Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные пробемы строительства сооружений на слабых водонасыщенных грунтах большой толщины .
1.1. Современное состояние проблемы 11
1.2. Инженерно-геологические условия г. Хошимина . 13
1.3. Существующие методы экспериментальных и теоретических исследований взаимодействия одиночной сваи с окружающим грунтом. 16
1 .Существующие методы расчета несущей способности бурона-бивных свай. 23
1.5. Существующие методы расчета свайных фундаментов из бу-ронабивных свай. 29
1.6. Выводы по главе. 33
1.7. Цель и задачи диссертационной работы. 34
Глава 2. Экспериментальные исследования.
2.1 Экспериментальные исследования физико-механических свойств грунтов. 36
2.2. Результаты испытаний буронабивных свай большой длины и их анализ . 43
2.3. Современные методы расчета несущей способности и результаты испытаний буронабивных свай по нормам Вьетнама. 51
2.6. Выводы по главе 56
Глава 3. Теоретические основы численного моделирования взаимодействия свай в свайном фундаменте .
3.1. Основные положения 57
3.2 Программный комплекс PLAXIS. 61
3.3 Выбор расчетной модели грунта исходя из реальных свойств грунтов Вьетнама . 65
3.4 Тестовые задачи. 71
3.7. Выводы по главе. 76
Глава 4. Численное моделирование взаимодействия длинных свай с грунтом в свайном фундаменте .
4.1. Общие положения. Постановка задачи. 78
4.2. Взаимодействие одиночной сваи с окружающим грунтом и ростверком . 79
4.3. Взаимодействие группы свай большой длины с грунтом в свайном фундаменте. 95
4.4. Выводы в главе. цо
Глава 5. Теоретические решения задач о взаимодей ствии длинной сваи и группы из длинных свай с грунтом в свайном фундаменте с грунтовым мас сивом ограниченных размеров .
5.1 Общие положения. Основные уравнения. \ 14
5.2 Расчетные модели грунтов основания. \\j
5.3 Расчетные модели взаимодействия одиночной длиной сваи и группы длинных свай с окружающим фунтом в свайном фундаменте. 120
5.4. Взаимодействие одиночной длиной сваи с окружающим грун
том. 123
5.5. Взаимодействие группы свай в свайном фундаменте. 139
5.6. Взаимодействие свайного фундамента с грунтовым массивом. 142
5.7 Выводы по главе 150
151 153
Основные выводы
Литература
- Инженерно-геологические условия г. Хошимина
- Результаты испытаний буронабивных свай большой длины и их анализ
- Выбор расчетной модели грунта исходя из реальных свойств грунтов Вьетнама
- Взаимодействие одиночной сваи с окружающим грунтом и ростверком
Введение к работе
Проблема количественной оценки взаимодействия длинных свай в составе свайных фундаментов с водонасыщенным глинистым массивом грунта в настоящее время является актуальной для Вьетнама. Свайные фундаменты играют главную роль в строительства зданий и сооружений во Вьетнаме, особенно в районах распространения слабых водонасы-щенных грунтов большой мощности, достигающие 60 метров и более. Освоение и развитие индустриальных зон в этих районах, инфраструктура которых базируется на строительстве высотных зданий и сооружений повышенной ответственности, являются актуальными задачами экономического развития Вьетнама.
Поэтому разработка и научное обоснование методов строительства на этих территориях являются главными задачами современного фундаменто-строения Вьетнама. В настоящей работе рассматриваются методы количественной оценки взаимодействия длинных свай (30м и более) в составе свайного фундамента, с окружающим массивом грунтов. Они необходимы для научно-обоснованного решения конструкций свайных фундаментов, в том числе для определения диаметра и длины свай, расстояния между ними в зависимости от инженерно-геологических условий строительной площадки.
Несмотря на то, что г. Хошимин является самым большим городом во Вьетнаме, его интенсивное развитие наблюдается с начала 20 века. По данным [91, 92] здания и сооружения в этом городе подразделяются на следующие периоды строительства:
• до 1988 года: в центре города были построены дома высотой до трех этажей, фундаменты которых выполнены из кирпичной кладки и находятся на естественном фунте, и усилены деревянными ростверками и сваями. Некоторые здания высотой от 5 до 10 этажей возведены на железобетонных фундаментах, которые опираются на буронабивных или забивных сваях глубиной до 30м. Из-за низкого качества строительства
и материалов, а также ненадежных конструктивных решений они легко подвергаются повреждениям;
• в период с 1988 года до настоящего времени характеризуется интенсивным развитием экономики и строительства. Большинство зданий были построены с использованием современных методов строительства и материалов. В этот период возведены 4 и 6 этажные здания на свайном фундаменте из железобетонных и деревянных свай. Некоторые офисные и гостиничные корпусы высотой от 10 до 36 этажей опираются на железобетонные свайные фундаменты из буронабивных свай диаметром 0,8-1,2м глубиной до 45м.
Реконструкция городской застройки представляет собой следующие виды:
• средняя жилплощадь составляет 8-1 Ом2 на человека, причем 70% домов представляют собой временными постройками в центре города. Плотность застройки очень высокая. Площадь озеленения и просторных пространств незначительная;
• исторические памятники города располагаются во многих частях города. Их сохранение и реставрация проводятся по отдельному регламенту.
Разработка и научное обоснование методов строительства на этих территориях являются главными задачами современного фундаментостроения Вьетнама. В настоящей работе рассматриваются методы количественной оценки взаимодействия длинных свай (30м и более) в составе свайного фундамента с окружающим массивом грунтов, это необходимо для научно-обоснованного решения конструкций свайных фундаментов, в том числе для определения диаметра и длины свай, расстояния между ними в зависимости от инженерно-геологических условий строительной площадки. Цель данной диссертационной работы. Целью настоящей работы является разработка научно обоснованного метода количественной оценки взаимодействия длинной сваи и группы длинных свай с грунтовым массивом в составе свайных фундаментов. Для этого анализируются результаты экспериментальных и теоретических исследований, а также результаты расчетов численного моделирования взаимодействия свай с грунтом в трехмерной постановке. Кроме того, учитывается опыт строительства сооружений на фундаментах из длинных свай во Вьетнаме, в сложных инженерно-геологических условиях г. Хошимина и других районов дельты реки Меконг (по данным архивных материалов).
Основные задачи исследований. Для достижения поставленной цели были выполнены следующие работы: 1. Анализ современного состояния строительства сооружений на слабых водонасыщенных грунтах, в том числе на свайных фундаментах;
2. Анализ результатов инженерно-геологических изысканий территории г. Хошимина, в том числе лабораторных испытаний грунтов;
3. Анализ результатов натурных испытаний длинных свай во Вьетнаме;
4. Выбор параметров расчетной упруго-пластической нелинейной модели грунтов основания;
5. Численное трехмерное моделирование взаимодействия одиночной длинной сваи (30,45,60м) конечной жесткости с окружающим грунтом, в том числе с учетом ростверка;
6. Расчеты и анализ численного моделирования взаимодействия одиночной буронабивной сваи диаметром 1м и окружающего массива с по строением изолиний компонентов напряжений, деформаций, перемещений и зависимостей осадка-нагрузка;
7. Численное трехмерное моделирование взаимодействия группы из 9 свай в свайном фундаменте с окружающим грунтом при различных длинах свай (30,45,60м) и при различных расстояниях между сваями (3d, 4,5d и 6d);
8. Разработка принципиально новой геомеханической расчетной модели основания ограниченных размеров, которое взаимодействует с группой свайных фундаментов;
9. Постановка и решение теоретических задач о взаимодействии длинных свай или группы свай с окружающим массивом грунта ограниченных размеров;
10.Составление рекомендаций для использования результатов исследований в инженерной практике. Научная новизна данной работы заключается в том, что:
1. В трехмерной постановке осуществлено численное моделирование взаимодействия одиночной длинной сваи с окружающим грунтом и ростверком с учетом нелинейных свойств грунтов и конечной жестко 9 сти сваи. Показано, что определяющим фактором, влияющим на закономерности взаимодействия сваи с грунтом являются длина сваи, а влияние ростверка при этом незначительно;
2. В трехмерной постановке осуществлено численное моделирование взаимодействия группы из 9 длинных (30,45,60м) свай с грунтом в со ставе фундамента с низким и высоким ростверком при различных расстояниях между сваями (3d, 4,5d и 6d) с учетом конечной жесткости свай и нелинейных свойств деформируемости грунтов; показано существенное отличие характера взаимодействия свай при высоком и низком ростверке, особенно при развитии осадок превышающих 0,0Ы=10см. Показано также, что при расстояниях между сваями 6d
взаимное влияние свай практически отсутствует и их график осадка нагрузка совпадает с таким графиком для одиночной сваи;
3. Предложена принципиально новая геомеханическая модель основания, которая взаимодействует с длинной сваей и свайным фундаментом из длинных свай. Она позволяет дать количественную оценку распределения усилия между острием и боковой поверхностью свай и прогнозировать осадку таких фундаментов;
4. Поставлены и решены ряд задачи о взаимодействии длинных свай с окружающим грунтом, в том числе с учетом изменчивости свойств грунтов вокруг свай;
Практическое значение работы. Полученные в диссертационной работе результаты исследований позволяют:
1. Дать научно-обоснованное решение задач при проектировании и строительстве сооружений на слабых водонасыщенных основаниях с использованием свайных фундаментов;
2. Регулировать количество свай в свайном фундаменте за счет изменения расстояния между сваями, длины и диаметра свай;
3. Обеспечить безопасность эксплуатации зданий и сооружений повышенной ответственности (этажности) при их возведении на свайных фундаментов, в районах распространения слабых грунтов большой мощности. Реализация работы. Результаты выполненной работы будут использованы в практике научно-исследовательских работ на кафедре механики грунтов, оснований и фундаментов (МГрОиФ) МГСУ, а также автором диссертационной работы в своей научной и педагогической деятельности во Вьетнаме. На защиту выносятся:
1. Результаты расчетов численного трехмерного моделирования взаимодействия одиночной и группы свай большой длины с грунтом в меж-ствайном пространстве и окружающим массивом грунта;
2. Анализ результатов расчетов численного моделирования по пункту 1 с выделением основных и определяющим факторов, влияющих на характер взаимодействия длиной сваи с грунтом и группы длинных свай в составе свайного фундамента с окружающим грунтом;
3. Результаты теоретических решений и исследований взаимодействия длинных свай и группы свай с окружающим массивом грунтом, ограниченных размеров.
Диссертационная работа выполнена на кафедре механики грунтов, оснований и фундаментов МГСУ в период обучения в аспирантуре в 2002 - 2006 годах под руководством профессора, доктора технических наук З.Г. Тер-Мартиросяна.
Автор искренне благодарит своего научного руководителя, заслуженного деятеля науки РФ, профессора, д.т.н. З.Г. Тер-Мартиросяна за постоянное внимание и большую помощь при выполнении настоящей диссертационной работы.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций и содержит 163 страниц, в том числе 143 машинописного текста, 68 рисунков, 13 таблицы, список литературы 99 наименований.
Инженерно-геологические условия г. Хошимина
Отличительной особенностью рельефа г. Хошимина является большой перепад высот и переход равнинных рельефов к холмистым. Отметка рельефа колеблется в северном районе (Тху Дук) 20-30 м, западно-северном (Ку Схй) 10-15 м, снижается до 5-Ю м в центре города до 0-5 м в районе Дуен. Хай. (рис. 1.1).
Геологическое строение на территории г. Хошимина, образовалось в Кайнозойской эре, подстилаемое на жёстком фундаменте Мезозоя. У кайнозойской эры преобладают отложения Неогена, Плейстоцен и Голоцен [ dang70].
Отложения Неогена представлены песками, галькой, гравием, суглинками, и глиной речного и морского происхождения. Суммарная мощность этих отложений достигает 250м. Поверхность этих отложений представлена лате-ризационными суглинками и пластами глин мощностью 5-30м и находятся на глубину 25-30 м у района Тху Дук, Ку Схй и центральной части города, в районах Нха Бе и Дуен Хай 50м а в районе у Бинг Схань-70 м. (рис 1.2)
Плейстоценовые отложения представляют песчаные и гравелистые грунты речного и морского происхождения с включением линзы суглинков и глин. Суммарная мощность этого пласта колеблется от Юм до 30м.
Отложения среднего верхнего Голоцена представляют речные, морские и болотные водонасыщенные глины, суглинки, супеси, пески и ил. Суммарная мощность этих отложений колеблется от 5 м до 30м. (рис 1.2)
Минимальный уровень подземных вод в сезон дождей на территории г. Хошимина в отложениях Голоцена находится на глубине 0,5м а в отложениях Плейстоцена на глубине 2-10 м.
Анализируя результаты инженерно-геологических исследований на территории г. Хошимин можно отметить, что: инженерно-геологические условия территории г. Хошимина следует отнести к сложным, обусловленные наличием слабых водонасыщенных глинистых грунтов большой мощности от поверхности грунта до глубины 30-60м , имеющие большую пористость, сжимаемость и низкую прочность; _ в районах распространения слабых водоносыщенных глинистых грунтов на территории г. Хошимина строительство высотных зданий, тяжелых сооружений и опор мостов возможно только с применением свайных фундаментов, опирающиеся на более плотные песчаные грунты, находящиеся на глубинах 30-60м, т.е. с применением длинных свай.
В связи с этим возникла необходимость экспериментальных и теоретических исследований взаимодействия свай большой длины с окружающим грунтов в составе КПС фундаментов.
Существующие методы экспериментальных и теоретических исследований взаимодействия одиночной сваи с окружающим грунтов. 1.3.1. Экспериментальные исследования.
Взаимодействие одиночной сваи с окружающим грунтом изучена достаточно полно [1, 3, 9, 7, 18, 29, 30, 33, 43, 45, 50, 53], при этом в работах [29,50,52] показано, что характер взаимодействия одиночной сваи с грунтом меняется с увлечением её длины и диаметра. Это связано с тем, что на взаимодействие сваи с грунтом оказывают влияние многочисленные факторы, которые растут с увлечением глубины забивки свай. В большинстве случае, когда рассматривается взаимодействие сваи, обычно не учитывается сжимаемость сваи, а также соотношение жесткости сваи и податливости грунта, окружающего сваю. Эти допущения возможны в случаях исследования коротких свай, когда деформации ствола незначительные и ими можно пренебречь, т.е. считать сваю несжимаемой. В частности, в работе Сивцовой Е.П. [57] при расчете осадки, свая принимается несжимаемой. Nishida [78] принимает при решении задачи о распределении сил трения по боковой поверхно 17 сти сваю бесконечно жесткой и т.д. Между тем, при увеличении длины сваи сжимаемость самой сваи под нагрузкой становится соизмеримой с величиной осадки сваи, что в свою очередь влияет на характер распределений общего усилия трением по боковой поверхности сваи, на реакцию нижнего конца сваи.
Известно, что грунт воспринимает нагрузку от ствола сваи в том случае, если свая получает перемещение относительно грунта. Это отмечалось в разное время в работах [29, 52, 61]. Критическое значение этого перемещения определяет максимальную нагрузку, которую может воспринять грунт от ствола сваи, а величина ее зависит от свойства и состояния грунта.
В работе Далматова Б.И. [29] рассматривается характер передачи усилий упругой длинной сваи, на линейно-деформируемый грунт. Схема развития эпюр сопротивления грунта по боковой поверхности при последовательном возрастании нагрузки на сваю показана на рис. 1.3. Видно, что первые ступени нагрузок идут на преодоление сопротивления грунта и лишь дальнейшее увеличение нагрузок приводит к постепенному вовлечению в работу остальной части боковой поверхности и острия сваи. Такая схема передачи нагрузок объясняется деформацией ствола сваи, последовательным укорочением ее длины, что приводит к стремлению горизонтальных сечений переместиться относительно грунта, чему препятствуют силы сопротивления грунта сдвигу. Так как эти силы при относительно малых перемещениях развиваются не в полной мере их величины, будут больше там, где эти перемещения больше.
Такой характер передачи усилий подтверждается результатами экспериментальных исследований работы длинной одиночной сваи на моделях методом эквивалентных материалов, проведенных Несмеловым Н.С. [49]. Из рисунка 1.4 видно, что величина сил трения по боковой поверхности увеличивается до определенного предела, после которой происходит проскальзывание сваи.
Результаты испытаний буронабивных свай большой длины и их анализ
Испытание длинных буронабивных свай большого диаметра і=2400мм (рис.2.1) по методу профессора Ж.О.Остерберга [53,54,] заключается в том, что на нижнем конце сваи или на разных уровнях от конца сваи установля-ются специальные домкраты. В зависимости от расположения домкрата (домкратов) можно проводить различные испытания по определению несущей способности буронабивных свай в том числе на уровне нижнего конца сваи и по боковой поверхности.
В случае использования одного домкрата, расположенного на определенном расстоянии от конца сваи (рис.2.2) испытаниям подвергаются нижняя и верхняя (от домкрата) части сваи. По результатам испытаний строятся кривые осадка-нагрузка (S-P) и подъем-нагрузка (U-P). Характерные результаты таких испытаний приводится в работе Зарецкого Ю.К и Карабаева М.И (2005) [36], представленные на рис. 2.3.
Испытания с двумя домкратами (рис.2.1) проводят с целью фиксации перемещений сваи выше второго верхнего домкрата (В) или первого домкрата (А). Для этого гидравлические домкраты либо работают, либо закрыты. Процесс испытания с двумя домкратами представлен в виде таблица(2.6). Поперечный разрез этих свай приведен на рисунке 2.1 (проект испытаний свай разработан фирмой "LOADTEST International Inc).
Результаты испытаний сваи длиной 85,6м диаметром 2,4м представлены на рисунках 2.5, 2.6, 2.7, 2.8. Из сравнения результатов испытания сваи и результатов расчетов, выполненных по различным нормативным документам видно, что наиболее близко к результатам испытания приближается результат расчетов по нормами Вьетнама. В тоже время расчеты несущей способность сваи по нормами США превышают результаты по испытаниям более, чем в 2 раза.
Третий этап. При увеличении нагрузки в домкрате В и кран домкрата А закрывается и нагрузка передается на нижний конец сваи. На этом этапе нагрузка воспринимается частью (В-С) сваи, внешняя сила воспринимается как трением по боковой поверхности сваи (А-В). Так и сопротивлением массива
под подошвой сваи. Максимальные нагрузки достигают 23.6MN и подъем 26,9мм (рис.2.7).
Четвертый этап. Домкрат В продолжает работать. Кран домкрата А открывается и можем определить сопротивление по боковой поверхности в части (А-В) сваи. Внешняя сила воспринимается трением по боковой поверхности сваи (В-С).
Пятый этап: Кран домкрата А закрывается. Для определения сопротивления грунта под нижним концом сваи, нагружение производится домкратом А. На этом этапе при действии нагрузки на нижнюю сваю, внешняя сила воспринимается трением по боковой поверхности сваи (А-С). Максимальные нагрузки достигают 24.9MN при осадке 181,1мм (см.рис2.4).
Анализ результатов проведенных исследований позволяет сделать следующие выводы: . 1. Поведение свай, работающих на выдергивание и нагружение, значительно отличаются. При этом в верхней части сваи сопротивление реализуется только по боковой поверхности, а в нижней части сваи "работает" и боковая поверхность, и подошва. 2. Расчеты по оценке несущей способности свай на участке « MyThuan Bridge» позволили определить: Сопротивление верхней части сваи (А-В) и (В-С), т.е. Р (д-в) = Ю.4 MN и Р (в-о= 23.6 MN. При таких нагрузках перемещения сваи на участках (А-В) и (В-С) достигают U(A-B) = 45.2 мм и U(B-Q = 26.9 мм
Перемещение нижнего конца сваи при нагрузке 24.9 MN достигает 181 мм. В эксперименте предельная нагрузка на уровне нижнего конца сваи не была достигнута.
Выбор расчетной модели грунта исходя из реальных свойств грунтов Вьетнама
В настоящем разделе рассмотрен метод описания определяющих уравнений теории нелинейного деформирования, базирующейся на теории упру-гопластических деформаций и на теории прочности Кулона-Мора.
Модель Кулона-Мора. Известно, что при объемном и сдвиговом деформировании грунтовая среда ведёт себя нелинейно под действием нагрузки (рис. 3.2). Это нелинейное поведение может быть оформлено на нескольких уровнях сложности. Ясно, что количество параметров увеличивается с уровнем сложности. Поэтому грунт рассматривается как идеальное упруго-пластическое тело [71, 74, 75].
Известная модель теории пластичности, основанная на теорию прочности Кулона-Мора может рассматриваться как первый порядок, приближенный к поведению реального грунта, при сдвиговом деформировании.
Пластичность связана с развитием необратимых деформаций. Для оценки пластических деформаций используется поверхность нагружения, связанная с напряжениями и деформациями грунта. Функция текучести/может совпадать с поверхностью нагружения g и часто представляться как поверхность в пространстве главных напряжений (рис. 3.3). Идеально пластической моделью является модель с фиксированной поверхностью текучести, которая полностью определена параметрами прочности грунта. а ёр /
Характерные кривые объемного (а) и сдвигового (б) деформирования грунтов при нагружении-разгрузкн\е: 1- нагружение; 2- разгрузке.
Характерная поверхность нагружения грунтовой среды, разделяющая упругое и неупругое поведения грунта. 1- упругое нагружение; 2- нейтральное нагружение; 3- пластическое нагружение.
Для напряженных состояний, представленных точками внутри поверхности нагружения, поведение является вполне упругим, и все деформации обратимы (рис. 3.3). Основной принцип упругопластической теории состоит в том, что деформации и приращения деформаций делятся на упругую и пластическую части: e = ee + (f; є = єе + Ер (3.3.1) где є - общая деформация; ее - упругая деформация; d3 - пластическая (необратная) деформация. Точки на деформациях, обозначают производные по времени. Закон Гука используется для определения приращения напряжения из приращения упругой деформации. & = De єе = De (є-єр ) (3.3.2)
Согласно классической теории пластичности [79,95], приращения пластических деформаций пропорциональны производной функции текучести относительно напряжений. Это означает, что приращения пластических деформаций могут быть представлены, как векторы, перпендикулярные к поверхности текучести. Эта классическая форма теории упомянута как ассоциированный закон пластичности. Однако для функций текучести типа Кулона-Мора теория ассоциированной пластичности неизбежно ведет к прогнозу дилатансии. Поэтому, в дополнение к функции текучести вводится функция пластического потенциала g. Случай, когда g ф/, обозначает неассоции-рованный закон пластического течения. Вообще приращения пластических деформаций можно записать в виде: i =Xdg да (3.3.3) где Я - пластический множитель, определяющий величину приращения пластической деформации (или скалярный бесконечно малый множитель). Для упругого грунта X = О, а в случае пластического грунта X 0.
Параметр а используется как выключатель. Если поведение материала упругое, как определено уравнением (3.3.5а), величина а = 0, а если пластическое, как определено уравнением (5.3.56), величина а равна единице.
Вышеупомянутая теория пластичности служит для фиксированной поверхности текучести и не охватывает случаи, когда поверхность текучести зависит от среднего напряжения, как в модели Кулона-Мора. Для такого случая теория пластичности была расширена Койтером (1960) и др [95]. и использована две или более функции пластических потенциалов: єр = X, + Х2 + ... (3.3.6) да да
Аналогично для определения величины множителей (к\, Х2, ...) используются несколько независимых функций текучести (fufi,...).
Условие текучести модели Кулона-Мора - это развитие закона трения Кулона для пространственного напряженного состояния. Действительно, это условие гарантирует приложение закона трения Кулона в любой плоскости в пределах материального элемента.
Полное условие текучести Кулона-Мора может быть определено тремя функциями текучести, как сформулировано в терминах главных напряжений (Смес и Гриффит 1982):
Взаимодействие одиночной сваи с окружающим грунтом и ростверком
Взаимодействие грунтов оснований и свай в свайном фундаменте носит сложный пространственно-временной характер и зависит от многочисленных факторов. К ним относятся: - инженерно-геологические условия площади строительства, в том числе состав и строение грунтов, их физико-механические свойства, мощности слабого грунта, прорезаемого сваями, мощность твёрдого слоя, подстилающего слабый слой; - длина и диаметр свай, технология их устройства (набивные, забивание, погружаемые вдавливанием или вибропогружателями и т.п.); - расстояния между сваями в центральной и периферийной частях плиты; - толщины плитного ростверка и её расположения относительно поверхности грунта (высокий, низкий), конфигурации поперечного размера плиты-ростверка.
Очевидно, учет этих и других факторов в численном моделировании взаимодействия фунтов оснований и свай в свайных фундаментах представляет значительные трудности. Особые трудности возникают в тех случаях, когда толщи слабых водонасыщенных грунтов, прорезаемая сваями достигает 60 м и более. К таким условиям относятся большинство строительных площадок во Вьетнаме. Об этом свидетельствует обзор инженерно-геологических условий г. Хошимина и всего южного Вьетнама (см.гл.2)
Дальнейшее развитие экономики этих регионов во многом связано со строительством современных высотных зданий и сооружений, что невозможно без использования свайных фундаментов. Взаимодействие длинных свай ( l/d 30) со слабым водонасыщенным слоем большой толщины (20м и более), подстилающим сравнительно твердым слоем, мало исследовано. Имеются лишь некоторые результаты натурных полевых испытаний (гл.2) одиночных свай. На основе этих испытаний разработаны методы определения несущей способности свай. Однако не решена главная и основная задача, т.е. не выяснены закономерности взаимодействия куста свай в свайном фундаменте с учетом многочисленных факторов.
Постановка задачи: В связи с вышеизложенным возникает необходимость исследования закономерностей взаимодействия длиной сваи и группы длинных свай. Основные вопросы, которые возникают при таких исследованиях связаны с установлением: - закономерностей распределения усилий между боковой поверхностью и острием одиночной свай; - закономерностей распределения усилий на отдельные сваи в свайном фундаменте в центральной и периферийной частях ; - закономерностей распределения общих усилий на сваю между усилиями на боковой поверхности свай, и на уровне нижних концов свай; - закономерностей распределения общей нагрузки на на свайный фундамент между грунтом в межсвайном пространстве, плитной и сваями.
Эти и другие задачи являются предметом наших исследований в настоящей главе, которые будут реализованы на основе численного моделирования НДС при взаимодействии свай, плиты и грунтов в межсвайном про-срантстве и ниже острия свай.
В качестве расчетной модели грунтов основания использованы упруго-пластическая модель, построенная на основе теории упругости Гука и теории прочности Кулона-Мора. Она позволяет определить зависимость между напряжением и деформацией в широком диапазоне изменений напряжений, в том числе за пределами упругости, что существенно.
Следуя традиции, исследования закономерностей взаимодействия свай с окружающим грунтом и ростверком начнем с одиночной сваей.
Расчетная схема взаимодействия одиночной сваи в однородном грунте представлена на рис, 4.1.
В качестве расчетных параметров грунта окружающего сваю приняты следующие: E=15000KN/M2 ;V=0,33; р=16 ; с=24 KN/M2 ; р=2Т/м3
При этом расчетная область имела размеры 60x60x60,90x90x90 и 120x120x90, соответственно для свай длиной 30, 45, 60м с диаметром сваи d=lM.
