Введение к работе
^0
Актуальность темы. Увеличение экспорта природных ресурсов России в страны ближнего и дальнего зарубежья привело к развитию промышленного строительства и поиску более надежных и экономичных конструктивных решений.
Так, строительство сооружений круглого очертания в плане вызвало
необходимость разработки надежного, экономически эффективного вари
анта кольцевого фундамента, учитывающего особенности его работы в
сложных инженерно-геологических условиях. Особенно актуальным являет
ся вопрос о проектировании фундаментов сооружений, имеющих большие
размеры, при строительстве на площадках, представленных неоднородным
' напластованием грунтов с низкими прочностными и деформационными свой-
ствами. Использование таких грунтов в качестве оснований связано с развитием неравномерных осадок, которые могут создать трудности в эксплуатационный период, привести к нарушению нормальных условий работы сооружения и даже аварийным последствиям.
Известно, что основным критерием надежности фундаментов для рассматриваемых сооружений является исключение или сведение к минимуму неравномерных осадок основания, а использование свайных фундаментов в условиях слабых грунтов позволяет существенно снизить абсолютные значения ожидаемых осадок и их неравномерность. Это позволит выполнить основное условие расчета по второй группе предельных состояний.
Однако существующие методы расчета осадок не учитывают специфические особенности напряженно-деформированного состояния основания кольцевых свайных фундаментов, что приводит к погрешностям оценки величины деформаций системы «свайный фундамент - неоднородное сжимаемое основание».
Цель работы заключается в разработке инженерного метода расчета
осадок кольцевых свайных фундаментов, возведенных на неоднородных ос
нованиях. "
Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
Провести анализ существующих методик расчета по определению осадок фундаментов кольцевой формы и ленточных свайных фундаментов.
-
Разработать алгоритм расчета осадок кольцевых свайных фундаментов с учетом неоднородности оснований.
-
Обосновать использование свай разной длины в составе кольцевого свайного фундамента при различных глубинах залегания линз слабого грунта с целью снижения неравномерных осадок, по контуру сооружения.
-
Оценить достоверность разработанной методики расчета деформаций кольцевых свайных фундаментов та неоднородном основании.
J feAfc.7bO*L*A 'і
Методика исследований включала:
анализ литературных источников по вопросам расчета напряженно-деформированного состояния оснований кольцевых фундаментов и ленточных свайных фундаментов;
разработку методики расчета и специальной программы для проведения математического моделирования взаимодействия кольцевого свайного фундамента с неоднородным основанием;
проведение натурных экспериментов на площадке строительства вертикальных стальных цилиндрических резервуаров емкостью 50 тыс. м3 в Ленинградской области;
оценку влияния линз слабої о грунта основания на величину неравномерности осадки стенки резервуара, по периметру которой выполнен кольцевой свайный фундамент, с применением программ ГЕОМЕХАНИКА и PLAXIS;
сопоставление результатов проведенных исследований.
Научная новизна работы заключается в разработке нового аналитического метода расчета осадок кольцевого свайного фундамента на неоднородном основании с теоретическим и экспериментальным его обоснованием.
Практическая значимость и внедрение результатов работы заключается в разработке принципов проектирования и расчета конструктивных решений кольцевых свайных фундаментов, повышения их надежности и экономической эффективности Использование предложенной методики расчета позволило возвести на кольцевых свайных фундаментах два вертикальных стальных цилиндрических резервуара емкостью 50 тыс. м3 с плавающей крышей на территории нефтеперерабатывающего завода Ленинградской области в условиях неоднородного напластования слабых грунтов.
На защиту выносятся:
результаты анализа существующих методик расчета по определению осадок фундаментов кольцевой формы и ленточных свайных фундаментов;
методика аналитического расчета, алгоритм и разработанная программа «Геотехника (Расчет кольцевых свайных фундаментов)» для расчета осадок и степени их неравномерности в различных инженерно-геологических условиях;
результаты теоретических решений, оценка их достоверности в сравнении с данными натурных экспериментов;
обоснование использования свай разной длины в составе кольцевого фундамента в случае неоднородного напластования грунтов с целью снижения неравномерных осадок по контуру сооружения;
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на 59-ой и 61 -ой научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ (СПб, 2002, 2004 гг.), на международной научно-практической конференции (Пен-
за, 2002), на международной научно-практической конференции «Реконструкция Санкт-Петербурга - 2003» (СПб, 2003), на международной научно-практической конференции по проблемам механики грунтов и транспортному строительству (Пермь, 2004), на международной геотехнической конференции «Геотехнические проблемы строительства крупномасштабных и уникальных объектов» (Алматы, Казахстан, 2004).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 8 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы и отдельного тома приложений. Список литературы включает в себя 150 наименований, в том числе 33 зарубежных источника. Объем машинописного текста диссертации составляет 148 страниц, включая 44 рисунка и 21 таблицу. Отдельный том приложений состоит из 285 страниц.
