДж мага сказывается на по-гземых результата?';

- эффективная деформация стенда скважин. ЭГЭ-импульсами имеет игоаяй характер, я зависимости от характеристик грунта. Уэеди-'Ии числа ши/льсов свыше 30 нецелесообразно.

Установлено наличие "слабых" и "сильных" -импульсов, что пов-:ило предложить методику контроля качества изготовления свай.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих ра-ах!,

. 1.Улицкий В.М., Осокин A.И. .Бровин C.B. Усиление свайны; фундаментов в условиях слабых грунтов// Проектирование и /стройс ТВР фундаментов в. условиях слабых грунтов: ■ Мат.сем. /ДЩШ1, 'Л, J9S0.C.33-37.

2.Улицкий В.М. »Королев Б.А. .Рощин В:М., .Бровин C.B.- Совер шенствование технологии устройства свай усиления //Фундамент реставрируемых и реконструируемых зданий и памятников архитекту рЫ:Мат> конф./ДДНТП.Л.,1991.0.37-43.

3.Улицкий В.М.,Бровин C.B., Пронев Л.К., Осокин А.И. Исполь зование .инъекционных методов для комплексного решения вопросе усиления и гидроизоляции в процессе реконструкции//Современнь методы производства гидроизоляционных и инъекционных работа об^куя» городской застройки:Мат.Сем. /ЛендилНИКароект. Л. ,1991 0.10-11. . .

4.УЛИЦКИЙ В.М..Бровин C.B., Попов П.Г., Попова S.A., Неналк ,А.П. Контроль эффективности процесса и качества устройства набт ных сваи о исподьвованием электрогидравлического эффекта //Про! лемы овайного фукдаментостроения: Тр.Ill межд.конф./Пермь,199: о. 87-91. ' ' .

З.Улицкий В.М..Бровин C.B.,Нссиевич Г.Н. Повышение несущ способности буроикьекционных овай электроимпульсными разрядам //Проблемы овайного фундаментоогроения: Тр.Ill межд.конф. Перм ,199?.е.,91-93. . • '

6. Положительное, решение на выдачу патента Российской Фед

>.

реации по заявке N Б051270 От 3.07.92. способ изготовления наби ной сваи.

рсижм S»rfs?>-> ;