автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Усиление фундаментов жилых и общественных помещений вдавливаемыми сваями

П О ин

^ ^кенерно-буд 1 вельний інститут

На правах рукопису УДОТОВА Ольга Анатоліевна . ? /

УДК 624.160.4

ПІДСИЛИШ ФУНДАМЕНТІВ ЕИТЛОШХ ТА СУСПІЛЬНИХ БУДИНКІВ ЗАДАВЛЕНИМИ ПАЛЯЫИ

05.23.02 - Основи та фундаменти

Автореферат на здобуття вченого ступеню кандидата технічних наук

Київ-1993

Робота виконана у Київсиому Інженерно-будівельному Інституті.

Офіційні опоненти: - докт.техи.наук, ст.н.с. Рнкоп А.Ц.

Провідна організація - інститут "КлІЕпроектрєконструїауіЯ".

на восіданні спеціалізованої ради К 068.Об.00 ''Будівельні іаі-торіали та вироби”, "Осшови та фундаменти'* Кнівегсого Ішмкер-но-будівельного Інституту.

Адреса: 2Б2037, м.КнІв-37, Повітрофаотсьіаій проспект, 31, Київский інженерно-будівельний інститут.

З дисертацією можливо оонайомитись у бібліотеці Інституту.

Науковий керівник - канд.техн.иаук., проф. Слюсаренко С.О.

- канд.техи.наук, ст.н.с. Малацидзе Е.Г.

Захист відбудеться "_/Л.

.993 р.

годин

.1993 р.

Вчений секретар

спєціолівоешшоі роди УУ

;а;-ідіідат технічних тук //С0-С^\ А,в- Голублячий

Актуальність те»». Підтримання та відновлення експлуатаційно! придатності будинків стало в останні роки одніео Із найактуальніших проблем будівництва.

Реконструкції та модернізації підлягають як проиислові так 1 житлові споруда. !/ наш час в великому сб’еиі ведуться роботи по реконструкції ( в тому числі в кадбудоЕсда) старих капітальних житлових та громадських будинкіп. В значній мірі це пояснюється зростанням житлового іюнду в цілому 1 як наслідок збільшенням об’ємів капітального ремонту ааітловиїс будинків.

Однією а ї!&йпоі!,нреніі!г.га причин, через яку а’являються деформації в конструкціях експлуатованих будинків, е зміна в часі фівико-нехапічних характеристик грунтів основи.

При реконструкції, надбудоаі та капітальному ремонті будинків то споруд часто-густо доводиться зіткатися а необхідністю підсилення основи.

Найбільші труднощі при підсиленні фундаментів та вакріпл'епні основ викликає необхідність виконувати роботи а дужб-обмеженні умовах. Це потребує застосування спеціальної технології та органіааціІ будівельних робіт, а тако» відповідного матеріального вабеэпечення.

Одннн о перспективних засобів підсилення фундаментів в обмелених умовах нісько! аабудови 1 при необхідності проведення робіт бев припинення експлуатації будинку в влаштування вдавлюваних наль діаметром до 260 ш иалогабаригии)яі па-левдавлхючими установками.

До основних повитивних якостей цього способу слід віднести можливість проводити підсилення безпосередньо черга тіло фундаменту (в підпала будинку) при відсутності динамічних навантажень на конструкцію будинку, виконувати роботи як у ма-ловологих, так 1 водонаеичешіх грунтах бев прианачення додаг-

кових заході в (обсади1 труби 1 . І.), контролювати несучу

адатлость та вертикальність отвояо попі у процесі !1 ваглиО-

лення.

Закордоном (Угорздша, йранцік, Нноніи, Бельгія та Іпиі) способом вдавлення еаг.ішб.ивм'ь валіеобетонні та металеві паї 1 1 птуїгг. На території СІЩ роботи по вдавлюванню паль ведуться у Києві, Дніпропетровську, С.-Петербурзі, Уфі, Єкатеринбурзі та і ииих містах.

У практиці будівництва до цього часу метод вдавлювання паль при підсиленні будинків вивчений нздостатньо. Не відпрацьована методика розрахунку, б враховувала спільну

работу Існуючого фундаменту та елементів підсилення.

Н^тою дчсеріацІАлоГ роботи о удосконалення методики роэ-І-зхушіу вдавлених паль, састосозанішх при підсиленні фундаментів існуючих Судчиків є урахуванням персрооподілу зусилля в коппруїїціпк.

Дослгііошш мети посгивлско! в дисертаційній роботі вдійспюатьея иіріігошям ташіх основних питань:

- Щ-ОВ8ДЄІШЯ катурьих обсте.'еііь Існуючих будинків Э НОТОЙ визначення пгичнн і яа{>мгаеру гкдаюдъонь;

- еиг.'Зоіііш та аналіз досвіду підсилення фундамент їв де-

с'орь.оваїшх споруд га шжвлешлі основних тенденцій розвитку методі’’ вдавлювання паль; •

- на основ) екслереіюнтапві.'ях досліджень влвченш: особливостей роботи вдавлюваних паль при підсиленні фундаментів;

- досл1дг;гы;п рооподілу зусиль по ішлньоілу кінцеві та бічній поверхні вдавлені!;: паль у пилувато-глинистих грунтах та Із: виїла при подалі,пталу ьагл;-:блсплі;

- вивчення характеру перереаподілу навантажень від над-

вємнизг конструкцій, які породаються через підоиву підсиленого фундаменту та вдавлювані папі; ,

- розробка технології проведення робіт по підсиленії» фундаментів вдавлені»:іїі полями;

- визначення раціональної області використання вдавлюваннях паль;

- розробка інструкції по обстеженню житлових та суспільних будинків і проектування підсилення фундаментів вдавлюваними палями в обмежених умовах проведення робіт ва допомогою малогабаритних палевдавлюючих агрегатів.

Методи досліджень, використані в дисертаційній роботі:

- лабораторні дослідження фівико-механічних характеристик грунтів;

- натурні дослідження роботи вдавлених паль та фундаментів, підсилених такими лалями;

- чисельне моделювання на ЕШ напружено-деформованого стану грунту в основі вдавленої палі.

Робота виконувалася в Київському Інженерно-будівельному Інституті з 1989 року по 1993 рік як складова частина науково-дослідної роботи кафедри основ та фундаментів під керівництвом професора, кандидата технічних наук С.О.Слюсарен-ка.

Наукова новивиа результатів роботи полягав у тому, що:

- вивчено роботу вдавлюваних паль у пилувато-глинистих грунтах;

- оцінено вплив влаштування лідируючих свердловин при заглибленні паль вдавленням на їх несучу здатність та зусилля вдавлення;

- експериментальними дослідженнями вивначено особливості передачі навантаження на грунтову основу фундаментом, підсиленим вдавленими палями, на рівних етапах підсилення (до підсилення, у процесоі та після підсилення);

- на базі отриманих коефіцієнтів удосконалена методика . роврахунку вдавлених паль.

Вірогідність наукових положень та їх результатів оцінюється:

- порівнянням одержаних результатів е експериментальними

даними 1 чисельним;: рішеннями Інших авторів;

- перевірко» результатів натурних експериментів'в чисельними рішеннями.

Практична цінність і реалівиці я роботи.

Виконані дослідження доаволили ровробити Інструкцію по обстеженню конструкцій та підсиленню фундаментів вдавлюваними паляші в обмежених умовах проведення робіт малогабаритними па-левдавлюючими агрегатами. Результати досліджень використані при підсиленні фундаментів станції хімводоочищення Уманського ПЕО ЧерімськоІ області, при реконструкціІ фундаментів житлових будинків по вул. Київській м. Кременчук Полтавської області 1 по вул. Гоголя м. Кустанай (Казахстан).Фактичний економІчішй ефект від еапровадження роботи становить понад 1171 тис. ігрб. (в цінах 1980-1992 p.p.).

Апробація роботи. Матеріали дисертаційної роботи доповідалися на науково-технічних конференціях "Молоді вчені області - прискоренню науково-технічного прогресу та роввитку науки", м.Рудний,Казахстан, 1988 p.; "Підвищення надійності експлуатації 1 реконструкції промислових будинків та споруд"

м.Рудний, Казахстан, 1990 рік; щорічних науково-практичних конференціях в Київському Інженерно-будівельному Інституті

1990-1993 p.p.; науковій конференції "Проблеми проектування та технології виконання робіт ири реконструкції діючих

підприємств, будинків, споруд” м. Пенва, Росія, 1991р;

республіканської науково-практичної конференції ’’Будівельна науіга України: перспектива розвитку в нових економічних умо-

вах”, м.Київ, 1991 р.

На захист виносяться такі питання і

- результати експериментальних дослідяень роботи вдавлюваних паль та фундаментів, підсилених такими палями;

- методика розрахунку фундаментів, підсилених вдавленими п-иіііми;

- дані досл і ділення впливу технології будування фунда-

■I

ментів їв вдавлюваних паль на їх несучу здатність.

ПублікаціІ. Ва результатами дисертаційної роботи опубліковано 8 друкованих праць.

Об’єм та структура роботи.

Дисертація складеться э 192 сторінок машинописного тексту, Б2 малюнків, 10 таблиць та мав вступ, п’ять ровдідів, вагальні висновки, список літератури, який містить 171 назву та додатки.

8МІСГ РОБОТИ

У вступ 1 обгрунтовується актуальність, мета та вадачі досліджень, а також наводиться коротка анотація дисертаційної роботи.

У першому роадіді подано класифікацію'основних причин 1 характеру деформацій житлових та громадських будинків. Наведено основні конструктнвні вирішення по зміцненню основ та підсиленню фундаментів будинків. Описано конструкції і технологічний цикл улаштування вдавлюваних паль. Подано класифікацію палевдавлюючих установок. Виконано аналів факторів, що впливають на несучу вдатність палі, заглибленої методом вдавлювання: швидкість та величина кінцевого аусилла

вдавлювання, консистенція пилувато-глинистих грунтів, переріз (діаметр) палі, технологія заглиблення.

Рівними аспектами проблем деформації будинків, їх основ та фундаментів оаймалися такі вчені: М.Ю. Абелев, В.П.Ананьев, М.Д.Войко, П.В.Коновалов, М.В.КорнІенко, Н.И.Маслов,0.1!.Сотников, В.Б.Швець, А.Н.Шкнньов, Ф.КеадІ, Р.Осваяьд, Р.РІбІцкІ, К.СечІ, Х.Томас, Е.Шильд та Інші.

Ця проблема еалишаеться актуальною, про що свідчить стійка тенденція до вбільшення кількості деформованих будинків.

Ріеноманітність причин, що викликають різного роду поо-кодгаення будинків, потребує детального [юагляду цього питання у кожному окремому випадку при призначенні аьподів для підси-

лення конструкцій фундаментів або еміцнення основ.

Традиційні методи підсилення фундаментів 1 закріплення основ будинків, такі, як хімічне закріплення грунту, ровгаирен-ня підошви, підведення додаткових конструктивних елементів, мають деякі недоліки, які обмежують область їх застосування в умовах щільної міської еабудовн.

У вітчизняній практиці будівництва в обмежених умовах проведення робіт використовується, як правило, спосіб вдавлення довгих валівобетонних поль, що складаться в однієї або двох ланок 18 перерізом 250x260, 300x300, ЗБОхЗБО ми. При підси-

ленні фундаментів експлуатованих будинків перевагу віддають багатосекційним палям 1а вменшеним перерівом (до £Б0 ми), що складаються їв залізобетонних або трубобетошшя секцій. Вибір конструкціІ паль визначається величиною зусилля вдавлювання та типом вдавлюючої установки. Палі можуть бути еаглиблені 8 лідируванням або без нього.

З досвіду використання вдавлюваних паль для підсилення фундаментів діючих споруд витікав, цо цей метод дозволяв мати гарантований ревультат в умовах максимальної механівації при мінімальному обсяві оемляїшх робіт.

Область аастосувалнл палевдавдмючих установок визначаються їх технічними можливостями та уыопами будівництва (підсилення). Наприклад, за кордоном палі типу "Мега" найчастіше вастосовують для підсилення. При будуванні будинків ці фундаменти використовують рідко, оскільки при їх спорудженні потрібні значні навантаження для передачі реактивного зусилля.

Значний внесок у розвиток теоріІ та практики пальового фундаментобудувашш внесли 0.0.Бартоломей, Б.В.Еахолдін, В.Г.Береванцев, І.П.Бойко, Ы.Ы.Герсеванов, М.Н.Гольдштейн, Б.В.Гончаров, А.О.Григорян, М.С.Грутман, Б.І.Дилмитов, М.Б.Ла-летін, 0.0. Луга, Ы.С.Ыетелкк, е.М.ІІерлей, Г.П. Таланов,

Ю.Г Л'рофименков, В.Б.Швець та Інші.

Оптимальний вибір параметрів паль можливий лише при

С

вірогідному визначенні їх несучої вдатності. Можливість оцінки несучої вдатності вдавлених паль у процесі заглиблення по кінцевому зусиллю дозволяє скоротити або виключити статичні випробування. Па це питання ввертають увагу багато авторів, але широкий діапазон грунтових умов та параметрів паль, що вивчаються, до цих пір ие дозволив дійти до єдиної думки.

Досвід використання вдавлених паль знайшов відображення у • розділах ГЛ1П 2.02.03-Вб "Польові фундаменти"} ’’Інструкції по підсиленню Фундаменті в аварійних споруд та споруд, що реконструюються, багатосекційними палями", розробленої НДІпром-буд (1984 р.); "Методичних рекомендаціях по технології заглиблення паль вдавлюванням", випущених НДІБВ Держбуду УРОР (1988р.).

Однак формули, наведені у перелічених документах не достатньо повно відображають спеціфіку роботи вдавлених падь їв перерівом до 260x260 мм. В літературі зостається не розкритим питання спільної роботи вдавлених паль (як елементу підсилення) та існуючого фундаменту.

В другому роаділ) на основі спостережень автора аналізуються причини пошкоджень конструкцій житлових та громадських будинків у м. Києві, наводиться методика вбирання та обробки Інформації.

З метою з’ясування причин та характеру пошкоджень конструкцій будинків для привначеиня надалі оптимального методу підсилення автором було зібрано Інформацію про стан 196 житлових та суспільних будинків м. Киева. Як показали результати обстеження, у 163 випадках потреба у проведенні капітального ремонту або підсиленні конструкцій будинків була спричинена розвитком деформацій грунтів осноеи. Беручи до уваги той факт, .що 68% обстежених будинків було побудовано на лесових просадочтіх грунтах І типу, в числі основних причин розвитку деформацій основ будинків стало змінення фізико-механічних характеристик, грунтів при їх замочуванні.

Більшість випадків пошкоджень будників викликається комплексом причин. Причинами деформацій основ експлуатованих будинків буди: неоднорідність та ріономіцність грунтів (12%);

неоднорідність стисливості грунтів черев підземні порожнини (2Х), місцеве замочування лесових грунтів (52%); вплив влаиту-Бання відкритих котлованів біля будинків (13%); прибудування будинку (6%); вплив вібрації при добиванні падь поблиеу будинку, проходження лінії метрополітену (372); всувні явища (4Х). В Б2 % випадків, які требували підсилення фундаментів, вроблені висновки про можливість вастоеування вдавлених паль.

Відомо, що при приеиачеїші заходів по підсиленню визначальними о дані по динаміці розвитку осідань. За досвідом обстеження будинків у Києві тривалі інструментальні спостереження ведуться тільки в Б а 100 випадків.

В ев'явку в особливостями оцінки роботи будинків при їх подальшому підсиленні палями виникла потреба розробити спеціальну інструкцію по обстеженню таких аварійних будинків 8 метою їх реконструкції. '

Внаслідок узагальнення літературних джерел, нормативних документів по технічній експіуатаціІ та обстеженню деформованих будинків, а також системативовашшх архівних матеріалів Інституту Укрлитлоремпроект (м. Київ) та відділу експертиз Київського міськвиконкому по капітальному' ремонту I реконструкції житлових та громадсьюіх будинків автором (у співавторстві в С.О.Слюсарснком, Б.В.МІІшім, В. І.Ковальчуком) розроблено "Інструкцію по обстекешш КИТЛ0ВИХ та громадських будинків при реконструїсці І і капітальному ремонті",в якій враховано три можливі підходи до обстеження конструїщій будників: прн капітальному ремонті; при рсконструкціІ та модерніваціІ; при виникненні аварійної ситуації.

На Україні використовуються такі способи підсилення основ та фундаментів, як хімічне закріплення грунтів, влаштування обойм,розширення 1 поглиблення підошви; підведення блоків; бу-

ронабквні; буро Ін'єкційні, вдавлювані палі та Інші способи. Але Енсоїса ціна, значний обсяг земляних робіт, необхідність припинення експлуатації будинків на час проведення робіт по підсиленню фундаментів, потребує пошуку ефективніших методів таких як, наприклад, вдавлювані багатосекційних паль.

Конструкція таких паль (невеликий діаметр, довжина кожної секціІ до 1000 мм) та бевударний метод заглиблення дозволяють проводити посилення навіть через тіло Існуючого фундаменту, в обмежених умовах проведення робіт (а підвалу), без припинення експлуатаціІ будинку: Але використання методу вдавлювання паль при підсиленні фундаментів стримується недостатньою вивченістю та нестачею необхідних комплектів обладнання.

0 третьому розділі наводяться результати експериментальних досліджень роботи вдавлених паль, а таком фундаментів, підсилених вдавленими палями.

ЦІ дослідження велися на майданчику N1 де розташований будинок відділення хімводоочицення котельной підприємства електричних мереж у м. Умань Черкаської області. Причиною аварійних деформацій стало систематичне замочування просадоч-ноі товщі суглинків за рахунок витікань їв системи водонееучих комун їй та резервуарів.

Інженерно-геологічний розріз майданчика складається іо таких грунтів: лесовидні суглинки загальною потужністю

10,4-11,7 м, просадочні, на поверхні яких вібуваеться утворення тимчасового водоносного горизонту. На глибині 12,4-13,6 м валягають червоно-бурі глини напівтвердої комснстенціІ. Грунтові умови налетать до 1 типу за просадочністю.

Програмою було намічено провести випробування одиночних вдавлених грубобстояних паль, які працюють на вертикальне стискаюче навантаження. Досліджувзпсп ровподіл аусиль по нижньому кінці та бічній поверхні вдавлених падь у пилува-то-глннисті грунти у процесі заглиблення та при статичних випробуваннях.

Метою експериментальних досліджень було визначення несучої вдатності вдавлених паль діаметром до 250мм та аналів аміни вусиль вдавлення у процесі вагдибдення і статичного випробування у пилувато-глинистих грунтах ровдільно по 61 чиїй поверхні 1 по нижньому КІНЦІ! виявлення впливу поперечних ро8мірів палі на зусилля вдавлювання та їх несучу здатність. Накопичення таких матеріалів досліджень доеволило уточнити Існуючі формули роврахунку, а також призначити відповідну технологію підсилення фундаментів експлуатованих будинків методом вдавлення галь.

Як елементи підсилення фундаментів були валроектовані ба-гатосекційні (довжина кожної секції 1000 мм) .трубобетонні палі

і в діаметром 169 мм довжиною 13-14,6 м, влаштовані (вертикально) черее тіло існуючого стрічкового фундаменту мілкого зша-деиня. Секції зварювалися на торцях у процесі вдавлення, яке виконувалося установкою типу УБПП-640.

Дослідні палі ДП-1 та ДП-£ аналогічні до робочих, складалися э секцій, іцо чергуються "ОД" (секція о датчиком) та "СК" (секція для пропуску кабелю) (мал.І.а), що дозволило про-аналіаувати емітований опору грунту по бічній поверхні та нижньому кінці у процесі вдавлювання 1 проведення статичних випробувань. Дослідні палі заглиблювалися до позначки шіхнього кінця робочих паль. '

Спостереження ва ходом заглиблення робочих паль в визначенням аусилля вдавлювання на кожний метр еаглкблеїшл елементів показало незначні аміни пагального еусилли вдавлювання до глибини 4-6 метрів (мал.1,6) яке можна пояснити геологічними умовами майданчика, зниженням несучої вдатності лесовидних суглинків у зв'язку в їх замочуванням. Збільшення зусилля при подальшому заглибленні елементів палі виникло внаслідок включення в роботу бічної поверхні палі.

Ів графіків розподілу зусиль в досліджуваних палях ДП-і і ДГІ-2 (мол. 1,в), виміряних в процесі заглиблення видно,що в ПОНІ

~ооогг

0« «

чатковий моыенг вдавлення (до глибини 4...6 м) перевищуе вусилля під ниші 1м кінцем (Р0 ). При подальшому оадавлюеанн1, в наслідок вСНльшешш площі бічної поверхні палі, інтенсивність нарощування вусиль по нижньому кінці палі внижуеться.

Авалів ревультатів статичних випробувань дослідних паль довволяа вробити такі висновки: включення в роботу бічної по-

верхи і та вістря палі відбувається одночасно, але в рівною інтенсивністю (кал. 1 ,г). На ранніх ступенях наваптогіуватш головна частина прикладеного навантаження (близько 70Х) передається иа грунт черев бічну поверхню палі. ІІри чому, при вростанні вдавлюючого навантаження від 0 до 0,7 1^, вначення перевищують Р0 у 2...З рави, але при вбільшенні вдавлиючого вусилля до деякого значення (0.7.. .0,9)іУр. настає вичерпання несучої вдатності по бічній поверхні . У цей час частина навантаження перерозподіляється на нижній кінець палі. У процесі ваглиблення палі під II підошвою (і частково по бічній поверхні ) утворюється вона ущільненого грунту, при чому його фівико-механічні характеристики істотно вростають. У передгра-ничному стані вростання опору грунтів по бічній поверхні починає уповільнюватися, а опір під нижнім кінцем - вростати інтенсивніше . У граничній стадії нижній кінець сприймає більшу частину навантаження (до 60Х), після чого настав врив.

В однакових грунтових умовах їв вбільшенням діаметра палі вусилля вдавлювання підвищується. В слабких грунтах при збільшенні діаметра палі від 168 до 219 мм опір грунту вдавлюванню вбільшуеться до 2ОХ, а в тугопдасгичннх руглинках 1 твердих супісках до 30-36%.

На основі даних по фактичному опору грунтів при вдавлюванні паль одержані коефіцієнти окремо, по бічній поверхні і нижньому кінці. Це дозволяє на стадії проектування вивначити вдавлюваюче зусилля для пилувато-глинистих грунтів при значеннях R (роврахунковий опір грунта під нижнім кінцем палі) та fl (розрахунковий опір грунта на бічній поверхні палі), прийня-

тик ва табл.1 1 Я ЕШП 2.02.03-85 1а одержаними коефіцієнтами, тобто

*Кги£ьЬ (1]

дз ^-1,Б; ^-1,1 - коефіцієнти.

Внаслідок проведення експеримент/ прослідковано також частк/ питомої ваги опору по бічній поверхні палі та під нижнім кінцем у вагальному навантаженні на пало, виявлено картину їх розвитку як при вдавлюванні, так I при статичному випробуванні . ,

Експериментальний майданчик N 2 містився в м. Кременчуці. Експериментальні роботи проводились у процесі підсилення фундаментів мітлового п'ятиповерхового будинку по вул.Київській, 62.

інженерно-геологічний розріз майданчика складається послідовно а таких грунтів: супісок лесоподібний, просадковий, твердий, потужністю 9,1 м; суглинок лесоподібний, просадковий, напівтвердий - 0,Б м; суглинок лесоподібний, непросадочіїий, тугопластичний, потужністю 1,9 м; суглинок напівтвердий, ту-гопластичний - 2.7 м; пісок дрібний, цільний, водонасидений. Підземні води зустрінуто на глибині 13,6 м.

Програмою проведення експерименту було намічено дослідити: перерозподіл навантажень від надземних конструкцій п’яти-

поверхового будинку, які передаються через підошву фундаментів та вдавлювані палі на грунтову основу у процесі підсилення.

Метою експериментальних досліджень було вивчення характеру вваемодій фундаментів, підсилених вдавлюваними палями 8 грунтовою основою, а також впливу технології підсилення на конструкції будинку.

Панельний будинок, збудований на фундаменті з падь (довготна паль Б...7 м), які не прорівають просадочвої товщі, набув деформацій у оті нових панелях э розкриттям тріади 3...5 ьм внаслідок вамочугшння просадочних лесових грунтів 1 типу.

Проект підсилення осноеи передбачав підведення монолітної

еаліеобетоішо! шшти 3.0x6,0 и товщиною 600 мы ділянками (в ваховому порядку) під Існуючий ростверк. Черев отвори, аали-шені у плиті, вдавлювались трубобетонні палі їв діаметром 219 мы та довжиною 16 м. Паді ваглиблювалиоь у лідерні свердловини діаметром 187 ми.

Для визначення напружень під плитою у місцях контакту "плита-груитовий масив" перед укладанням арматури та бетонуванням встановлювалось 7 гідравлічних датчиків контактного тиску (шл.2,а).

З метою більш детального вивчення характеру перерозподілу вуснль, що передаються череа підошву плити та вдавлені палі у процесі посилення основи, ровглядалася взаємодія елементів системи на чотирьох етапах навантажування. Перший етап -підведення монолітної валіаобетонної плити; другий - вступ плити у роботу; третій - вдавлювання паль черев отвори, залишені у плиті ва допомогою прорівоутворпвачів (плита використовується як упорний елемент); четвертий - спільна робота плити та вдавлених падь як елементів підсилення.

Зіставлення несучої вдатності палі 1э вусиллями вдавлювання (ва даними статичних випробувань на 7 об’єктах)^ дозволило визначити перехідний коефіцієнт. Для граничного навантаження цей коефіцієнт переходу.дорівнює 0,8.

Аналіз результатів досліджень дозволяв вробити такі висновки. .

У процесі .вдавлювання паль установкою типу УПВ (УВПП) при використанні плити як елемента, що сприймає реактивне вусилля вдавлювання, відбувається часткове місцеве розвантаження основи. Це положення необхідно враховувати при підсилюванні методом вдавлювання паль а передачею реактивного вусилля на конструїщіІ будинку (наприклад, Існуючий фундамент). У тому разі, коли будинок має еначні деформації конструкцій (II...Y ступеня ва класифікацією 8.С. Руденко), або х незначне навантаження на 1 пог.м (одно-триповерхові), реактивне вусилля при

Н

P,P0 статичні випробування; Р’.Ро' чисельне

модулювання

Нал. З

вдавлювани1 даль може спричинити додаткові деформацій І конструкцій. Тону, при підсиленні "легких" будинків цим методом необхідно влаштовувати залізобетонну плиту (або балки) під будинком в місцях підсилення для переровподілу напружень, цо виникають при вдавлюванні паль.

Реаультати експерименту показали, що при підсиленні фундаментів вдавленими палями 32% навантаження від будинку сприймав шшта, £92. - палі, в частина навантаження - 30...40Х перерозподілялася на основу черев існуючі конструкції фундаментів.

Порівняння результатів ваглиблеїшя паль діаметром 219 мм на глибину 1Б м без лідирування та до попередньо влаштованих свердловин (діаметром 127 мм на глибину до 9 м) показало зменшення вдавлюючого вусшші від 35Х до ЬЬ% при влаштуванні лідерних свердловин.

Проведені дослідження підтвердили ефективність прийнятого методу підсилення.

У четвертому розділі наведено результати дослідження нап-ружено-деформованого стану (НДС) грунту в основі вдавленої палі, а також розроблено алгоритм проектування фундаментів їв багатосекційних вдавлених паль.

З метою вивчення особливостей роботи вдавленої палі у пилувато-глинистих просадкових грунтах проведено чисельне моделювання НДС грунту основи.

За розрахункову схему прийнято область грунтового масиву діаметром 2,2 м та глибиною 20 м.У центрі цього масиву ровта-шовано палю діаметром 1Б9 мм та дошишою 14 м (мал.З,а). 8а вигшачешіям ВДО основи палі було взято реальні грунтові умови експериментального майданчика N 1. Максимальне вміщення палі при моделюванні задавалося значенням, рівним одержаним при статичному випробуванні їх на майданчику N І.На кожному кроці вимірювали відпір грунту у основі палі та будувався графік "навантаження - осідання”(мал.З,в). При вдавлюванії 1 палі до непорушеного грунту до роботи валучаються не лише частники, що

перебувають на меяі "бічна поверхня палі-грунт, але 1 область на деякій віддалі. Уявлення про характер деформування дють векторі переміщень у грунтовій основі, наприклад, у області п’яти вдавленої палі (мал.З,б). На ньому можна виді литії активну зону деформування. Це довволяв вробити висновок про те, що безпосередньо під підошвою вдавленої палі спостерігається збільшення щільності грунту ва рахунок вертикальних переміщень частинок грунтового масиву. Одночасно

спостерігається процес деформування горизонтальних складових векторів переміщень. Утворення ущільненого ядра у області п’яти в процесі заглиблення палі веде до утворення деформацій зсуву ва мал.З,б випливає, що горивонтальні вміщення частинок грунту при вдавлюванні палі відбуваються на відстані трьох II діаметрів. Одержані дані довволяють ровкрита механівм формування напружено-деформованого ставу грунту в основі вдавленої палі у валежнооті від граничного навантаження та величини вони

8МІЦНЄІШЯ.

Виконані натурні дослідження та чисельні розрахунки дозволили встановити талономІрності роботи вдавлених паль у складі підсилюваних конструкцій фундаментів, у тому числі розподіл навантажень, що передаються ними на грунтову основу. Зафіксовано, що паля по бічній поверхні може сприймати від ВО до 802 прикладеного на неї зусилля та (у випадку підсилення основи) до ЗОЇ вагального навантаяення на фундамент. Однак ця частка не е постійною, а залежить від ряду факторів: від довжини палі та II перерізу, способу П заглиблення (до непоруке-ного грунту, а лідирування, до попередньо замоченої основи), характеру Інженерно-геологічних умов тощо. Узгодження чисельних результатів з експериментальними даними (розходження ва графіком "навантаження-осідання" не перевищувало 10.. 12?.) підтвердило вірогідність чисельних розрахунків.

У п'ятому розділі розглянуто приклади проектних рішень ІІО підсиленню фундаментів за допомогою малогабаритних польевдлв-

дюючих установок, наведено технологію проведення робіт та раціональну область застосування методу вдавлювання бага-тосекційних паль іа перерізом до 260 мм. Наведено техяіко-еко-номічие порівняння еффекктивності застосування вдавлюваних падь.

Внаначеио економічний ефект від впровадження результатів дослідження при підсиленні фундаментів станції хі«водоочищення Уманського ПЕС Черкаської області, при підсиленні фундаментів житлових будинків по вул. Київській м. Кременчук Полтавської області та по вуд. Гоголя м. Кустанай (Казахстан).

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. Під час обстеження будинків в більшості в них порушення статичної стійкості відбувається внаслідок деформацій грунтової основи.

2. афективне підсилення фундаментів експлуатованих будинків можливо адійснити ва допомогою вдавлюваних бага-тосекційішх паль, так як виконується без порушення їх вовнішнього вигляду, шляхом .влаштування лаль черев Існуючі конструкції фундаментів. Цей метод виключав динамічні навантаження на заглиблювану пали та кояструкціІ будинку, шум та загазованість повітря; дозволяє проводити роботи беэ зупинення діючого виробництва або відседення людей; вдавлювати палі у будь-яких грунтових умовах.

3. Експериментальними та чисельними дослідженнями встановлено вакономірності формування несучої вдатності вдавлюваних паль, виявлено 1 досліджено характер розвитку асувових деформацій грунтової основи, що виникають при заглибленні вдавлюваної палі. Горизонтальні вміщення частинок грунту при вда-люванні палі відбуваються до відстані, що дорівнює З...З.Б II діаметрів.

4. При заглибленні палі черев бічну поверхню палі на грунт передається 60-802 навантаження.

Г). При статичних випробуваннях вдавлених паль у передгрв-иичному стані рростпішя опору по бічній поверхні уповільнюється, а під шитім кінцем вростав Інтенсивніше. У граничній стадії гі'пта сприймав до 60% навантаження.

6. При ебільпенні переріву палі від 168 ми до Я19 ми ве-лічинеї опору грунту вдавлювання збільшується: у слабких грун-

тах на 20%, у тугоюіастичних суглинках 1 твердих супісках до

зо-гбх.

?. Заглиблення паль у пилувато-глинистих грунтах ва допомого» лі дерни* свердловин оменшув ядавлюоче вусилля від ЗБХ до ББ%.

В. Експериментальними дослідженнями встановлено, що черев підоиву фундаменту, підсиленого вдавленими Петлями, у вален-пості від деформаційних властивостей грунтів основ передасться 20-40'S навантаження. Рерультати покапали, вір при підсиленні Фундаментів здавлювані плі палями (в підведенням, під Існуючі конструїщії плити-ростверка), 327. навантаження від будинку

сприймає плита, a 29S - палі.

9. На основі даних по фактичному спору грунтів (гіри вда-люї'аняі паль в пнлуве.то-глинисті грунти) сдерлано коефіцієнти окремо для бічної псгерхні і НИЖНЬОГО КІНЦЯ; цо дозволяють попередньо оцінити вдавлююче вусилля.

10. Зіставленням кінцевого зусилля вдавливания в несучою вдатністю тзких паль у пилувато-глинистих грунтах визначено перехідний коефіцієнт, який дорівнює 0,8.

11. Ровроблело іиструїсцію по обстеденню ЖИТЛОВИХ та ГрО-мадськмх будинків та проектування підсилення фундаментів вдав-ляпанини палями в обмежених умовах проведення робіт ва допомогою малогабаритних полевдазлночих агрегатів, а такой методику роврахунку Фундаментів, підсилених вдавлюваними палями. Фактичний економічний ефект від запровадження результатів досліджень склав понад 1171 тнс.крб. (з цінах 1990-1902 p.p.j.

Основні положення дисертації опубліковані у працях:

Ні

1. Экономическая оценка вариантных решений фундаментов

сельскохозяйственных вдалий Кустанайской области.//Молодые учение области-ускорению научно-технического прогресса и развитию науки: Сб.теа.доад.- Рудкий, 1968.- С.69-60 (соавтор -

И.Н. Кулебяшш)

2. Инструкция по обследованию зшлых и общественник одсший при

реконструкции и капитальном ремонте. //Усиление фундамен-

тов оуществукщих и реконструируемых зданий в сложил грунтовых условиях. Отчет о НИР. Гоерегнетр. 11 0190003Б19В (С.А. Слюса-ренко, О.А. Удотоиа и др.).- Кнеь, 1990.

3. Причины аварий зксплуатируемшс аданнй и сооружений .//Повышение надежности эксплуатации и реконструкция прошзлетшх зданий II сооружений: Tea.докл.научно-технической конференции -Рудный, 1990.- 0.47-40 (соавтор - С.А. Слюсаренко)

4. Усиление фундаментов . при реконструкции зданий.//Проблемы

проектирования и технологии выполнения работ при реконструкц>м действующих предприятий, зданий, сооружений: Сб.тез.докл.-

Пелва, 1991.- С.63-64 (соавтор - С.А. Слюсаренко)

Б.Разработка прогрессивных методов усиления оснований и фундаментов, как одно иа перспективных направлений строительной на-yiui.//Строительная nayjsa Украины: перспективы раввития в jioblw вкококшческнх условиях: Tea.докл.научно-практической конференции .- Киев, 1991.- С.138-139 (соавтор - С.А. Слюсаренко)

6. Безударное погружение иногосекцнонных свай.//Промышленное строительство и.инженерные сооружения.- Киев, 1991,- N S.-

С.33-34

7.Способ усиления фундаментов вдавливаемыми сваями //Тейиси докладов БЗ-Й научно-практической (гонференции.- Киев, 1G92.- С.68 (соавтор - С.А. Слюсаренко)

6.Усиление фундаментов вданий и сооружений в условиях ПЛОТНОЙ городской и промышленной вастройки//Стр-во на струкгур.чо-не-уетоЛчиьих грунтах: Региональная конференция.- Самарканд, 1992

г. - С.13 (соавтор - С.А. Слюсаренко)