авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Оценка статического влияния вновь возводимых плитных фундаментов на дополнительную осадку зданий в условиях плотной застройки (на примере г. перми)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КАЛОШИНА Светлана Валентиновна

ОЦЕНКА СТАТИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ

ВНОВЬ ВОЗВОДИМЫХ ПЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

НА ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ ОСАДКУ ЗДАНИЙ

В УСЛОВИЯХ ПЛОТНОЙ ЗАСТРОЙКИ

(НА ПРИМЕРЕ Г. ПЕРМИ)

05.23.02 – Основания и фундаменты, подземные сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт - Петербург 2011

Работа выполнена на кафедре строительного производства ГОУ ВПО «Пермский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Пономарев Андрей Будимирович

(Пермский государственный техниче -

ский универитет)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бронин Владимир Николаевич

(ООО «БЭ и СПР»)

кандидат технических наук

Матвеенко Геннадий Алексеевич

(строительная компания

«ПОДЗЕМСТРОЙРЕКОНСТРУКЦИЯ»)

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Защита состоится «26» апреля 2011 г. в 1430 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.223.01 при ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" по адресу: 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д.4, ауд. 219.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет".

Тел./Факс: (812) 316-58-72

Автореферат разослан « » марта 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

д.т.н. Ю.Н. Казаков

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В настоящее время проблема строительства в условиях плотной городской застройки становится все более актуальной. Развитие г. Перми, как и многих других крупных городов, происходит не только вширь, но и вглубь, без расширения границ за счет более рационального использования городских территорий. Подобная градостроительная политика позволяет существенно снизить затраты на развитие инженерно-транспортной инфраструктуры и повысить престижность преобразуемых комплексов зданий, однако при этом возникает ряд других проблем, связанных с обеспечением сохранности существующих зданий и сооружений.

Как показывает опыт, в результате нового строительства существующие здания могут получить недопустимые деформации, что делает непригодными их к дальнейшей эксплуатации. Безопасность ведения работ в стесненных условиях обусловлена целым рядом факторов. Одной из причин, приводящих к деформациям существующей застройки, является передача дополнительных нагрузок на грунтовое основание от веса вновь возводимого объекта, в результате чего существующее здание может получить ненормативную осадку и крен. Как правило, таким деформациям подвержены здания высотой до пяти этажей при строительстве рядом с ними высотных объектов. Если рассматривать застройку г. Перми, то значительную ее часть составляют пятиэтажные дома, построенные в 1950 - 1970 г.г. (до 70% от общего объема жилого фонда). Большинство из них имеют ленточные фундаменты мелкого заложения, тогда как новые высотные здания в центральных районах все чаще возводятся на плитных фундаментах, что связано со значительными проектными нагрузками и требованиями по недопустимости неравномерных осадок.

Настоящая работа посвящена изучению процесса получения дополнительных осадок существующим зданием, имеющим ленточный малозаглубленный фундамент, на этапе нагружения основания весом вновь возводимого объекта, построенном на плитном фундаменте. Актуальность данной темы объясняется также отсутствием региональных норм проектирования возведения зданий в стесненных условиях применительно к геологическим условиям г. Перми.

Целью диссертационной работы является разработка методики прогноза дополнительной осадки ленточного фундамента существующего здания от нагружения основания плитным фундаментом вновь возводимого объекта в инженерно-геологических условиях г. Перми.

Для достижения цели диссертационной работы были поставлены следующие задачи:

  1. Выявление наиболее значимых факторов строительства в условиях плотной застройки г. Перми.
  2. Определение основных типов грунтовых оснований, характерных для условий строительства г. Перми.
  3. Изучение закономерностей получения дополнительной осадки существующими зданиями с ленточными фундаментами от нагружения основания вновь возводимыми объектами с плитными фундаментами на основе экспериментальных исследований, расчетов по методике СНиП и численного моделирования.
  4. Разработка методики прогноза дополнительной осадки основания существующего ленточного фундамента с учетом влияния нового плитного фундамента.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- выявлены и обобщены основные типы грунтовых оснований для инженерно-геологических условий г. Перми;

- по результатам численного моделирования и расчетов по методике СНиП для различной глубины заложения вновь возводимого здания получены основные зависимости дополнительной осадки основания существующих зданий от расстояния между рассматриваемыми объектами и давления по подошве вновь возводимого здания;

- предложена методика расчета, реализованная в номограммах и поправочных коэффициентах, позволяющая спрогнозировать дополнительную осадку существующих зданий от установленных в работе факторов.

Методы исследования. Для решения поставленных задач выполнялись:

- модельные эксперименты в лотке;

- расчеты по методике СНиП 2.02.01–83* с использованием метода послойного суммирования дополнительных осадок основания существующих зданий при нагружении соседних площадей;

- численное моделирование влияния нового строительства на существующую застройку в программном комплексе PLAXIS-8.0;

- статистический анализ результатов численного моделирования;

- сопоставление данных натурных наблюдений с результатами расчетов.

Достоверность и обоснованность. Результаты, основные выводы и рекомендации, приведенные в диссертационной работе, базируются на основных теоретических положениях механики грунтов и теории упругости, а также подтверждены необходимым объемом исследований, обеспечивающим возможность статистической обработки результатов. При проведении экспериментов использовалась регистрирующая аппаратура, прошедшая поверку в органах стандартизации. Достоверность результатов исследования обеспечивается значительным количеством расчетов с помощью сертифицированных программ, используемых для решения задач в геотехнической практике.

Практическая значимость проведенного исследования состоит в разработанной методике прогноза дополнительной осадки основания существующих зданий с фундаментами мелкого заложения при строительстве рядом с ними высотных объектов на плитных фундаментах в инженерно-геологических условиях г. Перми.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в практику строительства группой организаций, входящих в некоммерческое партнерство «ЗАПАДУРАЛСТРОЙ». Диссертационная работа является частью научных исследований, проводимых на кафедре «Строительное производство» ПГТУ в рамках программ «Национальный исследовательский университет» и инновационно-образовательной программы «Образование» в 2006 – 2010 г.г. Полученные основные результаты работы использованы в Пермском государственном техническом университете при чтении лекций и ведении практических занятий для студентов строительного факультета и легли в основу изданного учебно-методического пособия «Технология строительного производства. Устройство фундаментов в условиях плотной городской застройки».

Личный вклад автора. Постановка проблемы, формулирование цели и всех задач, поиск их решения путем проведения численного моделирования и экспериментальных исследований, предложенная методика расчета и практические рекомендации, основные выводы выполнены лично автором.

На защиту выносятся:

  1. Результаты лабораторных и численных экспериментальных исследований влияния нагружения плитных фундаментов новых зданий на существующую застройку;
  2. Методика прогноза дополнительной осадки основания существующего ленточного фундамента от влияния нового плитного фундамента.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях молодых ученых 2006-2010гг. (ПГТУ, г. Пермь); 64-й всероссийской научной конференции «Научно-практические и теоретические проблемы геотехники» (Санкт-Петербург, 2007 г.); международной конференции «Геотехнические проблемы XXI века в строительстве зданий и сооружений» (Пермь, 2007 г.), межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы и задачи инженерно-строительных изысканий» (Пермь, 2008 г.), IV международной конференции по геотехнике «Городские агломерации на городских территориях» (Волгоград, 2008 г.), международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию строительного факультета ПГТУ (Пермь, 2009), 66-й всероссийской научной конференции по геотехнике «Актуальные вопросы инженерной геологии, механики грунтов и фундаментостроения» (Санкт-Петербург, 2010 г.), ХIVth Danube-European Conference on Geotechnical Engineering (Bratislava, Slovak Republic, 2010).

Основное содержание диссертационной работы отражено в 15 статьях, опубликованных в сборниках научных трудов и научных журналах, в том числе 4 статьях, опубликованных в изданиях из перечня ВАК РФ.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и 3 приложений. Общий объем диссертации составляет 185 страниц, включает 40 рисунков, 45 таблиц, список литературы из 124 наименований, в том числе 13 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой темы, приведены цели диссертационной работы, отмечена научная новизна и практическая ценность работы, а также основные положения, вынесенные на защиту.

В первой главе работы рассмотрено современное состояние вопроса возведения зданий в стесненных условиях, выполнен анализ существующих методов расчета осадок зданий и напряженно-деформированного состояния оснований.

В настоящее время в практике проектирования широко применяются следующие методы определения конечных осадок фундаментов: метод послойного суммирования, уточненный метод послойного суммирования, метод линейно-деформируемого слоя, метод эквивалентного слоя Н.А. Цытовича и др. Проблемой возникновения и оценки дополнительных осадок зданий и сооружений в разное время занимались В.Н. Бронин, В.П. Вершинин, Б.И. Далматов, Н.А. Ибадильдин, В.А. Ильичев, П.А. Коновалов, Р.А. Мангушев, Н.С. Никифорова, В.В. Семенюк-Ситников, В.Г. Симагин, Г.М. Скибин, С.Н. Сотников, В.М. Улицкий, А.Л. Четвериков, А.Г. Шашкин, R. Katzenbach, E. Schultze и другие. Большой вклад в теорию нелинейного деформирования грунтов внесли такие зарубежные исследователи как D.G.Drucker, R.M. Haythoruthwaite, J. Holubce, H.B. Poorooshasb, W. Prager, K.H. Roscoe, A.N. Sherbourue, R.T. Shield.

Установлено, что известные методы расчета конечных осадок зданий дают существенно различные результаты, что объясняется различием гипотез, заложенных в основу расчетной модели грунта.

Выделена одна из наиболее сложных геотехнических задач при возведении зданий в стесненных условиях – задача прогноза дополнительных деформаций существующих зданий на этапе нагружения основания весом вновь возводимого объекта. В работе в качестве существующего здания принято пятиэтажное здание, имеющее ленточный фундамент, в качестве вновь возводимого – здание с плитным фундаментом.

Обзор литературных данных по теме исследования позволили выделить наиболее значимые факторы строительства, оказывающие существенное влияние на величину дополнительной осадки основания существующих зданий. Сформулированы задачи дальнейших исследований.

Во второй главе приведены результаты анализа и обобщения данных инженерно-геологических условий г. Перми.

Выполнен литологический и геоморфологический анализ грунтов г. Перми. На основе изучения архивных данных изыскательских организаций выделено 9 основных литолого-генетических групп грунтов и два наиболее характерных для центральных районов г. Перми типа грунтового основания фундаментов зданий и сооружений (рис. 1). Первый тип представлен песком средней плотности ниже которого залегает гравийный грунт с песчаным заполнителем (I-III надпойменная терраса). Второй тип – суглинком от полутвердой до мягкопластичной консистенции и гравийным грунтом с песчаным заполнителем (IV надпойменная терраса). По каждому типу основания представлены осредненные значения физико-механических характеристик отдельных инженерно-геологических элементов (табл. 1, 2). Обозначены опасные геологические процессы, наблюдаемые на территории г. Перми.

Согласно выполненному анализу инженерно-геологических условий г. Перми и классификации по ГОСТ 25100-95 принято допущение, что средняя толща сжимаемых грунтов основания, представленных аллювиально-делювиальными отложениями, составила 12 м.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям влияния нового строительства на существующую застройку.

Основными задачами модельных экспериментов явились:

- исследование закономерности получения дополнительной осадки основания зданий (Sаd.s), построенных на ленточных фундаментах при строительстве рядом с ними высотных зданий на плитных фундаментах;

- исследование влияния расстояния L между существующим и вновь возводимым зданием на дополнительные осадки основания существующего здания;

- исследование закономерностей изменения дополнительной осадки существующего здания в зависимости от его этажности (давления, передаваемого по подошве фундамента существующего здания);

- исследование влияния изменения толщи сжимаемого грунтового основания Н на дополнительную осадку существующего здания;

- исследование влияния плотности грунтового основания на дополнительную осадку существующего здания.

а) б)

Рис. 1. Наиболее характерные для центральных районов г. Перми типы оснований: a – 1 тип основания (I-III надпойменная терраса);

б – 2 тип основания (IV надпойменная терраса)

Таблица 1

Осредненные значения физико-механических характеристик

инженерно-геологических элементов 1-го типа основания

Параметр ИГЭ-1. Песок средней плотности (e=0,65; h1=10 м) ИГЭ-2. Гравийный грунт с песчаным заполнителем (h2=2 м) ИГЭ-3. Аргиллит трещиноватый
средней крупности мелкий пылеватый
Плотность, г/см3 1,7 1,7 1,7 21 2,3
Модуль деформации, МПа 30 28 18 28 55
Удельное сцепление, кПа 1 1 4 1 100
Угол внутреннего трения, град 35 31 30 37 22

Таблица 2

Осредненные значения физико-механических характеристик

инженерно-геологических элементов 2-го типа основания

Параметр ИГЭ-1. Суглинок (e=0,85; h1=10 м) ИГЭ-2. Гравийный грунт с песчаным заполнителем (h2=2 м) ИГЭ-3. Аргиллит трещиноватый
полутвер-дый тугоплас-тичный мягко-пластич-ный
Плотность, г/см3 1,8 1,8 1,8 21 2,3
Модуль деформации, МПа 14 11 8 28 55
Удельное сцепление, кПа 22 18 16 1 100
Угол внутреннего трения, град 22 19 16 37 22


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.