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

Санюп-Пе/пербурзский государственный архитектурно-апроительний упиверсижп

На правах рукописи

ПРОНИН Сергея Вллдимироикч

осокгаэюстм РАБОТЫ БУК)ГО1ЪЕКЦИ0Н1Ш СРЛй УСИЛЕНИЯ В МАССИВЕ СЛАБЫХ ГРУНТОВ

0-5. гЗ. Ой - Основания и $;,цд&*екяы

АВТОРЕФЕРАТ

■ дрооеотаиртя на ааткач'к ученой ст?п~чя кандидата текнрч&скш: тук

Начет-Петербург ШЧ

Работа выполнена в Оанкт-Пе-тербургсксн гсаударстшпюм архи-тектурнз-.гтрои^елыюм унпьбрситете.

Научдой рук»;есднг«?ль - почетны!! член Российски акц-шт архитектуры к строительны/, наук, диио-■ чвнтельнь-т чг^и Петровской академии

иску ост« и наук, ьасл.деят, науки и теинкки К-, доктор технических наук, про^-соор Е.И.Далыатов: Научный коксулм'&нт - доктор технических ааук»

г.. с.про1>есо:>ра В.М. Улицкяй Офишальный слшоябнзд: дэктор Тбкнлческкх наук, ПрОфС-ССС'р к. Я. Еудин кандидат технических наук, ьед.кзуцн.сотр. ВИИИГСа Е.М.Дердей

Ведущая оргашюацкй: ЛО "Фувдамейтпрзект"

Заштд сюатсшпш "^."¿к-ХАШ 1994 г. в _ч.

на.йаобдании диссертационного совета К. 063.?1.02 при Санкт-Петер-бургскам государственном архитектурно-строительном ушшероитэта по адресу: 199005, Санкт-Петербург, й-я Красноармейская ул, ,4, вал ваойданий^521-е).

С диссертацией можно ознакомиться ь фундаментальной библиотеке уштероптута, ■

Аьтор<:<йр--\- разослан '■ " 1954 Г.

о'цнааи с-л;ретапь лилово''1 анионного совета

кавдидат теяшчаджпг. наук - ч/А.-//-'/" Е. А. Ковлов

-СООБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Реконструкция, техническое перевооружение предприятий, надстройка существуют1,«/. зданий и освоение подземного пространства городов приводят, глк правиг:'. к необходл-мости выполнения специальных работ по усилении осное'-чий и фундаментов.

Использование буроинъекционных технологии при устройств« свай усиления, в том числе в районах, сложенных слабш/и грунта»-!», позволяет успешно решать вопросы, экономии и этлогйн в условиях реконструкции, снилать трудоемкость работ. Указанные технологии успешно использовались при реконструкции здании центра Санкт-Петербурга, уникальны;/. дреЕних строений Архангельска, Новой Ладоги, Новгорода, Пскова - памятников истории искусства, культуры и строительной, техники России. При этом использовались наиболее надежные и щадящие способы ведения работ.

Однако, применяемые в мировой и отечественной практике инъекционные способы еще мало изучены. Это сокращает объемы их дальнейшего широкого внедрения для 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 с элементам усиления.

Работа выполнена в соответствии о целевой комплексной программой ГКНГ (0Щ31, задание 04.02.02 с 11т) «тематическим планом .научных исследований, проводимых СПбГАСУ по региональной комплексной программе Петербурга "Центр" и "Килище 2000".

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

екционны/ свай усиления в слабых грунтах разработать методику раочетс таких сван, включая. ;ум методы численного моделирования и предложить технологии, обеспечивающие экономию средств, снижение материалоемкости и сроков ведения работ.

Для ¡¡юстилешш поставленной цели Сиди решены следующие задачи:

1. Выполнен обвор и осуществлено обобщение отечественного и зарубежного опита устройства буроинъекционных свай и методов их расчета.

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

3. Разработана и реализована методика натурных испытзний бу-роннъекцношмк сван с использованием тензометрических датчиков, что дало воеьгсшюсть сопоставить данные расчета с эксперименталь-

. но полученными »качениями.

4. Разработана технология изготовления овай усиления, поэво-ляющая формировать их несущу» способность в процессе изготовления. Предложены способы контроля качества овай усиления повышенной .несущей способности.

Б. Осуществлено внедрение предлагаемых разработок в практику реконструкции.

Н аучная но и з н а проведенных исследовании заключается в следующем:

'- п, .Амилена методика натурвдч исследований работы бурокнъ-вкциокнык пвай в м.аооиве грунта, о использованием специально реа-работалных арматурных теичостержней;

экспериментально и расчетным путем выявлены особенности работы вертикальных и наклонных овай усиления в массиве слабого'

- -

грунта; получены эпюры изгибающих моментов в ск?лх;

- предложены оптимальны? уплы наклона буроннг'-кциошшх сваи к вертикали;

- отработана и предложена методика контроля качества иено-тавливаемых буроинъекционных- свай о использованием ?;:ектрогидрс,а-лического эффекта (ЭГЭ-свай), что подтверждено получением положительного решения на выдачу патента на способ устройства бурошгь-екционной сваи повышенной несущей, способности.

Практическая значимость проведенной работы состоит;

- в доведении результатов исследований до возможного их применения в практике проектирования и производства работ гю усилению фундаментов;

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

- во внедренш". разработанных методик и технологических приемов в практику усиления оснований и фундаментов буроинъекционнымн сваями, в том числе ЭГЭ-оваяки;

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

Апробация работы. Основные положения исследований, обобщения по ним докладывались на: научно-технических конференциях СПбИСИ (ЛИСИ), 1990-1993 гг.; семинаре ЛегошлНИИпроекта "Современные методы производства гидроизоляционных и инъекционных работ на объектах городской застройки".Санкт-Петербург, 1991; семинаре ДЦНТГ1 "Проектирован«? Я устройство фундаментов в условиях слабых грунтов". Санкт-Петербург, 1^90; конференции Л£НТП "Фундаменты реставрируемых и реконструируемы?: зданий и памятников архитектур;/'. Санкт-Петербург, 19Э1; II 1-й международной конференции по проблч-

мам свайного фукдаментострсенпя, («'¡шок, 199Я.

' На защиту выносятся:'

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

- резу^т&ты численного моделирования работы свай с различным углом наклона в системе "фундамент-свзя-основание";

. - технологические приемы па повышению несущей способности свай усиления с использованием элек^рогидравлпческого эффекта (ЭГЭ);

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

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 использованы АО "Георекон" при проектировании и выполнении работ по усилению аварийно-деформируемых зданий. Экономический эффект от .внедрения составил 36 тысяч рублей в ценах 1984 г.

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

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обосновывается актуальность темы и ее практическая еначимость, леречислекы основные положения, выносимые на пащиту и охарактеризована научная новизна работы в целом..

Глава 1. Исполпэование буроннъекцконных технологий в практике реконструкции. Дается анализ гэзременного состояния технологий • усиления основ,знии и фундаментов. Установлено, что традиционные технологии не всегда позволяют устранить все дефекты оснований и фундаментов, вызывающие необходимость усилительно-вссстановитель-ных работ. Кроме того, в условиях слабых грунтов окл в ряде случаев неприемлемы.Разрабатываемые кочые технологии дслчны обеспечивать дальнейшую длительную эксплуатацию, соответствующую данному при проектировании геотехническому прогнозу. Должны быть решены все сопутствующие важные факторы: экономика, экология, безопасность ведения самку работ в процессе усиления, снижение сроков строительства, материалоемкости и трудоемкости.

Вопросами усиления фундаментов и грунтов в их основании посвящены работы отечественных исследователей Б.В.Еахолдина, А.К.Бугрова, А.Я.Будина, Е.Ф.Винокурова, Э.М.Генцеля, Б.И.Далма-това, Х.А.Дпантимирова, А.И.Егорова, Н.Н.Задоролной, О.Н.Клепикова, П.А.Коновалова, Н.В.Корниенко, М.В.Малышева, Ю.Н.Мурзенко, Е.М.Пэрлея, С.Н.Сотникова, С.Б.Ухова, А.Б.Фадеева, В.Б.Швеца и ДР- •'

Показаны преимущества буроинъегсционных свай применительно к усиления оснований и фундаментов в условиях слабых грунтов перед существующими способами, связанными о уширением фундаментоз. Одной иа причин сдергивающих широкое применение относительно тонкий 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 чрэзвычайно мал, а нагрузки на такие сваи из-за нецгученности ¿опроса и недостатка опыта назначались

-8т

без доллного ps-.четного обоснования.. В этом направлении можно отметить работы мгжно отнести работы Далматова Б.И., Дмоховского В.К., ' Джантимирова X.А. , Завриееа К.С?., Мустафаева A.A., Мэтоа М.А., Ободовского A.A., Poocivuw з В.В., Шппро Г.С. 9 а рубежом аналогичной тематикой эанималлсь следующие исследователи - Берг-фельт А., Ринкерт Г., Стгвенс Л., Терцаги К., Френсис А., Кодли П., Х'Арро Е. и др.

На основнк'.г аналитического обзора технической литературы отмечаются следуйте Еажные для дальнейших исследований вопросы, • ' которыми занимался автор диссертации.

1. Экспериментальное исследование работы вертикальных и наклонных буроинъекционных свай в натурных условиях с использованием тензодатчиков.

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

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

' ностыо ее регулирования в процессе изготовления сеэй.

Глава 2. Экспериментальные исследования особенностей работы буроинъекционных сваи в слабых грунтах. Описаны следующие, разработанные автором методики для определения величины внутренних усилий, возникающих в буроинъекционных сваях при нагрулении, на - основе электротензометрии:.

1. Методика изготовления арматурных тензостержней.

V 2. Методика проведения эксперимента.• ' : V 3. Методика обработки результатов данных тензометрии после ' испытания буроинъекционных тензосвай статической нагрузкой.

Для армирования тензоован п':,иг:енялся одш:,:нии стержень диаметром 25 ш из стали класса А-III. Текеостержень представлял со-' бой двухметровый отрезок арматура с наклеенными т^гаорезистопши с подсоединенными к ним провода-,«:. Для обеспечения ь ;дежности работы датчиков в грунте испольгонялась специальная г;оляция. Лля замера деформаций стержня применялись тензоре;:-;:сторы тгпа П1-Б-2СЮ-Б-12, с базой 5 мм, сопротивлением Р.00,5 ± :.20 м, чувствительностью К = 2,14. В контролируемом сечении стержня наклеивалось четыре 'тензорезистора клеем "Циакрин ЭО".

С целью отработки методики и получения надежных экспериментальных данных в лабораторных условиях была произведена тарировка тензостер*.ней под нагрузкой.

Арматурный стержень для буроинъекционной тензосваи собирался на опытной площадке из отдельных тенэостержней в секции по 4 м длиной, для послед'^влцей установки их в скв'алины.

• Экспериментальная часть исследовании проводилась. на опытной площадке с характерными для Санкт-^тербурга слабыми'грунтами.

Опытная площадка сложена в верхней части песками морских и озерных отложений со следующими характеристиками: удельный вео 19,Б кН/м3; коэффициент пористости 0,75; угол внутреннего трения 26-28°; модуль деформации 11-18 МПа, Подстилающий слой - суглинки оэерно-ледниковых верхнечетвертичных отложений и верхневалдайских ледниковых, отложений (лужская морена) со следующим:', характеристик каин: удельный еэс 18,2 - 21,5 кН/м3; влажность 0,17-0,42 ; коэффициент пористости 0,48-1,1; удельно? сцепление 0,008-0,047 МПа; угол внутреннего трения 10-26°; модуль деформации 4,5-17 МПа.

Для исследования внутренних усилий, вовниклющих в бурошгаек-ционкых свалх иод вертикальной нагрузкой, с помощьй электротенэо-

метрии было испытано два типа свай: • 1) две вертикальные; 2) две наклонные, объединенные общим высоким ростверком.

Показания тензорезисторов фиксировались не каддой ступени эагружения: в начальный момент времени после приложения нагрузки и по достижении условной стабилизации ооадки сваи на данной ступени нагруления. По полученным данным с использованием тарировоч-ных графиков, бьши определены величины изгибающих моментов в контролируемых сечениях по длине сваи. , По результатам экспериментальных данных были выполнены со-

поставительные расчеты. Сопоставление результатов показало, что методика расчета описанная в главе 3 с достаточной степенью точности отражает работу Суроинъекционных свай в слабых грунтах и может быть использована в практике проектирования усиления оснований н фундаментов р использованием буроинъекционных ( ,рвай.(см.рио.1;2).

Анализ полученных данных показал следующее:

1. Знакопеременные внутренние усилия возникают по всей длине вертикальных и .наклонных буроинъекциоаных свай. В вертикальных

' г .

сваях это можно объяснить наличием начального искривления арматурного каркаса ствола сваи в процессе ее изготовления.

2. Величина внутренних усилий изменяется по длине сваи в процессе их нагружения отатической 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-стож«ах, при

4

наличии толащ слабых грунтов, могут возникнуть предельные по величине внутренние усилия.

1 Г: -

' Глава 3. Оообенноптк совместной-' работы буроинъёкциэикьг,-: сьяй усиления с фундаментами 'реконструируемых вдаккй. Проводятся численные чоалвпэъанпя. напряженно-деформированного состояния бу-роинъекционных 'свай усиления и грунтов основания г?ри действии на усиленный фундамент вертикальной нагрузки. В результате исследований устанавливались зависимости осадки усушенного фундамента и максимального нагибающего момента з сваях от модуля дефорыахдш •грунта основания, длины и угла наклона 6уро:ыьекционных свай усиления.-

- ' 'Численные исследования проводились с использованием теории планирования эксперимента. Для проведения численных исследований использовался программный комплекс "Раскос". Расчетная схэма фундамента с наклонной сваей усиления и грунтовым основанием представлялась в виде прямых треугольных и прямоугольных призм. Контакт на границе грунта со сваей усиления моделировался при помовд специальных конечных контакт-элементов (ККЭ), входящих в матрицы жесткости СМЖ) программы.

'Непосредственный расчет око?аш "фундамент - свая усиления - грунт", методом конечных элементов (МКЭ) достаточно сложен ввиду больших затрат времени и объема оперативной' памяти ЭВМ. По- • атому для расчета'иопольеовалаоь специально преобразованная схема. Под исходной понимается расчетная схема системы "фундамент - свая усиления - грунт" с начальной разбивкой на конечные .'элементы (КЭ). Под преобразованной схемой понимается разбита* на КЗ система "фундамент - свая усиления - грунт", с объеши грунта лишь в тех размерах, где ьозмшшы пластические дерормации. Остальная, упругая область, представляется контурными точками (КТ). ■

Матрица жесткости КТ получается при помощи метода' скользящих су-пврэлеменгоБ, в основе которого леу.нт процедура редуцирования.

Разрешающая система линейных уравнений получается суммированием 1.Ж КЭ упругопластической области о Ш КТ упругой области грунта и тлеет вид:

R рр Rpo

R np Rnn+Cp

qp Рр ,

в»

Qn Pn + Рс

где Rnn - матрица жесткости элементов, совпадающая о контурными точками;

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

Rpn. Rnp - блоки влияния конечных элементов группы п на группу Р;

Pp.ri - вектор нагрузки узлов Р и п соответственно;

Рс - вектор приведенных нагрузок к контурным точкам суперэлементов.- - . '; •В программе "РАСКОС" упругопластичёские свойства грунта описываются зависимостью Миэеса-Шлейхера-Бо^кина-Бугрова: ' f - 6t + б te: р -■ п ' , где р, п - параметры вависимооти,. аналогичные углу внутреннего трения и оцеплению грунта в условиях Кулона;'

б i , б - интенсивность ■касательного напряжения и'рреднэе напряжение. •

Для выявления особенностей взаимодействия усиленного сваями; фундамента о грунтами основания были проведены серии расчетов.

В табл. 1 представлены велгашы максимальных моментов и данные по прогнозу ссадок фундаментов, усиленных буротгыкциокньйЩ

сваями, подученные в результате численного моделироЕания реальной реконструкциояной ситуации.

Таблица 1.

. Величины максимальных моментов М в сваях усиления и осадки фундаментов 3

Характеристики фундамента и грунта * 5, см М, кН.м

« ,град Е, МПа

15 17 10,0 4,81 41,6

15 7 10,0 4,72 16,8

15 17 20,0 2,84 24,0 .

15 7 20,0 2,78 10,5

15 , 17 30,0 2,05 17,1

15 ■ 7 30,0 2,03 7,8

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

7,5 . 7 10,0 ■ 5,38 19,7

7,5. 17 20,0 2,99 ■ 25,8

7,5 7 • 20,0 . 2,95 . 11,6

7,5 17 30,0 . 2,12 ', 17,8

7,6 г, 1 30,0 2,09 ■■ 8,3

4 (1- - длина свай; л - угол наклона свай усиления; Ё - мо-

дуль деформации грунта),.'..' ■

8 качестве примера на рис.3 приводятся эпюры изгибающих моментов в буроингекционной 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 расчета:', показал следующее. При усилении фундамента бурэинъекци-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 сааи, т.е. давления из зоны непосредственно под подопво^ фундамента перераспределяет-

Ья на некоторую глубину. С увеличением угла наклона сзай от 7 до 17 градусов также происходит перераспределение давлений. На глубине их характер остается таким ие, но происходит смещение напряжений вправо, вслед за сваей. Непосредственно же под подошвой усиливаемого фундамента распределение давлений становится более неравномерным. При увеличении длкаы сваи в слабых грунтах эффект перераспределения давлений более гначителен. Отметим следующую еэкономерносты увеличение длины свай при больших углач 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 буроинъекционных сваи усиления угол наклона в пределах от 7 до 17 градусов незначительно сказывается на величине конечной осадки усиливаемого ими фундамента (до ?7.), до значительно влияет на увеличение внутренних усилий (до Б92) в; сваях. Численные эксперименты не подтвердил!! имеющееся представление о том, что при увеличении угла наклона сваи осадка Фундамента снижается за счет эффекта армирования массива грунта. Для уменьшения внутренних усилий, возникающих в наклонней бурогаъекционных с'ва-. ях, попользуем и 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'условия передачи давлений на грунт ниже подошвы существующего фундамента. При совместной работе фундаментов с элементами усиления рЗЗГрулг.а£7Сй ОСКОЕсшИё КёиООр&ДСТБёКНО ПОД ПСДОишин с л 045Т П9р г, •

распределения давлений на более глубокие слои грунта.

Для реконструируемого здания, фундаменты которого усиливались буроинъекционными сваями (Ь = 15 м, 'и » 17", шаг свай 3 м), проведены геодезические наблюдения эа его осадками после надстройки и замены перекрытий. Отмечается хорошая сходимость данных натурных наблюдений с данными, полученными расчетом.'

Глава 4. . Формирование несущей способности буроинъекционных свай усиления в процессе изготовления о помощью эдрктрогидравли-ческого зфффекта. Рассматриваются технологические особенности изготовления свай усиления повышенной несущей способности в условиях слабых грунтов. Приведены результаты натурных исследований ЗГЭ-свай, выполненных автором, анализ опубликованных ранее экспериментов, а также предложены методики определения характеристик ЭГЭ-процесса и контроля эа качеством изготовления свай.

Проведенные в предыдущих главах настоящей диссертации исследования показали, что в ряде, случаев необходимо повысить несущую способность буроинъекционных свай усиления, особенно, в условиях слабых грунтов. Это уменьшит количество самих свай и позволит снизить возможную неравномерность ойадоч*усиливаемых зданий. '

Принципиальная возможность использования мощных импульсов гока для. повышения несущей способности будонабивных свай была показана в* нача1е 70-х годов Г.Н.Яссиевичем (ЛИСИ).

В развитие этих работ были исследованы возможные варианты использования алектрогидравл1гче6кого эффекта для уширения. буро-инъекционной сваи и уплотнения грунта под пятой; для уширений по цлине сгаи на оптимальных, предварительно рассчитанных горизонтах; повышения, 'коэффициента трения по боковой поверхности буро-отьекциояных СЕай, изготовляемых под глинистым раствором; увелит

ченяя 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 грунта; Санкт-Петербурга на 3 опытных площадках. При изготовлении серии опытных свай на различных режимах работы электроимпульсной установки (ЭИУ) измерялись динамические колебания грунта при производстве ЗГЭ-импульсов.Полученные результаты свидетельствуют о стабильности преобразования электрической энергии в механическую, которая воздействовала на грунты основания в данной серий 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 разработан-; ной методики контроля качества изготовления ЭГЭ-свай получено положительное решение на выдачу патента Российской Федерации. N 5051270 от 3.07.92 г."сйособ изготовления ЭГЭ-свай".,

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

Величина запасаемой в конденсаторах ЭИУ анергии должна быть не менее 10 кДд, при этом увеличение энергия-свыше 10-30 кД* мало скааывается на получаемых результатах.

Эффективная деформация стенок скважин ЭГЭ-импульсами имеет пороговый характер, в зависимости от характеристик грунта. Увеличение числа импульсов 'свыше 30 представляется нецелесообразным.

Разброс в значен.шк. несущей способности ЭГЭ-СЕай существенно

эльше, чем наблюдаемый для традиционных буроитьекционных свай, эхнология использования ЭГЭ должна совериенотвоагься для вовмож-эсти ее использования в практике строительства и реконструкции.

При расчете характерных параметров ЭГЭ-процесса (величины эзникающего давления, радиуса образующейся полости, оейсмической агрузки на рядом стоящие объекты} можно использовать как экспе-иментальные данные, так и данные эмпирических зависимостей. Во зех случаях необходимо определять величину энергии, выделяющуюся канале пробоя, которая составляет лишь часть от энергии, запа-енной в конденсаторах накопителя, при устройстве ЭГЭ-свай. Знер-ия, выделяющаяся в канале разряда, может иметь разброс до 507. и олее даже при неизмененных внешних условиях: параметры раотвора, котором происходит разряд, зарядном ' напряжении накопителя и .п. .

Установлено, что величина энергии-, выделяющаяся в канале робоя при мощном разряде и,следовательно, величина возникающего рабочей зоне давления могут меняться в широких пределах. Поэто-у невозможно ' гарантировать расчётный диаметр утирания сваи или опротгадения трению по боковой поверхности без контроля величины нергии', .передаваемой в канал разряда. Установлена необходимость, онтроля за степенью динамического воздёйо^вид ЭГЭ-кмпульсов о четом допустимых пределов ич применимости по грунтам я состояния силквземых конструкций. Этот вопроо требует специального иссле-общцл, в противком случае предложенная технология в опрэделек-ых неблагоприятных условиях (алабые, заторфованкые грунты, ветке адаиия) может оказаться опасной.

- го -

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Как показывают натурные исследования и численное моделирование, буроинъекциовная свая в массиве слабого грунта при наг-ружении получает изгиб по нескольким полуволнам. Эпюра иэгибающш моментов в вертикальной овае знакопеременная и описывается криво! в виде "затухающей синусоиды" о максимальной ординатой в верхне! полуволне. Для наклонной сваи характерна эпюра моментов с максимальной ординатой в наиболее слабом слое грунта. Длина максимальной полуволны' в рассматриваемых сваях при условии эаделки их нижней части в морену составляет Б-б м при общей длине сваи 15 м. При лёсткой заделке сваи усиления в существующем фундаменте мак-оиманьный момент возникает в месте эаделки.

2.Для буроинъекционных. ' свай, обладающих невысокой жесткостью, изменение угла наклона в пределах от 7 до 17 град, незначительно оказывается на величине конечной осадки (до 2?.), но значительно влияет на увеличение внутренних усилий (до 59Х) в сваях. Имеющееся представление о том, .что о увеличением угла, наклоне сваи, как бы армируется-болыюй массив грунта, снижая осадку усиленного фундамента, не подтвердилось.

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

4. Предложенная методика проведения натурных исследований абогы буроинъекционной сваи в массиве грунта, о использованием рматурных тензостержней и компенсационных свай, позволила уста-овить величины нагибающих моментов по длине и в поперечном сече-пи сваи, и может быть рекомендована к использовании при иашта-ий опытных сваи.

5. Для оценки совместной работы буроинъекционной оваи, фун-аменга и массива грунта применима модель упругоидеальнопласти-еской среды о критерием прочности Мизеса-Шлейхера-Воткина в рехмерной постановке. Решение такой задачи становится возможным ри использовании контурных точек и суперэлементов, моделирующих аботу отброшенной части среды. Полученные решения позволили со-ершэнствовать технологии изготовления Суроинъекционных свай.

•6. Найдены оптимальные технологические параметры устройства уроинъекционньвс свай о использованием эдектрогидравличеокого эф-екта, позволяющие сократить технологический цикл и энергозатраты:

- величина запасаемой в' конденсаторах ЗЛУ энергии должна ыгъ не менее 10- кДж; • .

увеличение энергии овыше 10-30 кДж мадо сказывается на поучаемых результатах;

- эффективная деформация стенок, скважин. аг&-имггульоаш №еет зрагоаык характер, з зависимости от хагыитериотин: грунта. Узелн-энш числа шц/льсов свыше 30 нецеласообраено,

Установлено наличие "слабых" и "сильных" •импульсов, что паз-злило предложить методик контроля качества изготовления свай.

Основное содержанке диссертации опубликовано в следующих ра-зтах!,

. 1,Улицкш В.M., Осокин А.И.,Бровин C.B. Усиление свайны фундаментов в условиях слабых грунтов// Проектирование и устройс тво фундаментов в. условиях слабых грунтов: • Мат.сем. /ДЩШ1. Л. 100O.C.33-37.

2.Улицкдй В.M.,Королев Б.А. ,Рощин В'.М., Еровин C.B.- Совер шенствование технологии устройства, свай усиления //Фундамент реставрируемых и реконструируемых еданий и памятников архитекту ры:Мат.конф./ДЦНТЛ.Л.,1991.0.37-43.

3.Удицкий В.М..Бровин C.B., Пронев Л.К., Осокин А.И. Исполь зование .инъекционных методов для комплексного решения вопроса усиления к гидроизоляции в процессе реконструкции//Современны метода и^юиэводства гидроизоляционных и инъекционных работ н объектах городской застройки: Мат. Сем. /ЛенжилНИКпроект. Л. ,1991 о. 10-11.

4.Удицкий В.М..Бровин C.B., Попов П.Г., Попова 6.А-, Ненаше .A.D. Контроле эффективности процесса, и качества устройства набив ных свай о использованием электрогидравлического эффекта //Проб лемы овайного фундаментостроения: Тр. Ц1 мелд.конф./Пермь, 1S92 с.87-91. ■

б.Улицгаш В.М. .Вровиа C.B. .Яэсиевич Г.Н. Повышение' несуще способности буроинъекционных овай электроимпудьсными разрядами //Проблемы свайного фувдаментоотроения: Тр.Iî1 межд.конф. Пермь ,1992.с. 94-93. , • ' •

б. Положительное решение на выдачу патента. Российской Феде реации по заявке M 5051E7Q, От 3.07.S2. Способ изготовления набив ной сваи.

РСШСУ. /с-