Суворов Максим Александрович РАСЧЕТ МНОГОРЯДНЫХ СВАЙНЫХ ПРОТИВООПОЛЗНЕВЫХ СООРУЖЕНИЙ

Краткое содержание

Во введении обоснована актуальность проблемы, изложены цель, задачи и методы исследований, научная и практическая ценность работы, отмечена научная новизна работы, даны ее общие характеристики.
В первой главе выполнен обзор существующих методов расчета ус¬тойчивости склонов и определения оползневого давления, рассмотрены методы расчета свайных противооползневых сооружений и методы расчета свайных сооружений на горизонтальную нагрузку.
Предпосылкой к расчету противооползневых свайных сооружений всегда является расчет устойчивости склона, и, как следствие этого расчета -определение величины оползневого давления Е0„.
Проблемам устойчивости склонов и стабилизации оползневых под¬вижек посвящены труды отечественных и зарубежных ученых: С.К.Абрамова, С.М.Алейникова, А.А.Бартоломея, А.Н.Богомолова, АЛБудина, Л.К.Гинзбурга, Н.М.Гольдштейна, А.Л.Готмана, Э.М.Доброва, А.М.Дранникова, Е.П.Емельяновой, Ю.К.Зарецкого, Г.С.Золотарева, Н.Н.Маслова, С.И.Мация, Г.Д.Недри, А.П.Павлова, Г.П.Постоева, Ф.П.Саваренского, В.В.Соколовского, Ю.И.Соловьева, Л.Р.Ставницера, З.Г.Тер-Мартиросяна, И.О.Тихвинского, В.Г.Федоровского, Г.Л.Фисенко, В.К.Цветкова, К.Ш.Шадунца, В.М.Шапиро, Г.М.Шахунянца, В.Б.Швец, А.В.Школа, Т.Адаши, К.Виджиани, Т.Ито, М.Кимуры, Т.Мацуи, Х.Г.Паулоса, К.Терцаги, Р.Хеннеса и др.

7
Разрушение противооползневого свайного сооружения и укрепляе¬мого им грунта может произойти в результате разрушения свай при превышении предельного сопротивления их сечения срезу или изгибу, сдвига (просачивания) грунта между элементами или над удерживающей конструк¬цией, разрушения грунтового основания, в которое заделаны сваи. При проектировании противооползневых свайных сооружений следует выполнять их расчеты по всем вышеуказанным случаям. Однако наименее изученными из этих вопросов является расчет сопротивления многорядных свайных сооружений горизонтальным оползневым нагрузкам.
Особенностью работы свайных противооползневых сооружений яв¬ляется то, что при сдвиге оползающий массив грунта оказывает горизонталь¬ное давление не только на ростверк, но и на сваи. Здесь горизонтальная нагрузка Н действует от оползающего грунта непосредственно на стволы свай, а вертикальная нагрузка N и изгибающий момент М отсутствуют либо крайне незначительны.
Анализ существующих расчетных методов для расчета свайных од¬норядных и многорядных противооползневых сооружений показал, что в значительной их части приняты идеализированные расчетные схемы либо имеется много необоснованных допущений.
Для противооползневых свайных сооружениях, работающих на «глубокий» сдвиг, применяются, как правило, буронабивные сваи большого диаметра и большой длины с тем, чтобы ствол сваи ниже поверхности скольжения обеспечил сопротивление действию горизонтальной нагрузки от давления оползающего массива грунта. В этом случае ствол сваи включается в работу на большую глубину, следовательно, в расчетной схеме следует учесть возможную неоднородность основания по глубине.
В целом, на основании анализа публикаций по вопросам устойчиво¬сти склонов и откосов, расчета многорядных свайных противооползневых сооружений, а также распределения оползневого давления между рядами свай и расчета свайных сооружений на горизонтальную нагрузку поставлены основные задачи исследований.
Во второй главе рассмотрены теоретические предпосылки расчета многорядных противооползневых сооружений и определены направления экспериментальных исследований.
В первой главе было показано, что проблема расчета многорядных свайных сооружений на горизонтальную оползневую нагрузку в первую очередь представляет собой решение задачи обоснования выбора модели противооползневого сооружения и составление расчетной схемы.
По результатам анализа существующих методов расчета предвари¬тельно предлагается расчетная схема многорядного свайного противоополз¬невого сооружения, основные положения которой заключаются в следую¬щем:

8
S свая в оползневом массиве рассматривается как изогнутый от давления грунта стержень, верхний конец которого жестко защемлен в ростверк, а нижний конец упруго защемлен в уровне поверхности скольже¬ния оползающего массива грунта;
■S свая ниже поверхности скольжения в пределах несмещающего-ся массива коренных грунтов рассматривается как гибкая балка на упругом основании;
S грунт, окружающий сваи, принимается как упругое основание Фусса-Винклера в виде линейно-деформируемой многослойной среды с постоянным в пределах каждого отдельного слоя грунтов коэффициентом постели;
S оползневая нагрузка действует непосредственно на стволы свай и распределена по некоторому закону по длине ствола сваи в пределах всей толщины оползающего массива грунта.
S целесообразно оползневое давление принять равномерно распре¬деленным между рядами свай, если это будет подтверждено эксперименталь¬но.
В третьей главе представлены результаты экспериментальных ис-следований многорядных свайных противооползневых сооружений на моделях, а также результаты натурных испытаний буронабивных свай на горизонтальную нагрузку.
Для обоснования расчетной схемы необходимо экспериментально решить следующие задачи:
• изучить особенности поведения сваи в составе многорядного свайного противооползневого сооружения в грунте при воздействии оползневого давления;
• уточнить распределение оползневого давления между рядами свай в зависимости от конфигурации противооползневого сооружения (количества рядов, шага свай, шага рядов);
• получить качественную и количественную картину работы свай в многорядных свайных противооползневых сооружениях в зависимости от шага свай в ряду и шага рядов свай с выявлением наиболее эффективных свайных сооружений.
Схема проведения модельных испытаний свайных противооползне¬вых сооружений приведена на рисунке 1.
Испытания моделей производились в лотках с мелкозернистым пес¬ком однородной крупности с влажностью 4-6%, у=\6,6 кН/м3, с=0, <р=28-32°, £=18-20 МПа. Песок укладывался в лотки слоями толщиной 10 см с послойной трамбовкой.