автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Оценка взаимодействия буроинъекционных свай усиления фундаментов с основаниями зданий

804615885

На правах рукописи

Чу Туан Тхань

ОЦЕНКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ С ОСНОВАНИЯМИ ЗДАНИЙ

05.23.02 - Основания и фундаменты, подземные сооружения

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

- о ЛРЦ 7010

Санкт-Петербург - 2010

004615885

Работа выполнена на кафедре геотехники ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

заслуженный работник высшей школы Российской Федерации Карлов Владислав Дмитриевич (СПбГАСУ)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Алексеев Сергей Игоревич (Петербургский государственный университет путей сообщения);

кандидат технических наук, доцент Осокин Анатолий Иванович (ЗАО «ГЕОСТРОЙ» Санкт-Петербург)

Ведущая организация: ООО «ГЕОИЗОЛ» Санкт-Петербург

Защита состоится 14 декабря 2010 г. в 14 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.223.01 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4, зал заседаний (ауд. 219).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет».

Электронная почта: rector@spbgasu.ru Тел./факс: 8 (812) 316-58-72

Автореферат разослан « » ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

-г— -—>1

Ю. Н. Казаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В процессе длительной эксплуатации зданий и сооружений нередко происходят деформации надземных конструкций зданий в результате неравномерных осадок грунтов оснований, вызванных различными причинами. Для обеспечения дальнейшей нормальной эксплуатации таких зданий, прочности и надежности их конструкций необходимо выполнить усиления фундаментов и оснований.

В настоящее время при усилении существующих фундаментов большое применение нашли буроинъекционные сваи. После усиления фундамента образуется новая подземная конструкция «ростверк (существующий фундамент) -сваи усиления», взаимодействующая с массивом грунта основания. Вследствие этого происходит перераспределение нагрузки от сооружения, значительную часть которой воспринимают сваи и передают на более плотные слои грунтов. Усиление оснований и фундаментов буроинъекционными сваями позволяет изменять напряженно-деформированное состояние грунтового массива и управлять развитием осадок основания, добиваясь их ограничения величиной, допустимой после реконструкции здания.

Существующие методики расчета фундамента, усиливаемого буроинъекционными сваями, не в полной мере учитывают факторы, влияющие на взаимодействие усиленного фундамента с массивом грунта вновь образованного основания. Анализ результатов расчета по различным методикам показывает, что расхождение может быть в 3 раза и более. До настоящего времени не раз- ^^ работана методика проектирования и расчета усиления фундамента на деформирующемся основании при неизменности нагрузки до и после реконструкции здания. Недостатками существующих методов расчета является то, что они не в полной мере отражают особенности характера взаимодействия системы «фундамент - сваи усиления - грунтовое основание» и не учитывают ряд факторов, определяющих распределении усилий в элементах этой системы.

Цель работы заключается в установлении основных закономерностей взаимодействия фундаментов, усиливаемых буроинъекционными сваями, в разработке на их основе методики проектирования фундаментов реконструируемых зданий на деформирующихся основаниях.

В соответствии с указанной целью были поставлены и решены следующие задачи исследования:

— анализ существующих методов расчета свайного фундамента с учетом работы ростверка и оценка факторов, определяющих взаимодействия свайного фундамента с грунтовым массивом;

- разработка основ физического моделирования работы свай и свайного фундамента и научно-обоснованной методики лабораторных исследований закономерностей взаимодействия свай и свайных фундаментов с грунтом основания;

- выполнение экспериментальных исследований с целью установления закономерностей взаимодействия свайного фундамента с грунтовым основанием;

- исследование напряженно-деформированного состояния грунта основания и совместной работы системы «ростверк - сваи - грунт основания» с использованием численного моделирования на основании МКЭ с целью использования комплексного подхода в исследовании при оценке достоверности результатов физического моделирования и данных полевых статических испытаний буроинъекционных свай;

- разработка методики расчета фундаментов, усиленных буроинъекцион-ными сваями с учетом полученных закономерностей совместной работы свай, существующего фундамента (ростверка) и массива грунта, взаимодействующего с сооружением; оценка ее достоверности на основе анализа проектных решений некоторых реконструированных зданий в Санкт-Петербурге, фундаменты которых были усилены буроинъекционными сваями.

Научная новизна работы состоит:

- в разработке основ приближенного физического моделирования взаимодействия свайного фундамента с массивом грунта основания и получении масштабных коэффициентов для переноса результатов лабораторных испытаний на натурные условия;

- в установлении закономерностей взаимодействия фундамента, усиливаемого сваями, с грунтовым массивом в зависимости от линейных размеров, количества свай усиления, характера напластования грунтов, их физико-механических свойств и других факторов;

- в разработке новой инженерной методики проектирования фундаментов, усиливаемых буроинъекционными сваями на деформирующемся основании с учетом совместной работы существующего фундамента и сваи усиления с грунтовым массивом основания.

На защиту выносятся:

- критерии физического моделирования взаимодействия маломасштабных моделей свай и свайных фундаментов с массивом грунта, полученные на основе использования теорий подобия и размерностей;

- методика и результаты лабораторных лотковых исследований закономерностей взаимодействия буроинъекционных свай усиления фундаментов с основаниями зданий на мелкомасштабных моделях;

- результаты математического моделирования совместной работы системы «ростверк - сваи усиления - грунтовый массив основания» и сопоставления их с данными физического моделирования и испытаний сваи статическими нагрузками в полевых условиях;

- установленные закономерности распределения усилий на основании, передаваемых через ростверк (существующий фундамент) и сваи усиления в составе свайного фундамента;

- разработанный инженерный метод расчета усиления фундаментов на деформирующемся основании и анализ сопоставление результатов расчетов с данными проектных решений ранее реконструированных зданий.

Практическое значение работы заключается в следующем:

- установлены новые принципиально важные закономерности совместной работы системы существующего фундамента, свай усиления и грунта основания, что позволяет оценить долю нагрузки, передаваемой на сваи; принять научно обоснованное решение по усилению фундаментов реконструируемых зданий;

- применение разработанного инженерного метода расчета фундаментов, усиливаемых буроинъекционными сваями на деформирующемся основании, позволяет повысить достоверность расчетов при проектировании и снизить стоимость реконструкции здания.

Достоверность теоретических решений и методов расчетов определяется:

- использованием апробированных научных методов при разработке физико-математической модели взаимодействия свайного фундамента с окружающим грунтом основания;

- комплексным характером исследований закономерностей взаимодействия свайного фундамента с грунтовым массивом;

- подтверждением результатов расчетов выполненных по предложенной инженерной методике с данными натурных испытаний свай и свайных фундаментов и результатами полевых исследований, приведенных в литературных и проектных материалах по ряду объектов.

Апробация работы. По результатам исследований сделаны 5 докладов на научно-технических конференциях и семинарах СПбГАСУ, БИТУ и ПГТУ в 2007-2010 гг.

г Публикации. Основные положения диссертации и материалы исследований изложены в 7 печатных работах. Из них одна работа в издании, из перечня ведущих научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации, рекомендуемых ВАК для опубликования.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка литературы и 4 приложений. Общий объем диссертации составляет 148 страниц, 59 рисунка, 21 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, обозначены цель и задачи исследования, научная новизна работы, объект, границы, методика исследования и его практическая значимость, сформированы основные положения диссертации.

В первой главе дан обзор современных методов усиления фундаментов зданий сваями на деформирующихся основаниях, области применения и кон-

струкции буроинъекционных свай усиления. Выполнен анализ исследований, посвященных взаимодействию буроинъекционных свай и свайного фундамента с грунтом основания; рассмотрены существующие методы расчета фундаментов, усиленных буроинъекционными сваями; определены направления, задачи исследований и методы их решения.

Буроинъекционные сваи нашли широкое применение для усиления оснований фундаментов существующих зданий и сооружений. Однако многие вопросы расчета и проектирования усиливаемых фундаментов остаются слабо разработанными. В частности, требует научного обоснования взаимодействия фундамента, усиленного буроинъекционными сваями на деформирующемся основании, осадки которого угрожают нормальной дальнейшей эксплуатации здания.

После усиления существующего фундамента буроинъекционными сваями образуется новая конструктивная система «ростверк (фундамент) — сваи усиления - грунт основания», которая взаимодействует с массивом окружающего грунта. Нагрузка на грунт передается как через усиливаемый фундамент, так и посредством свай усиления. В новом свайном фундаменте роль ростверка выполняет реконструируемый фундамент. Последний в новой фундаментной конструкции с учетом совместной работы со сваями будет воспринимать часть общей нагрузки. При этом необходимое количество свай усиления должно определять с учетом этого обстоятельства.

Исследованиями закономерностей взаимодействия свай и свайных фундаментов с грунтовыми основаниями занимались Б.И. Далматов, A.A. Бартоломей, Б.В. Бахолдин, В.Н. Бронин, A.B. Вронский, Р.Г. Галлеев, В.Н. Голубков, Н.М. Дорошкевич, Ф.К. Лапшин, В.Н. Морозов, A.B. Пилягин, В.М. Улиц-кий, А.Г. Шашкин, Е.Э. Девальтовский, И.В. Носков и многие другие.

Вопросам изучения работы ростверка в составе свайного фундамента посвящены работы Н.М. Дорошкевича, К.С. Завриева, Г.С. Шпиро, Ю.Н. Платонова, В.Д. Яблочкова, М. И. Никитенко, В. А. Сернова, Н.И. Орленко, и других.

Исследованиями взаимодействия буроинъекционных свай с грунтом основания занимались ученые Х.А. Джантимиров, З.Ф. Аббас, C.B. Бровин, P.A. Мангушев, А.И. Осокин, В.В. Конюшков, F. Lizzi, H. Brandl и другие.

Совместная работа ростверка и свай с грунтом основания зависит от многих факторов: конструкции ростверка, характеристик механических свойств грунта, особенностей конструкции свай, геометрических и жесткостных характеристик здания, величины и вида приложенной нагрузки. Условием совместной работы фундаментной конструкции является равенство осадок усиливаемого фундамента и свай в его составе.

Численное сравнение существующих методик расчета существующего фундамента, усиливаемого сваями было выполнено на примере проекта усиления ленточного фундамента 3-х этажного здания двухсторонними буроинъекционными сваями, разработанного под руководством профессора В.Д. Карло-

ва. Полученные значения усилий, возникающих в буроинъекционных сваях усиления по разным методикам расчета, различаются в 4 раза и более; осадки фундамента, усиленного буроинъекционными сваями, различаются в 6 раз и более. Столь большое различие в полученных результатах объясняется несовершенством существующих в настоящее время методик. Это свидетельствует о необходимости разработки методики расчета фундамента, усиленного буро-инъекционными сваями. В связи со сложностью рассматриваемой задачи необходимы экспериментальные и теоретические исследования влияния различных факторов на взаимодействие усиленного фундамента с грунтовым массивом.

Во второй главе представлено теоретическое исследование условий физического моделирования взаимодействия свай и свайных фундаментов с массивом окружающего грунта. Установлены новые критерии моделирования работы свай и свайных фундаментов в песчаных грунтах. На основе установленных условий моделирования свай и свайных фундаментов с окружающим массивом грунта разработана научно обоснованная методика проведения лабораторных исследований на маломасштабных моделях. Выполнены экспериментальные исследования совместной работы ростверка и свай в составе моделей свайных фундаментов с грунтовым основанием и установлено влияние основных факторов на распределение нагрузки на сваи и ростверк.

Экспериментальные исследования совместной работы ростверка и свай в составе свайных фундаментов выполнить в натурных условиях крайне сложно и дорого. Проведение же экспериментов на моделях в лаборатории требует теоретического обоснования условий моделирования с целью переноса данных лабораторных испытаний на соответствующие характеристики работы конструктивных элементов натурных свайных фундаментов.

Условия физического моделирования получены на основании теории подобия и размерностей. Развитию основ физического моделирования фундаментов на грунтовую среду посвящены работы ученых А.Л. Кирпичева, Г.И. Покровского, JI.C. Эйгенсона, Н.Б. Экимяна, которые сформулировали условия подобия и требования модели. Развитие методов теории подобия и анализа размерностей в значительной мере обязано работам таких крупных ученых, как Л.И. Седов, A.A. Ильюшин и А.Г. Назаров.

Вопросам изучения условия моделирования фундаментов на естественном основании посвящены работы В.А. Флорина и П.Л. Иванова, основанные на использовании решения системы уравнений смешанной задачи в критериальной форме. На основе теории подобия и размерностей В.Д. Карловым получены критерии подобия силового взаимодействия гибкого фундамента с деформирующим грунтом основания при промерзании. Приближенное моделирование использовалось для оценки несущей способности и осадки свай и свайного фундамента A.A. Бартоломеем, Ю.А. Соболевским, М.И. Ники-тенко и другими.

При моделировании работы свай и свайного фундамента с использованием существующих критериев моделирования возникает большая погрешность в результате определения несущей способности свайного фундамента в натурных размерах (из результатов испытаний модели свайного фундамента), расхождение достигается 17 раз и более. Это свидетельствует о необходимости совершенствования условий физического моделирования работы свай и свайного фундамента с грунтовым основанием.

Для получения условия моделирования несущей способности свай и свайного фундамента в песках использована формула для определения несущей способности сваи. Принимая, что эта формула справедлива как для модели, так и для натуры, используя условие моделирования напряжений по В.А. Флорину (1):

(1)

а.

■ а,

получено новое условие моделирования несущей способности свай и свайного фундамента (2):

2+т

а р=а1 , (2)

где а( - масштабный множитель линейных размеров; аа — масштабный множитель напряжений; - масштабный множитель предельной несущей способности; т - поправочной коэффициент (для свай и свайного фундамента

в песках можно принять т = 0,1).

Аналогичным путем для деформирующегося грунтового основания получено условие подобия осадки свай и свайного фундамента в виде соотношений (3):

= а-!1+т , (3)

где а! - масштабный множитель деформаций.

При выполнении лабораторных экспериментов использованы условия приближенного физического моделирования (2), (3). Опыты велись в металлическом лотке (рис. 1) круглой формы (1), диаметр 105 см, высота 110 см, заполненном грунтом. Лоток жестко соединялся с нагрузочной платформой (3) через 6 стержней (4). В опытах использовались деревянные сваи (5) диаметром 10 мм длиной 40, 50 и 60 см. Ростверк выполнен в виде

Рис. 1. Схема проведения экспериментов:

1 - металлический круглый лоток; 2 - песчаный грунт; 3 - жесткая крыша; 4 - стержень соединяет лоток с крышей; 5 - сваи; 6 - ростверк; 7 - домкрат; 8 - динамометр; 9 - индикаторы; 10 - изолинии деформаций грунта основания фундамента

металлического штампа (6) размером в плане 70х 180мм. Для измерения осадок использовались 2 измерителя (9). Нагрузка на штамп передавалась гидравлическим домкратом (7), соединенным с образцовым динамометром (8) марки ДОС-3. Динамометр работает на сжатие и рассчитан на нагрузку до 30 кН.

В модельных экспериментах использовался песок средней крупности в воздушно-сухом состоянии. Песчаные грунты различного состояния в основаниях каждой из пяти серий опытов (в указанной ниже последовательности) характеризуются следующими физико-механическими показателями (рис. 3):

Схема № 1. Однослойное основание: песок в рыхлом состоянии плотности, удельный вес 17,02 кН/м3, коэффициент пористости 0,704, угол внутреннего трения 32°, модуль деформаций 6,5 МПа.

Схема № 2. Однослойное основание: песок в средней плотности, удельный вес 17,79 кН/м3, коэффициент пористости 0,630, угол внутреннего трения 32°, модуль деформаций 32 МПа.

Схема№3. Двухслойное основание: верхний слой (с поверхности до глубины 25 см) в рыхлом состоянии плотности, удельный вес 16,92 кН/м3, коэффициент пористости 0,714, угол внутреннего трения 32°, модуль деформаций 4 МПа. Нижний слой (с глубины 25см до дна установки) в среднем состоянии плотности, удельный вес 17,79 кН/м3, коэффициент пористости 0,630, угол внутреннего трения 32°, модуль деформаций 32 МПа.

Схема №4. Двухслойное основание: верхний слой (с поверхности до глубины 25 см) в среднем состоянии плотности, удельный вес 17,26 кН/м3, коэффициент пористости 0,68, угол внутреннего трения 32°, модуль деформаций 19 МПа. Нижний слой (с глубины 25 см до дна установки) в среднем состоянии плотности, удельный вес 17,79 кН/м3, коэффициент пористости 0,630, угол внутреннего трения 32°, модуль деформаций 32 МПа.

Рис. 2. Общий вид опытной установки, подготовленной для испытания: 1 - металлический круглый лоток; 2 - свая; 3 — ростверк; 4 - домкрат; 5 - индикатор; 6 - динамометр; 7 - балка для установления индикаторов

ЛЬ1

№2

№3

§ Е--4Ш. е-0.714 8

С =6,5 МПа 14=17,02 кН/м* : е=0.704 : 1 Е-КМ77» е-Ю.630 1 ' С-32МПа 7.-17.79 е=С.630 |

№4

. е-нмт г.-плаии>

Ы).Ш>

■ Е-ПМ11 у.'П.ПМ!*1-. С--0.6Ю

№5

Е-2ВМШ 7.-/7.3 «й/«>

■[.•32М1Ы ' е~0.630

Рис 3. Схемы напластований песчаного грунта различной плотности

Схема № 5. Двухслойное основание: верхний слой (с поверхности до глубины 25 см) в среднем состоянии плотности, удельный вес 17,50 кН/м3, коэффициент пористости 0,657, угол внутреннего трения 32°, модуль деформаций 28 МПа. Нижний слой (с глубины 25 см до дна установки) в среднем состоянии плотности, удельный вес 17,79 кН/м3, коэффициент пористости 0,630, угол внутреннего трения 32°, модуль деформаций 32 МПа.

Модельный фундамент (рис. 4, 5) состоял из металлического штампа с размерами в плане 70x180 мм и из 4, 5 и 6 вертикальных деревянных свай диаметром 10 мм и длиной 40, 50 и 60 см. Схемы расположения свай в плане приведены на рис. 4. Каждая конструкция (высокий ростверк, низкий ростверк и штамп без свай) испытывалась по 3 раза (рис. 5, а, б, в).

Рис. 4. Схемы расположения свай в плане: а - 4 сваи; 6 — 5 свай; в- 6 свай: I - сваи; 2 - штамп

Рис. 5. Схемы моделей фундаментов: а - свайного с высоким ростверком; б-то же с низким; в - ростверк без свай (штампа)

Рис. 6. Результаты испытаний моделей ростверка и свайного фундамента:

1 - свайного с высоким ростверком;

2 - свайного с низким ростверком;

3 - штамп (без свай)

На рис. 6 приведены результаты испытаний: высокого ростверка (кривая /), низкого ростверка (кривая 2) и штамп без свай (кривая 3). Доля нагрузки, приходящаяся на сваи при предельной осадке (зи), равна нагрузке, действующей на модель свайного фундамента с высоким ростверком (при той же осадке) Л^ = N. Доля нагрузки, приходящаяся на ростверк, получена путем вычитания из общей нагрузки (Л'о6) части, приходящейся на сваи (А^ = Лго6 - Л^ = ДуУ). Таким образом, результаты испытаний позволяют оценить распределение нагрузки в системе «ростверк - сваи - песчаный грунт» при изменении основных факторов.

Нагрузка N

Для оценки несущей способности свайных фундаментов в натурную величину по данным модельных испытаний, использованы условия физического моделирования (2) и (3) для переноса. Результаты испытаний моделей свайных фундаментов можно перенести на натурные конструкции, пересчитав их через принятые из условия моделирования масштабными множителями. Величина масштабного множителя линейных размеров принята равной 30 (а( = 30).

Анализ результатов позволяет сделать вывод о том, что доля нагрузки, приходящаяся на штамп, изменяется в большом диапазоне (с 9 до 45% от общей нагрузки) и зависит от длины и количества свай, а также от модуля деформации грунта под ростверком. Влияние указанных факторов наглядно показано на графиках (рис. 7-10) в виде зависимости коэффициента распределения нагрузки к {к = / Л^) от длины свай, их количества в составе модели фундамента п и модуля деформации песка в основаниях.

Рис. 7. Зависимость коэффициента Рис. 8. Зависимость нагрузки, приходящейся

к= К, от количества сваи на сваи, Л'с! от количества сваи п

На рис. 7 и 8 показаны зависимости коэффициента к и нагрузки, приходящейся на сваи от количества свай (я) в составе свайного фундамента. С увеличением количества свай уменьшается коэффициент к, соответственно увеличивается нагрузка, приходящаяся на сваи. Статистическая обработка результатов экспериментов с помощью программы TableCurve 2D и GRAPH показала, что зависимость коэффициента к от количества свай (и) может быть представлена в виде формулы (4).

Nn

(4)

Отсюда получили: Ысв = пЫ\, (5)

где - нагрузка, приходящаяся на одну сваю.

Статистическая обработка показала, что величина коэффициента А: в значительной нелинейной степени зависит от длины свай (рис. 9). При увеличении длины свай от 12 до 18 м к уменьшается от 0,818 до 0,429.

s 09 г о«

| 0.7 i OS E 0.5

Iм

x 0.3 |0, I 0., * 0.0

; ; i

•

;

—»-При Е=в.5МГТа При Е=32МГ1а

g 0.2 x

e- 0 .1

Длина свай , см

Рис. 9. Зависимость коэффициента к = Л'р. / Л'« от длины свай

О 5 10 15 20 25 30 35 Модуль деформации Е1, МПа.

Рис. 10. Зависимость коэффициента к = Л'р. / Лс,. от модуля деформации верхнего слоя грунта основания

Величина коэффициента А в значительной степени зависит от деформационных свойств фунта, взаимодействующего с ростверком. В опытах на двухслойном основании варьирование модуля деформации Е верхнего слоя грунта под штампами от 4 до 32 МПа приводит к изменению к в пределах от 0,101 до 0,474 (рис. 10). Зависимость коэффициента к от модули деформации верхнего слоя грунта под штампом (£,) может быть принята нелинейной в виде формулы (6).

к =

sAvEx he Р^св

(6)

где s - осадка ростверка; Ар - приведенная площадь подошвы штампа; he -

мощность эквивалентного слоя; (3=1- 2v2 / (1 - v) - коэффициент, зависящий от коэффициента Пуассона фунта (v).

На основания переносов полученных результатов модельных испытаний (свайного фундамента с низким ростверком) с использованием условий физического моделирования в натурных размерах установлены основные закономерности взаимодействия свайного фундамента с грунтовым песчаным массивом основания.

Третья глава посвящена оценке несущей способности буроинъекцион-ных свай и свайных фундаментов на основании математического моделирования. Численное моделирование работы свай свайных фундаментов выполнено при помощи программного пакета Plaxis 3D Foundation, версии 2х, предназначенного для расчета деформаций и устойчивости сооружений методом конечных элементов. Выполнено сопоставление их результатов с результатами статических испытаний и физического моделирования работы свайных фундаментов в песчаных грунтах. Выполнен анализ распределения усилий между ростверком и сваями усиливаемого фундамента в глинистых грунтах с помощью программы Plaxis.

Моделировались условия работы свай в песчаных грунтах, описанные в монографии М.И. Никитенко, в которой приведены данные статических ис-

пытаний буроинъекционной сваи длиной 3 м, диаметром 130 мм (крупномасштабная модель) в песках средней крупности, средней плотности с характеристиками: влажность vc = 13-16 %; удельный вес у = 17,0 кН/м3, угол внутреннего трения (р = 32° и модуль деформации £=18 МПа. Результаты этих испытаний, представлены на рис. 11 (кривая 1). На том же рисунке показана зависимость осадки от нагрузки, полученная путем расчета по программе Plaxis.

Полученные значения несущей способности одиночной сваи по разным методикам при осадке s = 0,2$и = 0,2x20 = 4 мм (яи - предельная дополнительная осадка реконструирующего фундамента) имеют незначительное различие: несущая способность по расчету и по результату натурных испытаний соответственно составила 26,1 и 30,6 кН. Таким образом, расхождение составляет 14 %. Это свидетельствует о необходимой достоверности расчета несущей способности свай по методу МКЭ с использованием программы Plaxis 3D Foundation.

Рассматривается сопоставление данных экспериментальных испытаний мелкомасштабных моделей свайного фундамента, выполненных на основе физического моделирования, с результатами математического моделирования их несущей способности. Моделирование работы буроинъекционных свай и свайного фундамента при различном виде грунтовых условий осуществлялось с помощью программы Plaxis 3D Foundation. Исследовалась совместная работа моделей свайного фундамента в песках средней крупности с модулем деформации Е = 6,5МПа. Модели свайного фундамента состояли из 6 свай длиной 50 см диаметром 1 см и ростверка размерами в плане 7x18 см. Для исследования работы свайного фундамента в натурных размерах были использованы условия физического моделирования (2) и (3). Приняв масштабный множитель линейных размеров ад = 30, соответственны размеры свайного фундамента в натуре (сваи длиной 15 м, диаметром 30 см и размеры ростверка в плане 2,1x5,4 м).

На рис. 12 приведены графики зависимости «нагрузка - осадка» по результатам расчетов натурных размеров свайных фундаментов в песчаных грунтах, определенных по условиям физического моделирования и данным математического моделирования.

Расчетная несущая способность фундамента (FR) по графику при предельной осадке фундамента 5и = 8 см составила 6576 кН по физическому модели-

Вгргнклльнаж нагрушя Ы, кН

is м иц I i«ni » -1-1 I I-h-1-Г-

Рис. И. Сопоставление результатов расчета на основании МКЭ с данными статических испытаний буроинъекционных свай в песчаных фунтах: 1 - данные статических натурных испытаний; 2 - результаты расчета по программе Р1ах1$

Вгргмгальнл» u»rpyiKd N ,кН

¿¡и

—4- -

4- - - i _

Г ....._

1 г .....—4-------^----

1 i ---------. .....:.......

Рис. 12. Сопоставление результатов расчетов свайных фундаментов по условиям физического моделирования (1) и на основании математического моделирования по программе Р1ах13 (2)

рованию и 5525 кН на основании математического моделирования. Из рис. 12 следует, что расхождение между расчетами по условиям физического моделирования и на основании математического моделирования незначительное - 15 %, что свидетельствует о необходимой достоверности условия физического моделирования.

Вертикальная нагрузка N, кЯ 150 175 W 200 220 2J3 250

-1-1—г; I Г Г I

Для оценки достоверности математического моделирования работы буро-инъекционных свай в глинистых грунтах приведено сопоставление результатов статических испытаний двух вертикальных свай и одной наклонной сваи (угол наклона к вертикали 8°) с результатами математического моделирования. Длина свай составила 16,5 м, диаметр 0,132 м. Грунтовые условия характеризуются следующим напластованием: насыпные грунты мощностью Ii~2m; песок средней крупности, водонасыщенный мощностью h = 2 м с модулем деформации -£=16 МПа; супесь с органикой, h = 4 м, Е = 5 МПа; суглинок пьшеватый, h = 8 м,

£= 8 МПа; суглинок пьшеватый с гравием и галькой, h = 3,5 м, £=16 МПа; суглинок пьшеватый с гравием, h = 1,4 м, Е = 14 МПа; суглинок с гравием, h - 1,6 м, Е - 16 МПа. На рис. 13 приведены результаты статических испытаний и математического моделирования.

В рассматриваемых испытаниях двух вертикальных свай не были достигнуты предельные нагрузки. При этом по результатам испытаний расчетная допустимая нагрузка сваи (FR) (при осадке s = 0,2ли = 0,2x20 = 4 мм) составила 220 кН (рис. 13). Расчеты по программе Plaxis при осадке s = 4 мм показали значение FR = 175 кН. При статическом испытании наклонной сваи расчетная допустимая нагрузка сваи составила FR = 233 кН, по расчету программы Plaxis она оказалась равной FR = 180 кН. Из изложенного следует, что расчеты по МКЭ дают значения результатов, близкие к данным натурных испытаний свай в глинистых грунтах.

I, 2 Стштические н«турние нсньтнн* tepTHtMLHux СЛАН »— 3 Статическое натурное

испътшк наклонной саам * - 1 Рпуяыпы расчет* »е/ггнмлыюй

С<ии ло программе Plaxis к— П Результаты расчета вертикальной . сми ло прогр*ичс PUxis

Рис. 13. Сопоставление результатов статических испытаний и математического моделирования буроинъекционных свай в глинистых грунтах

Результаты испытаний буро-инъекционных свай статическим на-гружением подтверждают достоверность результатов расчетов несущей способности свай и свайных фундаментов, выполненных с использованием численных методов не только в условиях песчаных грунтов, но и при более сложных напластвован-ных глинистых грунтах (рис. 14).

Рассматривалось взаимодействие фундамента, усиленного буро-инъекционными сваями, с массивом глинистых грунтов при слоистом напластовании. Сваи усиления заходят в несущий слой грунта. На рис. 14 приведена расчетная схема фундамента, усиленного буроинъекционными сваями. Ростверк фундамента имеет размеры в плане 1,6x3,6 м, в его составе 6 буроинъекционных свай диаметром 200 мм, длина меняется при решении г'-й задачи от 12 до 15 м, угол наклона сваи меняется от 0 до 18°; в основании залегают следующие грунты: верхний слой грунта (до глубины 9м) - глинистый с модулем деформации Е{. (меняется при решении 1-й задачи от 5 до 15 МПа), величина удельного сцепления с изменяется от 5 до 20 кПа, угол внутреннего трения <р, = 20°; нижний (несущий) слой грунта - глинистый с модулем деформаций Е2 (меняется при решении г-й задачи от 15 до 20 МПа), величина удельного сцепления с2 изменяется от 15 до 75 кПа, угол внутреннего трения ф2 = 32°. Вертикальная нагрузка, действующая на фрагмент свайного фундамента, составляет N = 5000 кН.

Численное моделирование выполнялось с помощью программы Р1ах1з ЗБ РипсЫюп 2х. Из результатов расчета следует, что величина нагрузки, приходящейся на сваи в составе свайных фундаментов на связных грунтах, изменяется в диапазоне с 68,7 до 88,3 % от общей нагрузки, зависит в основном от характера напластований грунтов и глубины заделки свай в несущий слой. Во всех варьируемых расчетах доля нагрузки, приходящаяся на ростверк, составляет меньше 32% от общей нагрузки. Из этого следует, что в глинистых грунтах ростверк свайного фундамента играет не такую большую роль в распределении внешней нагрузки, как в условиях песчаных грунтов. Влияния указанных факторов показаны на графиках (рис. 15-20) в виде зависимости коэффициента распределения нагрузки, передаваемой на ростверк и сваи к (А: = N / Л^), от модулей деформаций, удельных сцеплений грунтов основания, отношения между глубиной заделки в несущий слой и глубиной слабого слоя (Я2/Я() и угла наклона сваи.

1-1

Ш = 5000кН

• >

ш

слабый грунт

•несущий . слой •'

Рис. 14. Расчетная схема фундамента, усиленного буроинъекционными сваями в условно слоистом основании

6.0 10.0 12.0 14.0 16.0 Мэдуль деформации El, МПа

Модуль деформащи Ei, МПа

Рис. 15. Зависимость коэффициента Рис- 16- Зависимость коэффициента

к = Л'р. / от модуля деформации верхне- к = ИХ1.1 от модуля деформации несуще-

го слоя грунта Е\

го слоя грунта Ег

8 0.50 -]

г

2 о.« • ¡ ° 30'

§ 0.20 ' ^ 010 ■ * 0.00-

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Удельное целлекие грунта с), кП>

Рис. 17. Зависимость коэффициента k=Nv/N„. от удельного сцепления грунта

Rcnvuer n Г1ПЯ ППНПКЯНИ» Г1

3 0-30

? 01S 0.10

Олюшенж Н](Н|

Рис. 19. Зависимость коэффициента к-Мр/Нс. от отношения между глубиной заделки в несущий слой и глубиной слабого слоя Н2/Н\.

0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 ' 0.25 0.20

О 10 20 30 40 50 ЕО 70 80 90 Удельвде цеплекие грунта сз, кПя

Рис. 18. Зависимость коэффициента к=Ыр Мс, от удельного сцепления нижнего слоя грунта сг.

■S 79-1

я

5 78-

X & 5? 77-

Í S 76 ■

>, я

t 75-

S

ч 74

« 0

6 8 10 12 14 16 Угол наклона сваи,"

Рис. 20. Зависимость доли нагрузки, приходящейся на сваи от угла наклона сваи а,

Работа фундамента, усиленного буроинъекционными сваями с массивом глинистого грунта, зависит в основном от характера напластований грунтов и глубины заделки свай в несущий слой. В глинистых грунтах в распределении внешней нагрузки ростверк играет не такую большую роль, как в условиях песчаных грунтов.

В четвертой главе изложен новый инженерный метод расчета фундаментов, усиленных буроинъекционными сваями на деформирующемся основании. Выполнены примеры расчета фундамента, усиленного буроинъекционными сваями и дана оценка достоверности разработанной методики.

В основу методики оценки распределения нагрузки на существующий фундамент и сваи усиления может быть положено условие равенства осадок усиливаемого существующего фундамента и свай усиления, величина которых ограничивается дополнительной допустимой осадкой после реконструкции здания, т. е.:

= (7)

где 5 - осадка после реконструкции фундамента, усиленного буроинъекцион-ными сваями; у - осадка ростверка, передающего часть общей нагрузки на основании; я — осадка свайного фундамента как условного фундамента из группы свай усиления; 5 — величина предельной допустимой осадки здания после его реконструкции.

На основании использования формулы (5) и (6), получим выражения для определения осадки ростверка (существующего фундамента) и группы свай усиления после его усиления, т. е.:

(АГ-АГСВ)МЗ (8)

5Р ~ Г

АРЕ\ \Г V

(9)

-ев С '

пС о-^св-^

где N - нагрузка от сооружения, передаваемая на свайный фундамент; Ысв - часть нагрузки, воспринимаемая сваями; Агр - приведенная площадь подошвы ростверка; Ае - мощность эквивалентного слоя; р= 1 -2у2/(1 -V)-коэффициент, зависящий от коэффициента Пуассона грунта (V); £, - модуль деформации верхнего слоя; С0 = - коэффициент жесткости сваи,

расчетная допустимая нагрузка на сваю, «1гпу - осадка одиночной сваи при нагрузке, равной значению расчетной допустимой нагрузке сваи FR; ^ - несущая способность сваи; п - количество свай; К - коэффициент группового эффекта.

Предварительное количество свай усиления определим по формуле (10):

(10)

Ъ

Преобразуя выражения (8), (9), на основании условия равенства осадок (7) долю нагрузки, передаваемой на сваи в составе свайного фундамента (Т^) можно определить по формуле (11):

_а2+^ 2

с*2 -4а1аз

2а]

(П)

где а1=/,еА а2 = ЩР^- + /1еРпС0 + Х^£1; а3 = ШерлС0. (12) Рс! Ь<1

После определения величины необходимо проверить выполнение условия:

Л-

(13)

При нагрузке, передаваемой на одну сваю (Л*,), больше расчетной допустимой нагрузки сваи (^д) следует увеличить количество свай, а если нагрузка меньше - следует уменьшить количество свай и повторить расчет.

Осадка фундамента, усиленного буроинъекционными сваями (после его реконструкции) может быть рассчитана по формуле (8) или (9). Окончательно расчет осадок производится после проверки условия (7). При осадке фундамента, усиленного буроинъекционными сваями (после его реконструкции) (я), больше допустимой осадки (5ят)) следует увеличить количество свай; затем расчет повторить.

Блок-схема методики расчета фундаментов, усиленных буроинъекционными сваями на деформирующемся основании приведена на рис. 21.

Для оценки достоверности разработанной методики приведены 4 примера сопоставления результатов расчета с данными проектных решений и измерений осадок реконструированных фундаментов.

В примере I рассмотрена оценка нагрузки на буроинъекционные сваи диаметром 0,151 м, длиной 25,5 м при реконструкции здания, расположенного по адресу: М. Морская ул., дом 23, Санкт-Петербург.

Выполнен расчет фундаментов по разработанной методике и МКЭ показал, что доля нагрузки, приходящейся на существующий фундамент, составляет 35,6 % от полной величины

Рис. 21. Блок-схема методики расчета фундаментов, усиленных буроинъекционными сваями на деформирующемся основании

нагрузки. Сравнение результатов расчетов по разработанной методике свидетельствует о незначительном расхождении с данными численного метода (от 2 до 15 %). Расчет показывает, что возможно уменьшить количество свай усиления в составе свайного фундамента на 30 % против принятого числа в проекте.

В примере 2 приведено сопоставление результатов расчета при реконструкции здания Восточного крыла Главного штаба (Эрмитаж) с проектном решением и данными измерения осадок реконструированных фундаментов с использованием буроинъекционных свай типа «Титан» диаметром 0,2 м, длиной 9 м.

Таблица I

Сравнение усилий в свае и осадок усиленного фундамента, полу-

ченных по разным методикам

№ п/п Методика определения Доля действующей нагрузки на сваи усиления К, Максимальная осадка усиленного фундамента 5, ММ

кН %

1 По разработанной в диссертации методике 2233 62 16,3

2 По МКЭ с использовани ем программы «Р1ах18». 2376 66 15,8

3 По результатам геодезических измерений осадок. - - 10,1

Сопоставление полученных данных приведено в табл. 1. Доля нагрузки, воспринимаемой сваями усиления, составляет 62 % и 66 % от общей нагрузки на фундамент. Величина осадки усиливаемого фундамента, определенная по разным методикам равна 16,3, 15,8 и 10,1 мм. Эти результаты имеют относительно близкие значения.

В примере 3 сопоставляются результаты расчетов усиления фундамента двухсторонними буроинъекционными сваями диаметром 0,132 м, длиной 16,5 м пс/"адресу: Санкт-Петербург, Невский пр., д. 85. Расчет выполнен по разработанной методике и МКЭ. Полученные результаты расчета по разным методикам имеют близкие значения; расхождение составляет не более 20 %.

В примере 4 выполнена оценка доли нагрузки, приходящейся на сваи усиления и величины осадки усиленного фундамента по предложенной методике и по «Рекомендации по расчету свайных фундаментов с несущими ростверками» (Республика Беларусь, 2005 г.). Результаты расчетов по этим методикам имеют близкие значения; расхождение, составляет 1 1%.

Сопоставление результатов расчетов по предложенной методике с данными проектных решений и натурных наблюдения за осадками реальных реконструированных фундаментов свидетельствует о необходимом уровне достоверности расчетов. Поэтому новая методика может быть использована в практике проектирования фундамента реконструируемых зданий.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе использования теории подобия и размерностей установлены новые критерии приближенного физического моделирования взаимодействия свай и свайных фундаментов с массивом грунта. Это позволило разработать научно обоснованную методику экспериментального исследования основных закономерностей совместной работы системы «ростверк - сваи - основание» в условиях лабораторных испытаний маломасштабных моделей свайных фундаментов.

2. По результатам экспериментальных исследований установлены основные факторы, определяющие напряженно-деформированное состояние системы «ростверк - сваи - основание», а также их влияние на распределение усилий в элементах рассматриваемой системы. По степени убывания этого влияния они могут быть расположены в следующей последовательности: линейные размеры свай, шаг свай усиления, характер напластования грунтов и их физико-механические свойства, жесткость ростверка и свай. Количественная оценка каждого из перечисленных факторов определена по данным статической обработки результатов экспериментальных исследований и выражена в виде математических зависимостей. Вычислены значения усилий, приходящиеся на ростверки и сваи в составе реконструируемых фундаментов реальных размеров; определены соответствующие им величины осадок свайных фундаментов.

3.Кроме физического моделирования взаимодействия свайных фундаментов с окружающим массивом грунтов различного состава и состояния, выполнено соответствующие этим условиям математическое моделирование с помощью программы Р1ах1Б на основе метода конечных элементов (МКЭ). Результаты численных расчетов близки к результатам, полученным экспериментальным путем на основании физического моделирования в лабораторных условиях (расхождение не превышает 15 %).

4.Достоверность методов физического и математического моделирования для основных закономерностей взаимодействия свай с грунтовым основанием апробировалось путем сопоставления результатов расчетов, полученных по этим методам, с данными статических испытаний реальных свай в натурных условиях. Получена хорошая сходимость как усилий, так и величин осадок в рассмотренных вариантах с различными грунтовыми условиями.

5 .Разработанный новый инженерный метод расчета существующих фундаментов зданий на деформирующихся основаниях позволяет оценить долю усилия, воспринимаемого существующим фундаментам после его усиления буроинъекционными сваями и установить оптимальное количество свай в составе реконструируемого фундамента. Этот метод позволяет определять осадку усиленного сваями фундамента, величина которой по условиям проектирования не должна превышать предельно допустимого значения, установленно-

го

го нормами проектирования (исходя из технического состояния реконструируемого здания).

6. Предлагаемый новый метод расчета реконструируемых фундаментов зданий путем усилений их буроинъекционными сваями, позволяет на строгой научной основе оценить величину нагрузки на них, оптимизировать методику проектирования и, как показывает анализ реальных решений реконструкции фундаментов, при этом можно ожидать экономию средств до 30 % стоимости реконструируемых фундаментов.

Список опубликованных статей по теме диссертации:

1. Чу Туан Тхань. К выбору расчетной модели взаимодействия ленточного фундамета, усиленого буроинъекционными сваями, с грунтовым массивом / Тхань Чу Туан II Межвузовский тематический сборник трудов СПбГАСУ. -СПб.: СПбГАСУ, 2009. - Т. 2. - С. 49-54.

2. Чу Туан Тхань. О взаимодействии ленточного свайного фундамента с грунтовым массивом / В. Д. Карлов, Тхань Чу Туан // Материалы XIII научно-методической конференции БИТУ - СПб.: БИТУ, 2009. - С. 21-27.

З.Чу Туан Тхань, О взаимодействии ленточного фундамента, усиленного буроинъекционными сваями, с грунтовым массивом / Тхань Чу Туан // Вестник гражданских инженеров СПбГАСУ 2009. -№ 2. - С. 154-156. (Из списка ВАК).

4.Чу Туан Тхань. Экспериментальные исследования совместной работы низкого ростверка и свай на маломасштабных моделях свайного фундамента / Тхань Чу Туан // Сборник материалов 62-й Международной научно-технической конференции молодых ученых СПбГАСУ, - СПб.: СПбГАСУ, 2009. Ч. I. -С. 44-51.

5. Чу Туан Тхань. Экспериментальные исследования свайных фундаментов с учетом низкого ростверка на маломасштабных моделях / Тхань Чу Туан // Сборник материалов Всероссийского семинара-совещания заведующих кафедрами «Строительное производство» и международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию строительного факультета ПГТУ. -Пермь, 2009. - С. 330-338.

6. Чу Туан Тхань. Оценка достоверности математического моделирования несущей способности буроинъекционных свай и усиленных ими фундаментов / В.Д. Карлов, Тхань Чу Туан // Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Б.И. Далматова. - СПб.: СПбГАСУ, 2010. - С. 232-235.

7. Чу Туан Тхань. Методика оценки распределения нагрузки на буроинъек-ционные сваи и существующий фундамент после его усиления / Тхань Чу Туан // Сборник материалов 63-й Международной научно-технической конференции молодых ученых СПбГАСУ. - СПб.: СПбГАСУ, 2010. Ч. II. - С. 23-26.

Подписано к печати 08.11.2010. Формат 60*84 1/16. Бум. офсетная. Усл. печ. л. 1,4. Тираж 150 экз. Заказ 113.

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 4.

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

ВВЕДЕНИЕ

I. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

ФУНДАМЕНТОВ, УСИЛЕННЫХ БУРОИНЪЕКЦИОННЫМИ СВАЯМИ,

С ГРУНТОМ ОСНОВАНИЯ

1.1. Современные методы усиления фундаментов зданий сваями на деформирующихся основаниях. Область применения и конструкции буроинъекционных свай усиления

1.2. Анализ взаимодействия буроинъекционных свай и ростверка с грунтовым основанием

1.3. Анализ существующих методов расчета фундаментов, усиленных буроинъекционными сваями.

1.4. Выводы по главе 1. Цель и задачи исследований.

II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ1 СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ

НИЗКОГО РОСТВЕРКА И СВАЙ' НА МАЛОМАСШТАБНЫХ

МОДЕЛЯХ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА.

2.1. Основы и опыты физического моделирования взаимодействия свай и свайных фундаментов с массивом окружающего грунта.

2.1.1. Анализ состояния вопроса физического моделирования взаимодействия сваши свайных фундаментов с грунтом основания.

2.1.2. Условия моделирования взаимодействия свай и свайных фундаментов с грунтовым массивом.

2.2. Лабораторные исследования закономерностей взаимодействия свай и свайного фундамента с песчаным грунтовым основанием.

2.3. Результаты исследований влияния различных факторов на распределение усилий между ростверком и сваями в составе свайного фундамента.

2.4. Выводы по главе 2 и основные закономерности работы свайного фундамента.

Ш. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВАЙ И

СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА С ГРУНТОВЫМ ОСНОВАНИЕМ.

3.1. Оценка несущей способности буроинъекционных свай и свайных фундаментов на основании математического моделирования и сопоставления их результатов с результатами статических испытаний и данными физического моделирования.

3.2.1. Оценка несущей способности буроинъекционных свай на основании математического моделирования и сопоставления его результатов с результатами статических испытаний в песчаных грунтах.

3.2.2. Оценка несущей способности свайного фундамента на основании математического моделирования и сопоставления его результатов с данными физического моделирования.

3.2.3. Оценка несущей способности буроинъекционных свай на основании математического моделирования и сопоставления его результатов с результатами статических испытаний в глинистых грунтах.

3.2. Распределение усилий между ростверком и сваями усиливаемого фундамента в глинистых грунтах.

3.3. Выводы по главе 3.

IV. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ФУНДАМЕНТОВ, УСИЛЕННЫХ

БУРОИНЪЕКЦИОННЫМИ СВАЯМИ НА ДЕФОРМИРУЮЩЕМСЯ

ОСНОВАНИИ.

4.1. Основные положения и вывод формул методики расчета фундаментов, усиленных буроинъекционными сваями на деформирующемся основании.

4.2. Последовательность расчета фундаментов, усиленных буроинъекционными сваями на деформирующемся основании.

4.3. Примеры расчета фундамента, усиленного буроинъекционными сваями и оценка достоверности разработанной методики.

4.3.1. Пример

4.3.2. Пример 2.

4.3.3. ПримерЗ.

4.3.4. Пример 4.

4.4. Выводы по главе 4.

Актуальность работы: В процессе длительной эксплуатации зданий и сооружений нередко происходят деформации надземных конструкций зданий, приводящие к снижению их эксплуатационных качеств, надежности и даже к аварийности в результате различных причин. Для зданий на слабых грунтах основными причинами недопустимых деформаций являются неравномерные осадки оснований. Последние могут вызывать разрушения самих элементов конструкций фундаментов, стен, колонн, перекрытий. Для дальнейшей эксплуатации этих зданий необходимо усилить их основания и фундаменты. Метод усиления оснований и фундаментов зависит от многих факторов, включая цели предполагаемых работ по консервации, реставрации либо реконструкции зданий и сооружений. Принятое проектное решение должно обеспечить надежную и длительную дальнейшую их эксплуатацию, соответствующую геотехническому прогнозу, с учетом изменения конструктивной схемы сооружения, экономических показателей, экологии, безопасности ведения работ.

В настоящее время при усилении существующих фундаментов большое применение нашли буроинъекционные сваи. С помощью буроинъекционных свай можно проводить, усиление фундаментов в любых грунтовых условиях, не разрабатывая котлованы и не нарушая естественной структуры грунтов основания, так как применяемое для их устройства оборудование не создает динамических воздействий и, кроме того, оно малогабаритно и может быть установлено внутри жилого или производственного помещения. После усиления фундамента последний образует подземную конструкцию «ростверк — сваи усиления» взаимодействующую с массивом грунта основания. В системе «фундамент (ростверк) — сваи усиления — основание» происходит перераспределение нагрузки от сооружения, значительную долю которых воспринимают сваи усиления и передают на более плотные слои грунта основания. Задача проектирования заключается в том, чтобы после завершения усиления фундаментов деформации основания не превышали бы допустимых значений с учетом технического состояния реконструируемого здания или сооружения.

Существующие методики расчета свайного фундамента с учетом работы ростверка дают большие расхождения между расчетными и фактическими данными. Это объясняется несовершенством методик, что вызывает необходимость их совершенствования. Анализ результатов расчета показывает, что недостаточно полно учитываются'многие факторы, определяющие совместную работу существующего фундамента (ростверка), свай и массива грунта. Это требует дальнейших необходимых экспериментальных и теоретических исследований закономерностей взаимодействия таких свайных фундаментов с грунтом основания, в том числе на буроинъекционных сваях усиления.

В строительной нормативной литературе по расчету фундаментов из буроинъекционных свай («Рекомендации по проектированию и устройству фундаментов из буроинъекционных свай» [88]) приведен метод определения давления на одну сваю при усилении существующего фундамента на естественном основании в связи* с дополнительным его нагружением за счет надстройки этажей. Однако для случаев без увеличения нагрузки при усилении фундаментов оснований здания или при строительстве рядом с существующими фундаментами новых зданий, аналогичной методики до настоящего времени нет, чтоопределяет актуальность диссертации.

Цель работы, заключается в установлении основных закономерностей взаимодействия фундаментов, усиливаемых буроинъекционными сваями, в разработке на их основе методики проектирования фундаментов реконструируемых зданий, на деформирующихся основаниях.

В соответствии с указанной целью были поставлены следующие задачи исследования:

1. анализ существующих методов расчета свайного фундамента с учетом работы ростверка и оценка учетных факторов в расчетах, определяющих взаимодействия свайного фундамента с грунтовым массивом;

2. разработка основ физического моделирования работы свай и свайного фундамента и научно-обоснованной методики лабораторных исследований закономерностей взаимодействия свай и свайных фундаментов с грунтом основания;

3. выполнение экспериментальных исследований с целью установления закономерностей взаимодействия свайного фундамента с грунтовым основанием;

4. исследование напряженно-деформированного состояния грунта основания и совместной работы системы «ростверк — сваи — грунт основания» с использованием численного моделирования на основании МКЭ. С целью использования комплексного подхода в исследовании оценки достоверности результатов физического моделирования, на основании данных полевых статических испытаний буроинъекционных свай;

5. разработка методики расчета фундаментов, усиленных буроинъекционными сваями- с учетом« полученных закономерностей совместной работы свай, существующего фундамента (ростверка) и массива грунта, взаимодействующего с сооружением. Оценка достоверности расчета методики, выполненная на основании сопоставления результатов данных отдельных объектов и фундаментов, которые усиливались буроинъекционными сваями.

Методика исследования включала: выполнение модельных экспериментов, свайного фундамента в лотке с целью оценки влияния различных факторов на распределение эксплуатационной нагрузки на ростверк и сваи усиления в составе свайного фундамента. Анализ результатов этих исследований на основании математического моделирования совместной работы системы «ростверк — сваи — грунт основания» и натурных испытаний свай статической нагрузкой; сопоставление результатов расчета по разработанной методике с данными существующих проектных решений усиленных фундаментов в различных условиях и данными наблюдений.

Научная новизна работы состоит: в разработке основ приближенного физического моделирования взаимодействия свайного фундамента с массивом грунта основания и получении масштабных коэффициентов для переноса результатов лабораторных испытаний на натурные условия; в установлении закономерностей взаимодействия фундамента, усиливаемого сваями, с грунтовым массивом в зависимости от линейных размеров, количества свай усиления, характера напластования грунтов, их физико-механических свойств и других факторов; в разработке новой инженерной методики проектирования фундаментов, усиливаемых буроинъекционными сваями на деформирующемся основании с учетом совместной работы существующего фундамента и сваи усиления с грунтовым массивом основания.

Практическое значение работы заключается в следующем: установлены новые принципиально^ важные закономерности совместной работы системы существующего фундамента, свай усиления и грунта основания, что позволяет оценить долю нагрузки, передаваемой на сваи, принять научно обоснованное решение по необходимости усиления фундаментов реконструируемых зданий; применение разработанного инженерного метода расчета фундаментов, усиливаемых буроинъекционными сваями на деформирующемся основании, позволяет повысить достоверность расчетов при проектировании и снизить стоимость реконструкции здания.

Достоверность теоретических решений и методов расчетов определяется: использованием опробобированных научных методов при разработке физико-математической модели взаимодействия свайного фундамента с окружающим грунтом основания; комплексным характером исследований закономерностей взаимодействия свайного фундамента с грунтовым массивом; подтверждением результатов расчетов выполненных по предложенной инженерной методике с данными натурных испытаний свайного фундамента и данными полевых исследований, приведенных в литературных и проектных материалах по ряду объектов.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждались на двух научно-практических конференциях СПбГАСУ (2009-2010 гг.), научно-методической конференции на тему: «Дефекты зданий и сооружений. Усиление строительных конструкций» СПбВИТУ (03.2009г.), в научно-технических журналах: «Вестник гражданских инженеров СПбГАСУ» (ВАК) (2009г.), на международной научно-практической конференции молодых ученых СПбГАСУ (05.2009, 04.2010 гг.), на международной научно-практической, конференции ПГТУ г. Пермь (09.2009г.), получили отражение в 7 научных публикациях.

Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка использованной, литературы и 4 приложений. Общий объем диссертации составляет 148 страниц, 21 таблицы и 59 рисунка. Список использованных работ включает 143 наименований. Работа выполнена на кафедре «Геотехники» СПбГАСУ под научным, руководством д.т.н:, профессора В.Д. Карлова, заслуженного работника высшей школы. Российской Федерации. Автор выражает благодарность научному руководителю д.т.н., проф. В.Д. Карлову, д.т.н., проф. P.A. Мангушеву, д.т.н., проф. И.И. Сахарову, к.т.н., проф. М.С. Захарову и всем сотрудникам кафедры геотехники СПбГАСУ.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе использования теории подобия и размерностей установлены новые критерии приближенного физического моделирования взаимодействия свай и свайных фундаментов с массивом грунта. Это позволило разработать научно обоснованную методику экспериментального исследования основных закономерностей совместной работы системы «ростверк - сваи - основание» в условиях лабораторных испытаний маломасштабных моделей свайных фундаментов.

2. По результатам экспериментальных исследований установлены основные факторы, определяющие напряженно-деформированное состояние системы «ростверк — сваи — основание», а также их влияние на распределение усилий в элементах рассматриваемой системы. По степени убывания этого влияния они могут быть расположены в следующей последовательности: линейные размеры свай, шаг свай усиления, характер напластования грунтов и их физико-механические , свойства, жесткость ростверка и. свай. Количественная оценка каждого из перечисленных факторов определена по данным статической обработки результатов экспериментальных исследований и выражена в виде математических зависимостей. Вычислены значения усилий, приходящиеся на ростверки и сваи в составе реконструируемых фундаментов реальных размеров; определены соответствующие им величины осадок свайных фундаментов (см. таб. 2.5).

3. Кроме физического моделирования- взаимодействия свайных фундаментов с окружающим массивом грунтов различного состава и состояния, выполнено соответствующие этим условиям математическое моделирование с помощью программы Р1ах1з на основе метода конечных элементов (МКЭ). Результаты численных расчетов близки к результатам, полученным экспериментальным путем на основании физического моделирования в лабораторных условиях (расхождение не превышает 15%).

4. Достоверность методов физического и математического моделирования для основных закономерностей взаимодействия свай с грунтовым основанием апробировалось путем сопоставления результатов расчетов, полученных по этим методам, с данными статических испытаний реальных свай в натурных условиях. Получена хорошая сходимость как усилий, так и величин осадок в рассмотренных вариантах с различными грунтовыми условиями.

5. Разработанный новый инженерный метод расчета существующих фундаментов зданий на деформирующихся основаниях позволяет оценить долю усилия, воспринимаемого существующим фундаментам после его усиления буроинъекционными сваями и установить оптимальное количество свай в составе реконструируемого фундамента. Этот метод позволяет определять осадку усиленного сваями фундамента, величина которой по условиям проектирования не должна превышать предельно допустимого значения, установленного нормами проектирования (исходя из технического состояния реконструируемого здания).

6. Предлагаемый новый метод расчета реконструируемых фундаментов зданий путем усилений их буроинъекционными сваями; позволяет на строгой научной основе оценить величину нагрузки на них, оптимизировать методику проектирования и, как показывает анализ реальных решений реконструкции фундаментов, добиться экономии средств на реконструкцию результатов до 30% их стоимости.

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

2. Аббас, 3. Ф. Несущая способность буроинъекционных свай при усилении фундаментов существующих зданий и сооружений: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / 3. Ф. Аббас // Ленинград СПБГАСУ 1991.

3. Алдунгаров, М.М. Некоторые вопросы взаимодействия трубчатых свай с грунтовым массивом: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / М. М. Алдунгаров//Ленинград 1970.

4. Алексеев, С. И. Реконструкция по проектированию фундаментов по заданной осадке / С. И. Алексеев // СПБ 1990г.

5. Алексеев, С.И. Автоматизированный метод расчета фундаментов по двум предельным состояниям / Алексеев С.И. // СПБ. — 1996. — 206с.

6. Алексеев, C.Hi Закрепление слабых глинистых грунтов под подошвой фундаментов методом пневмотрамбования щебёночно-цементной смеси / С.И. Алексеев, PíB. Мирошниченко // Геотехника, межвуз. сб. тр. — СПб: СПбГАСУ. 2008. с. 172-177.

7. Бабанов, В.В. Исследование напряженно-деформированного состояния конструкций на упругом основании методом конечных элементов: дисс. канд. техн. наук. / В. В. Бабанов // Л.: ЛИСИ, 1975.

8. Бай, В.Ф. Модельные испытания песчаной армированной сваи в слабом водонасыщенном глинистом основании / В.Ф. Бай, A.B. Набоков, В.В. Воронцов, А.Н. Краев // Межвузовский тематический сборник трудов СПбГАСУ, том 1. СПб.: СПбГАСУ, 2009. - с. 134-138.

9. Бартоломей, A.A. Механика грунтов / A.A. Бартоломей // 2-е издание, ABC, Москва 2004. 304с.

10. Бартоломей, A.A. Основы расчета ленточных свайных фундаментов по предельно допустимым осадкам. Москва стройиздат, 1982. — 223с.

11. Бартоломей, A.A. Прогноз осадок свайных фундаментов / А. А.

12. Бартоломей, И. М. Омельчак, Б. С. Юшков // Москва стройиздат, 1994.

13. Бахолдин, Б.В. Экспериментальные и теоретические исследования процесса взаимодействия грунта с забивными сваями и создание на их основе практических методов расчета свай автор, дисс. доктора техн. наук. / Б.В. Бахолдин // Москва 1987. — 50с.

14. Березанцев, В.Г. Механика грунтов, основания и фундаменты / В. Г. Березанцев, А. И. Ксенофонтов, Е. В. Платонов, Н. Н. Сидоров, В. А. Ярошенко // Москва, 1961.- 240с.

15. Березанцев, В.Г. Расчет оснований сооружений / В. Г. Березанцев // JL: Стройиздат, 1970.— 208с.

16. Бровин, С.В. Особенности работы буроинъекционных свай усиления в массиве слабых грунтов: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / С.В. Бровин // СПБГАСУ 1994.

17. Бронин, В.Н. Проектирование свайных фундаментов / В.Н. Бронин, A.B. Голли // Учебное пособие СПБГАСУ 1992. 84с.

18. Бронин, В.Н. Расчет осадок свайных фундаментов во времени / В.Н. Бронин, В.И. Далматов, В.Г. Федоров // Обзор. Рига, ЛатНИИНТИ. 1982. 40с.

19. Галлеев, Р.Г. Исследование напряженно-деформированного состояния комбинированных свайных фундаментов« на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок: дисс. канд. техн. наук. / Р. Г. Галлеев // JL, 1990.-212с.

20. Гамылин, С.Е. Усиление фундаментов мелкого заложения с помощью свай: автореферат дисс. канд. техн. наук. / С. Е. Гамылин // JL, 1990.

21. Ганичев, И.А. Устройству искусственных оснований и фундаментов / И. А. Ганичев // Издание третье, переработанное и дополнительное. Москва 1981.-543с.

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

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

24. Далматов, Б.И. Неравномерные осадки зданий / Далматов Б.И. // Текст лекций. Ленинград. 1976. — 37с.

25. Далматов, Б.И. Механика грунтов. Ч. 1. Основы геотехники в строительстве / Далматов Б.И., Бронин В.Н., Карлов В.Д., Мангушев P.A., Сахаров И.И., и др. // Учебник. СПб.: СПбГАСУ, 2000. 204с.

26. Далматов, Б.И. Обследование оснований и фундаментов реконструируемых зданий / Б. И. Далматов, В. М. Улицкий // Текст лекций. Ленинград. ЛИСИ. 1985. — 36с.

27. Далматов, Б.И. Основания и фундаменты / Б.И. Далматов, В.Н. Бронин, В.Д. Карлов, P.A. Мангушев, И.И. Сахаров, С.Н. Сотников, В.М. Улицкий, А.Б. Фадеев // часть 2 Москва СПБ 2002. - 386с.

28. Далматов, Б.И. Проектирование свайных фундаментов в условиях слабых грунтов / Б. И. Далматов, Ф. К. Лапшин, Ю. В. Россихин // Стройиздат, Ленингр. Отд-ние, 1975. — 240с.

29. Далматов, Б.И: Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений / Б.И. Далматов, В.Н. Бронин, В.Д. Карлов, P.A. Мангушев, H.H. Морарескул, И:И. Сахаров, С.Н. Сотников, В.М. Улицкий, А.Б. Фадеев // 3-е издание Москва СПБ 2006. - 428с.

30. Далматов, Б.И. Расчет оснований зданий и сооружений по предельным состояниям / Б. И. Далматов // Ленинград. 1968. — 140с.

31. Далматов, Б.И. Реконструкция городов и геотехническое строительство / Б. И. Далматов и др. // Internet: www.georec.spb.ru 2000.

32. Девальтовский, Е.Э. Исследование работы свайных фундаментов с учетом их взаимодействия с межсвайным грунтом: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / Е. Э. Девальтовский // Ленинград 1982.

33. Джантимиров, Х.А. Разработка конструкций и методов расчета буроинъекционных свай автор, дисс. канд. техн. наук. / X. А. Джантимиров // Москва 1986. - 22с.

34. Дорошкевич, Н.М. Основы проектирования свайных фундаментов попредельным деформациям. — Тр. МИСИ, М., 1973. Механика грунтов, основания и фундаменты.

35. Дорошкевич, Н.М. Особенности расчета свайных фундаментов по предельным состояниям // Тр. №140 МИСИ. М. 1977. - с.177-186.

36. Евстифеев, В.Г. Некоторые вопросы инъекционного упрочнения слабых грунтов в Санкт-Петербурге / В. Г. Евстифеев, О. В. Евстифеев, В. Г. Самосудов // Материалы ХП1 научно-методической конференции ВИТУ- СПб.: ВИТУ, 2009. с. 89-92.

37. 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. — с. 14-16.

38. Журнаджи, В.А. Усиление оснований и фундаментов при ремонте зданий / В. А. Журнаджи, М. П. Филатова // Москва. 1970. — 94с.

39. Завриев К.С. Проектирование фундаментов глубокого заложения / К. С. Силин, Н. М. Глотов, К. С. Завриев // Издательство «Транспорт». М: -1981.-252с.

40. Завриев, К.С. Расчеты фундаментов мостовых опор глубокого заложения / К. С. Завриев, Г. С. Шпиро // Издательство «Транспорт». М.- 1970.-216с.

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

42. Зубков, В.М. Подземные сооружения, возводимые способом «стена в грунте» / В.М.Зубков, Е.М. Перлей, В.Ф. Раюк, Н.В. Феоктистова, С.П. Шик // Ленинград 1977. 200с.

43. Ибадильдин Нурхат Амангельдиновоч Прогноз влияния возведения сооружений на плитном фундаменте на деформации песчаного основания существующих зданий: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / Н. А. Ибадильдин // СПБГАСУ Санкт-Петербург 2007.

44. Иванов, П.Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений / П. Л. Иванов // Учеб. 2-е изд. - М.: 1991 - 447с.

45. Карлов, В.Д. Основания и фундаменты на сезоннопромерзающих пучинистых грунтах / В. Д. Карлов // Санкт-Петербург, 2007. — 362с.

46. Карлов, В.Д. О критериях моделирования взаимодействия гибкого фундамента с промерзающим пучинистым основанием // Основание и фундаменты в условиях слабых и пучинистых грунтов: Межвуз. сб. тр. ЛИСИ. Л., 1984. С. 152-156.

47. Карлов, В.Д. О возможности моделирований в лабораторных экспериментах взаимодействия фундаментов с промерзающим пучинистым грунтом // Основание и фундаменты на вечномерзлых грунтах: Сб. науч. тр. ЛенЗНИИТП. СПб, 1992. С. 93-107.

48. Карлов, В.Д. Отчёт «Опытно-изыскательские работы и разработка проекта капитального ремонта фундаментов здания Санкт-Петербургского Отделения Октябрьской железной дороги» / Карлов В.Д., Пронев Л.К. и др. // Часть 1. СПБГАСУ. 2002. 101с.

49. Карлов, В.Д. Отчёт «Опытно-изыскательские и разработка проекта капитального ремонта фундаментов здания, Санкт-Петербургского Отделения Октябрьской железной дороги» / Карлов В:Д., Пронев Л.К. и др. // Часть 2. СПБГАСУ. 2003. 101с.

50. Клейнер, И.М. Метод прессиометрии для прогнозирования несущей способности буроинъекционных свай: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / И. М. Клейнер // Минск 1986.

51. Коновалов, П.А. Основания- и фундаменты реконструируемых зданий / П. А. Коновалов // 4-е издание. М. 2000. 318с.

52. Конюшков, В.В. Несущая способность буроинъекционных свай на вертикальную и горизонтальную нагрузки с учетом технологии их изготовления, дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / В. В. Конюшков // СПБ Университет Путей Сообщения. 2007.

53. Косаренко, Г.И. Исследования взаимодействия буронабивных свай с многоместными уширениями и лессового основания: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / Г. И. Косаренко //Ростов-на-Дону 1974.

54. Костерин, Э.В. Основание и фундаменты / Э. В. Костерин // 3-е издание Москва 1990.-430с.

55. Кузнецов, Г.Н. Моделирование проявления горного давления — М.: Недра, 1968.-272.

56. Курлапов, Д.В. Усиление каменных конструкций методом инъекции / Д. В. Курлапов, А. С. Куваев // Материалы ХГП научно-методической конференции БИТУ СПб.: БИТУ, 2009. - с. 27-30.

57. Курлапов, Д.В. Усиление каменных конструкций способом инъекции цементнополимерными составами / Д. В. Курлапов, А. С. Куваев // Материалы XIII научно-методической конференции ВИТУ — СПб.: БИТУ, 2009.-с. 99-103.

58. Кушнер, С.Г. Расчет осадок зданий и сооружений / С. Г. Кушнер // К.: Будивэльнык1990. — 144с.

59. Лапшин, Ф. К. Определение несущей способности сваи в условиях слабых грунтов Ленинграда: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 Ленинград 1966.

60. Лапшин, Ф. К. Расчет свай по предельным состояниям / Ф. К. Лапшин // Саратов: Саратовский университет 1979 151с.

61. Лапшин, Ф. К. Расчет оснований одиночных, свай на вертикальную нагрузку: диссертация на соискание ученой степени доктора техн. наук. 05.23.02 Саратов., 1987. 448с.

62. Лешу ков М.Р. Исследование работы одиночных свай при действии наклонной выдергивающей нагрузки: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / М. Р. Лешуков // Тольятти 1990.

63. Мангушев, P.A. Современные свайные технологии / P.A. Мангушев, A.B. Ершов, А.И. Осокин // Санкт-Петербург СПбГАСУ 2007. 159с. Стр. 58-72.

64. Мангушев, P.A. Об определении несущей способности буронабивных и буроинъекционных свай / P.A. Мангушев, A.B. Кошман // Материалы 54-ой научной конференции. Санкт-Петербург СПбГАСУ 1997. С. 23-24.

65. Методические рекомендации по проектированию и производству работ по усилению грунтов основания и фундаментов инъекционными методами. — JL: Спецпроектреставрация, 1984. — 34с.

66. Миллиган Дж.У.Э. Программное обеспечение исследований по механике грунтов и фундаментостроение / Дж.У.Э. Миллиган, Дж.Т. Хоулсби, Ю. Осини и др. // Под ред. В.М. Миховцева. М.: Стройиздат, 1991.-528с.

67. Мирсаяпов И.Т., Артемьев Д.А. Экспериментальные исследования моделей свайно-плитных фундаментов / И.Т. Мирсаяпов, Д.А. Артемьев // Межвузовский тематический сборник трудов СПбГАСУ, том 1. — СПб.: СПбГАСУ, 2009. с. 32-36.

68. Морозов, В.Н. Некоторые вопросы несущей способности свай. дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / В: Н. Морозов // ЛИСИ: 1961.

69. Морозов, В.Н. Зависимость осадки конусного» штампа в грунтовом массиве от нагрузки / В: Н. Морозов,// Сборник научных трудов ЛИСИ. №61. Л., 1970.

70. Мустафаев, A.A. Расчет оснований1 и фундаментов на просадочных грунтах / A.A. Мустафаев // Учебное пособие Москва «высшая школа» 1979.-368с.

71. Насков, И.В. Особенности взаимодействия, свайных фундаментов с деформированным при подработке основанием: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / И. В. Насков // Ленинград 1984.

72. Нгуен Куанг Хынг Экспериментальное исследование несущей способности деревянных свай малых размеров при усилении оснований в г. Хошимине / Межвузовский тематический сборник трудов СПбГАСУ, том 1. СПб.: СПбГАСУ, 2009. - с. 53-57.

73. Неймарк Л.И. Расчет и моделирование зданий на неравномерно деформируемых оттаивающих основаниях. — Л.: Стройиздат, Ленингр. Отд-ие, 1979.-168с.

74. Никитенко, М.И. Буроинъекционные анкеры и сваи при возведении иреконструкции зданий и сооружений / М. И. Никитенко // Минск БНТУ 2007. 580с.

75. Орленко, Н.И. Усиление фундаментов буроинъекционными сваями при реставрации памятников архитектуры: автореф. дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / Н.И. Орленко // Киев. 1990. - 20с.

76. Осокин, А.И. Влияние расхода бетона на несущую способность буронабивных свай / А.И. Осокин, A.B. Сбитнев, С.В. Татаринов // Геотехника: Актуальные теоретические и практические проблемы: межвуз. сб. тр. СПб: СПбГАСУ. 2006. - с. 162-165.

77. Осокин, А.И. Выполнение инъекционных укрепительных работ под фундаментами жилых зданий / А.И. Осокин, В.А. Ермолаев, А.Г. Мацегора // Геотехника, межвуз. сб. тр. СПб: СПбГАСУ. 2008. - с. 151157.

78. Ошурков, Н.В. Численное моделирование испытаний грунтов статическим нагружением* буронабивной сваей / Н.В'. Ошурков, A.B. Игошин, Чу Туан Тхань. // Межвузовский тематический сборник трудов СПбГАСУ. СПб.: СПбГАСУ, 2007. - с. 118-123.

79. Пакулин, В. А. Выбор параметров, регистрирующей аппаратуры для записи динамических процессов / В. А. Пакулин // Труды науч.-исслед. института оснований и подземных сооружений, М. 1975, вып. 65. — с. 7883.

80. Парамонов, В.Н. Математическое моделирование устройства свайных фундаментов в условиях плотной городской застройки // Основания, фундаменты и механика грунтов. М.: Стройиздат: 1998. №4-5. с. 13-18.

81. 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.

82. Перлей, Е.М. Свайные фундаменты и заглубленные сооружения при реконструкции действующих предприятий / Е. М. Перлей, В. Ф. Раюк, В. В. Беленькая, А. Н. Алмазов // JL: Стройиздат, 1989. 176с.

83. Пилягин, A.B. Исследование осадок свайных кустов: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / А. В. Пилягин // Ленинград 1969.

84. Платонов, Ю.Н. Несущая способность свай, усиленных забивными оголовками. Сб. «Несущая способность свай в слабых грунтах», ч. 2, ЛДНТП, Л., 1966.

85. Покровский, Г.И. Центробежное моделирование в строительном деле / Г.И. Покровский, И.С. Федоров // М., Стройиздат. 1968. — 247с.

86. Покровский Г.И. Моделирование осадок оснований / Г.И. Покровский // Госстройиздат, 1939. — 72с.

87. Покровский, Г.И. Моделирование прочности грунтов / Г.И. Покровский //Госстройиздат, 1939. 144с.

88. Полищук А.И., Петухов A.A. Усиление фундаментов реконструируемых зданий в г. Томске с использованием инъекционных свай / А.И. Полищук, A.A. Петухов // Межвузовский тематический сборник трудов СПбГАСУ. СПб.: СПбГАСУ, 2007. - с. 162-171.

89. Рекомендация по проектированию и- устройству фундаментов из буроинъекционных свай / Б.В. Бахолдин, Х.А. Джантимиров, A.B. Вронский, Б.Л. Фаянс // НИИОСП.' Москва 1982. - 48с.

90. Рекомендации по расчету осадок в фундаментах существующих промышленных зданий от влияния вновь пристраиваемых зданий и сооружений / А. М. Гельфандбейн, Л. А. Гелис, И. М. Наткович // М.: Стройиздат, 1987. — 104с.

91. Рекомендация по расчету свайных фундаментов на вертикальную и горизонтальную нагрузки. Москва — 1971. — 73с.

92. Рекомендация по расчету свайных фундаментов с несущими ростверками / М. И. Никитенко, В. А. Сернов // Минск, 2005. 24с.

93. Рекомендации по применению буроинъекционных свай. Москва 1984. — 28с.

94. Республиканские строительные нормы. Проектирование и устройство траншейных и свайных стен методом «стена в грунте» / Ю.А.

95. Соболевский, М.И. Никитенко и Н.Н. Баранов. // РСН 20-87, Госстрой БССР Минск, 1987. - 112с.

96. Руководств пользователя программы Plaxis 3D Foundation

97. Санжаровский, Р.С. Усиление при реконструкции зданий и сооружений / Р.С. Санжаровский, Д.О. Астафьев, В.М. Улицкий, Ф. Зибер // Санкт-Петербург. 1998.-632с.

98. Сахаров, И.И. Гидроразывной метод закрепления оснований эксплуатируемых зданий и сооружений / И.И. Сахаров, М.А. Аббуд // Геотехника: наука и практика, сборник научных трудов СПбГАСУ. — СПб.: СПбГАСУ, 2000. с. 72-76.

99. Сахаров, И.И. К оптимизации расчетов плитно-свайных фундаментов / И.И. Сахаров, Г.Ф. Пеньковский, А.В. Ершов // Межвузовский тематический сборник трудов СПбГАСУ. СПб.: СПбГАСУ, 2006. - с. 115-119.

100. Сбитнев, А.В. Несущая способность свай, выполненных по технологии вытеснения в слабых грунтах / Автор, дисс. канд. техн. наук. СПб — 2009. — 22с.

101. Сбитнев, А.В. Особенности устройства буронабивных свай при подаче бетонной смеси под давлением / А.И. Осокин, А.В. Сбитнев, С.В. Татаринов // Промышленное и гражданское строительство научн.-техн. и произв. журнал. М. - 2006. - №9: - с. 65-66.

102. Старыгин, А.Н. К вопросу об оценке доли нагрузки приходящейся на сваи усиления / Сборник материалов 62-й Международной научно-технической конференции молодых ученых СПбГАСУ, часть I СПб.: СПбГАСУ, 2009. - с. 40-44.

103. Силин К. С. Проектирование фундаментов глубокого заложения / Силин К. С., Глотов Н. М., Завриев К. С. // М.: Транспорт, 1981 252с.

104. СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстрой СССР. - 1986. -48с.

105. Сотников, С.Н. Строительство и реконструкция фундаментов зданий исооружений на слабых грунтах, дисс. доктора техн. наук. 05.23.02 / С. Н. Сотников // ЛИСИ. 1986.

106. Сотников, С.Н. Упрочнение грунтов в основании фундаментов здания в г. Санкт-Петербурге / С.Н. Сотников, А.И. Осокин, О.В. Горт, А.Г. Мацегора // Теоретические и практические проблемы геотехники, межвуз. сб. тр. СПб: СПбГАСУ. 2005. - с. 18-25.

107. СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений / Издание официальное. — М. — 2005. 128с.

108. СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов / Москва. 2005. - 82с.

109. Татаринов, C.B. Влияние расхода бетона на несущую способность буронабивных свай / С. В. Татаринов, А. И. Осокин, А. В. Сбитнев // Жежвузовский тематический сборник трудов. — СПБ.: СПбГАСУ, 2006 — с. 162-165.

110. ТСН 50-302-2004 Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге / Правительство Санкт-Петербурга. — СПб — 2004. — 58с.

111. Тугутов, Ш.С. Оценка взаимодействия ленточного гибкого фундамента с сезоннопромерзающим пучинистым грунтом основания: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / Ш.С. Тугутов // СПБГАСУ 2006.

112. Улицкий, В.М. Геотехническое обоснование реконструкции зданий на слабых грунтах / В.М. Улицкий // СПБГАСУ 1995. 146с.

113. Улицкий, В.М. Геотехническое сопровождение реконструкции городов / В. М. Улицкий, А. Г. Шашкин // обследование, расчеты, ведение работ, мониторинг. Москва 1999. — 324с.

114. Улицкий, В.М. Расчет буроинъекционных свай по деформированной схеме / В. М. Улицкий, А. Г. Шашкин // Основания фундаменты и механика грунтов, 1998. — с.8-12.

115. Улицкий, В.М. Свайные фундаменты и заглубленные сооружения /

116. В.М. Улицкий, Перлей Е.М, В.Ф. Раюк, В.В. Беленькая, А.Н. Алмазов // Ленинград стройиздат, 1989. — 176с. Стр. 24 — 27.

117. Ухов, С.Б. Механика грунтов, основания и фундаменты / С. Б. Ухова, В. В. Семенов, В. В. Знаменский и др. // Издание третье Москва «Высшая школа» 2004. 565с.

118. Фадеев, А.Б. Метод конечных элементов. М.; Недра, 1987. 220с.

119. Фадеев, А.Б. Ремонт и усиление подземной части зданий / А.Б.Фадеев // Раздел Справочника. Стр. 22-25.

120. Флорин, В.А. Основы механики грунтов. Том I: Общие зависимости и напряженное состояние оснований сооружений / В. А. Флорин // Ленинград — Москва, Госсстройиздат, 1959. — 358с.

121. Флорин, В.А. Основы механики грунтов. Том II: Деформация и устойчивость оснований сооружений / В. А. Флорин // Ленинград — Москва, Госсстройиздат, 1961. — 545с.

122. Чу Туан Тхань К выбору расчетной модели взаимодействия ленточного свайного фундамента с грунтовым массивом / Чу Туан Тхань // Межвузовский тематический сборник трудов СПбГАСУ, том 2. — СПб.: СПбГАСУ, 2009. с. 49-53.

123. Чу Туан Тхань О взаимодействии ленточного фундамента, усиленного буроинъекционными сваями, с грунтовым массивом / В.Д. Карлов, Чу Туан Тхань // МатериалььХШ научно-методической конференции ВИТУ СПб.: ВИТУ, 2009. - с. 21-27.

124. Чу Туан Тхань О взаимодействии ленточного фундамента, усиленного буроинъекционными сваями, с грунтовым массивом / Вестник гражданских инженеров СПбГАСУ 2009/2. СПб.: СПбГАСУ, 2009. - с. 154-156.

125. Цытович, H.A. Механика грунтов (краткий» курс). М:: Высш. Школа, 1968.-259с.

126. Цытович, H.A. Инженерный метод прогноза осадок,фундаментов. М.: Стройиздат, 1988. - 120с.

127. Шашкин, К.Г. Оценка напряженно-деформированного состояния системы «основание-фундамент-здание» с учетом совместной работы: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02. СПб. — 2002.

128. Швецов, В.М. Определение несущей способности свай на заболоченных территориях: дисс. канд. техн. наук. 05.23.02 / В. М. Швецов//Ленинград 1971.

129. Эйгенсон, Л. С. Моделирование / Л. С. Эйгенсон // Промстройиздат, 1949.-240с.

130. Яблочков, В.Д. Исследование роли низкого ростверка в несущей способности однорядных свайных фундаментов автор, дисс. канд. техн. наук. / В.Д. Яблочков // Москва — 1965. — 16с.

131. Яблочков, В.Д. К вопросу об учете работы низкого ростверка в расчетах свайных фундаментов из коротких забивных висячих свай / В.Д. Яблочков // Сборник трудов Пермского политехнического института № 16 «Вопросы строительства». Пермь — 1964.

132. Яблочков, В.Д. Учет работы низкого ростверка-резерв повышения экономичности свайных фундаментов / В.Д. Яблочков, А.А. Бартоломей, Е.М. Пеньковский, Е.В. Гордон // Пермь — 1964. — 48с.

133. Brandl, Н. Micropiles for underpinning/undercrossing of historical buildings, Conference Reconstruction of Historical cities and geotechnical engineering, St.Petersburg, Russia 2003, pp. 119-126.

134. Forever. Analysis and recommendations for micropiles. 2004.

135. Kitiyodom P. Simplified analysis of piled raft foundations subjected to active loading and passive loading / Pastsakorn Kitiyodom // Kanazawa University, Japan 2004.

136. Kondner R.L A Hyperbolic Stress Formulation for Sands / R.L. Kondner // 2. Pan. Am. ICOSFE Brazil, Vol. 1, 1963. pp 289-324.

137. Shamsher P., Golpal R., Swami S. Analysis and design of foundations and retaining structures / Sarita Prakashan, Meerut. New Delhi. — 1979. — 705p.

138. Yamashita К. Recent case histories on monitoring settlement and load sharing of piled rafts in Japan / K. Yamashita, T. Yamada & J. Hamada // Deep foundations on bored and auger piles. Van Impe & Van Impe (eds). Taylor &

139. Francis Group, London 2009. pp. 181-193.

140. Голубков, B.H. Расчет коротких висячих пирамидальных свай Сб. «Основания и фундаменты», вып. 2, «Будивельник», Киев. 1969.

141. Сернов, В.А. Расчет несущей способности и осадки свайного фундамента с несущим ростверком / В.А. Сернов // Геотехника: актуальные теоретические и практические проблемы. Межвузовский тематический сборник трудов СПбГАСУ. СПб. 2006. С. 110-114.