CC BY
30
УДК [624.131.439-047.43]:624.159.4 А.Н. Панин, асп., (4872)33-22-98 (Россия, Тула, ТулГУ), Н.И. Прохоров, канд. техн. наук, проф., (4872)33-22-98 (Россия, Тула, ТулГУ)
ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ ПРИ УСИЛЕНИИ ФУНДАМЕНТОВ ЖИЛОГО ДОМА МЕТОДОМ ПРОКОЛА
Представлены результаты расчета напряженно-деформированного состояния грунтового массива при вдавливании в основание фундамента инженерных конструкций.
Ключевые слова: грунты, инженерные конструкции, фундамент.
Деформируемый жилой дом № 33 а по ул. Седова 70-ти квартирный, пятиэтажный. В результате повышения уровня подземных вод произошло замачивание грунтов основания обладающих просадочными свойствами. Неравномерные осадки здания привели к деформациям в строительных конструкциях. Усиление этого жилого дома производилось внедрением инженерных конструкций под подошву фундамента на всю его длину. Схема усиления основания фундамента показана на рис. 1.
В качестве инженерных конструкций выступали металлические трубы 0 325 мм. По окончании внедрения их заполняли бетоном.
Согласно [1] нагрузки передаваемые фундаментом на основание составляют 0,214 МПа.
Грунты основания суглинки с плотностью 19 кН/м3, модулем деформации Е = 10 МПа, углом внутреннего трения 19° и сцеплением 14 кПа.
Коэффициент Пуассона V = 0,35. Коэффициент бокового давления
Л = П = = 0,54.
1 -п 1 - 0,35
По [2] усилия, требуемые для разрушения грунта для данных условий составляют 121,2 кПа или на единицу площади 1,46 МПа. Давление на контуре отверстия составит 0,724 МПа.
Решение задачи о распределении напряжений вокруг вдавливаемой трубы представлено в [3]. Используя исходные данные найдем: границу зоны пластических деформаций, распределение напряжений в пластической и упругой зонах по осям х и у (рис. 2), распределение напряжений на границе зоны пластических деформаций (рис. 3).
Размер а зоны пластических деформаций составил 0,698 м, 6=0,378м.
Анализируя распределение напряжений в упругой и пластической зонах и учитывая давление в грунте под подошвой фундамента, необходимо выбрать такое положение труб прокола, чтобы напряжения вокруг тру-
бы не превышали давления под фундаментом. Данное условие исключает отрицательное влияние при прокалывании инженерных конструкций.
Фундамент здания
Уплотненный грунт
Стальная
труба
^ Цементный
\ раствор
\ Грунт
основания
Рис. 1. Расчетная схема
Увеличение или уменьшение толщины защитного слоя, за счет изменения диаметра труб, позволяет формировать уплотненную зону требуемых размеров и создавать условия воздействия уплотненной зоны грунта на подошву фундаментов. Это дает возможность не только выравнивать напряженно-деформированное состояние системы «основание -фундамент» в плане здания, но и компенсировать (предупреждать) возможные осадки фундаментов.
Рис. 2. Распределение напряжений вокруг отверстия в пластической
и упругой зонах
Рис. 3. а - НДС вокруг инженерной конструкции, б - распределение напряжений на границе зоны пластических
деформаций
Основными достоинствами метода горизонтального продавливания элементов, являются:
- элемент вступает в работу немедленно после продавливания;
- происходит усиления основания фундаментов под его частями определяемых расчетом или под всем зданием;
- усиление грунтов основания можно выполнить без отселения жильцов и нарушения технологического режима эксплуатации объекта;
- при продавливании элементов отсутствуют, какие либо воздействия на расположенные вблизи здания и сооружения;
- усиленное продольными элементами основание не оказывает влияние на изменение гидрогеологических условий площадки;
- возможность производства работ с внешней стороны аварийных и реконструируемых зданий;
- усиление грунтов основания приводит к повышению несущей способности системы «основание - фундамент» в 1,8-3,3 раза.
Список литературы
1. Трещев А. А., Нехаев Г.А., Прохоров Н.И. Технический отчет по обследованию и разработке технической документации на усиление жилого дома по ул. Седова, 33 а в г. Тула. Тула. 2003.
2. Панин А.Н. Расчет усилия прокол/ А.Н. Панин // ИзвТулГУ. Сер. «Геомеханика. Механика подземных сооружений». Вып.1. Тула, 2003.
3. Прохоров Н.И., Игнатов В.И., Панин А.Н. Уплотнение грунтов основания фундаментов аварийных зданий методом горизонтального про-давливания жестких протяженных элементов // Вестник ТулГУ Сер. Геомеханика. Механика подземных сооружений. Вып. 1. 2007. С. 118-128.
4. К вопросу усиления фундаментов без отселения жильцов / А. А. Трещев [и др.] // Труды международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений». Пенза, 2006. С 88-91.
5. Микротоннельная технология - новый способ усиления фундаментов / Н.И. Прохоров [и др.] // Тульский строитель. 2006. № 4. С. 18-21.
A.N. Panin, N.I. Prochorov
EVA UA TING SOLID OF FO UNDA TION GROUNDS BY STRENGTHENING DIMESTIC HO USE FO UNDA TIONS BY P UNCTURE HOLE METHOD
Results of calculating mode of deformation of soil massif by impression into foundation basis of engineering objects are proposed.
Key words: soils, engineering objects, foundation.
Получено 12.11.12
