Маршалка, Андрей Юрьевич. Совершенствование метода проектирования свайно-плитных фундаментов из буроинъекционных свай : на примере песчаных и глинистых грунтов Краснодарского края

Краткое описание

Маршалка, Андрей Юрьевич. Совершенствование метода проектирования свайно-плитных фундаментов из буроинъекционных свай : на примере песчаных и глинистых грунтов Краснодарского края : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.02 / Маршалка Андрей Юрьевич; [Место защиты: Волгогр. гос. архитектурно-строит. ун-т].- Краснодар, 2013.- 149 с.: ил. РГБ ОД, 61 14-5/970

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
04201452095
МАРШАЛКА АНДРЕИ ЮРЬЕВИЧ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СВАЙНО-ПЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ИЗ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ
(НА ПРИМЕРЕ ПЕСЧАНЫХ И ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ
КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ)
05.23.2 - Основания и фундаменты, подземные сооружения
Диссертация
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Мариничев Максим Борисович
Краснодар 2013 
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ СВАЙНО-ПЛИТНЫХ
ФУНДАМЕНТОВ 12
1.1 Особенности технологии устройства буроинъекционных свай 12
1.2 Оценка взаимодействия свай с грунтом при различном их
расположении (одиночном, кустовом и в виде свайного поля) 16
1.3 Существующие методы расчета и конструирования свайно¬плитных фундаментов 22
1.4 Опыт строительства свайно-плитных фундаментов 29
1.5 Основные задачи исследований 32
2 ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ
НАТУРНЫХ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ В ПЕСЧАНЫХ, ГЛИНИСТЫХ ГРУНТАХ И СОВЕРШЕНСТОВАНИЕ МЕТОДА ОЦЕНКИ ИХ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ 33
2.1 Выбор критерия оценки несущей способности натурных свай 33
2.2 Инженерно-геологические условия площадок строительства,
использованных при устройстве буроинъекционных свай 37
2.3 Методика проведения полевых испытаний натурных буроинъекционных свай на статическую вдавливающую
нагрузку 43
2.4 Результаты полевых испытаний натурных буроинъекционных
свай в песчаных, глинистых грунтах и оценка их несущей способности 45
2.4.1 Выборка результатов и условное разделение их на группы 45
2.4.2 Статистическая обработка результатов испытаний и их
анализ 47
2.5 Численное моделирование работы буроинъекционных свай для
оценки их несущей способности 53
2.5.1 Обоснование выбора программного комплекса и параметров
расчетной модели 53
2.5.2 Результаты численного моделирования поведения
одиночных буроинъекционных свай в песчаных и
глинистых грунтах 56
2.6 Совершенствование метода оценки несущей способности
буроинъекционных свай в песчаных и глинистых грунтах 59
2.7 Выводы по главе 2 60
з
З СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАЙНО-ПЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ПЕСЧАНЫХ И ГЛИНИСТЫХ ГРУНТАХ 61
3.1 Конструктивные, геометрические параметры свайно-плитных
фундаментов и их использование при проектировании 61
3.2 Влияние жесткости фундаментной плиты на деформации
грунтов основания 62
3.3 Оценка перемещений буроинъекционных свай при различной
жесткости надземных строительных конструкций 65
3.4 Выбор геометрических параметров при размещении
буроинъекционных свай в составе свайно-плитных фундаментов 72
3.4.1 Выбор диаметра буроинъекционных свай 72
3.4.2 Выбор расстояния между буроинъекционными сваями и
оценка его влияния на работу свайно-плитных фундаментов 74
3.5 Критерий оценки эффективности работы свайно-плитных
фундаментов на песчаных и глинистых грунтах 76
3.6 Совершенствование метода расчета и конструирования свайно¬плитных фундаментов на песчаных и глинистых грунтах 77
фундамента 77
3.6.2 Последовательность проектирования свайно-плитных фундаментов из буроинъекционных свай для зданий и
сооружений 85
3.7 Выводы по главе 3 87
4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ «CPRF-CFA» ДЛЯ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ СВАЙНО-ПЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ПЕСЧАНЫХ И ГЛИНИСТЫХ ГРУНТАХ И ИХ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ 89
4.1 Общие сведения о разработанной программе 89
4.2 Элементы управления программы, параметры ввода исходных
данных 90
4.2.1 Определение поправочных коэффициентов для прогнозирования несущей способности буроинъекционных
свай 90
4.2.2 Модуль ввода исходных данных и расчета несущей
способности свай 91
4.2.3 Модуль расчета параметров свайно-плитных фундаментов 95
4.3 Пример определения параметров свайно-плитного фундамента
из буроинъекционных свай 96
4.4 Выводы по главе 4 98
5 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И НАПРАВЛЕНИЯ ИХ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ 99
5.1 Внедрение результатов исследований при проектировании
свайно-плитных фундаментов на реальных объектах Краснодарского края 99
5.1.1 Выбор фундаментной конструкции здания при сложном
напластовании грунтов основания 100
5.1.2 Назначение требуемой несущей способности свай в составе
свайно-плитных фундаментов за счет обеспечения их сопротивления по боковой поверхности 1 1 1
5.1.3 Разработка конструктивного решения свайно-плитного
фундамента здания при строительстве в стесненных городских условиях 118
5.2 Направления дальнейшего развития исследований 126
5.3 Выводы по главе 5 127
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 128
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 130
ПРИЛОЖЕНИЕ А 145
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 146
ПРИЛОЖЕНИЕ В 147
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 148
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 149

Список литературы

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
1. В результате обобщения полевых испытаний натурных буро¬инъекционных свай (диаметром от 250 до 720 мм и длиной до 35 м) собрана база данных, позволяющая анализировать и сопоставлять фактические данные с рас¬четными. Для этого проведено их условное разделение по диаметрам свай: Первая группа - сваи малого диаметра (250-350 мм) и вторая - сваи большого диаметра (свыше 350 мм).
2. Для выполненных полевых испытаний проведено численное модели¬рование работы буроинъекционных свай в программных комплексах Plaxis 2d и Midas GTS, аналитические расчеты их несущей способности и осадки от действия вертикальной нагрузки. В ходе статистической обработки экспериментальных и теоретических данных и сопоставительного анализа установлены поправочные коэффициенты, рекомендованные для прогнозирования несущей способности бу¬роинъекционных свай, которые характерны для выделенных групп в зависимости от диаметра свай.
3. На основании использования программного комплекса Midas GTS и упругопластической модели грунта Кулона — Мора, установлено наиболее эффек¬тивное расстояние между сваями в свайно-плитном фундаменте на песчаных и глинистых грунтах. Эти данные базируются на расчетах абсолютных и неравно-мерных деформаций. При проектировании свайно-плитных фундаментов предла¬гается выделять расчетные зоны в плане фундаментов для выбора их основных геометрических параметров. Это позволяет значительно снизить материалоем¬кость фундаментов при обеспечении требований расчета оснований по предель¬ным состояниям.
4. Предложен количественный критерий оценки эффективности работы свайно-плитного фундамента в песчаных и глинистых грунтах, позволяющий вы¬явить удельную несущую способность буроинъекционных свай для разных его конструктивных решений.
5. Усовершенствован метод проектирования свайно-плитных фундамен¬тов на песчаных и глинистых грунтах, основанный на прогнозировании несущей способности буроинъекционных свай и выделении расчетных зон в плане фунда¬мента для их размещения Этот метод позволяет подобрать такие значения пара-метров свайно-плитных фундаментов, при которых достигается максимальная эффективность их работы (максимальная удельная несущая способность).
6. Разработана программа для ЭВМ «CPRF-CFA», с помощью которой выбираются параметры свайно-плитных фундаментов, устраиваемых из буроинъ¬екционных свай по предлагаемому методу проектирования. Программа позволяет значительно сократить сроки проектирования по предлагаемому методу.
Результаты исследований внедрены в практику строительства на ряде объектов Краснодарского края, где реализованы свайно-плитные фундаменты с использованием буроинъекционных свай. В итоге применения предлагаемого ме¬тода проектирования получено значительное снижение затрат на устройство свайно-плитных фундаментов