Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса о применении инъекционных свай для усиления фундаментов реконструируемых зданий 12
1.1 Практические методы усиления фундаментов зданий инъекционными
сваями и область их применения 12
1.1.1 Инъекционные сваи и особенности их работы в глинистых грунтах 12
1.1.2 Основные способы усиления фундаментов мелкого заложения инъекционными сваями 19
1.2 Обзор исследований напряженно-деформированного состояния грунтов в основании фундаментов, усиленных сваями 24
1.3 Методы расчета фундаментов, усиленных инъекционными сваями 28
1.4 Выводы по главе 1. Цель и задачи исследований 32
ГЛАВА 2. Обоснование применения программного комплекса plaxis для моделирования работы в глинистых грунтах ленточных фундаментов усиленных инъекционными сваями в условиях реконструкции зданий 34
2.1 Характеристика ПК Plaxis 3D и его возможности моделирования работы фундаментов реконструируемых зданий 34
2.2 Сопоставление результатов экспериментальных и теоретических исследований о распределении напряжений и перемещений в основании моделей фундаментов 36
2.2.1 Данные экспериментальных исследований распределения напряжений и перемещений в глинистых грунтах (по материалам других авторов) 36
2.2.2 Моделирование нагружения моделей фундаментов и теоретические исследования распределения напряжений, перемещений в глинистых грунтах 38
2.2.3 Сопоставление результатов экспериментальных и теоретических исследований, их анализ и обобщение 40
2.3 Сопоставление результатов экспериментальных и теоретических исследований работы свай в глинистых грунтах 46
2.3.1 Данные экспериментальных исследований распределения напряжений ниже острия забивной сваи и несущей способности инъекционных свай в глинистом грунте (по материалам других авторов) 46
2.3.2 Моделирование нагружения свай, теоретические исследования распределения напряжений ниже острия забивной сваи и несущей способности инъекционных свай 48
2.3.3 Сопоставление результатов экспериментальных и теоретических исследований, их анализ и обобщение 51
2.4 Обоснование применения ПК PLAXIS для разработки конечно-элементных расчетных схем, моделирующих работу комбинированного фундамента в грунтовом основании 54
2.5 Выводы по главе 2 56
ГЛАВА 3. Результаты моделирования работы ленточных фундаментов реконструируемых зданий в глинистых грунтах при их усилении инъекционными сваями 57
3.1 Методика моделирования работы комбинированного фундамента (ленточного фундамента усиленного примыкающими инъекционными сваями) 58
3.2 Оценка загружения комбинированного фундамента в глинистом грунте на базе ПК PLAXIS 3D 63
3.2.1 Результаты исследований перераспределения нагрузки между элементами комбинированного фундамента в глинистом грунте 63
3.2.2 Разработка метода расчета доли нагрузки, передаваемой на грунт элементами комбинированного фундамента 68
3.3 Результаты исследований взаимодействия комбинированного фундамента с глинистым грунтом основания при статической возрастающей нагрузке 73
3.3.1 Моделирование нагружения ленточного и комбинированного фундаментов, а также отдельных инъекционных свай в глинистом грунте 73
3.3.2 Подход к прогнозированию конечной осадки комбинированного фундамента с момента после реконструкции здания 82
3.4 Совершенствование инженерного метода расчета конечной осадки ленточного фундамента усиленного инъекционными сваями за весь период эксплуатации здания 84
3.5 Выводы по главе 3 94
ГЛАВА 4. Практическое использование результатов исследований 97
4.1 Разработка рекомендаций по расчету и конструированию комбинированных фундаментов в глинистых грунтах для реконструируемых зданий 97
4.2 Практические примеры расчета и конструирования усиления ленточных фундаментов путем передачи части нагрузки на примыкающие инъекционные сваи 102
4.3 Внедрение результатов исследований 108
4.4 Выводы по главе 4 113
Заключение 114
Список литературы
- Основные способы усиления фундаментов мелкого заложения инъекционными сваями
- Сопоставление результатов экспериментальных и теоретических исследований о распределении напряжений и перемещений в основании моделей фундаментов
- Оценка загружения комбинированного фундамента в глинистом грунте на базе ПК PLAXIS 3D
- Практические примеры расчета и конструирования усиления ленточных фундаментов путем передачи части нагрузки на примыкающие инъекционные сваи
Основные способы усиления фундаментов мелкого заложения инъекционными сваями
Реконструкция зданий и сооружений часто связана с ситуацией, при которой возникает необходимость усиления фундаментов для повышения их несущей способности по грунту. В последние годы получили широкое распространение способы усиления фундаментов мелкого заложения путем передачи части нагрузки на инъекционные сваи [11, 28, 39, 44, 60, 113].
В зарубежной и отечественной практике часто применяют инъекционные технологии упрочнения грунтов оснований реконструируемых зданий [22, 25, 115, 131, 132]. Наибольшее распространение из инъекционных свай получили буроинъекционные сваи (вертикальные и наклонные), при помощи которых было выполнено усиление фундаментов многих значимых памятников архитектуры [14, 19, 48, 52, 54, 58, 60, 106, 112, 118]. За рубежом в этом направлении работает ряд специализированных фирм, например «Fondedile», «Bauer», «Keller», «Miver», «Fundex» и др. [2, 131, 133, 140, 141]. Считается, что впервые буроинъекционные сваи были разработаны итальянской компанией «Fondedile» [135]. Также буроинъекционные сваи там называют «корневидными», так как после проведения «опрессовки» тело сваи приобретает неровную поверхность [26, 49].
В нашей стране проведением научно-исследовательских работ, внедрением и применением буроинъекционных свай активно занимались ученые НИИОСП им. Н.М. Герсеванова [88]. Исследованиями в этом направлении продолжают заниматься и в настоящее время. С использованием буроинъекционных свай были выполнены работы по усилению оснований и фундаментов значимых памятников архитектуры: храма Св. Екатерины Александрийской (г. Санкт-Петербург), Третьяковской галереи (г. Москва), музея Андрея Рублева (г. Москва) и др. [14, 112].
Технология устройства буроинъекционных свай согласно СП 50-102-2003 [97] включает: устройство вертикальных или наклонных скважин (в основном бурением и др.); установку арматурного каркаса по секциям; заполнение скважины мелкозернистой бетонной смесью (раствором) и опрессовку под давлением до 0,2 – 0,4 МПа [97, 112]. При выполнении опрессовки диаметр сваи увеличивается, а боковая поверхность ствола становится неровной [53, 88, 111]. Технологические схемы их устройства могут меняться в зависимости от грунтовых условий: без крепления стенок скважин в маловлажных глинистых грунтах, под защитой скважины глинистым раствором или обсадной трубы (извлекаемой или не извлекаемой из грунта) – в слабых грунтах. Удельная несущая способность по грунту основания устроенной буроинъекционной сваи ниже по сравнению с другими типами свай (забивными, набивными и др.). Потому, что при устройстве буроинъекционных свай уплотнения грунта вокруг ее ствола, по боковой поверхности и под острием, не происходит. Поэтому, для повышения несущей способности этих свай увеличивают их длину и диаметр (L 40 м; d = 0,15 – 0,3 м). При наличии большой толщи слабых грунтов требуется их проходка с опиранием нижних концов в более прочные слои [48, 70, 108, 112]. Значительным недостатком буроинъекционных свай является большая гибкость (отношение длины к диаметру L/d = 80 120), которая может приводить к потере их устойчивости. Вопросы взаимодействия длинных и тонких свай с грунтом основания достаточно подробно освещены в работах [15, 88, 112].
Представляет интерес технология устройства самозабуриваемых свай «Titan», разработанных специалистами фирмы ISCHIBECK (Германия). Технология их устройства заключается в совмещение операций бурения и цементации. Это позволяет устраивать сваи в неустойчивых грунтах. В качестве арматуры используются буровые штанги из стальной трубы с непрерывной резьбой по длине, которые остаются в теле сваи. Ствол сваи формируют путем нагнетания бетонной смеси под высоким давлением 2 6 МПа. Разновидностью свай «Titan» являются также сваи «Atlant» [2, 48, 49]. Технология изготовления буроинъекционных свай «Franki» также предусматривает операции, препятствующие обрушению неустойчивого грунта в процессе бурения скважины. Нагнетание раствора под давлением 1 2 МПа сопровождается промывкой через внутренний канал штанги. Промывочный раствор вытесняет разуплотненный грунт и образует цементную корку на стенках скважины [48]. Заполнение скважины осуществляют цементным раствором через отверстия в породоразрушающем долоте, металлическую трубу используют в качестве арматурного каркаса.
Однако применение таких свай в глинистых грунтах (в грунтах с низким коэффициентом фильтрации) является достаточно сложной задачей из-за образования гидроразрывов в грунтовом массиве и растекания бетонной смеси [142]. Буроинъекционные сваи «Ропресс» отличаются тем, что инъекция может выполняться выборочно и повторно по высоте сваи, что позволяет формировать уширения ствола с уплотнением околосвайного грунта и, соответственно, повышать несущую способность сваи по грунту. Технология устройства сваи «Ропресс» включает: бурение скважины; погружение манжетной трубы с закрытым нижним концом, которая выполняет роль арматуры; погружение инъекционной штанги с двойным пакером внутрь манжетной трубы и тампонирование пространства между скважиной и манжетной трубой цементным раствором. Инъекция раствора осуществляется снизу вверх через отверстия в манжетной трубе для формирования уширений. Инъектируемый раствор разрывает под давлением тампонажную корку и внедряется в грунт. Резиновые манжеты удерживают раствор в застенном пространстве [115].
Сопоставление результатов экспериментальных и теоретических исследований о распределении напряжений и перемещений в основании моделей фундаментов
Взаимодействие грунта основания с геотехническим сооружением моделируется при помощи различных упругопластических моделей. Наиболее распространенной является упругопластическая модель Мора-Кулона в основу, которой заложены параметры грунта, обязательно определяемые при инженерно-геологических изысканиях. При этом, становится возможным моделировать грунтовое основание с изменением параметров грунта в широком диапазоне.
Однако, область применения упругопластической модели Мора-Кулона имеет свои ограничения, и результаты моделирования могут значительно отличаться от натуры. Так, например, в отдельных случаях, при моделировании глубоких котлованов происходит значительный подъем его дна, что в реальности не наблюдается и т.д.
Требуется определение достоверности результатов моделирования. Это становится возможным путем их сопоставления с результатами натурных экспериментов, в условиях решения близких задач.
В решении задач моделирования работы нагружаемого комбинированного фундамента рассматривались условия поведения под нагрузкой отдельных его элементов – ленточного фундамента и инъекционных свай. Были разработаны конечно-элементные расчетные схемы массива грунта и элементов комбинированного фундамента, которые полностью соответствовали реальным условиям натурных экспериментов (см. гл. 2). На основании представленных результатов сопоставления натурных исследований с данными моделирования, было установлено, что ПК PLAXIS 3D с реализованной в нем упругопластической моделью Мора-Кулона способен с достаточной для инженерных расчетов точностью (5 – 30 %) решать поставленные в настоящей работе задачи. 2.5 Выводы по главе 2
1. Установлено, что достоверные данные о распределении напряжений, перемещений в основании фундаментов (мелкого заложения и свайных) могут быть получены по результатам натурных экспериментов. При этом в опытах должна использоваться отработанная методика проведения экспериментальных исследований, а также приборы и оборудование, обеспечивающие надежность и необходимую точность измерений. Именно такие требования предъявлялись к результатам экспериментальных исследований, используемых в настоящей работе.
2. Сопоставление результатов экспериментальных исследований и расчета в ПК PLAXIS 3D показало, что для глинистых грунтов природной влажности (лессовые суглинки, маловлажные) в интервале давления до 200 кПа, которое не превышает расчетного сопротивления грунта основания R, контактные давления, вертикальные напряжения и перемещения в основании жестких фундаментов-штампов можно определять с точностью 10 – 30 %, используя в ПК PLAXIS 3D упругопластическую модель Мора-Кулона.
3. Сопоставление результатов показало, что ПК PLAXIS 3D с упругопластической моделью Мора-Кулона можно также применять для определения напряжений в основании ниже острия свай (точность 10 – 30%) в глинистых грунтах (супеси пластичные) при нагрузке на сваю до 110 кН, значение которой меньше предельной. Кроме того, можно определять с точностью 10 – 30 % несущую способность забивных и инъекционных свай.
4. Выполнено обоснование применения ПК PLAXIS 3D с упругопластической моделью Мора-Кулона для разработки конечно-элементных расчетных схем, моделирующих работу нагружаемого комбинированного фундамента в глинистом основании.
В главе 3 приведены результаты моделирования совместной работы ленточного фундамента и примыкающих инъекционных свай, используемых для его усиления. Моделирование выполнено с использованием ПК PLAXIS 3D в однородных глинистых грунтах при различных геометрических параметрах комбинированного фундамента (ленточного фундамента и примыкающих инъекционных свай), физико-механических характеристиках грунтов основания и изменении вертикальной нагрузки.
При проведении исследований основное внимание уделялось изучению совместной работы элементов образованного комбинированного фундамента (ленточного фундамента и примыкающих инъекционных свай) при его нагружении в однородном глинистом грунте.
Были рассмотрены следующие вопросы: - исследование перераспределения нагрузки между элементами образованного комбинированного фундамента (фундамента мелкого заложения и примыкающих инъекционных свай) в зависимости от их геометрических параметров (ширины подошвы ленточного фундамента, длины свай и др.); - исследование деформированного состояния грунта основания элементов комбинированного фундамента при их совместной работе под нагрузкой; - обработка и анализ полученных результатов исследований, построение графических зависимостей и запись полученных аналитических аппроксимаций. 3.1 Методика моделирования работы комбинированного фундамента (ленточного фундамента усиленного примыкающими инъекционными сваями)
Поставленные задачи решались при помощи моделирования в программном комплексе PLAXIS 3D совместной работы ленточного фундамента и примыкающих инъекционных свай в однородном глинистом грунте. Для этого были разработаны конечно-элементные расчетные схемы фундаментов (ленточного, комбинированного) и примыкающих инъекционных свай без сопряжения их с фундаментом (рис. 3.1).
Для моделирования грунтового массива использовалась упруго-пластическая модель Мора-Кулона, которая требовала введения пяти основных параметров: модуля деформации грунтов Е, коэффициента Пуассона , удельного сцепления с, угла внутреннего трения и угла дилатансии . Для моделирования материала ленточного фундамента и инъекционных свай также задавались параметры со своими жесткостными характеристиками: коэффициент Пуассона V, удельный вес у; модуль упругости Е; модуль сдвига G. Включение в работу инъекционных свай производилось путем передачи на них части нагрузки через железобетонные (металлические) балки (рис. 3.2). Сцепление боковой поверхности сваи с грунтом учитывалось при помощи коэффициента Rinter , который при жестком сцеплении боковой поверхности с грунтом основания принимается равным Яіп1ег = 0,7 (для глинистых грунтов).
Расчет производился в три стадии: 1 - определение деформаций грунта от его собственного веса и их обнуление; 2 - расчет заданной конструкции фундамента мелкого заложения и инъекционных свай; 3 - приложение нагрузки и выбор необходимых точек для определения в них давлений и перемещений под подошвой фундаментов мелкого заложения и свай.
Оценка загружения комбинированного фундамента в глинистом грунте на базе ПК PLAXIS 3D
Исходные данные. Требуется определить конечную осадку ленточного фундамента S усиленного инъекционными сваями за весь период эксплуатации здания. Необходимость усиления фундамента здания вызвана его реконструкцией в результате которой предполагается надстройка дополнительно двух этажей. Здание без подвала. Ширина подошвы существующего ленточного фундамента &лф = 1,2 м, глубина заложения і= 2,0 м; вертикальная нагрузка от надземных конструкций здания после его реконструкции составляет общ = 242,4 кН/м. Нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах равна Слф = 57,5 кН/м. Тогда Ж/ = общ + Слф = 242,4 + 1,22,01,024 = 300 кН/м. Усиление ленточного фундамента предусмотрено примыкающими инъекционными сваями. Предполагается использовать сваи длиной Lсв = 5 м и диаметром dсв = 0,3 м.
В основании фундамента здания до глубины 14,0 м от поверхности залегает однородный глинистый грунт – суглинок мягкопластичный, имеющий следующие физико-механические характеристики: плотность = 1,8 г/см3; угол внутреннего трения = 17 град.; удельное сцепление с = 20 кПа; модуль деформации Е = 10 МПа. Расчетное сопротивление грунта основания (до усиления фундамента) составляет R = 203 кПа [99]. Предварительно также установлено, что конечная осадка ленточного фундамента до его усиления составляет Sлф = 4 см. Расчетная схема фундамента здания представлена на рис. 4.2.
Решение. Конечная осадка ленточного фундамента S, усиленного инъекционными сваями, за весь период эксплуатации здания устанавливается согласно уравнения (4.10): Для определения Sус вычислим давление /?лф по подошве ленточного фундамента до его усиления: Рлф = INII /A = (242,4 + 1,22,01,024) / 1,21,0 = 250 кПа R = 203 кПа
Фактическое давление по подошве /?лф = 250 кПа превышает на 23 % расчетное сопротивление грунта основания R = 203 кПа. Следовательно, необходимо выполнить усиление ленточного фундамента. Принимаем по две примыкающих инъекционные сваи на каждый метр длины фундамента (LCв = 5 м; dCв = 0,3 м). соответствии с рекомендациями [83] доля нагрузки лф (%), передаваемая на грунт ленточным фундаментом составит:
Алф= (Рус-100%)//7лф = (104100%) / 250 = 41,6 % Тогда, нагрузка, передаваемая на грунт ленточным фундаментом будет равна: лф =124,8 кН/п.м Доля нагрузки Dсв (%), передаваемая на грунт примыкающими инъекционными сваями, будет равна: Dсв = 100 % - /)лф = 100 - 41,6 = 58,4 % Усилие TVсв (кН), приходящееся на одну инъекционную сваю на участке фундамента длиной 1 п.м. составит: 107 N№ = 0,01-(ХАҐя-Дз)/2 = 0,01(300-58,4)/2 = 87,6 кН. Это усилие NCB = 87,6 кН должно уравновешиваться (восприниматься) несущей способностью инъекционной сваи Fd, которая может быть установлена расчетом, либо другими известными методами [98, 120]. Для рассматриваемого случая установим несущую способность сваи Fd, в соответствии с рекомендациями [98, 120]:
Выполняем проверку условия NCB Fd /yK, (где ук = 1,4), которое обеспечено: N№ = 87,6 кН Fd /ук=\25,65 11,4 = 89,75 кН, запас составляет 2 %. Далее определяем осадку одиночной инъекционной сваи [98] При этом учитываем также увеличение осадки сваи Sad за счет группового эффекта свай [98]:
При известных параметрах свай (длина 1св = 5 м, диаметр 4= 0,3 м) и давлении по подошве фундамента после его усиления рус = 104 кПа, с помощью равнения (4.14), определяем приращение осадки комбинированного фундамента ASBB от взаимного влияния его конструктивных элементов:
Конечная осадка ленточного фундамента, усиленного инъекционными сваями, за весь период эксплуатации здания будет равна:
Таким образом, на основании выполненных исследований предложен подход к оценке совместной деформации (осадки) грунта основания ленточного фундамента и примыкающих инъекционных свай в однородном глинистом грунте для условий реконструкции и восстановления зданий.
Результаты диссертационной работы были внедрены при разработке технической документации по усилению фундаментов реконструируемых зданий в г. Томске: здание учебного корпуса № 9 ТГАСУ по ул. Р. Люксембург, 13 (Заказчик – Томский государственный архитектурно-строительный университет, 2008 г.); здание цеха первичной переработки скота (Заказчик – ЗАО «Сибирская Аграрная Группа Мясопереработка», 2013 г.). Справки о внедрении результатов исследований приведены в приложении 5.
В г. Томске при реконструкции здания цеха первичной переработки скота (ЦППС) Томского мясокомбината потребовалась разработка технических решений на усиление фундаментов с целью повышения их несущей способности по грунту из-за увеличения нагрузок (январь – март 2013 г), [24, 100]. При разработке технических решений были использованы результаты исследований соискателя.
В геологическом строении площадка с поверхности сложена насыпными грунтами толщиной 1,1 – 1,8 м, ниже, до глубины 12,0 – 12,5 м, расположены суглинки мягкопластичные со следующими физико-механическими характеристиками: плотность грунта = 1,94 г/см3; плотность частиц грунта s = 2,71 г/см3; число пластичности Ip = 0,12; показатель текучести IL = 0,53; угол внутреннего трения II = 18 град.; удельное сцепление сII = 24,5 кПа; модуль деформации Е = 5,2 МПа. Расчетное сопротивление грунта основания (до усиления фундамента) составляет R=238,8 кПа [99]. Инженерно-геологический разрез и показатели физико-механических свойств грунта приведены в приложении 3.
Рассматриваемое здание кирпичное, одноэтажное, сложной формы в плане, без подвала. Фундаменты под стены здания ленточные на естественном основании, выполненные из бутового камня. В результате обследования здания было установлено, что ширина подошвы существующего ленточного фундамента составляет bлф = 0,9 м, глубина заложения d = 2,0 м от поверхности. Вертикальная нагрузка, действующая на обрезе фундамента составляет NII,сущ = 196,4 кН/м. После проведения реконструкции здания нагрузка увеличится до NII = 294,0 кН/м.
Предполагается выполнить усиление фундаментов при помощи инъекционных свай, устраиваемых по разработанной технологии [65, 66, 67, 73], которая прошла экспериментальное обоснование и апробацию на ряде объектов. На основании выполненных исследований и расчетов (приложение 4) соискателем были подобраны требуемые геометрические параметры инъекционных свай (длина, диаметр). На рис. 4.3 – 4.4 представлена схема усиления ленточного фундамента здания ЦППС. Разработанная схема усиления позволяет разгрузить существующий фундамент и передать часть внешней нагрузки на инъекционные сваи.
Практические примеры расчета и конструирования усиления ленточных фундаментов путем передачи части нагрузки на примыкающие инъекционные сваи
В 2008 г была разработана техническая документация по усилению строительных конструкций здания учебного корпуса № 9 ТГАСУ по ул. Р. Люксембург, 13 в г. Томске (рис. 4.5). Необходимость усиления фундамента была вызвана увеличением нагрузок от здания при надстройке дополнительного этажа [100].
Инженерно-геологический разрез и показатели физико-механических свойств грунта приведены в приложении 3.
Рассматриваемое здание кирпичное, двухэтажное, прямоугольной формы в плане, с подвалом. Фундаменты под стены здания ленточные из бутового камня. В результате обследования здания было установлено, что ширина фундамента составляет bлф = 1,4 м, глубина заложения d = 1,8 м от поверхности. Предполагается выполнить усиление фундаментов при помощи инъекционных свай, устраиваемых по разработанной технологии [66, 67]. На основании выполненных исследований и расчетов (приложение 4) соискателем были подобраны требуемые геометрические параметры инъекционных свай (длина, диаметр), устройство которых обеспечит несущую способность фундамента по грунту основания. На рис. 4.6 представлена схема усиления ленточного фундамента здания учебного корпуса № 9. Предложенная схема усиления позволила обеспечить повышение несущей способности существующего ленточного фундамента по грунту, не нарушая условий его эксплуатации в ходе проведения строительных работ.
1. На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по расчету осадки комбинированных фундаментов (ленточных фундаментов после усиления инъекционными сваями). В рекомендациях подробно рассмотрен расчет конечной осадки комбинированного фундамента с момента после реконструкции здания.
2. Согласно разработанным рекомендациям приведены практические примеры расчета усиления ленточных фундаментов путем передачи части нагрузки на примыкающие инъекционные сваи. На примерах показано решение следующих задач: оценка загружения ленточного фундамента; подбор требуемых геометрических параметров инъекционных свай; определение конечной осадки ленточного фундамента усиленного инъекционными сваями, с момента после реконструкции и за весь период эксплуатации здания.
3. Результаты диссертационной работы внедрены в практику проектирования при разработке технических решений по усилению фундаментов двух реконструируемых зданий в г. Томске. Для дальнейшего развития темы диссертационной работы разработаны и защищены патентами на полезные модели: конструктивные решения усиления фундаментов; узлы сопряжения инъекционных свай и фундаментов.
Выполненные в данной работе исследования, апробация разработок в реальных условиях позволяет сформулировать следующие выводы по работе:
1. Сопоставление результатов экспериментальных исследований распределения напряжений и перемещений в глинистых грунтах природной влажности в основании жестких фундаментов-штампов и готовых свай с данными моделирования на ПК PLAXIS 3D показало, что различие в их значениях не превышает 10 – 30 % при заданном интервале нагрузок. Это дает основание использовать разработанные на базе ПК PLAXIS 3D конечно-элементные расчетные схемы для моделирования работы в глинистых грунтах нагружаемых фундаментов мелкого заложения и свай, а также работы ленточных фундаментов при их усилении инъекционными сваями.
2. Выявлено, что при усилении ленточных фундаментов примыкающими инъекционными сваями в глинистых грунтах происходит перераспределение внешней нагрузки между элементами образованного комбинированного фундамента. Так, в случае усиления ленточного фундамента с шириной подошвы 0,6 м, при увеличении длины свай от 3 до 9 м (диаметра до 0,3 м) доля нагрузки, передаваемая на грунт сваями возрастает от 39 до 81 %. В целом, с ростом внешней нагрузки на комбинированный фундамент, ее доля, передаваемая на глинистый грунт сваями, увеличивается до 1,7 раза при одинаковых геометрических параметрах комбинированного фундамента.
3. Установлено, что с увеличением ширины подошвы ленточного фундамента при заданном давлении по подошве до его усиления примыкающими инъекционными сваями, доля нагрузки, передаваемой на грунт сваями, снижается. Например, при ширине подошвы фундамента 0,6 м доля нагрузки, передаваемой на грунт основания сваями длиной 3 м (при диаметре dсв = 0,2 м), составляет 39 %, а при ширине подошвы фундамента bлф = 2,1 м снижется до 7 % (при равном давлении по подошве фундамента до его усиления).
4. На основании результатов теоретических исследований о взаимодействии комбинированного фундамента (ленточного фундамента после его усиления примыкающими инъекционными сваями) с глинистым грунтом основания в условиях реконструкции зданий получены уравнения, которые позволяют определять доли нагрузок передаваемых на грунт основания подошвой ленточного фундамента и инъекционными сваями, при их совместной работе. Получено также уравнение, позволяющее определять приращение осадки Sвв от взаимовлияния ленточного фундамента и примыкающих инъекционных свай.
5. Выявлено, что при нагружении комбинированного фундамента в глинистом грунте, возникает приращение осадки Sвв от взаимного влияния его конструктивных элементов (инъекционных свай и ленточного фундамента). При увеличении длины свай приращение осадки от взаимного влияния снижается до 2,6 раз в зависимости от давления по подошве ленточного фундамента. С увеличением ширины фундамента от 0,6 м до 2,1 м приращение осадки от взаимного влияния увеличивается до 3,0 раз при равной длине свай и давлении по подошве ленточного фундамента.
