автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Прогноз осадок комбинированных свайных фундаментов

На правах рукописи

□03053250

Глушков Илья Вячеславович

ПРОГНОЗ ОСАДОК КОМБИНИРОВАННЫХ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

05.23.02 - Основания и фундаменты, подземные сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь 2007

003053250

Работа выполнена в Пермском государственном техническом университете

Научные руководители:

Официальные оппоненты

Ведущая организация:

- член корреспондент РАН, заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор

технических наук, профессор_

¡Бартоломей Адольф Александрович

- кандидат технических наук, доцент Юшков Борис Семенович

- доктор технических наук, доцент Омельчак Игорь Михайлович

- кандидат технических наук, доцент Бай Владимир Фёдорович

ГУЛ институт «БашНИИстрой», г. Уфа

Защита состоится 7 марта 2007 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.188.05 при Пермском государственном техническом университете по адресу: 614990, г.Пермь, Комсомольский проспект, 29, ауд. 4236.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного технического университета

Автореферат разослан 5 февраля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Н.А. Шевелев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время основными задачами капитального строительства являются повышение технико-экономической эффективности и качества строительного производства. При возведении каркасных зданий и сооружений различного назначения наиболее часто применяются фундаменты в виде кустов свай с монолитным ростверком и столбчатые фундаменты на естественном основании, которые отличаются высокой материалоёмкостью и трудоёмкостью их возведения. При этом затраты на устройство фундаментов составляют 15-20 % от общей стоимости строительства.

Совершенствование конструкций и методов возведения фундаментов имеет важное народно-хозяйственное значение для строительства. Одним из перспективных направлений исследований в области свайного фундаменто-строения является разработка новых эффективных конструкций комбинированных фундаментов, которые бы обеспечивали повышенную несущую способность грунтов основания; простую и надёжную конструкцию фундамента; снижение материалоёмкости, объёма опалубочных и земляных работ при устройстве фундаментов. Этим требованиям в наибольшей степени соответствуют фундаменты в вытрамбованных котлованах с центральной сваей, которые совмещают в себе все преимущества работы и фундаментов в вытрамбованных котлованах, и забивных свай.

Анализ литературных источников показал, что в отечественной и зарубежной практике методы определения несущей способности фундаментов в вытрамбованных котлованах и свайных фундаментов ещё недостаточно разработаны. А методы, рекомендуемые нормативными документами, дают результаты, которые в значительной степени расходятся с экспериментальными данными. Расчёты основания комбинированного свайного фундамента необходимо производить с учётом совместной работы его составляющих элементов.

Экспериментальные и теоретические исследования с целью разработки новых методов определения несущей способности и прогноза осадок комбинированных свайных фундаментов, выяснения закономерностей и особенностей совместной работы фундаментов и грунтов основания, несомненно, являются актуальными.

Объект исследования - комбинированный свайный фундамент (КСФ), состоящий из фундамента в вытрамбованном котловане и центральной сваи.

Предмет исследования - комплексное экспериментально-теоретическое исследование КСФ и НДС основания.

Цель работы: разработка оптимальной конструкции КСФ, выяснение закономерностей и особенностей совместной работы фундамента и грунтового основания, разработка методов расчёта КСФ по предельным состояниям.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие основные задачи:

1. Провести исследование взаимодействия модели КСФ с основанием:

- определить осадки фундамента и деформации грунтового основания;

- исследовать характер распределения напряжений в сжимаемой толще с возрастанием нагрузки на фундамент.

2. Выполнить комплексные экспериментальные исследования НДС оснований КСФ в полевых условиях:

- определить осадки фундамента и деформации грунта в активной зоне при различной интенсивности нагрузки;

- установить закономерности распределения напряжений в основании и по боковой поверхности КСФ.

3. Провести численное исследование НДС активной зоны КСФ методом конечных элементов.

4. Внедрить результаты исследований в практику строительства.

Научная новизна работы состоит в разработке инженерного метода прогноза осадок КСФ, полученного на основании результатов экспериментально-теоретических исследований, получении экспериментальных зависимостей осадки КСФ от нагрузки, установлении закономерностей распределения напряжений и деформаций в активной зоне и по боковой поверхности КСФ в различных инженерно-геологических условиях.

Достоверность результатов работы обеспечивается проведением экспериментальных исследований с применением современного электронного оборудования и тензометрической аппаратуры, использованием общепринятых положений теории упругости и пластичности в области механики грунтов и фундаментостроения.

Практическая значимость и реализация работы Практическая значимость состоит в разработке конструкции КСФ, инженерного метода расчёта несущей способности и прогноза осадок данного типа фундаментов.

Результаты исследований внедрены на следующих объектах:

- Завод по производству консервов детского питания мощностью 5,2 тыс. тонн/год в г. Йошкар-Ола. Использование комбинированных свайных фундаментов вместо фундаментов в виде кустов свай с монолитным ростверком и проведённые исследования позволили уменьшить объём земляных и опалубочных работ в 4,5 раза, снизить материалоёмкость на 40 %, сократить трудозатраты в 3,6 раза. Экономический эффект составил 180 тыс.руб. в базовых ценах 1991 г.

- Жилые дома с каркасом типа «Сарет» в г. Чебоксары и Новочебок-сарск. Предложенная конструкция комбинированного свайного фундамента и проведённые исследования позволили уменьшить объём земляных и опалубочных работ в 2 - 3 раза, снизить материалоёмкость на 30 %, уменьшить трудозатраты в 2,5 раза, сократить сроки устройства фундаментов в 1,8 раза. Экономический эффект составил 86 тыс.руб. в базовых ценах 1991 г.

- 5-этажный 66-квартирный жилой дом по ул. Яблоневая, 14 в г. Н. Новгород.

- 10-этажный жилой дом по пр. Капитана Рачкова в г. Кстово Нижегородской области.

- 5-этажный 75-квартирный жилой дом в г. Павлово Нижегородской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 52-м всемирном салоне инноваций, научных разработок и новых технологий «Брюссель-Эврика 2003», по итогам конкурса была присвоена серебряная медаль (Бельгия, Брюссель, 2003 г.); на Международной конференции по геотехнике, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга «Реконструкция исторических городов и геотехническое строительство» (СПб., 2003 г.); на Международной научно-практической конференции по проблемам механики грунтов, фундаментостроению и транспортному строительству (Пермь, 2004 г.); на Российской научно-технической конференции по проблемам проектирования, строительства и эксплуатации фундаментов, мостов и автомобильных дорог. Механизации строительства. Охраны окружающей среды (Пермь, 2004 г.); на Международном научно-практическом семинаре «Актуальные проблемы проектирования и строительства в условиях городской застройки» (Пермь, 2005 г.), на 3-й всероссийской конференции «Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции» (Чебоксары, 2001 г.); на IV Международном форуме «Высокие технологии XX века» (М., ВК ЗАО «Экспо-центр» на Красной Пресне, 2003 г.); на внутривузовских научно-технических конференциях Пермского и Марийского государственных технических университетов (г. Пермь и Йошкар-Ола 2002-2003 гг.). Личный вклад автора состоит:

- в разработке оптимальной конструкции КСФ, защищённой свидетельством на полезную модель № 12148 Е 02 D 27/01;

- в проведении экспериментальных исследований с моделями КСФ;

- в участии проведения натурных полевых экспериментальных исследований КСФ, обработке и анализе результатов;

- в выполнении численного моделирования совместной работы КСФ и грунтового основания;

- в проведении теоретических исследований и разработке методов расчёта КСФ по предельным состояниям.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность за научные консультации, помощь и поддержку в проведении исследований доктору технических наук, профессору A.A. Бартоломею], кандидату технических наук, доценту Б.С. Юшкову, а также сотрудникам кафедры оснований, фундаментов и мостов Пермского государственного технического университета.

На защиту выносятся: инженерные методы прогноза осадок и определения несущей способности КСФ, результаты экспериментально-теоретических исследований КСФ и грунтового основания.

Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 16 печатных работах, в том числе получено свидетельство на полезную модель.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Диссертационная работа содержит 202 страниц машинописного текста, 132 рисунка, 3 таблицы, список литературы из 185 наименований, в том числе 8 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и приведена общая характеристика работы.

В первой главе проведён анализ и обобщение современных данных о взаимодействии фундаментов в вытрамбованных котлованах и свайных фундаментов с основанием. Описаны классификация, опыт применения и существующие инженерные методы прогноза осадок и определения несущей способности фундаментов. Приведён обзор численных методов оценки НДС оснований фундаментов.

В последние время прогрессивным направлением в области фундамен-тостроения является устройство фундаментов в уплотнённом грунте. Сущность этого метода заключается в использовании уплотнённой зоны грунта, которая образуется при возведении фундаментов. В пределах этой зоны повышается плотность, улучшаются прочностные и деформационные характеристики грунта, снижается сжимаемость. Нагрузка, приложенная к такому фундаменту, сначала передаётся на уплотнённый грунт, а затем уже на грунты природного сложения, в результате чего достигается повышенная несущая способность грунтов основания. К таким фундаментам относятся: забивные сваи и блоки различной формы (призматические, конические, пирамидальные, клиновидные), фундаменты в вытрамбованных или выштампованных котлованах и др. Одним из наиболее перспективных направлений в этом отношении является устройство фундаментов в вытрамбованных котлованах.

Наибольший вклад в изучение работы фундаментов в вытрамбованных котлованах внесли работы Р.Р.Авазова, Б.Г.Антошока, Ю.А.Багдасарова, А.Г.Божко, Ю.В.Власова, А.Л.Готмана, К.М.Джумаева, Д.И.Константинов-ского, В.И.Крутова, И.Г.Рабиновича, В.Л.Рафальзука, Б.А.Сальникова, А.И.Филатова, В.М.Шаевича, Р.П.Эйдука, В.К.Ярутина и др.

Фундаменты в вытрамбованных котлованах являются одними из наиболее эффективных типов фундаментов при возведении каркасных зданий и сооружений по сравнению с распространёнными в настоящее время фундаментами в виде кустов свай с монолитным ростверком и фундаментами на естественном основании, которые отличаются высокой трудоёмкостью и материалоёмкостью их возведения. Применение фундаментов в вытрамбованных котлованах обеспечивает требуемую несущую способность, при этом уменьшается расход бетона в 2-3 раза, металла в 3-4 раз, работы ведутся с

планировочной отметки, что сокращает объём опалубочных и земляных работ на 70-90 %, в 2-3 раза уменьшаются стоимость и трудоёмкость работ.

Область применения фундаментов в вытрамбованных котлованах распространяется практически на все виды глинистых и песчаных грунтов. Однако использование таких фундаментов при залегании с поверхности слабых глинистых грунтов недостаточно эффективно даже при устройстве в основании фундаментов дополнительных уширений из втрамбованного щебня.

Свайные фундаменты получили широкое распространение в строительной практике в России и за рубежом. Это обусловлено тем, что строительство часто ведётся в неблагоприятных инженерно-геологических условиях, также увеличилась нагрузка, передаваемая на грунты основания от сооружений. На сегодняшний день существует большая номенклатура различных конструкций свай. Наибольшее распространение получили забивные железобетонные призматические сваи. Данный тип свай технологичен, но обладает рядом недостатков, к которым относятся низкая удельная несущая способность и значительный расход материалов.

На сегодняшний день во многих вузах России и других стран сложились научные школы и направления по проблемам свайного фундаменто-строения. Многими научными коллективами ведутся исследования по созданию оптимальных конструкций свай, методик их проектирования с целью снижения стоимости, материалоёмкости и повышения удельной несущей способности.

Изучением работы свайных фундаментов занимались и занимаются: П.А.Аббасов, М.Ю.Абелев, З.В.Бабичев, А.А.Бартоломей, Б.В.Бахолдин, В.Г.Березанцев, Н.В.Бойко, Н.М.Герсеванов, В.Н.Голубков, Б.В.Гончаров, А.Л.Готман, А.А.Григорян, Б.И.Далматов, В.К.Дмоховский, Н.М.Дорошкевич, Н.В.Жуков, Б.В.Знаменский, Ф.К.Лапшин, А.А.Луга, А.Кезди, Г.Мейергоф, И.М.Омельчак, Е.М.Перлей, А.Б.Пономарев, А.В.Потапов, А.Е.Радугин, К.Терцаги, В.М.Улицкий, С.Б.Ухов, А.Б.Фадеев, Н.А.Цытович, В.М.Чикишев, Б.С.Юшков и др.

В работах многочисленных исследователей изучены такие вопросы, как достоверная оценка НДС активной зоны и осадок свайных фундаментов в различных грунтовых условиях, изменение физико-механических характеристик грунтов в основании при погружении и передаче нагрузки на сваи, взаимное влияние работы свай в группах, распределение сил трения по боковой поверхности свай, изменение несущей способности свай во времени, работа свайных фундаментов в структурно-неустойчивых грунтах, роль ростверка в работе свайного фундамента и т.д. На сегодняшний день разработаны достоверные методики проектирования свайных фундаментов, исходя из предельно допустимых деформаций оснований зданий и сооружений и предельной несущей способности грунтов основания.

Численные исследования совместной работы фундамента и грунтового основания рассматривались в работах В.Ф.Александровича, Х.З.Бакенова, Л.А.Бартоломея, И.П.Бойко, А.К.Бугрова, С.С.Вялова, А.Галлагера, А.Л.Гольдина, Б.И.Дидуха, Ж.С.Ержанова, Ю.К.Зарецкого, О.Зенкевича,

В.М.Лиховцева, Г.М.Ломизе, В.В.Лушникова, Ю.Н.Мурзенко, В.Н.Николаевского, Д.Одена, Д.Оуэна, А.В.Пилягина, В.А.Постнова, Л.А.Розина, Л.Сегерлинда, В.И.Соломина, А.С.Строганова, З.Г.Тер-Мартиросяна, В.Г.Федоровского, С.Б.Ухова, А.Б.Фадеева, Е.Хинтона, В.Н.Широкова и др.

Обзор применяемых в последнее время численных методов оценки НДС оснований фундаментов показывает, что существующие программы численного моделирования, используя положения и выводы нелинейной механики грунтов, позволяют решать упругопластические, реологические и динамические задачи сплошных сред, учитывают многофазность грунтов, их реальные свойства, технологию и последовательность возведения сооружений. Также в некоторых программных комплексах внедрены алгоритмы, связанные с кинематическим упрочнением, позволяющим моделировать уплотнение грунта, возникновение порового давления и разжижения при циклическом нагружении, динамический контакт, скольжение и т.д. При этом сходимость результатов численного моделирования работы системы «основание — фундамент» с экспериментальными данными составляет 5-15 %.

На основании проведенного обзора были сформулированы и решены цели и задачи исследований.

Во второй главе приведены методика, планирование и результаты экспериментов с моделями комбинированных свайных фундаментов.

Модели КСФ были изготовлены в масштабе 1 : 6 (рис.1). Модель фундамента в вытрамбованном котловане (ФВК) изготовлена из древесины твёрдых пород механическим способом. По боковой поверхности ФВК выполнены углубления для установки мессдоз общего давления. В качестве центральной сваи использовались металлические трубы. Длина центральной сваи изменялась путём наращивания труб через соединительные муфты.

По результатам проведённых экспериментов установлено, что на осадку и несущую способность КСФ, развитие активной зоны в основании существенно влияет геометрия фундамента (рис.2). Зависимости осадок КСФ от вертикальной нагрузки S=f (Р) носят нелинейный характер. Плавный перегиб кривых свидетельствует о постепенном переходе грунтового основания из упругой стадии работы в упругопластическую. Увеличение длины центральной сваи приводит к плавному снижению осадки фундамента и уменьшению деформаций в активной зоне ФВК. Полученные результаты свидетельствуют о том, что несущую способность КСФ необходимо определять, исходя из предельно допустимых осадок.

Размеры деформированной зоны вокруг ФВК составляют до 6 Ът, где Ът - средний диаметр ФВК. С увеличением длины центральной сваи L деформации грунта распространяются на расстояние до (12-15) d ниже плоскости острия центральной сваи, где d - диаметр поперечного сечения сваи. На глубине (5-6) d ниже плоскости острия сваи перемещения грунта составляют 5-10 % от осадки фундамента. С ростом вертикальной нагрузки на фундамент размеры деформированной зоны грунта интенсивно увеличиваются при первых ступенях нагрузки, затем скорость возрастания несколько уменьшается.

л!

Рис. 1. Модель комбинированного свайного фундамента

Р,кН

О 2 4 б 8 10 12 14 16 18 20

центральной сваи: 1 - ФВК без центральной сваи; 2 - при Ис1 - 16; 3 - при Ыс1 = 32; 4-при/Л/=48

Распространение вертикальных сжимающих напряжений сту вокруг ФВК происходит на расстояние до 6 Ьт в стороны от оси фундамента и до 7 Ьт ниже острия ФВК. С увеличением Ь активная зона распространяется на расстояние до (12-15) с1 ниже плоскости острия центральной сваи.

Эпюра сил трения по боковой поверхности ФВК имеет вид кривой второго порядка. Максимальные значения напряжений т^, зафиксированы в области острия ФВК. С увеличением длины центральной сваи Ь отмечается снижение касательных напряжений вдоль ФВК за счет перераспределения нагрузки в комбинированном фундаменте между ФВК и сваей. Вдоль центральной сваи эпюры распределения сил трения имеют форму, близкую к

треугольной.

Замена центральной забивной сваи на сваю-оболочку показала несколько иной характер работы КСФ. На первых ступенях нагружения осадка фундамента со сваей-оболочкой развивается интенсивнее ФВК с центральной сваей. Однако увеличение осадки происходит более плавно и при значениях 2,5 см кривая пересекает зависимость Б=/(Р) ФВК с центральной сваей. Активная зона в основании распространяется на расстояние до 6 Ът в стороны от оси фундамента и до (10-12) Ът ниже острия сваи-оболочки.

Третья глава диссертации содержит результаты натурных полевых экспериментальных исследований КСФ, проведённых на трёх опытных площадках с различными инженерно-геологическими условиями (рис.3).

Опытная площадка № 1 расположена на юго-западной окраине г. Йошкар-Олы. Рельеф территории спокойный, отметки поверхности плавно изменяются в пределах 112,5 - 114,6 м в балтийской системе высот. В геологическом строении рассматриваемой площадки принимают участие четвертичные аллювиальные отложения (aQn.ni)> представленные суглинками, супесями и песками. Основание на опытной площадке представлено тремя инженерно-геологическими элементами (ИГЭ). Сверху расположен суглинок полутвёрдый, подстилаемый слоем супеси мягкопластичной. Под толщей супеси находится прослойка суглинка мягкопластичной консистенции. Далее до глубины 15,0 м вскрыт суглинок полутвёрдый.

Площадка № 2 расположена в микрорайоне «Соляное» в г. Чебоксары. В геоморфологическом отношении площадка ограничена с севера оползневым склоном р.Волги, с востока эрозионным склоном оврага Безымянный. Изучаемый массив сложен отложениями татарского яруса верней Перми, перекрытыми сверху породами четвертичного возраста делювиального происхождения. Геологическое строение района изучалось до глубины 15 м. С поверхности площадка сложена песком пылеватым, водонасыщенным мощностью 11 м, подстилаемым полутвёрдой глиной вскрытой мощностью 4 м.

Опытная площадка № 3 расположена в микрорайоне VI г. Новочебок-сарска. Геологическое строение площадки с поверхности сложено просадоч-ными лёссовидными суглинками, а также супесями и глинами. Подземные воды на площадке изысканий не вскрыты до глубины 15,0 м.

а б в

Рис.3. Геологический разрез экспериментальных площадок: а - площадка № 1; б - площадка № 2; в - площадка № 3

Рис.4. Технологическая схема устройства комбинированного свайного фундамента: 1 - инвентарный металлический пробойник; 2 - вытрамбованный котлован; 3 - уплотнённая зона грунта; 4 - грунт природного сложения; 5 - центральная забивная свая; 6 - материал ФВК (бетон класса #15); 7 - сопряжение колонны с комбинированным свайным фундаментом; Я- глубина вытрамбовывания котлована.

Последовательность возведения комбинированного свайного фундамента включает следующие технологические операции (рис.4):

- вытрамбовывание котлована с планировочной отметки инвентарным металлическим пробойником с высоты 6-8 м на глубину Н (рис.4.й). При этом вокруг котлована образуется уплотнённая зона, в пределах которой увеличивается модуль деформации и удельное сцепление грунта в 2-3 раза, угол

внутреннего трения на 1-2°, плотность грунта на 10-15 %, устраняются про-садочные свойства грунта;

- погружение центральной сваи (рис.4.6) и установка арматурных каркасов. В качестве центральной сваи могут использоваться призматические сваи, конические сваи, а также сваи-оболочки;

- бетонирование вытрамбованного котлована бетоном класса 515, устройство сопряжения фундамента с колонной (рис.4.в). Сопряжение колонны с отдельно стоящими фундаментами может осуществляться с помощью стакана, анкерных болтов, анкерных плит. Для опирания фундаментных балок и цокольных панелей в верхней части ФВК устраивают соответствующих размеров гнёзда или устанавливают балки непосредственно на фундамент.

На основе обобщения существующих способов экспериментальных исследований взаимодействия свайных фундаментов с грунтом была разработана методика полевых испытаний КСФ натурных размеров. Применение тензометрической аппаратуры позволило получить обширный материал, уточняющий представления о характере взаимодействия КСФ с грунтовым основанием. Испытания фундаментов проводились в соответствии с ГОСТ 5686-94.

Анализ результатов статических испытаний КСФ в различных инженерно-геологических условиях показал, что вначале загружения зависимости «осадка - нагрузка» носят линейный характер, на данной стадии загружения основание работает как линейно-деформируемое. С дальнейшим ростом нагрузки грунтовое основание переходит из упругой стадии работы в упруго-пластическую, наблюдается плавный перегиб зависимостей осадки фундамента от нагрузки. Следует отметить, что на всём интервале нагружения КСФ не происходит явного «срыва» по грунту, приводящего к незатухающим деформациям. Это объясняется тем, что КСФ работает совместно с уплотнённой зоной как единый массив, которому для достижения предельного состояния необходимы большие нагрузки.

Установлено, что по мере возрастания нагрузки на фундамент глубинные марки включаются в работу не одновременно. Марки, расположенные в непосредственной близости от КСФ, перемещались при первых ступенях нагрузки. По мере увеличения нагрузки размеры активной зоны вокруг комбинированного фундамента увеличивались. Деформированная зона вокруг ФВК имеет форму эллипса вращения и распространяется на (4-5) Ьт в горизонтальном направлении и на глубину Н ниже острия ФВК. Мощность деформированной зоны ниже острия центральной сваи достигает (10-12) d.

Исследования распределения вертикальных сжимающих напряжений показали, что концентрация напряжений ст>. возникает в уплотнённой зоне вокруг ФВК на глубине 2/3Н от поверхности планировки и в области острия центральной сваи. Напряжения ау в активной зоне КСФ с увеличением нагрузки возрастают примерно пропорционально. Мощность зоны распространения сжимающих напряжений под центральной сваей находится в пределах (10-15) d. Радиус активной зоны в уровне острия ФВК достигает (4-5) Ът.

Получен сложный характер распределения сил трения по боковой поверхности КСФ. Исследование показали, что ФВК и центральная свая включаются в работу одновременно с начала нагружения. С изменением общей вертикальной нагрузки соотношение равнодействующей сил трения по боковой поверхности ФВК и центральной сваи меняется в зависимости от прочностных и деформационных характеристик грунтов, прорезаемых КСФ. Распределение сил трения по боковой поверхности ФВК имеет вид кривой второго порядка с максимальными значениями напряжений хху в области острия ФВК. Характер распределения сил трения по боковой поверхности центральной сваи имеет вид треугольника с равномерным увеличением значений хху сверху вниз. В уровне острия сваи наблюдается резкое увеличение сил трения по боковой поверхности. Это объясняется образованием уплотнённой зоны в области острия центральной сваи. Значения величин сил трения по боковой поверхности КСФ значительно превосходят соответствующие величины, приведённые в нормативных документах.

В четвёртой главе приводятся результаты численного исследования работы КСФ в различных инженерно-геологических условиях. При решении поставленной задачи использовался геотехнический расчётный комплекс Plaxis, реализующий метод конечных элементов. В расчётах использовалась идеально упругопластическая модель с критерием текучести Кулона - Мора.

Расчёты производились в условиях осевой симметрии. На основании анализа результатов модельных и натурных экспериментов, а также проведённого обзора была разработана расчётная схема фундамента и грунтового основания с учётом уплотнённой зоны.

При планировании численных экспериментов были выбраны факторы, влияющие на осадку КСФ и изменение НДС в основании: 1) угол внутреннего трения грунта ф (X]); 2) удельное сцепление грунта с (Х2); 3) глубина вытрамбовывания котлована Н (Х3); 4) длина центральной сваи L (Х4); 5) вид центрального элемента (А5); 6) соотношение модулей деформации слоев при наличии в основании слабых прослоек п =Е\/Е2 (А'6).

Каждый фактор имел определённое число дискретных уровней. Угол внутреннего трения грунта ср = 10°, 20°, 30°, 40°; удельное сцепление с = 0,001; 0,010; 0,025; 0,050 МПа. Глубина вытрамбовывания котлована Н= 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 м. Длина центральной сваи 1 = 0; 3,0; 6,0; 9,0; 12,0 м. Соотношение модулей деформации «1=20 МПа / 20 МПа = 1; п2 - 20/4 = 5; щ = 20/2 = 10. В качестве центрального элемента использовались призматические сваи, конические сваи и полые круглые сваи. Физические и деформационные характеристики грунта основания, используемые в расчётах, следующие: модуль деформации Е = 20,0 МПа; коэффициент Пуассона v = 0,3; удельный вес у = 18,0 кН/м3.

Зависимости величины осадки фундамента от удельного сцепления с и угла внутреннего трения ф грунта нелинейные. В диапазоне значений удельного сцепления грунта с = 0,001 - 0,010 МПа осадки фундаментов развиваются интенсивнее и быстро достигают предельных значений, с увеличением

с до 0,025 МПа осадки фундаментов возрастают плавно и не имеют резких «переломов» и «срывов». При увеличении ср от 10° до 40° осадки фундамента плавно снижаются.

Уменьшение размеров КСФ приводит к увеличению его осадок. С изменением глубины вытрамбовывания котлована Н от 2,5 до 1,0 м осадка фундамента при предельных нагрузках возрастает в 3-4 раза. Сокращение длины центральной сваи Ь с 9,0 м до 3,0 м в связном грунте при Р = 2000 кН привело к увеличению осадки в 1,71 раза, а в несвязном - в 3,5 раза. Зависимости 5 =/(Я) и 51 =/(1) нелинейные.

Существенное влияние на развитие осадки фундамента оказывает наличие в основании слабых прослоек грунта. Зависимости осадки КСФ 5 от нагрузки Р при п = Е\!Ег = 1, 2, 5, 10 имеют отчётливо выраженный нелинейный характер, а увеличение п при нагружении фундаментов приводит к увеличению интенсивности роста осадок.

Установлено влияние вида центральной сваи на развитие осадок КСФ. При замене призматической сваи на коническую при одних и тех же нагрузках отмечается уменьшение осадки фундамента до 10-15 %. Использование полой круглой сваи вместо призматической приводит к уменьшению осадки КСФ в 1,8-3,3 раза.

Зарождение пластических зон в основании происходит у боковой поверхности ФВК. Увеличение нагрузки на фундамент приводит к появлению зон пластических деформаций ниже острия ФВК и центральной сваи, с дальнейшим ростом нагрузки наблюдается образование зон предельного равновесия у боковой поверхности сваи и расширение пластических зон в стороны и вниз от КСФ. На характер образования и развития зон пластических деформаций в основании большое влияние оказывают прочностные характеристики грунта и размеры КСФ.

Исследование сопротивления КСФ горизонтальным нагрузкам показало, что горизонтальные перемещения в пределах линейной зависимости от горизонтальной нагрузки в связном грунте достигают 5,0 - 7,0 мм, а в несвязном - 2,0 мм. С дальнейшим ростом нагрузки на фундамент грунтовое основание переходит в упругопластическую стадию работы, горизонтальные перемещения увеличиваются плавно, и срыва фундаментов по грунту не происходит. В работу включается значительный объём уплотнённого грунта, примыкающий к боковой поверхности ФВК. Горизонтальная нагрузка, прикладываемая к фундаменту, передаётся сначала на уплотнённую зону грунта, а затем на грунты природного сложения. При наличии центральной сваи горизонтальные перемещения фундамента развиваются менее интенсивно. Изменение длины центральной сваи Ь от 3,0 до 12,0 м не оказывает влияния на увеличение сопротивления КСФ горизонтальным нагрузкам.

Изолинии вертикальных перемещений иу грунта в основании вытянуты вдоль КСФ, отмечается их концентрация в области, примыкающей к боковой поверхности ФВК, и у острия центральной сваи. Максимальные перемещения 1]у зафиксированы в уплотнённой зоне, вокруг КСФ, они составляют 60-90 % от осадки фундамента, т.е. уплотнённая зона деформируется совме-

стно с фундаментом. Выпора грунта в основании во всём диапазоне приложенных на фундамент нагрузок не наблюдается.

Изополя горизонтальных перемещений 11х имеют замкнутый характер, наибольшие их значения зафиксированы в области острия и вдоль боковой поверхности ФВК, а также у острия центральной сваи на расстоянии (2-4) с1 от оси фундамента. Перемещения 1/х направлены в сторону от оси симметрии. Это означает, что в данных областях происходит уплотнение грунта.

Максимальные значения вертикальных напряжений ст> возникают в области наклонной боковой поверхности ФВК и в плоскости острия центральной сваи. Дополнительные напряжения оу от приложенной нагрузки распространяются на расстояние до (5-6) Ьт в радиальном направлении от вертикальной оси ФВК и на глубину до (11-12) ¿ниже острия центральной сваи.

Изолинии касательных напряжений хху имеют замкнутый характер, наибольшие значения касательных напряжений установлены вокруг боковой поверхности ФВК и в области острия центральной сваи.

На основе регрессионного анализа результатов исследований разработан метод прогноза осадок КСФ, в котором осадка фундамента является функцией от интенсивности нагрузки Р на фундамент, прочностных (с и ф) и деформационных (Е, у) характеристик грунтов, размеров фундамента (Н, Ь), вида центральной сваи (призматическая, коническая, полая круглая). Кроме того, метод учитывает образование уплотнённой зоны и развитие пластических деформаций в активной зоне КСФ с ростом нагрузки на фундамент.

Осадка 5 комбинированного свайного фундамента определяется по формуле

где 5о - осадка КСФ, мм, определяемая в зависимости от вида центральной сваи по формулам (2-4), к - коэффициент, учитывающий деформационные характеристики грунтов в основании; Е - осреднённое значение модуля деформации грунта в активной зоне КСФ, МПа; V - осреднённое значение коэффициента Пуассона грунта.

Осадка ¿о (мм) комбинированного фундамента с центральной призматической сваей определяется по формуле

где Р - вертикальная расчётная нагрузка, действующая на фундамент, кН; <р -осреднённое значение угла внутреннего трения грунта в активной зоне КСФ, град; с - осреднённое значение удельного сцепления грунта в активной зоне КСФ, кПа; Ь - длина центральной призматической сваи, м; Н - глубина вытрамбовывания котлована, м.

Осадка 5У> (мм) комбинированного фундамента с центральной конической сваей определяется по формуле

(1)

8,5-Ю-3 -Р193

(2)

„1.5 „0.53 т0.37 гт(

ф •С -ь -Н

0.95 '

5 =_У*'?1* (3)

0 „°-45 Г»-34 1/0.94 ' V3.'

ф ■С ■ Ь • п

где Р, ф, с, Н— то же, что в формуле (2); Ь - длина центральной конической сваи, м.

Осадка 5о (мм) комбинированного фундамента с полой круглой сваей определяется по формуле

0,04-Р1'356 _

0 „1-09 тОЛ! ¿/(Ш '

ф •С ■ ь -л

где Р, ф, с, Н -то же, что в формуле (2); Ь - длина полой круглой сваи, м.

Для удобства определения осадки ¿'о КСФ разработан графический метод, составлены номограммы.

Проведённый регрессионный анализ с использованием многофакторной математической модели позволил выявить влияние отдельных факторов (Ь, Н, Р, с, ф) на величину стоимости КСФ в базовых ценах 2000 года.

Пятая глава посвящена рекомендациям по прогнозу осадок и оценке несущей способности комбинированных свайных фундаментов. В данном разделе содержатся инженерные методы расчёта КСФ по предельным состояниям и определена рациональная область применения КСФ по инженерно-геологическим условиям.

Используя принцип суперпозиции, несущая способность КСФ по расчёту определяется как сумма расчётных сопротивлений грунта основания ФВК и центральной сваи

= (5)

где /у - несущая способность ФВК, Га - несущая способность центральной сваи (висячей забивной призматической сваи, сваи-оболочки или конической сваи).

Несущая способность ФВК в соответствии с «Пособием по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)» и «Руководством по проектированию и устройству фундаментов в вытрамбованных котлованах» (М., Стройиздат, 1981 г.) определяется как наименьшее из значений несущей способности:

- грунта в пределах уплотнённой зоны Гд;

- грунта природного сложения, подстилающего уплотнённую зону Рр. Несущая способность ФВК по уплотнённому слою определяется по

формуле

/71 = [-М/+ + ¡Щс&г), (6)

где - расчетное сопротивление уплотненного грунта ниже острия ФВК, Ад - площадь подошвы ФВК за вычетом площади поперечного сечения центральной сваи, м2; с1р - глубина вытрамбовывания котлована, м; ит - периметр поперечного сечения ФВК в его средней части, м; - силы трения

грунта по боковой поверхности наклонной части; ус1 - коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности ФВК; г - уклон боковых стенок ФВК в долях единицы; Е - модуль деформации верхнего слоя грунта, кПа, залегающего в пределах наклонной части ФВК; ус2 - коэффициент условий работы; - реологический коэффициент.

Несущая способность ФВК на вертикальную нагрузку по подстилающему слою определяется по формуле

= ГЛГ1^ + + ¡Еус2&], (?)

где ит,/т ус], г, Е; ус2; сг - то же, что в формуле (6); у'г - коэффициент условий работы подстилающего неуплотнённого грунта; Л - расчётное сопротивление подстилающего слоя грунта, кПа; - площадь поперечного сечения уплотнённой зоны в месте её наибольшего размера, м2.

Несущую способность Р^ висячей забивной сваи и сваи-оболочки следует определять по результатам статического зондирования или по формуле (8) СНиП 2.02.03-85

Р^уЛусяМ + иЕу^кд. (8)

Несущую способность ^ конической забивной сваи следует определять по формуле (9) СНиП 2.02.03-85

Я, = уС[М + Ей,- (и,/, + н0., ¡р Е, к,, (9)

Расчёт осадки КСФ основывается на допущении о распределении нагрузки на ФВК и центральную сваю таким образом, чтобы выполнялось условие

$ = (Ю)

где 5 - осадка КСФ; осадка ФВК под нагрузкой ). Аг0; - осадка центральной сваи под нагрузкой Л^ = (1 - X) X - коэффициент восприятия нагрузки ФВК.

Коэффициент восприятия нагрузки Я. находится способом последовательного приближения до выполнения условия 5/=

На первом этапе X приближенно назначается по формуле

2-Е<1-А/-Яг

К = {ЕГА, + Е1-А1,ЦЯ11+Я,У (П)

где £/, А/, К/- соответственно модуль деформации грунта на уровне подошвы ФВК, площадь подошвы ФВК за вычетом площади поперечного сечения центральной сваи, расчётное сопротивление грунта на уровне подошвы ФВК; Е& Ал Я^ — то же, для центральной сваи.

Предлагаемый инженерный метод по определению осадки КСФ основан на расчётной схеме линейно-деформируемого полупространства.(рис.5).

Рис.5. Схема комбинированного свайного фундамента (а) и расчётная схема для определения осадки фундамента (б)

Среднее давление под подошвой ФВК: Рг=Иг1Аг (12)

Среднее давление на уровне острия центральной сваи: Ра~ N¿1 Ас1 (13)

Природное давление на уровне подошвы ФВК: с*>.г= 2 у,- • А, (14)

Природное давление на уровне острия центральной сваи: У,- • й/ (15)

Дополнительное давление на уровне подошвы ФВК: (16)

Дополнительное давление на уровне острия центральной сваи: Ро,с!=Рс1-Сг&<1 (17)

Дополнительные напряжения по глубине от кольцевой подошвы ФВК с использованием решения К.Е. Егорова: Рф/ = Р°Ла2 ~ «0 (18)

Дополнительные давления под остриём центральной сваи: Ргр4~Ро4' а> (19)

Здесь а.2 - коэффициент изменения давления по глубине при загрузке по всей площади подошвы ФВК А/, СС1 - то же при загрузке по площади центральной сваи на уровне подошвы ФВК.

Для определения а] принимаем коэффициенты С,\ = 2г/с1, а для а2 соответственно С,2 = 1т]Ьт\ г)2 - для круглого фундамента, г}! — в зависимости от вида центральной сваи. Для нахождения а принимаем С, = 2г/Б и г| в зависимости от вида центральной сваи.

Для автоматизации расчёта осадки комбинированного свайного фундамента предлагаемым методом составлена программа на ПЭВМ.

Сопоставление экспериментальных и расчётных данных показало удовлетворительное совпадение значений осадок фундаментов от нагрузки. Инженерный метод позволяет прогнозировать осадки комбинированного фундамента при линейной работе грунтового основания, т.е. при нагрузках, не вызывающих образование зон предельного равновесия в активной зоне. Использование МКЭ и упругопластической модели грунта позволяет определять осадки фундаментов и рассчитывать изменение напряжённо-деформированного состояния в основании во всём диапазоне прикладываемых нагрузок, т.е. проектировать комбинированные свайные фундаменты по предельно допустимым осадкам.

Устройство комбинированных свайных фундаментов рекомендуется в грунтах, имеющих следующие примерные схемы напластований (рис.6), разработанные на основе результатов исследований:

1. В слое прочного грунта на глубине 4,0-9,0 м залегают прослойки слабого грунта различной толщины.

2. С поверхности залегает слой лессового грунта I типа по просадочно-сти, который подстилается слоем более плотного непросадочного грунта.

3. В однородном слое прочного грунта для увеличения несущей способности фундамента.

Центральную сваю по характеру работы следует рассматривать как ви-

Рис.б. Рекомендуемые для использования КСФ схемы грунтовых напластований:

- пылевато-глинистые грунты с консистенцией 0 < 1ь <0,5;

'"/^/УУ/А ~ слабые прослойки (пылевато-глинистые грунты с консистенцией У/тУУ/Л 0,5 < < 1, торф, ил и т.д.);

¡- лессовые грунты I типа по просадочности при степени влажности О < 0,7;

- грунты в уплотненной зоне

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведённые комплексные экспериментально-теоретические исследования доказали высокую эффективность комбинированных свайных фундаментов и позволили разработать инженерные методы прогноза осадок и определения их несущей способности, а также определить рациональную область применения фундаментов данного типа по инженерно-геологическим условиям.

2. Результаты исследований показывают, что во всём диапазоне нагружения комбинированного свайного фундамента не происходит явного «срыва» по грунту, приводящего к незатухающим деформациям. Фундамент работает совместно с уплотнённой зоной как единый массив, которому для достижения предельного состояния необходимы значительно большие нагрузки.

3. Активная зона вокруг комбинированного свайного фундамента имеет форму эллипса вращения и распространяется на расстояние до 6-7 средних диаметров ФВК в горизонтальном направлении и на глубину вытрамбовывания котлована ниже острия ФВК. Мощность активной зоны ниже острия центральной сваи достигает 10-12 диаметров сваи.

4. При проведении численных экспериментов с использованием упругопла-стической модели установлено влияние интенсивности нагрузки Р, прочностных (с и (р) и деформационных (Е, у) характеристик грунта, размеров фундамента (Н, £), вида центральной сваи на осадку комбинированного свайного фундамента и изменение НДС в активной зоне. Результаты численного исследования НДС оснований КСФ с учётом образования зон пластических деформаций близки к экспериментальным, расхождение не превышает 10-15 %.

5. Сопоставление экспериментальных и расчётных данных показало удовлетворительное совпадение значений осадок фундаментов от нагрузки. Инженерный метод позволяет прогнозировать линейную зависимость графика «осадка-нагрузка». Использование МКЭ и упругопластической модели грунта позволяет определять осадки фундаментов и рассчитывать изменение напряжённо-деформированного состояния в основании во всём диапазоне прикладываемых нагрузок, т.е. проектировать комбинированные свайные фундаменты по предельно допустимым осадкам.

6. Результаты исследований внедрены в практику строительства со значительным экономическим эффектом.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Глушков В.Е. Устройство для вытрамбовывания котлованов / В.Е. Глуш-ков, А.Н. Мирошин, Л.Г. Напольских, И.В. Глушков // Информационный листок. № 81-96; Марийский ЦНТИ. - Йошкар-Ола, 1997.

2. Глушков В.Е. Опыт применения вытрамбованных фундаментов с центральной сваей / В.Е. Глушков, А.Н. Мирошин, В.А. Яковлев, И.В. Глуш-

ков // Информационный листок. № 81-96; Марийский ЦНТИ. - Йошкар-Ола, 1997.

3. Глушков В.Е. Свидетельство на полезную модель № 12148. Российская Федерация, 6 Е 02 D 27/01. Вытрамбованный фундамент с центральной сваей / В.Е. Глушков, И.В. Глушков; Опубл. 16.12.99. Бюл. № 12.

4. Глушков В.Е. Эффективные конструкции фундаментов жилых домов с каркасом типа «CARET» / В.Е. Глушков, А.Н. Мирошин, И.В. Глушков // Социум в преддверии XXI века: Итоги пройденного пути, проблемы настоящего и контуры будущего: III Вавиловские чтения, материалы всероссийской конференции. Ч.И; Марийский государственный технический университет - Йошкар-Ола, 1999. - С. 398-401.

5. Глушков В.Е. Комбинированные свайные фундаменты в просадочных грунтах / В.Е. Глушков, Н.Г. Мамаев, И.В. Глушков // Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции: 3-я Всероссийская конференция, НАСКР-2001; Чувашский ГУ - Чебоксары,

2001.-С. 390-395.

6. Глушков И.В. Напряжённо-деформированное состояние оснований вытрамбованных фундаментов с центральной сваей / И.В. Глушков // Научно-техническое обеспечение строительства: сборник научно-технических работ студентов Марийского государственного технического университета. - Йошкар-Ола, 2002. - С. 8-12.

7. Бартоломей A.A. Напряжённо-деформированное состояние оснований комбинированных свайных фундаментов / A.A. Бартоломей, И.В. Глушков // Основания и фундаменты в геологических условиях Урала. - Пермь,

2002.-С. 11-19.

8. Бартоломей A.A. Фундамент в вытрамбованном котловане с центральной сваей / A.A. Бартоломей, В.Е. Глушков, И.В. Глушков // Высокие технологии XX века: материалы IV Международного форума. Официальный каталог. - М., ВК ЗАО «Экспо-центр» на Красной Пресне, 21-25 апреля 2003 г. -С. 92.

9. Бартоломей A.A. Исследование совместной работы комбинированного фундамента с основанием / A.A. Бартоломей, И.В. Глушков // Реконструкция исторических городов и геотехническое строительство: труды Международной конференции по геотехнике, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга. Т.2. - СПб., 2003. - С. 293-298.

Ю.Бартоломей A.A. Численное исследование напряженно-деформированного состояния оснований фундаментов в вытрамбованных котлованах с центральной сваей / A.A. Бартоломей, И.В. Глушков // Сборник научных трудов Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар,

2003.-С. 174-181.

11 .Бартоломей A.A. Фундамент в вытрамбованном котловане с центральной сваей / A.A. Бартоломей, В.Е. Глушков, И.В. Глушков // Научные разработки и изобретения ПГТУ: сборник, посвященный 50-летию ПГТУ -Пермь, 2003.-С. 24.

12.Бартоломей A.A. Комбинированный фундамент / A.A. Бартоломей,

B.Е. Глушков, И.В. Глушков // Брюссель-Эврика 2003: 52-й всемирный салон инноваций, научных разработок и новых технологий. - Бельгия, Брюссель, 11-16 ноября 2003 г.

13.Глушков И.В. Комбинированные фундаменты повышенной несущей способности / И.В. Глушков // Труды Международной научно-практической конференции по проблемам механики грунтов, фундаментостроению и транспортному строительству. - Пермь, 2004. - Том I. - С. 42-45.

14.Бартоломей A.A. Модельное исследование комбинированных фундаментов / A.A. Бартоломей, И.В. Глушков // Труды Международной научно-практической конференции по проблемам механики грунтов, фундаментостроению и транспортному строительству. - Пермь, 2004. - Том I. -

C. 168-175.

15.Юшков Б.С. Расчет комбинированного фундамента / Б.С. Юшков, И.В. Глушков // Труды Российской научно-технической конференции по проблемам проектирования, строительства и эксплуатации фундаментов, мостов и автомобильных дорог. Механизация строительства. Охрана окружающей среды. - Пермь, 2004. - С. 10-13.

1 б.Глушков И.В. Методика проектирования комбинированных свайных фундаментов / И.В. Глушков // Актуальные проблемы проектирования и строительства в условиях городской застройки: труды Международного научно-практического семинара. - Пермь, 2005. - Том И. - С. 13-18.

Подписано в печать 02.02.07. Формат 60X90/16. Набор компьютерный. Тираж 100 экз. Объём 1,0 уч.изд. п.л. Заказ № 157/2007.

Издательство

Пермского государственного технического университета 614600, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к.113 тел. (342)219-80-33

Введение.

Глава 1. Современные данные о взаимодействии фундаментов в вытрамбованных котлованах и свайных фундаментов с основанием.

1.1. Экспериментально-теоретические исследования взаимодействия фундаментов в вытрамбованных котлованах с основанием.

1.2. Особенности взаимодействия свайных фундаментов с основанием

1.3. Численные методы оценки напряжённо-деформированного состояния оснований фундаментов в вытрамбованных котлованах и свайных фундаментов.

1.4. Выводы по главе.

Глава 2. Исследование совместной работы модели комбинированного свайного фундамента и основания.

2.1. Задачи и методика проведения экспериментальных исследований

2.2. Определение осадок моделей фундамента и деформаций грунтового основания.

2.3. Исследование характера распределения напряжений в активной зоне комбинированного свайного фундамента с возрастанием нагрузки

2.4. Выводы по главе.

Глава 3. Полевые экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния оснований комбинированных фундаментов

3.1. Инженерно-геологические условия опытных площадок.

3.2. Цель экспериментальных работ и методика проведения исследований

3.3. Результаты экспериментальных исследований взаимодействия комбинированного свайного фундамента с грунтовым основанием 86 3.3.1. Осадки фундамента и деформации грунта в активной зоне при различной интенсивности нагрузки.

3.3.2. Распределение напряжений в основании.

3.4. Выводы по главе.

Глава 4. Исследование напряжённо-деформированного состояния активной зоны комбинированного свайного фундамента методом конечных элементов.

4.1. Основные положения принятой модели.'.

4.1.1. Упругие деформации.

4.1.2. Упругоидеальнопластическое поведение грунта.

4.1.3. Критерий текучести Кулона-Мора.

4.1.4. Типы конечных элементов.

4.2. Планирование численных экспериментов.

4.3. Численное исследование напряжённо-деформированного состояния упругоп л астических оснований.

4.3.1. Влияние прочностных характеристик грунта.

4.3.2. Влияние длины центральной сваи и глубины вытрамбовывания котлована.

4.3.3. Влияние слабого слоя.

4.3.4. Влияние различных факторов на характер формирования и развития зон предельного равновесия в активной зоне.

4.3.5. Изменение НДС оснований при различном виде центрального элемента в фундаменте (призматические сваи, сваи-оболочки, конусные сваи).

4.3.6. Исследование сопротивления комбинированного свайного фундамента горизонтальным нагрузкам.

4.4. Метод прогноза осадок комбинированного свайного фундамента на основе регрессионных зависимостей.

4.5. Оптимизация конструкций комбинированных свайных фундаментов в различных грунтовых условиях.

4.5.1. Постановка задачи.

4.5.2. Влияние глубины вытрамбовывания котлована и длины центральной сваи на экономичность решения.

4.5.3. Влияние интенсивности нагрузки, прочностных характеристик грунта на оптимальное решение.

4.6. Выводы по главе.

Глава 5. Рекомендации по проектированию комбинированных свайных фундаментов.

5.1. Определение несущей способности фундамента.

5.2. Инженерный метод расчета осадки фундамента.

5.3. Сравнение расчётных и экспериментальных значений осадок фундамента

5.4. Область рационального применения комбинированных свайных фундаментов по инженерно-геологическим условиям.

5.5. Выводы по главе.

Актуальность темы. В настоящее время основными задачами капитального строительства являются повышение технико-экономической эффективности и качества строительного производства. При возведении каркасных зданий и сооружений различного назначения наиболее часто применяются фундаменты в виде кустов свай с монолитным ростверком и столбчатые фундаменты на естественном основании, которые отличаются высокой материалоёмкостью и трудоёмкостью их возведения. При этом затраты на устройство фундаментов составляют 15-20 % от общей стоимости строительства.

Совершенствование конструкций и методов возведения фундаментов имеет важное народно-хозяйственное значение для строительства. Одним из перспективных направлений исследований в области свайного фундаменто-строения является разработка новых эффективных конструкций комбинированных фундаментов, которые бы обеспечивали повышенную несущую способность грунтов основания; простую и надёжную конструкцию фундамента; снижение материалоёмкости, объёма опалубочных и земляных работ при устройстве фундаментов. Этим требованиям в наибольшей степени соответствуют фундаменты в вытрамбованных котлованах с центральной сваей, которые совмещают в себе все преимущества работы и фундаментов в вытрамбованных котлованах, и забивных свай.

Анализ литературных источников показал, что в отечественной и зарубежной практике методы определения несущей способности фундаментов в вытрамбованных котлованах и свайных фундаментов ещё недостаточно разработаны. А методы, рекомендуемые нормативными документами, дают результаты, которые в значительной степени расходятся с экспериментальными данными. Расчёты основания комбинированного свайного фундамента необходимо производить с учётом совместной работы его составляющих элементов.

Экспериментальные и теоретические исследования с целью разработки новых методов определения несущей способности и прогноза осадок комбинированных свайных фундаментов, выяснения закономерностей и особенностей совместной работы фундаментов и грунтов основания, несомненно, являются актуальными.

Объект исследования - комбинированный свайный фундамент (КСФ), состоящий из фундамента в вытрамбованном котловане и центральной сваи.

Предмет исследования - комплексное экспериментально-теоретическое исследование НДС основания КСФ.

Цель работы: разработка оптимальной конструкции КСФ, выяснение закономерностей и особенностей совместной работы фундамента и грунтового основания, разработка методов расчёта КСФ по предельным состояниям.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие основные задачи:

1. Провести исследование взаимодействия модели КСФ с основанием:

- определить осадки фундамента и деформации грунтового основания;

- исследовать характер распределения напряжений в сжимаемой толще с возрастанием нагрузки на фундамент.

2. Выполнить комплексные экспериментальные исследования НДС оснований КСФ в полевых условиях:

- определить осадки фундамента и деформации грунта в активной зоне при различной интенсивности нагрузки;

- установить закономерности распределения напряжений в основании и по боковой поверхности КСФ.

3. Провести численное исследование НДС активной зоны КСФ методом конечных элементов.

4. Внедрить результаты исследований в практику строительства.

Научная новизна работы состоит в разработке инженерного метода прогноза осадок КСФ, полученного на основании результатов экспериментально-теоретических исследований, получении экспериментальных зависимостей осадки КСФ от нагрузки, установлении закономерностей распределения напряжений и деформаций в активной зоне и по боковой поверхности КСФ в различных инженерно-геологических условиях.

Достоверность результатов работы обеспечивается проведением экспериментальных исследований с применением современного электронного оборудования и тензометрической аппаратуры, использованием общепринятых положений теории упругости и пластичности в области механики грунтов и фундаменте строения.

Практическая значимость и реализация работы: Практическая значимость состоит в разработке конструкции КСФ, инженерного метода расчёта несущей способности и прогноза осадок данного типа фундаментов.

Результаты исследований внедрены на следующих объектах:

- Завод по производству консервов детского питания мощностью 5,2 тыс. тонн/год в г. Йошкар-Ола. Использование комбинированных свайных фундаментов вместо фундаментов в виде кустов свай с монолитным ростверком и проведённые исследования позволили уменьшить объём земляных и опалубочных работ в 4,5 раза, снизить материалоёмкость на 40 %, сократить трудозатраты в 3,6 раза. Экономический эффект составил 180 тыс.руб. в базовых ценах 1991 г.

- Жилые дома с каркасом типа «Сарет» в г. Чебоксары и Новочебок-сарск. Предложенная конструкция комбинированного свайного фундамента и проведённые исследования позволили уменьшить объём земляных и опалубочных работ в 2 - 3 раза, снизить материалоёмкость на 30 %, уменьшить трудозатраты в 2,5 раза, сократить сроки устройства фундаментов в 1,8 раза. Экономический эффект составил 86 тыс.руб. в базовых ценах 1991 г.

- 5-этажный 66-квартирный жилой дом по ул. Яблоневая, 14 в г. Н. Новгород.

- 10-этажный жилой дом по пр. Капитана Рачкова в г. Кстово Нижегородской области.

- 5-этажный 75-квартирный жилой дом в г. Павлово Нижегородской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 52-м всемирном салоне инноваций, научных разработок и новых технологий «Брюссель-Эврика 2003», по итогам конкурса была присвоена серебряная медаль (Бельгия, Брюссель, 2003 г.); на Международной конференции по геотехнике, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга «Реконструкция исторических городов и геотехническое строительство» (СПб., 2003 г.); на Международной научно-практической конференции по проблемам механики грунтов, фундаментостроению и транспортному строительству (Пермь, 2004 г.); на Российской научно-технической конференции по проблемам проектирования, строительства и эксплуатации фундаментов, мостов и автомобильных дорог. Механизации строительства. Охраны окружающей среды (Пермь, 2004 г.); на Международном научно-практическом семинаре «Актуальные проблемы проектирования и строительства в условиях городской застройки» (Пермь, 2005 г.), на 3-й всероссийской конференции «Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции» (Чебоксары, 2001 г.); на IV Международном форуме «Высокие технологии XX века» (М., ВК ЗАО «Экспо-центр» на Красной Пресне, 2003 г.); на внутривузовских научно-технических конференциях Пермского и Марийского государственных технических университетов (г. Пермь и Йошкар-Ола 2002-2003 гг.). Личный вклад автора состоит:

- в разработке оптимальной конструкции КСФ, защищенной свидетельством на полезную модель № 12148 Е 02 Э 27/01;

- в проведении экспериментальных исследований с моделями КСФ;

- в участии проведения натурных полевых экспериментальных исследований КСФ, обработке и анализе результатов;

- в выполнении численного моделирования совместной работы КСФ и грунтового основания;

- в проведении теоретических исследований и разработке методов расчёта КСФ по предельным состояниям.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность за научные консультации, помощь и поддержку в проведении исследований доктору технических наук, профессору [A.A. Бартоломею), кандидату технических наук, доценту Б.С. Юшкову, а также сотрудникам кафедры оснований, фундаментов и мостов Пермского государственного технического университета.

На защиту выносятся: инженерные методы прогноза осадок и определения несущей способности КСФ, результаты экспериментально-теоретических исследований КСФ и грунтового основания.

Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 16 печатных работах, в том числе получено свидетельство на полезную модель.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Диссертационная работа содержит 202 страницы машинописного текста, 132 рисунка, 3 таблицы, список литературы из 185 наименований, в том числе 8 на иностранном языке.

Основные выводы

1. Проведённые комплексные экспериментально-теоретические исследования доказали высокую эффективность комбинированных свайных фундаментов и позволили разработать инженерные методы прогноза осадок и определения их несущей способности, а также определить рациональную область применения фундаментов данного типа по инженерно-геологическим условиям.

2. Результаты исследований показывают, что во всём диапазоне на-гружения комбинированного свайного фундамента не происходит явного «срыва» по грунту, приводящего к незатухающим деформациям. Фундамент работает совместно с уплотнённой зоной как единый массив, которому для достижения предельного состояния необходимы значительно большие нагрузки.

3. Активная зона вокруг комбинированного свайного фундамента имеет форму эллипса вращения и распространяется на расстояние до 6-7 средних диаметров ФВК в горизонтальном направлении и на глубину вытрамбовывания котлована ниже острия ФВК. Мощность активной зоны ниже острия центральной сваи достигает 10-12 диаметров сваи.

4. При проведении численных экспериментов с использованием упру-гопластической модели установлено влияние интенсивности нагрузки Р, прочностных (с и ф) и деформационных (Е, у) характеристик грунта, размеров фундамента (Я, Ь), вида центральной сваи на осадку комбинированного свайного фундамента и изменение НДС в активной зоне. Результаты численного исследования НДС оснований КСФ с учётом образования зон пластических деформаций близки к экспериментальным, расхождение не превышает 10-15%.

5. Сопоставление экспериментальных и расчётных данных показало удовлетворительное совпадение значений осадок фундаментов от нагрузки. Инженерный метод позволяет прогнозировать линейную зависимость графика «осадка-нагрузка». Использование МКЭ и упругопластической модели грунта позволяет определять осадки фундаментов и рассчитывать изменение напряжённо-деформированного состояния в основании во всём диапазоне прикладываемых нагрузок, т.е. проектировать комбинированные свайные фундаменты по предельно допустимым осадкам.

6. Результаты исследований внедрены в практику строительства со значительным экономическим эффектом.

178

1. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976.

2. Андрианов И.В. Расчёт сваи в вязкоупругом слое / И.В. Андрианов, Б.М. Мазо // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. Пермь, 1992. - 4.1.

3. Антонюк В.Г. Опыт совершенствования фундаментов в вытрамбованных котлованах под с/х здания Украины / В.Г. Антонюк, И.Г. Рабинович // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1984. - № 6.

4. Аптуков В.Н. Пакет программ для расчёта динамики многократного удара и глубины проникания сваи в грунт / В.Н. Аптуков и др. // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. -Пермь, 1992.-ч.2.

5. Аптуков В.Н. Численное моделирование процесса ударного вытрамбовывания котлованов / В.Н. Аптуков и др. // Труды VI международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. М., 1998.

6. Аптуков В.Н. Моделирование процесса ударного вытрамбовывания котлованов / В.Н. Аптуков и др. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2000. - № 3.

7. Аронов A.M. Оценка несущей способности забивных свай в песчаных грунтах / A.M. Аронов, Ю.С. Гудаков // Основания, фундаменты и механика грунтов.-М., 1977.-№ 1.

8. Аширов Р.В. Определение несущей способности фундаментов в вытрамбованных котлованах динамическим методом / Р.В. Аширов, Б.В. Гончаров, Ю.М. Шеменков // Труды VI международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. М., 1998. -т.1.

9. Бабичев З.В. Экспериментальные исследования нагрузок на сваи и осадок фундаментов крупнопанельных зданий повышенной этажности / З.В. Бабичев // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1982. -№2.

10. Багдасаров Ю.А. Пути повышения экономической эффективности устройства оснований и фундаментов на грунтах I типа по просадочности / Ю.А. Багдасаров и др. // Основания, фундаменты и механика грунтов. -1979.-№5.

11. Багдасаров Ю.А. Применение фундаментов вытрамбованных котлованах / Ю.А. Багдасаров, А.И. Шабалин // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1983. - № 3.

12. Багдасаров Ю.А. Расчёт осадок фундаментов в вытрамбованных котлованах на воздействие вертикальных и горизонтальных нагрузок / Ю.А. Багдасаров // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1984. -№4.

13. Багдасаров Ю.А. Опыт с/х строительства на фундаментах в вытрамбованных котлованах с уширенным основанием / Ю.А. Багдасаров и др. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1987. - № 3.

14. Багдасаров Ю.А. Комбинированный способ уплотнения просадоч-ных грунтов / Ю.А. Багдасаров // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1994.-№1.

15. Багдасаров Ю.А. Применение новых способов уплотнения проса-дочных грунтов / Ю.А. Багдасаров, С.Л. Фингеров // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1994. - № 5.

16. Баранов Д.С. О погрешностях при измерении давлений в грунтах / Д.С. Баранов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1962. -№ 2.

17. Баранов Д.С. Тензометрическая мессдоза ЦНИИСК с гидравлическим преобразователем, совершенствование её конструкции и технологии изготовления / Д.С. Баранов // Тензометрические приборы для исследования строительных конструкций. -М.: Стройиздат, 1971.

18. Баранов Д.С. Общие метрологические требования к датчикам давлений (мессдозам) и методы испытаний / Д.С. Баранов // Тензометрические приборы для исследования строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1971.

19. Баранов Д.С. Результаты метрологических испытаний мессдоз в различных средах и материалах. Тензометрические приборы для исследования строительных конструкций / Д.С. Баранов и др.. М.: Стройиздат, 1971.

20. Баранов Д.С. Опыт натурного тензометрирования строительных конструкций / Д.С. Баранов, B.C. Сидорчук, A.B. Знаменский // Испытательная и измерительная техника для исследований строительных конструкций: сб. №58/ ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. -М., 1975.

21. Барвашов В.А. Исследование поведения системы основание фундамент - верхнее строение методами математического моделирования / В.А. Барвашов // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1987. -№3.

22. Бартоломей A.A. Расчёт осадок свайных фундаментов / A.A. Бартоломей. М.: Изд-во литературы по строительству, 1972.

23. Бартоломей A.A. Экспериментальные и теоретические основы прогноза осадок ленточных свайных фундаментов: дис. . д-ра. техн. наук. -Москва, 1974.

24. Бартоломей A.A. Исследование напряжённо-деформированного состояния активной зоны свайных фундаментов в водонасыщенных грунтах / А.А.Бартоломей, Б.С. Юшков, Н.Е. Рукавишникова // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1980. - № 6.

25. Бартоломей A.A. Исследование и внедрение односвайных фундаментов с промежуточным элементом / A.A. Бартоломей, А.Н. Кудрявцев, И.А. Гандельсман // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. Пермь, 1992. - ч.1.

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

27. Бартоломей A.A. О свайном фундаментостроении / A.A. Бартоломей // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1995. - № 3.

28. Бартоломей A.A. Основы прогноза осадок свайных фундаментов / A.A. Бартоломей // Основания, фундаменты и механика грунтов. -М, 1995. -№ 3.

29. Бартоломей A.A. Экспериментальные исследования сжимаемости грунта при статических и кратковременных нагрузках / A.A. Бартоломей и др. // Труды VI международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. М., 1998. -т.2.

30. Бартоломей A.A. Напряжённо-деформированное состояние оснований комбинированных свайных фундаментов / A.A. Бартоломей, И.В. Глушков // Основания и фундаменты в геологических условиях Урала. -Пермь, 2002. С. 11-19.

31. Бартоломей A.A. Фундамент в вытрамбованном котловане с центральной сваей / А.А. Бартоломей, В.Е. Глушков, И.В. Глушков // Научные разработки и изобретения ПГТУ: сборник, посвященный 50-летию ПГТУ -Пермь,2003.-С. 24.

32. Бартоломей А.А. Комбинированный фундамент / А.А. Бартоломей,

33. B.Е. Глушков, И.В. Глушков // Брюссель-Эврика 2003: 52-й всемирный салон инноваций, научных разработок и новых технологий. Бельгия, Брюссель, 11-16 ноября 2003 г.

34. Бартоломей Л.А. Прогнозирование осадок столбчатых фундаментов оснований, ослабленных карстовой полостью / Л.А. Бартоломей // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1995. - № 3.

35. Бартоломей Л.А. Прогноз осадок сооружений, с учётом совместной работы основания, фундамента и надземных конструкций / Л.А. Бартоломей. Пермь, 1999.

36. Бахолдин Б.В. К вопросу о сопротивлении грунта на боковой поверхности свай / Б.В. Бахолдин, Н.Т. Игонькин // Основания, фундаменты и подземные сооружения. -М., Стройиздат, 1968. вып. 58.

37. Бахолдин Б.В. Исследование несущей способности пирамидальных свай / Б.В. Бахолдин, И.Т. Игонькин // Основания, фундаменты и механика грунтов.-М., 1978. -№3.

38. Бахолдин Б.В. Об учёте кратковременных нагрузок при проектировании свайных фундаментов / Б.В. Бахолдин, В.И. Стуров // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1979. - № 4.

39. Бахолдин Б.В. Упрощённый метод оценки экономической эффективности вариантов различных типов фундаментов для жилых зданий / Б.В. Бахолдин, Р.Х. Валеев, Р.Т. Ямашев // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1983. - № 4.

40. Бахолдин Б.В. О методике расчёта свайных кустов / Б.В. Бахолдин, Д.Е. Разводовский // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. Пермь, 1992. - ч.1.

41. Бахолдин Б.В. Сваи в структурно-неустойчивых грунтах / Б.В. Бахолдин // Основания, фундаменты и механика грунтов. -М., 1995. -№ 3.

42. Бахолдин Б.В. Экспериментальные исследования свай в песках / Б.В. Бахолдин, Г.И. Макаров // Труды V международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. М., 1996. -т.1.

43. Беда C.B. Математическое моделирование напряжённо-деформированного состояния фундаментов, сооружаемых без выемки грунта / C.B. Беда, А.Н.Гергель // Труды V международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. М., 1996. -т.1.

44. Божко А.Г. Столбчатые фундаменты в вытрамбованных котлованах для с/х зданий / А.Г. Божко и др. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1976. -№ 3.

45. Божко А.Г. Опыт устройства фундаментов в просадочных грунтах в вытрамбованных котлованах / А.Г. Божко и др. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1977. -№ 1.

46. Бойко И.П. Взаимодействие свайного фундамента с дилатирую-щим упругопластическим основанием / И.П. Бойко // Современные проблемы нелинейной механики грунтов: материалы Всесоюзной конференции. Челябинск, 1987.

47. Борозенец JI.M. Метод комплексного прогноза несущей способности и осадки свай / JI.M. Борозенец // Труды V международной конференциипо проблемам свайного фундаментостроения. -М., 1996. -т.2.

48. Бугров А.К. О решении смешанной задачи теории упругости и пластичности грунта / А.К. Бугров // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1974. - № 6.

49. Бугров А.К. Некоторые результаты решения смешанных задач теории упругости и пластичности грунтовых оснований / А.К. Бугров, A.A. Зархи // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1978. - № 3.

50. Винокуров Е.Ф. Оптимизационный расчёт оснований, фундаментов ленточных и под колонны / Е.Ф. Винокуров и др. // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1988. - № 5.

51. Вихорев А.К. Фундаменты с/х зданий в вытрамбованных котлованах на плотных моренных грунтах / А.К. Вихорев, Ю.А. Багдасаров // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1986. -№ 6.

52. Вялов С.С., Максимяк Р.В., Михеев В.В., Сорочан Е.А. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1977. - № 3.

53. Галактионов В.И. Осадки многоэтажных зданий на фундаментах в вытрамбованных котлованах с уширенным основанием / В.И. Галактионов, А.А.Сдобников, О.В. Лобанов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1986.-№6.

54. Гандельсман И.А. Взаимодействие односвайных фундаментов с забивным элементом с окружающим грунтом: дис. . канд. техн. наук. -Пермь, 1995.

55. Глебова Т.А. Методы оптимизации в строительстве / Т.А. Глебова, А.М.Данилов, E.H. Куликова. М., 1995.

56. Глушков В.Е. Свидетельство на полезную модель № 12148. Российская Федерация, 6 Е 02 D 27/01. Вытрамбованный фундамент с центральной сваей / В.Е. Глушков, И.В. Глушков; Опубл. 16.12.99. Бюл. № 12.

57. Глушков В.Е. Устройство для вытрамбовывания котлованов / В.Е. Глушков, А.Н. Мирошин, Л.Г. Напольских, И.В. Глушков // Информационный листок. № 81-96; Марийский ЦНТИ. Йошкар-Ола, 1997.

58. Глушков В.Е. Опыт применения вытрамбованных фундаментов с центральной сваей / В.Е. Глушков, А.Н. Мирошин, В.А. Яковлев, И.В. Глушков // Информационный листок. № 81-96; Марийский ЦНТИ. Йошкар-Ола, 1997.

59. Глушков И.В. Напряжённо-деформированное состояние оснований вытрамбованных фундаментов с центральной сваей / И.В. Глушков // Сборник научно-технических работ студентов Марийского государственного технического университета. Йошкар-Ола, 2002. - С. 8-12.

60. Гольдин A.A. Упругопластическое деформирование основания жестким штампом / A.A. Гольдин и др. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1983. -№ 5.

61. Гончаров Б.В. Определение несущей способности фундаментов в вытрамбованных котлованах динамическим методом / Б.В. Гончаров, Ю.М. Шеменков // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1999. -№2.

62. ГОСТ 5686-94. Грунты. Методы полевых испытаний сваями. М.: Изд-во стандартов, 1996.

63. Готман A.JI. Определение несущей способности набивных свай в выштампованном ложе / A.JI. Готман, Я.Ш. Зиязов // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1984. - № 2.

64. Готман A.JI. Экспериментальные исследования комбинированных свайных фундаментов на вертикальную нагрузку / A.JI. Готман, М.З. Карана-ев // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1991. - № 6.

65. Готман A.JI. Исследование комбинированных свайных фундаментов на вертикальную нагрузку / A.JI. Готман, М.З. Каранаев // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. -Пермь, 1992,-ч.1.

66. Готман A.JI. Безростверковые свайные фундаменты промышленных зданий и сооружений и общая методология их расчёта: дис. . канд. техн. наук. Пермь, 1995.

67. Готман A.JI. Исследование взаимодействия фундаментов в вытрамбованных котлованах с грунтом основания / A.JI. Готман, Г.В. Миткина, Ю.М. Шеменков // Труды V международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. М., 1996. - т. 1.

68. Готман A.JI. Опыт применения комбинированных свайных фундаментов / A.JI. Готман, М.З. Каранаев // Труды V международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. М., 1996. - т.З.

69. Готман A.J1. Исследование вертикально нагруженных фундаментов в вытрамбованных котлованах и расчёт их несущей способности / A.J1. Готман, Г.В. Миткина, Ю.М. Шеменков // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1996. - № 5.

70. Готман Н.З. Об учёте совместной работы здания и основания при расчёте свайных фундаментов / Н.З. Готман // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. Пермь, 1992. -ч.1.

71. Готман Н.З. Расчёт предельных сопротивлений висячих свай по результатам статического зондирования в зависимости от допускаемых деформаций / Н.З. Готман // Труды V международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. М., 1996. -т.2.

72. Григорян A.A. К расчёту свай на горизонтальную нагрузку в про-садочных грунтах / A.A. Григорян, Г.С. Лакумович, И.Я. Лучковский // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1981. - № 3.

73. Григорян A.A. Длительные осадки кустов из забивных свай в про-садочных грунтах / A.A. Григорян, Ю.А. Чиненков, A.A. Старшинов // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. Пермь, 1992. - ч. 1.

74. Григорян A.A. Сваи в просадочных грунтах / A.A. Григорян // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1995. -№ 3.

75. Григорян A.A. Несущая способность кустов свай в просадочных грунтах / A.A. Григорян // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1996.-№ 1.

76. Далматов Б.И. Несущая способность висячих свай в грунтовых условиях Ленинграда / Б.И. Далматов, Ф.К. Лапшин // Несущая способность свай в слабых грунтах. Л.: ЛДНТП, 1966. ч.2,

77. Далматов Б.И. Определение несущей способности свай в условиях слабых грунтов / Б.И. Далматов // Механика грунтов, основания и фундаменты. Л.: Издательство ЛИСИ, 1973.

78. Далматов Б.И. Проектирование свайных фундаментов в условиях слабых грунтов / Б.И. Далматов, Ф.К. Лапшин, Ю.В. Рассихин Л.: Стройиз-дат, 1975.

79. Далматов Б.И. повышение несущей способности свай, погружаемых в водонасыщенные глинистые грунты, при их добивке / Б.И. Далматов, В.П. Кузенков // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1982. -№3.

80. Денисов О.Л. Исследование работы фундаментов из забивных вертикальных и наклонных свай на горизонтальные нагрузки / О.Л. Денисов // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1982. - № 2.

81. Денисов О.Л. Экспериментально-теоретическое исследование и разработка методов расчёта групповых свайных фундаментов: автореферат дис. . д-ра техн. наук. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1996.

82. Довгий А.Н. Экспериментальные исследования изгибной жёсткости железобетонных свай при горизонтальных нагрузках / А.Н. Довгий, Г.С. Лекумович, И .Я. Лучковский // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1988. - № 4.

83. Дорошкевич Н.М. Влияние длительного приложения нагрузки и условий работы свай и свайных фундаментов на величину их осадок

84. Н.М. Дорошкевич // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. Пермь, 1992. -4.1.

85. Дубина М.М. Метод конечных элементов для расчётов фундаментов на выштампованных котлованах и устойчивости откосов / М.М. Дубина. -М.: Изд-во Весь Мир, 2001.-224 с.

86. Ерошенко В.Н. Определение несущей способности свай в вечно-мёрзлых грунтах по результатам статических испытаний / В.Н. Ерошенко // Основания, фундаменты и механика грунтов. -М., 1976. № 3.

87. Жуков Н.В. Особенности проектирования свайных фундаментов с/х зданий на просадочных грунтах / Н.В. Жуков, И.Л. Белов // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1976. - № 3.

88. Зарецкий Ю.К. Нелинейная механика грунтов и перспективы её развития / Ю.К. Зарецкий // Основания, фундаменты и механика грунтов. -1982.-№ 5.

89. Зарецкий Ю.К. Вязкопластичность грунта и расчеты сооружений / Ю.К.Зарецкий. М., Стройиздат - 1988.

90. Зенкевич О. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошной среды / О. Зенкевич, И. Чанг-М.: Недра, 1974.

91. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. -М.: Мир, 1975.

92. ЮЗ.Зоценко H.JI. Определение форм и размеров уширений и зон уплотнения грунтов в пробитых скважинах / H.JI. Зоценко и др. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1989. -№ 5.

93. Зоценко Н.Л. Модельные исследования «зоны влияния» пирамидальных свай / Н.Л. Зоценко, Е.В. Котлярова // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. Пермь, 1992.

94. Казаков Ю.Н. Определение несущей способности забивных свай с учётом пористости, влажности и консолидации грунтов / Ю.Н. Казаков, Г.В. Вашко // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1988. - № 6.

95. Клейн Г.К. Расчёт низких ростверков с учётом совместной заботы со сваями и основанием / Г.К. Клейн, С.И. Родин // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1977. - № 4.

96. Клейн К.Г. Расчёт железобетонных свай на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок / К.Г. Клейн, В.Н. Каранаев // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1979. - № 6.

97. Ю9.Константиновский Д.И. Совершенствование способа устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах под крупные промышленные объекты / Д.И. Константиновский, Е.В. Третьяков // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1987. - № 6.

98. ПО.Котлярова И.С. Исследования во времени параметров зоны уплотнения фундаментов, сооружаемых без выемки грунта / И.С. Котлярова // Труды V международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. -М., 1996.-т. 1.

99. Кругов В.И. Фундаменты в вытрамбованных котлованах с уширенным основанием / В.И. Крутов, B.JI. Рафальзук, Ю.В.Власов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1978. - № 3.

100. Крутов В.И. Фундаменты в вытрамбованных котлованах на водо-насыщенных глинистых грунтах / В.И. Крутов, И.Г. Рабинович, А.И. Филатов / Основания, фундаменты и механика грунтов. 1980. - № 5.

101. Крутов В.И. Конструкции фундаментов в вытрамбованных котлованах для объектов агропромышленных комплексов в сейсмических районах / В.И. Крутов, В.В. Стародворский, В.М. Шаевич // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1983. - № 5.

102. Крутов В.И. Фундаменты в вытрамбованных котлованах / В.И. Крутов, Ю.А. Багдасаров, И.Г. Рабинович М.: Стройиздат, 1985.

103. Крутов В.И. Фундаментостроение на просадочных грунтах / В.И. Крутов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1987. - № 6.

104. Крутов В.И. Упрочнение оснований фундаментов в вытрамбованных котлованах путём их предварительной пригрузки / В.И. Крутов, Н.Т. Танатаров // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1990. - № 6.

105. Кустов В.П. Экспериментальная проверка некоторых решений плоских осесимметричных задач механики грунтов / В.П. Кустов, К.В. Руп-пенейт // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1983. - № 2.

106. Лундин Л.Ш. Исследования работы забивных железобетонных свай в свайном ростверке на горизонтальные нагрузки / Лундин Л.Ш., Рабинович Е.А. // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1977. - № 2.

107. Ляшенко П.А. Взаимодействие с грунтом боковой поверхности сваи / П.А.Ляшенко // Труды V международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. М., 1996. - т. 1.

108. Мазо Б.М. Упругопластический расчёт свай и свайных фундаментов при квазистатическом нагружении: дис. . канд. техн. наук. Днепропетровск, 1986.

109. Малышкин А.П. Взаимодействие лопастных свай с окружающим грунтом: дис. . канд. техн. наук. Пермь, 1993.

110. Мамаев Н.Г. Взаимодействие ленточных свайных фундаментов с многослойным основанием: дис. . канд. техн. наук. Пермь, 1983.

111. Мариупольский JI.Г. Расчёт несущей способности забивных свай по результатам испытаний грунтов эталонными сваями / Л.Г. Мариупольский, И.А. Матяшевич // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1983.-№1.

112. Николаевский В.Н. Зоны упругопластического деформирования грунта / В.Н. Николаевский // Современные проблемы нелинейной механики грунтов: материалы Всесоюзной конференции. Челябинск, 1987.

113. Описание применения программы «Геомеханика GREEP». Л.,1987.

114. Офрихтер В.Г. Взаимодействие кустов из полых конических пустотелых свай с окружающим грунтом: дис. . канд. техн. наук. Пермь, 1994.

115. Пилягин A.B. Смешанная упругопластическая задача расчетагрунтового основания в пространственной постановке / A.B. Пилягин, C.B. Казанцев // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1989. - № 4.

116. Пилягин A.B. Повышение эффективности проектных решений свайных фундаментов / A.B. Пилягин // Основания, фундаменты и механика грунтов. -М., 1995. -№3.

117. Пилягин A.B. К вопросу определения осадок свайных фундаментов / А.В .Пилягин // Труды V международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. М., 1996. -т.2.

118. Пономарёв В.Д. Полевые испытания сил отрицательного трения в оттаивающих грунтах / В.Д. Пономарёв, Ю.Г. Федосеев // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1978. - № 4.

119. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) / ВНИИОСП им.Герсеванова. М.: Стройиздат, 1987.

120. Рабинович И.Г. Возведение фундаментов в вытрамбованных котлованах на песчаных грунтах в промышленном строительстве / Рабинович И.Г. и др. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1982. - № 5.

121. Рабинович И.Г. Фундаменты в вытрамбованных котлованах на строительстве с/х зданий в Нечерноземье / И.Г. Рабинович // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1983. - № 5.

122. Рафальзук B.JI. Определение несущей способности фундаментов в вытрамбованных котлованах / B.J1. Рафальзук, Ю.А. Багдасаров // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1981. - № 6.

123. Рафальзук B.JI. Фундаменты в вытрамбованных котлованах для 9-этажных жилых зданий серии 121 -Т, возводимых на просадочных грунтах / B.JI. Рафальзук // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1985. -№5.

124. Рафальзук B.JI. Применение фундаментов с уширенным основанием из щебня в жилищном строительстве / B.JI. Рафальзук // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1987. - № 1.

125. Рекомендации по применению полых конических свай повышенной несущей способности. В развитие СНиП 2.02.03-85. -М., 1995.

126. Розин JI.A. Расчёт гидротехнических сооружений на ЭЦВМ /Л.А.Розин.-Л., М.: Энергия, 1971.

127. Розин JI.A. Решение контактных задач теории упругости с податливостью в односторонних связях / JI.A. Розин, М.С. Смирнов // Известия вузов.-2000.-№ 5.

128. Руководство по проектированию свайных фундаментов. М.: Стройиздат, 1980.

129. Руководство по проектированию и устройству фундаментов в вытрамбованных котлованах. -М.: Стройиздат, 1981.

130. Рыжков И.Б. Использование экспресс-методов изучения грунтов в изысканиях для свайных фундаментов / И.Б. Рыжков // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. Пермь, 1992,-ч.1.

131. Сажин B.C. Взаимодействие фундаментов в вытрамбованных котлованах с пучинистым грунтом / B.C. Сажин // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. Пермь, 1992.

132. Сваровский В.Г. Устройство фундаментов в вытрамбованных котлованах в условиях Ленинградской области / В.Г. Сваровский // Основания, фундаменты и механика грунтов 1984. - № 6.

133. Сергеев И.Т. Экспериментальные исследования характера распределения контактных напряжений на модели сваи под действием вертикальных и горизонтальных сил / И.Т. Сергеев, B.C. Глухов // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1976. - № 1.

134. СНиП 2.02.03-85. «Свайные фундаменты». М., Госстрой СССР,1985.

135. Сорочан Е.А. Строительство на набухающих грунтах / Е.А. Со-рочан. -М., Стройиздат, 1974.

136. СП 50.102.2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов». М., 2003.

137. СП 50.101.2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». М., 2004.

138. Улицкий В.М. История свайного фундаментостроения / В.М. Улицкий // Основания, фундаменты и механика грунтов. М., 1995. -№3.

139. Ухов С.Б. Расчёт сооружений и оснований методом конечных элементов / С.Б. Ухов. М.: МИСИ, 1973.

140. Фадеев А.Б. Решение осесимметричной смешанной задачи теории упругости и пластичности / А.Б. Фадеев, A.JI. Преггер // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1984. - № 4.

141. Фадеев А.Б., Сахаров И.И., Репина П.И. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1994. - № 5.

142. Фадеев А.Б. Применение МКЭ при выполнении курсовых работ по строительным дисциплинам: учебное пособие / Фадеев А.Б. и др. СПб.: ГАСУ, 1997.

143. Фёдоров В.И. Моделирование несущей способности свай в глин-стых грунтах / В.И. Фёдоров // Основания, фундаменты и механика грунтов. -М., 1987. -№3.

144. Фёдоров В.И. Опыт устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах В Приморском крае / В.И. Фёдоров, Ю.С. Тонких, Г.А. Игонькин // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1989. - № 4.

145. Федоровский В.Г. Реологическая модель упрочняющейся вязко-пластической среды / В.Г. Федоровский // Труды III Всесоюзного семинара по реологии грунтов, Ереван, 1980.

146. Фисун В.А. Комплексная оптимизация проектных решений промышленных зданий / В.А. Фисун // Обзор ВНИИС Госстроя СССР. М.,1987.

147. Фисун В.А. О повышении качества проектов зданий из JIMK при комплексных методах их оптимизации в условиях САПР / В.А. Фисун // Монтажные и специальные работы в строительстве. 1990. - N 4.

148. Хейфиц В.З. Изменение напряжений в грунтах. / В.З. Хейфиц. -М.: Информэнерго, 1973.

149. Черняев В.И. Исследование несущей способности свай, погруженных в пластично-мёрзлый грунт / В.И. Черняев, В.А. Миронов // Основания, фундаменты и механика грунтов. -М., 1979. -№ 1.

150. Чикишев В.М. Экспериментально-теоретические основы расчета фундаментов из свай повышенной несущей способности в сложных инженерно-геологических условиях: дис. д-ра. техн. наук. Пермь, 1997.

151. Шапиро Д.М. Математическое моделирование нагружения свай осевой силой / Д.М. Шапиро, C.B. Беда // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. Пермь, 1992. - ч.1.

152. Швец В.Б. Методика прогноза развития осадки свайных фундаментов во времени / В.Б. Швец, В.Г. Шаповал, С.П. Кандзюба // Труды III международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. -Пермь, 1992.-ч.1.

153. Шеменков Ю.М. Односвайные фундаменты и экспериментально-теоретические основы их расчета с использованием зондирования: дис. . д-ра. техн. наук. Уфа, 2003.

154. Шилибеков С.К. Особенности работы фундаментов в вытрамбованных котлованах различной формы под воздействием статических и сейсмических нагрузок: дис. канд. техн. наук. Пермь, 1990.

155. Шукенбаев А.Б. Напряжённо-деформированное состояние оснований фундаментов в вытрамбованных котлованах со слабым подстилающим слоем: дис. . канд. техн. наук. Пермь, 1994.

156. Экимян И.Б. Метод расширенного подобия и его применение к моделированию работы свай / И.Б. Экимян // Свайные фундаменты. Труды

157. НИИОСП им.Н.М.Герсеванова.-М.: Стройиздат. 1975. - Вып. 65.

158. Экштейн Л.И. Экспериментальные исследования работы свайных кустов в набухающих грунтах / Л.И. Экштейн // Основания, фундаменты и механика грунтов. -М., 1978. -№ 6.

159. Banerjee Р.К. The behaviour of axially and laterally loaded single piles embedded in nonhomogeneous soils / P.K. Banerjee, T.G. Davies // Geotechnique 28. 1978. -№ 3.

160. Clough R.W. The finite method in plane stress analysis. / R.W. Clough // J.Struct. Div., ASCE, Proc. 2d Conf. Electronic Computation. p. 345378.

161. Idelsohn S. Computational Mechanics / S. Idelsohn, E. Onate, E. Dvorkin // New Trends and Applications. CIMNE, Barcelona, Spain, 1998.

162. Marcu Anatolie. Time effect on the bearing capacity and settlement of driven friction pile groups / Marcu Anatolie // Труды V международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. М., 1996. -т.1.

163. Meyerhof G.G. Bearing capacity of piles in layered soils. Part I. Clay overlying sand / Meyerhof G.G., Sastry V.V. // Canada Geotechn. Journal. 1978. -№ 15.

164. Meyerhof G.G. Bearing capacity of piles in layered soils. Part II. Clay overlying sand / Meyerhof G.G., Sastry V.V. // Canada Geotechn. Journal. 1978. -№ 15.

165. Turner M.J. Stiffness and deflection analysis of complex structures. / M.J.Turner и др. // J. Aeron. Sci., 23, j 9. p. 805-823, 854.

166. Yufin S.A. Geoecology and Computers. / S.A. Yufin. A.A. Balkema / Rotterdam / Brookfield / 2000. - 540 p.