Расчет многорядных свайных противооползневых сооружений
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
Публикации по теме диссертации
В изданиях, рекомендованных ВАК РФ
- 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
- 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.
- 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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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
- 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.
- 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.
- 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
- 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.
- 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.
- 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
- Суворов, М.А. Особенности проектирования и строительства на оползневых территориях / Готман А.Л., Суворов М.А. // Бюллетень строительного комплекса республики Башкортостан.- Уфа, 2009.
- 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.
- 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»