Усиление существующих и устройство новых фундаментов на комбинированном основании в стесненных условиях городской застройки

Размещено на http://www.allbest.ru/

УСИЛЕНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ И УСТРОЙСТВО НОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА КОМБИНИРОВАННОМ ОСНОВАНИИ В СТЕСНЕННЫХ УСЛОВИЯХ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ

Глухов Вячеслав Сергеевич1, Хрянина Ольга Викторовна2, Глухова Светлана Вячеславовна3 1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры геотехники и дорожного строительства 2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры геотехники и дорожного строительства 3Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент кафедры геотехники и дорожного строительства

Аннотация Предложен вариант фундамента на комбинированном основании. Это позволило значительно уменьшить сметную стоимость устройства по сравнению с вариантом из составных свай.

Ключевые слова: комбинированное основание, ленточный фундамент, песчаная подушка, промежуточная подготовка, составные сваи вдавливания

фундамент основание комбинированный свая

REINFORCEMENT OF THE EXISTING AND CONSTRUCTION OF NEW FOUNDATIONS ON COMBINED BASE IN CRAMPED URBAN CONDITIONS

Glukhov Vyacheslav Sergeevich1, Hryanina Olga Viktorovna2, Glukhova Svetlana Vyacheslavovna3 1Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Assistant professor of department of Geotechnics and Road Construction 2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Assistant professor of department of Geotechnics and Road Construction 3Penza State University of Architecture and Construction, Student of department of Geotechnics and Road Construction

Abstract Variant of the foundation on a combined basis is proposed. This has significantly reduce the estimated cost of the device compared with the embodiment of the composite piles.

Keywords: combined basis, composite piles indentation, intermediate training, sand pillow, strip foundation

Весьма актуальной проблемой фундаментостроения является строительство в стесненных условиях городской застройки [1, 2, 3]. Существующие в этом направлении решения в большинстве своем базируются на весьма затратных технологиях [4]. Совершенствование решения требует специального строительного оборудования, новых методов расчета и конструктивных подходов [5, 6, 7]. Одним из примеров такого подхода является возведение многоэтажного жилого дома по ул. Полевой в г. Самара.

Площадка указанного строительства представлена слоем насыпных грунтов, мощность которого в пределах пятна застройки изменяется от 4,0 до 6,0 м. Под указанным слоем располагается мелкий песок, толщина слоя которого составляет 2,5ч4,0 м. Ниже, в пределах всей разведанной толщи, залегают глины тугопластичной консистенции, которые в первоначальном проектном решении приняты в качестве несущего слоя свайных фундаментов [8, 9, 10]. Сваи запроектированы составными с общей длиной до 16 м. Устройство свайного поля предлагалось вести по технологии вдавливания свай [11].

Проблема заключалась в том, что новое здание привязано примыкающим к существующему пятиэтажному жилому дому. Поэтому изначально вариант составных свай был весьма дорогостоящим и, в некоторой степени, усугублялся тем, что технология устройства составных свай вдавливанием включала бурение лидирующих скважин.

Учитывая наличие слоев насыпного грунта и стесненность площадки, авторами настоящей статьи предложено альтернативное решение в виде фундаментов на комбинированном основании [12, 13]. Одновременно предусматривалось проведение работ по усилению фундаментов существующего жилого дома. В целом технология работ по усилению существующих и устройству новых фундаментов включала комплекс следующих мероприятий.

До начала отрывки котлована глубиной 3,0ч3,5 м вокруг торца существующего здания в уровне отмостки устраивается монолитный железобетонный ростверк со шпонками. Под ростверк в места расположения шпонок вдавливались составные железобетонные сваи усиления. Геометрические параметры последних, их шаг и количество принимались из условия полной компенсации внешних нагрузок, действующих на участке торца существующего здания. Длина свай назначена такой, чтобы обеспечить требуемую несущую способность сваи с учетом отрывки котлована под новое строительство.

Для нового здания принят вариант монолитного железобетонного фундамента, выполняемого в виде перекрестных лент с шириной подошвы 1,2 м и высотой ребра 1,1 м. Вскрытие котлована допускалось по мере завершения работ, связанных с усилением фундаментов существующего здания. Отметка дна принималась с учетом возможности устройства песчаной подушки толщиной 1,2 м, которая отсыпалась из песчано-гравийной смеси с послойным уплотнением [14]. Давление под подошвой фундамента принималось из условия проверки подстилающего насыпного слоя, с ограничением давления на последний в пределах 50,0 кПа. Указанное условие выполнялось, когда под подошвой фундамента давление не превышало 150,0 кПа (рис. 1). Для обеспечения надежной работы фундамента при данном давлении на грунтовое основание допускалось возведение здания на три этажа (первый этап), что в пределах 30% от общей нагрузки на фундамент проектируемого здания.

Для обеспечения требуемой несущей способности фундамента при дальнейшем росте внешних нагрузок на втором, завершающем этапе строительства, под консольные выступы фундамента устраивались составные сваи. Указанные сваи погружались посредством статических нагрузок, которые создавались гидравлическим домкратом. При этом наряду с достижением сваями заданных отметок по величине контролируемого усилия отслеживалась несущая способность каждой сваи. Величина контролируемого усилия составила 500,0 кН.

Рис. 1. Расчетная схема фундамента: 1 - фундамент; 2 - составная свая

Принятая технология обеспечивает достаточную надежность конструкции фундамента.

С позиции анализа напряженно-деформируемого состояния грунтового основания предложенный вариант заключается в трансформации исходной расчетной схемы фундамента на насыпных грунтах в вариант с песчаной подушкой и «погребенным» слоем слабого грунта. Исследование учитывает вклад подошвы ленточного фундамента в развитие напряжений в грунтовой толще. Технология устройства свай, обусловливающая их включение в работу с помощью стабилизирующих винтовых систем, обеспечивает надежную совместную работу ленточного фундамента и свай, минимизируя возможные осадки [15]. Расчетная величина последних составила 6,5 см, что с некоторым запасом укладывается в требования для зданий рассматриваемой конструктивной схемы. Прогнозируется, что 70% от общей осадки будет реализовано на первом этапе возведения здания. На втором этапе, за счет технологии включения свай в работу на 90 % на завершающем этапе вдавливания, возможные осадки минимизируются. В целом расчетные осадки не превысили 10,0 см.

Таким образом, вариант комплексного фундамента, включающего устройство песчаной подушки над насыпным слоем, ленточный фундамент с консолями и составные сваи вдавливания, позволил исключить применение длинных составных свай с лидерным бурением. Предложенный вариант фундамента на комбинированном основании позволил значительно уменьшить сметную стоимость устройства по сравнению с вариантом из составных свай.

Библиографический список

1. Хрянина О.В., Белый А.А. РАЦИОНАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЯ В СЛОЖНЫХ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Г. ПЕНЗЫ. Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3-2 (47). С. 36-41.

2. Чичкин А.Ф., Хрянина О.В. РЕКОНСТРУКЦИЯ СООРУЖЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ПЕРЕПЛАНИРОВКИ И НАДСТРОЙКИ. Моделирование и механика конструкций. 2016. № 3. С. 18.

3. Золотов С.Н., Кошкина Н.В., Хрянина О.В. ПРОБЛЕМЫ РЕКОНСТРУКЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ. Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3-2 (47). С. 13-15.

4. Gil'man Ya.D., GlukhovV.S.WEDGE-SHAPED PILES AS FOUNDATIONS FOR SPACE-FRAME BUILDINGS. Soil Mechanics and Foundation Engineering. 1982. Т. 19. № 4. С. 136-140.

5. Крутов В.И., Когай В.К., Глухов В.С. СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ ИЗ НАБИВНЫХ СВАЙ В ПРОБИТЫХ СКВАЖИНАХ. Основания, фундаменты и механика грунтов. 2010. № 2. С. 10-14.

6. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. МОДЕРНИЗАЦИЯ МЕТОДА РАСЧЕТА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ В ПРОБИТЫХ СКВАЖИНАХ С УШИРЕНИЕМ. Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3-1 (47). С. 91-95.

7. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УШИРЕНИЯ СВАЙ В ПРОБИТЫХ СКВАЖИНАХ НА ОСАДКУ. Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5-2 (38). С. 351a-354.

8. Горынин А.С., Кошкина Н.В., Хрянина О.В. ГЕОЛОГИЯ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА НА КОРЕННЫХ ГЛИНАХ ПОВОЛЖЬЯ. Вестник магистратуры. 2014. № 11-1 (38). С. 42-44.

9. Горынин А.С., Кошкина Н.В., Хрянина О.В. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ГРУНТОВ МЕЛОВОГО ПЕРИОДА ЦЕНТРА РУССКОЙ РАВНИНЫ. Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3-1 (47). С. 76-80.

10. Пономарева Т.В., Кошкина Н.В., Хрянина О.В. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА НА КОРЕННЫХ ГЛИНАХ. Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3-2 (47). С. 109-116.

11. Глухов В.С., Галова Ю.С., Дубова И.В. ВДАВЛИВАНИЕ СВАЙ С НАГОЛОВНИКОМ. В сборнике: Актуальные проблемы современного фундаментостроения с учетом энергосберергающих технологий: материалы IV Международной научно-практической конференции Пенза: Изд-во ПГУАС, 2014. С. 29-32.

12. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. СВАЙНО-ПЛИТНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ НА КОМБИНИРОВАННОМ ОСНОВАНИИ. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2014. № 2. С. 229-237.

13. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ФУНДАМЕНТОВ В ВЫТРАМБОВАННЫХ КОТЛОВАНАХ НА КОМБИНИРОВАННОМ ГРУНТОВОМ ОСНОВАНИИ. Современные научные исследования и инновации. 2015. № 5-1 (49). С. 138-143.

14. Крутов В.И., Когай В.К., Глухов В.С. УЧЕТ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ ПРИ РАСЧЕТЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ. В сборнике: Геотехнические проблемы мегаполисов Труды международной конференции по геотехнике “Развитие городов и геотехническое строительство”. Международное общество по механике грунтов и геотехническому строительству, Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений имени Н.М. Герсеванова, НПО “Геореконструкция-Фундаментпроект”. 2010. С. 1385-1388.

15. Глухова М.В., Глухов В.С., Хрянина О.В. ВЗАИМОВЛИЯНИЕ ПЛИТНОГО РОСТВЕРКА И СВАЙ НА ОСАДКУ ЗДАНИЯ. Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3-2 (47). С. 58-62.

Размещено на Allbest.ru