Расчет многорядных свайных противооползневых сооружений

1. Анализ существующих расчетных методов для расчета свайных однорядных и многорядных противооползневых сооружений показал, что в значительной части этих методов приняты идеализированные расчетные схемы. Оползневая нагрузка на сваю принимается в виде сосредоточенной силы на высоте 1/3 оползневого массива, что не соответствует фактической схеме действия нагрузки. В части методов также принимается, что вся оползневая нагрузка приложена только к первому ряду свай. Методы не позволяют учесть возможную многослойность и неоднородность основания.
2. По результатам экспериментального исследования НДС многорядных свайных противооползневых сооружений со свободной головой в несвязных грунтах при воздействии на них оползневого давления грунта на моделях установлено следующее:

• Свая в составе противооползневого сооружения работает как изогнутый от давления грунта стержень, упруго защемленный как в сдвигаемый массив грунта (верхняя часть сваи), так в неподвижный грунт на некотором расстоянии ниже поверхности скольжения (нижняя часть сваи).
• Перемещения моделей свай в различных рядах даже при отсутствии объединяющего их ростверка являются практически одинаковыми. Разница перемещений в однорядных и двухрядных схемах составляет до 2-6%, в трехрядных схемах - до 10-16%. Значения изгибающих моментов в сваях разных рядов отличаются между собой не более, чем на 10-15%. В целом, можно с достаточной для инженерной практики точностью принять распределение нагрузки между рядами равномерным.
• В несвязных грунтах наиболее эффективным противооползневым сооружением в расчете на 1 сваю являются двухрядные сооружения с шагом свай 4d.
• Для однорядных свайных противооползневых сооружений в несвязных грунтах наиболее эффективными будет шаг свай 2d.

3. По результатам полевых испытаний натурных буронабивных свай 1200 мм на горизонтальную нагрузку был уточнен коэффициент пропорциональности для уфимских глин, который рекомендуется принимать равным К=100 МН/м4. Установлено, что для длинных свай большого диаметра целесообразно принять расчетную схему грунтового основания, в котором работают сваи, в виде многослойной среды.
4. На основании результатов экспериментальных исследований свайных многорядных противооползневых сооружений построена их расчетная схема и разработан метод их расчета на оползневое давление грунта.

В расчетной схеме принято:

- оползневое давление действует на ростверк и непосредственно на стволы свай в виде распределенной по глубине нагрузки; нагрузка принимается равномерно распределенной между всеми рядами свай;

- глубина поверхности скольжения может приниматься различной для каждого ряда свай;

- грунтовое основание ниже поверхности скольжения принято как линейно-деформируемое основание Фусса-Винклера, многослойное, с постоянным в пределах каждого слоя коэффициентом постели.

5. Метод расчета позволяет определять перемещение U и угол поворота свай , усилия М и Q в заделке свай в ростверк, и усилия по длине свай Мz и Qz.

Для повышения точности метода расчетов предложено использовать метод расчета свай на горизонтальную нагрузку в многослойном основании с использованием МКЭ в стержневой аналогии.

6. В результате сопоставления с из­вестными работами, результатами натурных экспериментов и практикой проектирования подтверждена корректность выбранной расчетной схемы и метода расчета. Показано, что предлагаемый метод позволяет осуществлять проектирование многорядных свайных противооползневых сооружений более экономично и менее материалоемко по сравнению с известными методами.
7. Разработаны практические рекомендации и методика проектирования многорядных свайных противооползневых сооружений. Предложенная методика была использована при проектировании ин­женерной защиты на ряде ответственных объектов, возводимых на оползнеопасных площадках. Результаты экспериментальных исследований и успешное внедрение результатов диссертационной работы в практику строительства позволяют рекомендовать предлагаемый метод расчетов к практическому применению.

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Суворов, М.А. Исследование особенностей расчета противооползневых многорядных свайных сооружений / М.А. Суворов // Вестник гражданских инженеров, №2 (19), 2009. – СПбГАСУ, Санкт-Петербург -2009.- С.142-145

В других изданиях

2. Суворов, М.А. Расчет буронабивных свай как противооползневой конструкции / А.Л. Готман, М.А. Суворов // в кн. Проблемы строительного комплекса России. Материалы VII межд. научно-технической конф. при VII межд. специализированной выставке «Строительство, коммунальное хоз-во..-2003».- изд-во УГНТУ, 2003.
3. Суворов, М.А. Противооползневые конструкции из буронабивных свай при глубоком сдвиге / А.Л. Готман, Ю.М. Шеменков, М.А. Суворов, Г.Г. Бахтияров // Городские агломерации на оползневых территориях: Материалы межд. научной конф. 15-17 октября 2003 г., Волгоград.-/ ВолгГАСА.-Волгоград, 2003.- С.91-96
4. Суворов, М.А. К вопросу обоснования расчетных схем свайных противооползневых сооружений / М.А. Суворов // в кн. Проблемы строительного комплекса России. Материалы VIII межд. научно-технической конф. при VIII межд. выставке «Строительство, коммунальное хоз-во..-2004».- изд-во УГНТУ, 2004.
5. Суворов, М.А. Проблемы расчета свайных противооползневых сооружений / М.А. Суворов // Строительство, архитектура, теория и практика. Тезисы докладов.- Изд-во ПГТУ.- Пермь, 2005.- С.44-45.
6. Суворов, М.А. Проблемы рационального освоения оползнеопасных территорий в городской застройке / А.Л.Готман, М.А. Суворов // Труды межд. научно-технической конф. «Проблемы механики грунтов и фундаментостроения в сложных грунтовых условиях», т. 2. –Уфа, 2006.
7. Суворов, М.А. Противооползневые свайные конструкции / А.Л. Готман, М.А. Суворов // Геотехнические и эксплуатационные проблемы нефтегазовой отрасли: Материалы научно-техн. конференции.- Тюмень.- ТюмГНТУ, 2007.- С. 25-30
8. Суворов, М.А. Геотехнические проблемы при проектировании дома Дружбы Народов в г. Уфе на площадке со сложными грунтовыми условиями / А.Л. Готман, М.А. Суворов // Тр. межд. конф. «Геотехнические проблемы XXI века в строительстве зданий и сооружений». - ПГТУ. – Пермь, 2007.- С.106-112.
9. Суворов М.А. Противооползневые многорядные конструкции из свай / А.Л. Готман, М.А. Суворов // Материалы межд. научн. техн. конф. «Геотехнические проблемы строительства, реконструкции и восстановления надежности зданий и сооружений».- ЛГТУ. - Липецк, 2007.
10. Суворов, М.А. Расчет противооползневых ленточных многорядных свайных сооружений / А.Л. Готман, М.А. Суворов // Строительные конструкции. Сборник научных трудов по механике грунтов и фундаментостроению. г. Киев -2008. –с.208-220
11. Суворов, М.А. Результаты статических испытаний буронабивных свай / А.Л. Готман, М.А. Суворов, Г.Г.Бахтияров // Сб. научных трудов.-Труды БашНИИстроя, вып.76. г. Уфа – 2008.
12. Суворов, М.А. Расчет многорядных свайных сооружений на оползневое давление грунта /Готман А.Л., Суворов М.А.// Сб. научных трудов.-Труды БашНИИстроя, вып.76. г. Уфа – 2008.
13. Суворов М.А. Экспериментально-теоретические исследования работы ленточных многорядных свайных сооружений на оползневое давление грунта / Готман А.Л., Суворов М.А. // СПГАСУ, С Петербург, 2008
14. Суворов, М.А. Особенности проектирования и строительства на оползневых территориях / Готман А.Л., Суворов М.А. // Бюллетень строительного комплекса республики Башкортостан.- Уфа, 2009.
15. Suvorov, M. A. Behaviour of Many Row Pile Landslide Protection Structure under Deep Shear / A.L. Gotman, M.A.Suvorov // Alexandrie, Egipt, 2009, pp.2571-2576.
16. Suvorov, M. A. Сalculation of features of many row pile landslide protection structures / A.L. Gotman, M.A.Suvorov // Abstract volume sixth International Conference on Case histories in Geotechnical Engineering/ Arlington, VA (USA).–August 11-16, 2008., p.2.09

Суворов Максим Александрович

Расчет многорядных свайных

противооползневых сооружений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Подписано в печать 20.05..2010 г.

Набор компьютерный. Усл. печ. л. 1,2

Тираж 90 экз.

Отпечатано с авторского макета типографией

ГУП института «БашНИИстрой»