Введение к работе
Актуальность проблемы. Решающим этапом, определяющим успешное строительство любого об"екта, является выполнение работ нулевого цикла, наиболее сложную и ответственную часть которых представляют фундаменты. В условиях слабых водонасыщенных грунтов, широко представленных в Урало-Сибирском регионе, возведение фундаментов, особенно на естественном основании, осложняется традиционным набором дорогостоящих сезонных мероприятии, таких как защита основании от промораживания зимой, сопряженная в большинстве случаев с водопонижением, и предохранение грунтов от замзчи-вания в остальные периоды года.
Наиболее предпочтительной, особенно с технологической точки зрения, конструкцией основания в подобных грунтовых условиях является свайная, поскольку вышеперечисленным сезонным мероприятиям в этом случае приходится уделять гораздо меньше внимания, появляется возможность применения нормокомплектов высокопроходимых механизмов для производства работ по устройству фундаментов, что также снижает немалые затраты на устройство временных проездов и под"ездов, которые, как правило, приходится переустраивать после выполнения работ нулевого цикла.
. Традиционные забивные призматические сваи, очень широка применяющиеся в России в настоящее время, тлеют низкую удельную несущую способность, в связи с чем актуальным является вопрос разработки и внедрения в производство свай с высокой удельной несущей способностью в расчете на 1м3 материала. Как показывают исследования, очень эффективными для фундаментов зданий с вертикальными нагрузками до 1МН являются пирамидальные сваи, относящиеся к сваям сплошного сечения. С другой стороны положительно'себя зарекомендовали для тех же типов фундаментов полые круглые сваи, отличающиеся повышенной удельной несущей способностью в расчете на 1м3 материала и приведенной несущей способностью(на одну сваю) при работе в кустач с уменьшенным против СНиП шагом свай (до l,5-2,Od).
Конструкцией, вобравшей в себя преимущества двух вышеперечисленных, являются забивные полые конические сваи, разработанные на кафедре "Основания,фундаменты и мосты" ПГТУ. Для их широ* то внедрения в производство необходима исследовать особенности работы фундаментов из подобных свай, разработать методы расчета несу-
- 4 -щей способности и осадок.
Целью диссертационной работы является исследование взаимодействия кустов из полых конических свай со слабыми водонасыщен-ными.глинистыми грунтами (0,5
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
проведены комплексные экспериментальные исследования взаимодействия кустов из полых конических свай со слабыми водонасы-щенными глинистыми грунтами в сравнении с одиночными полыми коническими сваями, испытываемыми параллельно с кустами;
осуществлен прогноз осадок и анализ напряженно-Деформированного состояния активной зоны грунта кустов из полых конических свай методом конечных элементов;
разработан упрощенный инженерный метод расчета осадки кустов из полых конических свай.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые проведены комплексные экспериментально-теоретические ..исследования взаимодействия кустов из полых конических свай со слабыми водонасыщен-ными глинистыми грунтами, которые позволили:
установить зависимости нагрузка-осадка для различных типов кустов при центральном и внецентренном приложении нагрузки;
разработать инженерный метод расчета осадок кустов из конических пустотелых свай.
Практическое значение работы состоит в том, что:
на основании экспериментальных данных предложен упрощенный инженерный метод расчета кустов из полых конических сезй, в расчетной схемекоторого учтено изменение физико-механических свойств грунта активной зоны;
выполнен прогноз критических нагрузок и. анализ напряженно-деформированного состояния активной зоны грунта методом конечных элементов;
-выявлена наиболее эффективная -конструкция - столбчатые фундаменты под здания при числе свай в кусте не более 4 и расстоянии между ними не более 3d.
Внедрение результатов работы осуществлено на об"ектах АО "Уралэнергострой" и принято для проектирования промышленных об"ектов институтом "Урадвнипиэнергопром".
Апробация работы. Основные результаты исследований доклады-
- 5 -вались на нзучно-технических конференциях Пермского политехнического института, представлены в трудах 111 международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения (Минск-92); направлены на 1Y международную конференцию по проблемам свайного фундаментостроения (Саратов-94).
Публикация: основное содержание диссертации отражено в 4 опубликованных работах.
На защиту выносятся следующие вопросы:
результаты комплексных экспериментально - теоретических исследований взаимодействия кустов из полых конических свай со слабыми водонасыщенными глинистыми грунтами;
прогноз критических осадок и анализ напряженно-деформированного состояния активной зоны грунта методом конечных элементов;
упрощенный инженерный метод расчета несущей способности и определения осадок кустов из полых конических свай;
основные еыводы и рекомендации по применению кустов из полых конических свай.
Об"см и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографии и приложения. Работа содержит 232 страницы машинописного текста, 59 иллюстраций, 19 таблиц, список литературы из 123 наименований отечественных и зарубежных авторов.
