Введение к работе
Актуальность темы. Экспресс-метод исследования грунтов динамическим зондированием успешно используется для проведения изысканий в случаях залегания в фунтовом массиве песчаных грунтов. Для этих грунтов получены эмпирические зависимости между данными динамического зондирования и лабораторных испытаний образцов грунта. Это дает возможность использовать результаты динамического зондирования при проектировании фундаментов на естественном основании. Так, нормативные документы по проведению инженерно-геологических изысканий содержат таблицы для перевода величин условного динамического сопротивления в характеристики песчаного фунта: угла внутреннего трения и модуля деформации. Однако при залегании глинистых фунтов, наиболее часто встречающихся при проектировании фундаментов на естественном основании, данные динамического зондирования пока не использовались.
Опыт проведения изысканий с использованием экспресс-метода динамического зондирования показывает, что он имеет важные достоинства: применение несложного оборудования и быстрота выполнения испытаний. Это дает право утверждать, что представляет значительный интерес исследование возможности разработки метода, позволяющего применять данные динамического зондирования для проектирования фундаментов на естественном основании при залегании глинистых фунтов в условиях реконструкции зданий и аварийных ситуациях. Для этого может быть использован зарубежный опыт применения малогабаритных зондирующих установок, позволяющих вести зондирование в стесненных условиях и подвальных помещениях.
Целью диссертационной работы является разработка метода использования данных динамического зондирования при проектировании усиления фундаментов в условиях залегания глинистых фунтов.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и поставлены следующие задачи:
провести анализ имеющихся данных по использованию динамического зондирования для определения механических характеристик грунтов;
разработать теоретические предпосылки и методику проведения экспериментальных работ в полевых условиях;
разработать оборудование и выполнить экспериментальные исследования в полевых условиях;
предложить методику определения расчетных характеристик грунтов, используемых при проектировании усиления фундаментов;
опробовать предложенную методику в производственных условиях.
Объектом исследования является процесс зондирования фунтов ударным методом для получения характеристик грунта, используемых при проектировании усиления фундаментов на естественном основании.
Предмет исследования - результаты динамического зондирования в полевых условиях и обоснование методики их использования для определения характеристик грунта, принимаемых при расчете усиления фундаментов, работающих в глинистых фунтах.
Методика исследований:
теоретические и экспериментальные исследования процессов пофужения зондов малого диаметра в фунт ударным методом с использованием зондирующей установки, разработанной автором;
статистическая обработка результатов исследований и определение экспериментальной зависимости между параметрами зондирования и величинами расчетных характеристик фунта;
разработка инженерной методики расчета фунтового основания при усилении фундаментов.
Теоретическими основами исследований стали труды следующих ученых в области разработки методов динамического и статического зондирования: Аронов А. Н., Бондарик Г. К., Дудлер И. В., Дуранте В. А, Франк К., Мейергоф
Г. Г., Рубинштейн А. Я., Хейфели Р., Шуберт К., Трофименков Ю. Г., Амарян Д. С, Бахолдин Б. В., Гончаров Б. В., Ковалев Ю. И., Колесник Г. С, Кулачкин Б. И., Мариупольский Л. Г., Рыжков И. Б.. Феронский В. И., Хамов А. П., Швец В. Б.
Научная новизна работы заключается в следующем:
получены корреляционная связь и эмпирическая зависимость между числом ударов на перемещение зонда за залог и величиной сопротивления грунта под наконечником зонда при статическом зондировании;
разработана методика расчета характеристик грунта, используемых при проектировании усиления фундаментов в глинистых грунтах по данным динамического зондирования, и программное обеспечение расчетов;
получен результат исследования механизма взаимодействия зонда с грунтом при динамическом зондировании в переходной области глинистых грунтов мягкопластичной консистенции в текучепластичную.
На защиту выносятся следующие результаты научных исследований и разработок:
анализ существующих методов определения механических характеристик грунта при использовании динамического зондирования в песчаных грунтах;
результаты теоретических и экспериментальных исследований особенностей процесса погружения зонда в глинистые грунты различной консистенции;
результаты совместных исследований процессов динамического и статического зондирования в глинистых грунтах и эмпирическая зависимость между числом ударов в залоге и сопротивлением грунта под наконечником зонда;
расчетные формулы и метод оценки расчетных характеристик глинистого фунта по данным динамического зондирования;
программное обеспечение для практического использования предложенного метода при расчете грунтового основания при усилении фундаментов в случае залегания глинистых грунтов.
Практическое значение и реализация работы состоят в следующем:
предложен инженерный метод определения расчетных характеристик грунта при усилении фундаментов в условиях глинистых грунтов,
предложено и опробовано на практике оборудование для проведения динамического зондирования при обследовании грунтовых массивов в аварийных ситуациях и при проектировании надстроек зданий, в том числе в труднодоступных местах и подвальных помещениях,
разработан и предложен пакет программ для практических расчетов
Предложенный метод получил практическую проверку при обследовании фунтового массива под аварийным зданием на плитном фундаменте
Апробация и публикации работы.
Диссертационная работа выполнялась в рамках «Плана научно-исследовательских работ на 2001- 2004 г Министерства строительства РБ»
Основные результаты работы доложены на международных научно-технических конференциях (Проблемы свайного фундаментостроения Москва, 1998 г , Современные проблемы фундаментостроения Волгоград, 20011 , Проблемы строительного комплекса России Уфа, 2002-2004 г , Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений Пенза, 2004 г)
Основные положения диссертационной работы опубликованы в 8 статьях
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа изложена на 99 стр , состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка использованной литературы из 81 наименования, 2 при южении В работе представлено 46 рисунков, 19 таблиц Общий объем диссертации составляет 114 стр
