Введение к работе
Актуальность задачи. В настоящее время развитие жилищного фонда регионов РФ осуществляется ростом малоэтажного строительства. При этом стоимость фундамента малоэтажного здания может достигать 20% общей сметной стоимости строительства.
В этой связи актуальной задачей является разработка экономически эффективных, экологичных, ресурсосберегающих фундаментов для малоэтажного строительства. Необходимость разработки и внедрения инновационных конструкций малоэтажных зданий неоднократно подчеркивалась правительством РФ.
Одним из путей усовершенствования конструкций фундаментов под малоэтажные здания является применение традиционных ленточных фундаментов, подкрепленных вдавливаемыми микросваями, с высокой удельной несущей способностью и учетом в работе фундамента всех входящих в него элементов.
Преимуществами данного типа фундаментов являются: низкая материалоемкость ввиду применения коротких полых свай; низкая стоимость; высокая технологичность; незначительные сроки возведения; малая трудоемкость; контроль усилия погружения свай. Подкрепление ленточного фундамента микросваями улучшает работу фундаментов при действии сил морозного пучения, а также уменьшает деформации при разного рода аварийных ситуациях, например, прорыв сетей водоснабжения, водоотведения и т.д.
Актуальность диссертационной работы подтверждается выполнением ее разделов по следующим госбюджетным темам:
1. Экспериментальные исследования работы фундаментов в виде
залавливаемых микросвай в грунтовых условиях Западно-Сибирского региона.
Областная целевая программа «Основные направления развития образования и
науки Тюменской области на 2006-2008 годы» Код темы по ГРНТИ 67.11.29.
2. Разработка ленточных фундаментов мелкого заложения, подкрепленных
вдавливаемыми микросваями, для малоэтажного строительства в слабых глинистых
грунтах Западно-Сибирского региона. Отчет по гранту губернатора Тюменской
области на разработку научно-исследовательских проектов в 2008 году.
Объект исследования: ленточные фундаменты мелкого заложения, подкрепленные вдавливаемыми микросваями, на грунтовом основании, сложенном пылевато-глинистыми грунтами.
Предмет исследования: напряженно-деформированное состояние грунтового основания в процессе погружения микросвай и их статического нагружения.
4 Взаимодействие ленточных фундаментов, подкрепленных вдавливаемыми микросваями, с грунтовым основанием.
Цель диссертационной работы: обоснование эффективности использования ленточных фундаментов, подкрепленных вдавливаемыми микросваями, на основе экспериментально-теоретических исследований и разработка методики их расчета.
Задачи исследований:
-выявление основных закономерностей взаимодействия одиночной микросваи и ленточного фундамента, подкрепленного вдавливаемыми микросваями, с пылевато-глинистым основанием;
-разработка инвентарной полноразмерной тензометрической сваи, позволяющей определять сопротивление грунта во всем диапазоне нагрузок под нижним концом и на всей длине боковой поверхности микросваи;
-разработка системы коэффициентов условий работы для определения несущей способности вдавливаемых микросвай в пылевато-глинистых грунтах;
-разработка методики расчета осадки ленточного фундамента, подкрепленного вдавливаемыми микросваями, на основе экспериментально-теоретических данных.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-выявлены особенности силового взаимодействия одиночных вдавливаемых микросвай с основанием, сложенным пылевато-глинистыми грунтами, при помощи новой конструкции тензометрической микросваи и использованием автоматизированной регистрирующей аппаратуры со специально созданным программным обеспечением в среде Lab VIEW;
-разработана и запатентована конструкция инвентарной полноразмерной тензометрической сваи;
-разработана система коэффициентов условий работы для определения несущей способности вдавливаемых микросвай в пылевато-глинистых грунтах;
-разработана методика расчета ленточных фундаментов, подкрепленных вдавливаемыми микросваями.
Достоверность защищаемых положений обеспечивается:
-использованием в работе методов исследования, основанных на применении современных представлений о механике деформирования грунтов;
-выполнением экспериментальных исследований с помощью современных апробированных контрольно-измерительных цифровых комплексов, тарированных первичных преобразователей и поверенных приборов;
-сравнением полученных в работе результатов с данными других исследований;
-сопоставлением результатов численных и аналитических решений с данными натурных и модельных экспериментов.
Практическая ценность работы заключается: в разработке системы коэффициентов условий работы для определения несущей способности вдавливаемых микросвай на основе данных экспериментально-теоретических исследований; в экономической эффективности использования ленточных фундаментов, подкрепленных вдавливаемыми микросваями, на основе разработанной методики расчета.
Реализация работы:
Результаты исследований использованы:
-при разработке проектной документации и производстве работ по устройству фундаментов тридцати индивидуальных жилых домов в г. Заводоуковске Тюменской области в рамках приоритетного национального проекта «Доступное и комфортное жилье гражданам России» (ЗАО «ЗАГРОС»);
-при разработке проектной документации и производстве работ по устройству фундамента индивидуального жилого дома в Тюменской области, пос. Есаулово, проезд Мирный (ОАО фирма «ОЛАЛ»);
-в Тюменском государственном архитектурно-строительном университете (ТюмГАСУ) при выполнении дипломных проектов по специальности 270102 -«Промышленное и гражданское строительство».
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири» (г. Тюмень 2006), на VI, VII, VIII научной конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей ТюмГАСУ (г. Тюмень 2007, 2008, 2009), на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири» (г. Тюмень 2007, 2008, 2009), на Международной научной конференции, посвященной 75-летию высшего строительного образования г. Волгограда «Городские агломерации на оползневых территориях» (г. Волгоград 2008), на конференции по геотехнике для молодых ученых, аспирантов и студентов «Актуальные вопросы инженерной геологии, механики грунтов и фундаментостроения» (г. Санкт-Петербург 2010).
Личный вклад автора состоит:
- в получении результатов лабораторных и натурных экспериментальных исследований, их анализе и обобщении;
-в разработке конструкции инвентарной тензометрической сваи;
-в определении системы коэффициентов условий работы для определения несущей способности вдавливаемых микросвай;
-в разработке методики расчета осадки ленточных фундаментов, подкрепленных вдавливаемыми микросваями.
На защиту выносятся:
-результаты лабораторных и полевых исследований взаимодействия вдавливаемых одиночных микросвай и ленточных фундаментов, подкрепленных вдавливаемыми микросваями, с грунтовым основанием;
-конструкция инвентарной испытательной тензометрической сваи;
-система коэффициентов условий работы для определения несущей способности вдавливаемых микросвай в пылевато-глинистых грунтах;
-методика расчета осадки ленточных фундаментов, подкрепленных вдавливаемыми микросваями.
Публикации. По результатам работы опубликовано 8 научных статей, одна из которых в издании из перечня ВАК, получен 1 патент РФ и поданы заявки на регистрацию двух программ для ЭВМ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и пяти приложений. Работа содержит 199 страниц машинописного текста, 94 рисунка, 17 таблиц, список литературы из 148 наименований.
