Фундаменты глубокого заложения и геотехнические проблемы территорий

Обновлено: 16.05.2024

Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный
университет»
Кафедра Геотехники
ПРОБЛЕМЫ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИ В
ГЕОТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ГОРОДА ТЮМЕНИ
Я.А. Пронозин
Тюмень, 2018

2. Тюменская область

3. Распространение ММГ на территории РФ

4. Старое поселение Чимги-Тура (графическая реконструкция)

5. Современная Тюмень

6. Схемы типичных геологических разрезов территорий Тюменской области

7. Табл. 1 - Состав и физико-механические свойства минеральных грунтов Западной Сибири (по Кушниру С.Я.)

8. Современная Тюмень

9. Современная Тюмень

10. Заречные микрорайоны

11. Микрорайоны Лесобазы

12. Табл. 2 - СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* Табл.4.1

Табл. 3 - СП 47.13330.2012 Инженерные изыскания для
строительства. Основные положения. Актуализированная
редакция СНиП 11-02-96 Прил. А, табл. А1 (продолжение)
Табл. 3 - СП 47.13330.2012 Инженерные изыскания для
строительства. Основные положения. Актуализированная
редакция СНиП 11-02-96 Прил. А, табл. А1
12

13. 1. Здание на плитном фундаменте – в районе Мыса

Рис. 7 - Горизонтальное
отклонение секций здания от
вертикали в (см); в скобках
приведены предельные значения
в (см)
Здание представляет собой
две смежные 14-этажные
секции и две смежные 9этажные секции. Под всем
зданием расположен подвал.
Конструктивная схема: с
продольными несущими
кирпичными стенами.
Фундамент представлен
монолитной железобетонной
фундаментной плитой
толщиной 1,0 м, глубина
заложения - 2,4 .
Причины:
Ошибки проектирования и строительства
Рис. 6 - Зазор между 14 - и 9- этажной секцией
Относительная разность осадок: ∆s / L = 0,01 > [∆s / L] =
0,0024
Трещины в кирпиче шириной раскрытия не более 0,25 мм
13

14. 2. Здание на свайном фундаменте – в районе Лесобазы

15. 3. Здание на свайно-плитном фундаменте в Заречных микрорайонах

Дом имеет П-образную форму в плане, состоит из
шести блок-секций: №1,2, 5, 6 – 9-этажные, №3, 4 –
16-этажные.
Секции выполнены из кирпичной кладки, перекрытия
– сборные железобетонные.
В пространство внутреннего двора вписана
одноуровневая подземная парковка с каркасом из
монолитного железобетона.
Деформации:
1.Неравномерные осадки фундаментной плиты
ревышают предельно допустимые более, чем в 2
раза;
2.Отклонение блок-секции №2 от вертикали
превышает предельно допустимые значения более,
чем в 2 раза.
Рис. 10- Зазор между секциями
Рис. 11- Вертикальные отклонения блок-секции №2
Причины неравномерных осадок основания и
фундамента:
1. Сложные ИГУ;
2. Перегрузка свай фундамента;
3. Опирание плиты КСПФ на слабые водонасыщенные
глинистые грунты со значительными включениями
органических веществ (до 7%);
4. Ошибки строительства.
15

16. Плита паркинга жилого комплекса

Рис. 14 – Схема расположения секций
Рис. 15 - Значения осадки Паркинга №1 в мм
Рис. 12 – Жилой комплекс
Причины: Такие большие деформации вызваны не
уплотнением грунта, а его расструктуриванием,
изменением характеристик в процессе производства
работ и периода эксплуатации.
Рис. 13 - Графики осадки марок Паркинга №1
16

17. Плита водоотчистного сооружения

Рис. 16 – Извлечения из журнала геодезического мониторинга
Рис. 18– Продольное сечение фундамента
Рис. 17– План фундамента
Причинами развития деформаций грунтового основания являются:
1. Искусственное основание фундамента - пески мелкие и пылеватые с
коэффициентом неоднородности до 2,8.
2. Появление грунтовых вод на отметке 1,4-1,5м от поверхности земли:
изменилась консистенция глинистых грунтов - от тугопластичной до
текучепластичной, снизились значения углов внутреннего трения грунтов
основания- до 38%
3. Коэффициент уплотнения (kcom) искусственного песчаного основания
меньше требуемых проектных значений.
Факторы, ухудшающие состояние грунтового основания фундаментов:
· присутствие грунтовых вод и верховодки;
· промораживание глинистых грунтов основания фундаментов в зимний
17
период.

"Здание госпиталя", г.Тобольск, ул. Аптекарская, д.3 (1872 года постройки)
Техническое состояние здания – аварийное
18

Текутьевская больница, г. Тюмень, ул. Даудельная 1а (литера А)
(1902-1904гг)
Иллюстрация 1.3
Иллюстрация 1.9
Место обследования:
фасад в осях “2” – “3”.
Описание места обследования:
Видны места систематического замачивания кирпичной кладки карниза, а так же в местах крепления
водосточных труб. Кирпичная кладка входной группы имеет механические повреждения. Так же на
уровне цоколя наблюдаются органические повреждения и повреждения от деструкции. Междуэтажный
карниз имеет механическое повреждение в виде скола.
Техническое состояние здания – ограниченно-работоспособное
Место обследования:
фасад в осях “В”–“Г”.
Описание места обследования:
20

Проект реставрации «Текутьевской больницы»
(1902-1904гг)
Рис. 21 - Процесс усиления фундаментов инъекционными сваями
21

22. Дом В.И. Князева , г. Тюмень, ул. Ленина, 10

23. Дом В.И. Князева , г. Тюмень, ул. Ленина, 10

24. Проектные решения по жилому комплексу в г. Тюмени

Исходное решение – свайно-плитный фундамент,
количество свай – 320 С120.30-8, толщина плиты – 1м.
Рис. 23 – ЖК Акварель
Измененное решение – ленточно-оболочечный фундамент
Рис. 24 – Общий вид ЛОФ
Рис. 26 – ЛОФ
Рис. 25 – Армирование ЛОФ
24

25. Проектные решения по ЖК в г. Тюмени

Исходное решение – свайно-плитный фундамент с
составными сваями длиной 20 м, количество – 320 шт.
Измененное решение – КСЛФ
Рис. 28 – До обжатия грунтового основания
Рис. 27 – Общий вид КЛСФ
Рис. 29 – После обжатия грунтового основания
25

26. Инженерно-геологические данные на одном участке

Двухсекционное здание в районе пос. Мыс
Рис. 30 - Горизонтальное
отклонение секций здания от
вертикали в (см); в скобках
приведены
предельно
допустимые значения в (см)
Рис. 31 - Максимальная осадка для 9этажной секции 346 мм
Рис.33 Физико-механические характеристики грунтов
Рис. 32 - Максимальная осадка для 14этажной секции 357 мм
Рис.34 Геологический разрез
27

29. 1. Геотехническая экспертиза объектов капитального строительства и линейных объектов

Жилой дом, расположенный по
адресу: г. Тюмень, пр. Заречный, 14
4х-секционный жилой дом
переменной этажности по
адресу: г. Тюмень, ул. Беляева, 23
Жилой дом ГП-1 В ЖК «Тура»
г. Тюмень
29

30. 1. Геотехническая экспертиза объектов капитального строительства и линейных объектов

31. 2. Геотехнические технологии усиления и повышения эксплуатационной надежности исторических зданий

"Здание госпиталя", г.Тобольск, ул.
Аптекарская, д.3
Текутьевская больница, г. Тюмень,
Иллюстрация
ул. Даудельная
1а1.3 (литера А)
Дом В.И. Князева , г. Тюмень,
ул. Ленина, 10
Место обследования:
фасад в осях “2” – “3”.
Описание места обследования:
Видны места систематического замачивания кирпичной кладки карниза, а так же в местах крепления
водосточных труб. Кирпичная кладка входной группы имеет механические повреждения. Так же на
уровне цоколя наблюдаются органические повреждения и повреждения от деструкции. Междуэтажный
карниз имеет механическое повреждение в виде скола.
31

32. 2. Геотехнические технологии усиления и повышения эксплуатационной надежности исторических зданий

«Административно-торговое здание (дом
купца А.Ф. Аверкиева)», расположенный по
адресу: г. Тюмень, ул. Республики, 19
Крестовоздвиженская церковь,
расположенная по адресу: г. Тобольск,
ул. Карла Маркса, 54а
32

33. 3. Разработка новых эффективных видов фундаментов мелкого заложения

Строительство 17-этажного дома в г. Строительство 22-этажных жилых
домов в г. Тюмень, ЖК «Акварель»
Тюмень, Ямальский-2
Жилой 4-секционный дом в квартале
улиц Крайняя – Тундровая –
Симбирская в г. Новый Уренгой
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЛЕНТОЧНО-ОБОЛОЧЕЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
С СИЛЬНОСЖИМАЕМЫМ ГРУНТОВЫМ ОСНОВАНИЕМ
Рис. 37 - Модель ЛМФ
ПРИМЕНЕНИЕ МЕМБРАННЫХ
ФУНДАМЕНТОВ НА
МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ
ОСНОВАНИЯХ,
ПРОЕКТИРУЕМЫХ ПО33II
ПРИНЦИПУ

34. 4. Разработка комбинированных ленточных свайных фундаментов, с предварительно опрессованным грунтовым основанием КЛСФ

Жилые дома, расположенные по
адресу: г. Тюмень, ул.
Геологоразведчиков, 44
Рис. 38 - Фрагмент фундамента
Рис. 39 - Экспериментальные
исследования в полевых условиях
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОМБИНИРОВАННЫХ ЛЕНТОЧНЫХ СВАЙНЫХ
ФУНДАМЕНТОВ, С ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОПРЕССОВАННЫМ ГРУНТОВЫМ
ОСНОВАНИЕМ
Рис. 40 – Технология
производства
34

35. 5. Разработка технологий выравнивания кренов и стабилизации оснований капитальных сооружений

4х-секционный жилой дом переменной этажности по адресу: г. Тюмень,
ул. Беляева, 23
I
I
II
Рис. 43 - Принципиальная схема регулирования неравномерности
осадок
Рис. 44 - Выполнение работ по
закреплению основания
II
Рис. 45- Выбуривание вертикальных
35
скважин

Устройство буроинъекционных свай по технологии «Атлант» на
объекте: «Жилой 12-этажный дом в г. Тюмень
Рис. 47- Схема расположения инъекционных свай. – секция 2
Рис. 41 – Конструкция сваи
«Атлант»
Рис. 42 - Схема расположения инъекционных свай. – секция 3
36

37. Перспективными проектами и направлением деятельности геотехников в настоящее время является:

- создание геоинформационной платформы 3GIS по обеспечению
геотехнической безопасности объектов городской и территориальной
инфраструктуры Тюменского региона;
- разработка новых инновационных геотехнических технологий по
устройству эффективных видов оснований и фундаментов
промышленных и гражданских объектов, объектов транспортной
инфраструктуры, в условиях Тюменского региона, включая районы
Крайнего Севера, обладающих повышенной степенью безопасности,
высокими эксплуатационными свойствами и высокими показателями
экономической эффективности.
- разработка стандартов организаций по проектированию и устройству
геотехнических сооружений в грунтовых условиях, характерных для
Тюменского региона, включая районы Крайнего Севера.
- реализация программ магистратур и бакалавриата по геотехнике,
подготовку инженеров-геотехников (30 чел.) по программе ДПО для
региональных структур управления строительством и эксплуатацией
инфраструктурных объектов, для индустриальных партнеров.
37

Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный
университет»
Кафедра Геотехники
Спасибо за внимание!
д.-р техн. наук, доцент
ПРОНОЗИН Яков Александрович
Тюмень, 2018

Приглашаем к участию в геотехнической конференции в ПНИПУ

В конференции примут участие представители университетов, научно-исследовательских институтов, проектных и производственных организаций
из России, Украины, Казахстана, Южной Кореи, Германии, Турции, Эстонии, Австрии, Италии, Франции и др.

Цель конференции

В период с 1986 по 2004 годы в Перми проходили традиционные научно-практические конференции по проблемам свайного фундаментостроения, которые были обязаны сложившейся научной школе свайного фундаментостроения, основанной профессором А.А. Бартоломеем. В 2005-2011г.г. проводились академические «Бартоломеевские чтения» под эгидой РОМГГиФ, в дань памяти и уважения известного ученого. В настоящее время назрела необходимость расширить традиционную тематику «свайных» конференций с учетом современных тенденций освоения подземного пространства, геотехники территорий и широкого внедрения в строительство геосинтетических материалов. Начиная с 2011 на базе Пермского национального исследовательского политехнического университета, с периодичностью 3-4 года, проводятся Всероссийские конференции с международным участием «Фундаменты глубокого заложения и геотехнические проблемы территорий». Настоящая конференция будет уже 4-ой в текущем формате.

Организационный комитет

Основная тематика конференции

Лабораторные и полевые испытания грунтов.
Практика освоения подземного пространства, геотехнический мониторинг.
Технологии устройства, усиления оснований и фундаментов.
Учебно-методические вопросы подготовки специалистов-геотехников.
Геосинтетика в геотехнике.
Экспериментальные и теоретические исследования фундаментов и подземных сооружений.
Актуальные проблемы проектирования автомобильных дорог и искусственных сооружений.

Для для участия в конференции пройдите регистрацию

Инструкция по работе с платформой "BigBlueButton"

Важнейшие даты:

Издание бюллетеня №1
ноябрь 2020 г.
Заявки на участие в конференции
1 марта 2021 г.
Представление готовых статей
1 марта 2021 г.
Издание бюллетеня №2
25 апреля 2021 г.
Программа конференции. Заезд участников конференции
25 мая 2021 г.

Размещение

Участники конференции самостоятельно бронируют места и оплачивают проживание в гостинице. Рекомендуются следующие гостиницы:

Требования по оформлению статей

SCOPUS / Web of science
Материалы конференции будут размещены в журнале, входящем в систему цитирования Scopus/Web of Science
РИНЦ
Электронный сборник издательства ПНИПУ с индексацией РИНЦ (принимаются, в том числе, и работы магистрантов)

Для публикации в Scopus/Web of Science авторам предлагается подавать статьи через Easy Chair.

Чтобы опубликовать свой доклад в EasyChair, вы должны сделать следующие шаги.

Войдите в EasyChair. Вы окажетесь в среде «My EasyChair».
Щелкните «CFP» (call for paper - публикация) в главном меню и следуйте инструкциям по добавлению нового CFP. Создайте CFP, связанный с DFG 2021.

Убедитесь, что ваша статья строго соответствует шаблонам:

Доклады конференции будут опубликованы в издании индексируемом в Web of Science / SCOPUS.

Участникам предлагается подать документы на рассмотрение для стендовых или устных докладов. Научный комитет отберет документы, представленные участниками конференции, в качестве стендовых или устных докладов после совещания.

Обратите внимание: вы должны зарегистрироваться для участия в конференции до подачи статьи. Работы, полученные от тех, кто не зарегистрировался для участия в конференции, рассматриваться не будут.

Структура публикации должна соответствовать требованиям IMRaD:

Этика

Пожалуйста, прочтите подробную этику публикаций Elsevier. (Elsevier recommendations and COPE’s Best Practice Guidelines for Journal Editors). Если статья содержит рисунки или таблицы, взятые из других источников, автор должен получить соответствующее разрешение на их воспроизведение от соответствующих издательств.

Авторство

Количество авторов в одной статье - максимум 6 человек. Одно лицо может быть автором не более 2 статей. Соответствующий автор - это лицо, выбранное в группе, которое будет отвечать за все контакты и переписку с периодическим изданием. Соответствующий автор должен убедиться, что все соответствующие соавторы (и никакие несоответствующие соавторы) включены в статью, и что все соавторы просмотрели и одобрили окончательную версию статьи и согласились с ее отправкой для публикации.

В поле “тема” электронного письма указать “Статья в сборник РИНЦ”. Имя файла статьи должно содержать фамилии авторов в порядке, указанном в статье, например «Иванов Петров Сидоров.docx».

Убедитесь, что ваша статья строго соответствует шаблону:

Доклады конференции будут опубликованы в трудах конференции.

Структура публикации должна соответствовать требованиям IMRaD:

Этика

Публикации в трудах конференции должны соответствовать этическим принципам, предъявляемые ко всем изданиям ПНИПУ.

Если статья содержит рисунки или таблицы, взятые из других источников, автор должен получить соответствующее разрешение на их воспроизведение от соответствующих издательств.

Авторство

Количество авторов в одной статье - максимум 6 человек. Одно лицо может быть автором не более 2 статей. Соответствующий автор - это лицо, выбранное в группе, которое будет отвечать за все контакты и переписку с оргкомитетом конференции. Соответствующий автор должен убедиться, что все соответствующие соавторы (и никакие несоответствующие соавторы) включены в статью, и что все соавторы просмотрели и одобрили окончательную версию статьи и согласились с ее отправкой для публикации.

Итоги

По итогам конференции принято заключение конференции " Заключение конференции 02.06.21"

Выпуск журнала № 1928 Journal of Physics: Conference Series, в котором размещены материалы конференции Deep Foundations and geotechnical problems of territories (DFGC 2021) 26-28 May 2021, Perm, Russian Federation (ссылка)

29-31 мая 2017 года в Пермском национальном исследовательском политехническом университете состоялась Всероссийская национальная конференция с международным участием «Фундаменты глубокого заложения и геотехнические проблемы территорий».

Организаторами конференции являлись Российская академия архитектуры и строительства, Российское общество по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению, Международное геосинтетическое общество, Пермский национальный исследовательский политехнический университет.

Открытие конференции состоялось в актовом зале университета, где с приветственным словом к присутствующим обратился ректор Пермского Политеха Ташкинов Анатолий Александрович, который отметил, что основной посыл конференции связан с проблемами, присущими в большой степени городским агломерациям. Глава университета подчеркнул, что проводимая конференция – это не только дань памяти основателю этого направления в Пермском крае – А.А.Бартоломею, но и ответ на научно-практические задачи, которые стоят сегодня перед российскими строителями и учеными.

Также на открытии состоялись выступления главы города Перми Д.И. Самойлова, президента РОМГГиФ, вице-президента РААСН профессора В.А. Ильичева и президента Казахстанской геотехнической ассоциации профессора А.Ж. Жусупбекова.

В работе конференции приняли участие 131 человек. География конференции охватила вузы и научно-исследовательские организации различных регионов России, Казахстана, Азербайджана, Украины, Франции, Италии, Германии, Турции, Южной Кореи. На конференции было представлено 59 докладов более чем 150 авторов и, кроме того, 20 стендовых докладов. Сборник трудов конференции издан в электронном виде.

Тематика конференции затрагивала следующие вопросы:

Лабораторные и полевые испытания грунтов.
Экспериментальные и теоретические исследования фундаментов и подземных сооружений.
Технологии устройства, усиления оснований и фундаментов.
Практика освоения подземного пространства, геотехнический мониторинг.
Геосинтетика в геотехнике.
Учебно-методические вопросы подготовки специалистов-геотехников.

С пленарными докладами на конференции выступили:

- Ильичев В.А., д.т.н., профессор, президент РОМГГиФ, вице-президент РААСН – «Технологическая механика грунтов»;

- Тер-Мартиросян З.Г., профессор, д.т.н (МГСУ, г. Москва) – «Напряженно-деформированное состояние оснований фундаментов глубокого заложения»;;

- Шин Ю.Ч., вице-президент ISSMGE по Азии, профессор (Национальный университет Инчхона, Южная Корея) – «Анализ устойчивости тоннеля для подземных автомобильных дорог»;

- Жусупбеков А.Ж., профессор, президент Казахстанской геотехнической ассоциации (Евразийский национальный университет, Казахстан) – «Современные геотехнологии устройства и экспресс-методы тестирования свайных фундаментов»;

- Гюлер Э., профессор (Босфорский университет, Турция) – «Преимущества использования геосинтетических материалов»;

- Манассеро М., вице-президент ISSMGE по Европе, профессор (Политехнический университет Турина, Италия) – «Моделирование набухаемости и осмотических свойств глинистых грунтов»;

- Катценбах Р., профессор (Технический университет Дармштадта, Германия) – «Оптимизация проектирования и независимой экспертной оценки фундаментов и других сложных подземных сооружений»;

- Вараксин С., профессор, ISSMGE TC211, (Франция) – «Европейский вклад в улучшение грунтов, связанный с крупными историческими событиями в области контроля качества, и применение в России».

В ходе работы конференции обсуждались современные геотехнологии устройства оснований и фундаментов в различных грунтовых и климатических условиях, в том числе на потенциально опасных территориях, а также современные методы инженерных изысканий и испытаний вновь возводимых объектов. Озвучен практический опыт усиления оснований существующих зданий и сооружений. Представлены новые материалы и технологии в дорожном строительстве. Обсуждены результаты экспериментально-теоретических исследований в области геотехники и фундаментостроения, методы моделирования и расчётов оснований и фундаментов.

Конференция прошла при активном участии иностранных профессоров и специалистов, которые поделились результатами своих исследований и ценным опытом освоения подземного пространства в странах ближнего и дальнего зарубежья.

В работе конференции приняли участие студенты направления «Строительство», аспиранты и молодые ученые ПНИПУ, представители проектных и строительных организаций г. Перми.

Участники отметили высокий уровень организации и проведения конференциии.

Состоявшийся обмен мнениями по актуальным проблемам фундаментостроения способствует развитию геотехники, укреплению и расширению связей между специалистами в области механики грунтов и геотехники в России и за рубежом.

1 Page 1 of 7 N2,2000 Геотехнические проблемы реконструкции инженерных сетей (в рамках программы "Центр Санкт-Петербурга") С.И.Алексеев, С.В.Ломбас, А.П.Насонов Реализация комплексной программы "Центр С.-Петербурга" включает в себя решение геотехнических задач по ремонту и прокладке новых инженерных коммуникаций в сложных инженерно-геологических условиях тесной городской застройки. Программой предусматривается строительство глубоких магистральных канализационных коллекторов, позволяющих перехватывать сточные воды,уходящие в реки С.-Петербурга и направлять их на очистные сооружения. В последние годы при строительстве подобных линейных инженерных сетей, как в нашей стране, так и за рубежом широко практикуется методика проходки коллектора закрытым способом или микротоннелированием (рис. 1). Рис.1. Принципиальная схема микротоннелирования Наряду с явным преимуществом данного способа прокладки инженерных коммуникаций по сравнению с традиционной методикой строительства в открытых траншеях, устройство микротоннеля в условиях тесной городской застройки вызывает необходимость решения ряда геотехнических проблем. К одной из главных проблем относится возведение стартовых и приёмных шахт коллектора. Шахты коллектора обычно имеют размеры в плане 4 4 м (5 5 м) и глубину 8 12 м. В условиях С.-Петербурга такие шахты-камеры строятся с использованием шпунтового ограждения, пересекающего многочисленные слои слабых водонасыщенных грунтов. Следует учесть, что в центральной части С.-Петербурга кровля относительно плотных (моренных) отложений залегает на глубинах порядка м и более. В этих условиях строители стремятся использовать длинный шпунт, длинной м, с тем чтобы создать условия возможности производства работ в проектируемых шахтах-камерах практически без водоотлива. Однако в условиях интенсивной городской застройки, когда шахты-камеры приходится выполнять вблизи с существующими жилыми домами, являющимися памятниками архитектуры, вибропогружение длинного шпунта и особенно последующее затем извлечение, вызывает, как показывает опыт строительства, негативное воздействие на

2 Page 2 of 7 окружающие здания. В этих условиях при производстве строительных работ необходим комплексный мониторинг за сохранением состояния существующих зданий, который, как минимум, должен включать в себя следующие измерения: динамический контроль за колебаниями грунтов основания, а также несущих и ограждающих конструкций здания, проводимый в момент погружения и извлечения шпунтового ограждения; геодезический контроль за деформациями несущих конструкций зданий; контроль за сохранностью положения уровня подземных вод в период строительства. Для снижения негативного воздействия при строительстве шахт на окружающую застройку устраивать шахты-камеры в коротком шпунтовом ограждении (длиной 8 9 м) и без его извлечения. При этом требуются дополнительные мероприятия по закреплению днища (изменению фильтрационных свойств основания), для того чтобы избежать проникновения грунтовых вод в шахту. Эти задачи вполне решаемы с использованием современных высоконапорных технологий. Однако эти "высокие" технологии требует тщательного геотехнического обоснования и сопровождающего мониторинга, как за качеством работ, так и за сохранностью окружающей среды. В качестве примера на рис.2 приведена расчётная схема и результаты определения напряжённо-деформированного состояния массива грунта, выполненного методом конечных элементов в упруго-пластической постановке, описываемой критерием Мора-Кулона. Для расчёта использовался программный комплекс "Геохеханика" [1]. Расчёты по определению предельного состояния грунта в основании камеры-шахты глубиной 8 м в 10 м шпунтовом ограждении выполнялись в следующих грунтовых напластованиях: инженерно-геологический элемент (ИГЭ 1) - суглинок тяжёлый пылеватый ленточный мягкопластичный мощностью до 6,3 м с g =19 кн/м 3 ; j =7 ; с=8,0 КПа; e =0,93; Е=7,0 МПа; ИГЭ 2 - супесь пылеватая серая мягкопластичная мощностью до 2 м с g =20,5 кн/м 3 ; j =16 ; с=11 КПа; e = 0,61; Е= 10 МПа; ИГЭ 3 - песок крупный коричневый средней плотности с g =20,7кН/м 3 ; j =40 ; с=1 КПа; e =0,55; Е= 40 МПа. Уровень грунтовых вод расположен на глубине 1,5 м от поверхности.

3 Page 3 of 7 Рис.2. Области предельного состояния грунта в основании днища шахты без закрепления грунта (затенены области предельного состояния по Кулону, заштрихованы - области разрывов), 1,2,3 - номера ИГЭ Как видно из результатов представленного решения (рис.2) грунты днища проектируемой шахты, воспринимая гидростатическое давление воды, будут находиться в предельном состоянии, испытывая деформации разрыва по глубине, соответствующей глубине погружения шпунта. В результате будет происходить выпор грунтов днища и грунтовая вода будет поступать в котлован. Безусловно, что такое решение не может быть приемлемым. Для создания противофильтрационного экрана с помощью струйной технологии, рассмотрены несколько расчётных вариантов при различной толщине массива закреплённого грунта. Рис.3. Схема деформации поверхности грунта по данным математического моделирования,

4 Page 4 of 7 выполненного H.Akagi, K.Komiya Рис.4. График замеренных перемещений марок вдоль оси проходки микротоннеля Анализ результатов решений показал, что с увеличением толщи закреплённого грунта в днище шахты области развития предельного состояния грунта уменьшаются и при толще закреплённого грунта в 3 м - полностью исчезают. Следовательно, последнее решение с закреплением толщи грунта основания шахты в 2,5. 3 м следует считать надёжным с точки зрения создания противофильтрационных свойств основания. Другой ряд геотехнических проблем относится к периоду строительства (безтраншейной проходки) железобетонного канализационного коллектора с помощью микрощита немецкой фирмы "Херренкнехт" наружным диаметром 1,5 м. Как показывают результаты математического моделирования, а также зарубежный и отечественный опыт строительства коллектора, при проходке щита на глубине 6 7 м вначале деформируется поверхность перед ним - в виде подъёма грунта до 2 6 мм, а затем - осадка грунта на величину до 5 6 мм (см.рис.3). Характерны в этом отношении результаты опытных измерений деформации поверхности грунта по оси проходимого коллектора, полученные в 1997 г. при проходке щита по Поклоногорской улице - Песочной набережной (рис.4). Вначале по результатам измерений отмечен подъём поверхности грунта до 6 мм, а затем его осадка до 7 мм с разницей во времени в течение недели. Отмеченный характер деформации грунтовой поверхности вдоль оси проходки микрощита объясняется технологическими условиями работы данного механизма. В забое создаётся избыточное давление, которое противодействует внешнему природному давлению грунта и грунтовой воды на глубине проходки (рис.5). В результате, как показывают расчёты [2], перед трубой и в направлении дневной поверхности появляются траектории преимущественного движения частиц грунта вверх, объясняющие возникающий подъём грунтовой поверхности (см. рис.6 а ). При дальнейшей разработке грунта и небольшом его переборе траектории движения частиц грунта возле щита приобретают противоположное направление по сравнению с первоначальным и в результате на поверхности грунта появляются области с развитием осадочных явлений (рис.6 б ).

5 Page 5 of 7 Рис.5. Схема давлений, действующих в забое при работе микрощита Рис.6. Расчетные траектории движения частиц грунта при проходке коллектора микрощитом Более сложный процесс деформации грунта возникает в том случае, когда микротоннель проходит в зоне влияния существующих зданий (см. рис.7).

6 Page 6 of 7 Рис.7. Схема превентивного усиления фундаментов зданий 4 и 6 по Вяземскому пер. (при безтраншейной проходке микрощитом "Херренкнехт") Пример тому -трасса микротоннеля возле домов 4 и 6 по Вяземскому пер. Численное моделирование технологии прокладки тоннеля показало, что дополнительная осадка фундаментов существующих зданий в зоне влияния тоннеля может составить до 5 6 см. Проявление таких дополнительных осадок протекает неравномерно и для данного класса сооружений (согласно требований региональных ТСН ) недопустимо. В целях обеспечения сохранности существующих зданий и предотвращения развития неравномерных осадок вследствие проходки микротоннеля, фундаменты и основания, попадающие в зону риска данных сооружений, должны быть предварительно усилены. Рекомендуемое превентивное усиление - это устройство наклонных буроинъекционных свай диаметром 152мм и длиной 17м, опирающихся на слой полутвёрдой супеси. Таким образом, проходка микротоннеля для устройства канализационного коллектора в условиях плотной городской застройки требует специального - индивидуального подхода к решению конкретных инженерных задач. Особое значение данного вида работы приобретают

Всероссийская конференция с международным
участием
«Фундаменты глубокого заложения и
Пермский национальный исследовательский
геотехнические
проблемы
территорий»
политехнический
университет
Технологическая механика грунтов,
оптимальное проектирование,
динамика фундаментов и передача
колебаний через грунт,
сейсмостойкость свайных
фундаментов и фундаментов на
естественном основании,
виброползучесть оснований, станции
метрополитена.
В.А. Ильичев
Академик РААСН, профессор, д.т.н.
2017 год, Пермь.
1

Технологическая механика грунтов
Усилия и деформации в
большеразмерных
фундаментах и в подземных
частях зданий и сооружений
зависят от технологии
возведения конструкций
Контактные напряжения и изгибающие
моменты от собственного веса при
бетонировании нижней фундаментной
плиты турбоагрегата мощностью 1млн
200тыс кВт
3

Технологическая механика грунтов
Задача о растущем штампе – 1976 г.
Формирование эпюры контактных напряженийЭпюры изгибающих моментов
при бетонировании «слева-направо» при бетонировании «слева-направо»
4

6
Технологическая механика грунтов
ТРК на Манежной площади
Начало строительства
1993г.
Завершение - 1997 г.
Площадь - 380х150 м2
Глубина котлована - до 17м
Количество подземных
этажей - 4
Ограждающая конструкция
- «стена в грунте» и
буросекущиеся сваи
Условия плотной
существующей застройки
Один
из
первых
проектов
освоения
подземного пространства г. Москвы, где
использованы принципы технологической
механики грунтов
Характерный инженерногеологический
разрез

7
Технологическая механика грунтов
ТРК на Манежной площади. Ограждение котлована- 1996 г.
Зависимость усилий конструкции «Стена в грунте» от способа крепления
7

9
Технологическая механика грунтов
ТРК на Манежной площади
Этапы
моделирования
строительства подземной части
9
9

11
Технологическая механика грунтов
ТРК на Манежной площади
Программа научного
сопровождения
включала:
Прогноз
изменений
гидрогеологического
режима и мероприятия
по
сохранению
существующих условий;
Прогноз
влияния
строительства
на
деформации
существующих зданий и
тоннелей
метрополитена;
Разработку
комплексного
мониторинга
площадке;
системы
на
мероприятий
ОдинРазработку
из
первых
проектов
по защите окружающих
освоения
подземного
зданий и сооружений.
пространства
г.
Москвы, 11где
использованы
принципы

12
Влияние требований по ограничению
деформаций окружающих зданий на
конструкцию и технологию строящегося
объекта
12

Проект транспортной развязки на пл. Гагарина
Подземный мост для третьего транспортного кольца над станцией метро на
пл. Гагарина в Москве
13
13
Заказчик – ООО «Организатор»
Ген. Проектировщик – ГУП «Мосинжпроект»
Ген. Подрядчик – Корпорация ТРАНССТРОЙ
13

Читайте также: