УДК 624.154

ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ОСНОВАНИЯ

Глухов Вячеслав Сергеевич1, Галова Юлия Сергеевна2, Галов Алексей Сергеевич3, Грачева Юлия Вячеславовна4
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, заведующий кафедрой геотехники и дорожного строительства
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, ассистент кафедры геотехники и дорожного строительства
3Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, магистр кафедры геотехники и дорожного строительства
4Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры геотехники и дорожного строительства

Аннотация
При строительстве 16-этажного жилого дома №6 в VI микрорайоне Арбеково г. Пензы были проведены исследования комбинированного основания.

Ключевые слова: грунт, инженерно-геологические изыскания, статические испытания, фундамент на закрепленном основании


FIELD RESEARCHES OF THE COMBINED BASIS

Glukhov Vyacheslav Sergeyevich1, Galova Yulia Sergeyevna2, Galov Alexey Sergeyevich3, Gracheva Julia Vjacheslavovna4
1Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, head of the department of geotechnics and road construction
2Penza State University of Architecture and Construction, assistant to department of geotechnics and road construction
3Penza State University of Architecture and Construction, master of department of geotechnics and road construction
4Penza State University of Architecture and Construction, сandidate of Technical Sciences, associate professor of geotechnics and road construction

Abstract
At construction of a 16-storeyed house No. 6 in the VI residential district of Arbekovo of Penza researches of the combined basis were conducted.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Глухов В.С., Галова Ю.С., Галов А.С., Грачева Ю.В. Полевые исследования комбинированного основания // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/03/48096 (дата обращения: 02.06.2017).

При строительстве 16-этажного жилого дома №6 в VI микрорайоне Арбеково г. Пензы взамен составных призматических свай предложен вариант фундаментов на закрепленном основании. Закрепление грунта осуществлялось путем применения технологии раскатывания скважин с последующим заполнением скважин щебнем. Рассматриваемый объект расположен в юго-западной части микрорайона № 6 г. Пензы. Здание односекционное башенного типа имеет прямоугольную конфигурацию в плане с основными размерами в осях 19,38х25,72 м, с высту­пающими пилонами лоджий. 
Инженерно-геологические изыскания были проведены ОАО ПензТИСИЗ в соответствии с требованиями нормативных документов. В геоморфологиче­ском отношении участок располагается в пределах долины ручья. Рельеф уча­стка застройки практически ровный, с общим уклоном на восток. Физико-гео­логические процессы неблагоприятные и проявляются в заболачивании мест­ности во влажные периоды года в пониженных местах из-за затрудненного стока поверхностных вод. 
В геологическом строении площадки до разведанной глубины 42,0 м принимают уча­стие четвертичные аллювиальные отложения (aQ) и отложения маастихтского яруса верх­него отдела меловой системы (K2m), выветре­лые в верхней части. Коренные отложения представлены глиной темно-серой, слюдистой, местами маргелистой. Вскрытая мощность ко­ренных глин составляет 13,1 – 19,9 м. Подземные воды вскрыты на глубине 2,1-2,5 м. Несущий слой для рассматриваемого фунда­мента находится в слое ИГЭ-3: глина аллюви­альная, мягкопластичная с показателем текучести YL=0,56ч0,71, непросадочная, сред­непучинистая. 
Глина однородна по всем фи­зико-механическим характеристикам и залегает непосредственно под почвенно-расти­тельным слоем. Вскрытая мощность слоя 0,8-2,3 м.Нормативное значение модуля деформации для этого слоя – 5,5 МПа (рис.1).


Рис. 1. Характерный геологический разрез

Испытания велись с использованием круглого жесткого штампа площадью 20 000 см2. Проведено три статических испытания грунтового основания, закрепленного щебнем в раскатываемых скважинах. Для загружения использовался домкрат марки ДГ-200. Схема нагружения включала металлическую ферму, реперную систему, пригрузы и гидравлический домкрат ДГ-200. Контроль за перемещением осуществлялся с помощью двух прогибомеров с ценой деления 0,01 мм.
Испытание грунта штампом проводят для определения предельного сопротивления Ри и модуля деформации Е грунтового основания. В рассматриваемом случае основание подготовлено путем закрепления щебнем в раскатанных скважинах. Глубина закрепления щебнем составляет 4,5 м, диаметр 0,25 м.

Рис. 2. Схема плитного фундамента на закрепленном грунтово-щебенчатом основании.

Характеристики определялись по результатам нагружения грунта вертикальной нагрузкой с помощью штампа. Конструкция установки должна обеспечивать возможность нагружения штампа ступенями давления по 0,05 МПа, центрированную передачу нагрузки на штамп, постоянство давления нагрузки на штамп.


Рис. 3. Конструктивная схема установки испытания статической нагрузкой. Штамп №1
Рис. 4. Испытание статической нагрузкой. Штамп №1

Тип и площадь штампа мы назначили в зависимости от испытываемого грунта (табл.5.1 ГОСТ 20276-99). В данном случае испытания проводились жесткими штампами круглой формы диаметром около 1597 мм с плоской подошвой, площадью А=20000 см2=2,0 м2. Штампы №2 и №3 были заглублены на глубину 1,0 м.

 
  а)                                                                                       б)                                         

Рис. 5. Фрагменты схемы установки статической нагрузкой на глубине 1,0 м. Штампы №2 и №3

Нагружение производилось ступенями. Величина ступеней загружени­я – 50 кН. Переход к последующему этапу нагружения соверша­лось после достижения условной стабилизации осадки штампа. За крите­рий условной стабилизации деформации основания принимали скорость осадки штампа, не превышающую 0,1 мм за последние 2 часа наблюдения (время, указанное в табл. 5.2-5.4 [1]). 
При испытании глинистых грунтов, контроль за осадками осуществляемся через каждые 15 минут в течении первого часа, 30 мин в течении второго часа, далее через час до условной стабилизации деформации грунта. Для контроля перемещений штампа использовались два прогибомера (цена деления 0,01мм).
По полученным в ходе испытаний результатам построили график зависимости осадки штампов от давления.

Рис. 6. Графики зависимостей осадки S от нагрузки F штампов №1, №2 и №3

На основе анализа графиков (рис.6) определены значения модулей деформации. При статических испытаниях штампа №1 по осям «6-7» была достигнута средняя осадка 39,45 мм. Усилие в домкратах, составляет при этом 400 кН.
Как видно из графика в диапазоне нагрузок до 400 кН зависимость осадки от давления s = f (P) носит практически линейный характер. При указанной нагрузке давление под подошвой штампа составляет:

 (1)

где А – площадь подошвы штампа, равная 2,0 м2.
Осадка при давлении Р=200 кПа составляет 39,45 мм. Предельное сопротивление соответствует осадке 54,40 мм и составляет

.

Для линейного участка зависимости s = f (P) модуль деформации грунта определяется по формуле (5.2) [1]

 (2)

где γ - коэффициент Пуассона, для глин принимается равным 0,42;

Kp - коэффициент, принимаемый в зависимости от заглубления штампа и при h/D=0 равен 1,0;
K1 - коэффициент, принимаемый для жесткого круглого штампа равным 0,79м;

D- диаметр штампа равный 1,597 м;

ΔP- приращение давления под штампом в пределах линейной зависимости s = f (P) в диапазоне давлений от 0 до 200 кПа;
ΔS – приращение осадки, обусловленное изменением давления ΔP и равное 0,039 м.

Следовательно, по результатам данного нагружения модуль деформации составляет

По значению модуля деформации грунтовое основание на испытываемом участке следует отнести к повышенно сжимаемому.
По аналогии обработаны результаты штампов №2, №3 и внесены в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты испытаний штампов №2, №3
№ штампа
F,кН
А,м2
Р,кПа
Осадка приР, мм
Рu,кПа
Е, МПа
Вид грунта
1
400
2
200
39,45
225
5,3
повышенно сжимаемый
2
350
2
175
36,06
200
5,0
повышенно сжимаемый
3
300
2
150
25,34
225
5,6
повышенно сжимаемый

Осредненное значение модуля деформации грунта под штампом принимаем Е=5,3МПа.
По результатам трех испытаний принимаем наименьшее значение предельного сопротивления грунтового основания под штампом Ри = 200 кПа согласно п.5.7.2. [2] при расчете оснований по несущей способности давление под подошвой фундамента Р не должно превышать расчетно-допускаемого Рр.д.. Последнее определяется из формулы (5.27)

где с - коэффициент условий работы, принимаемый для глинистых грунтов равным 0,9;
n - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,15.
Следовательно:

Результаты проведенных статических испытаний позволяют сделать вывод, что улучшение (закрепление) слоя водонасыщенной мягкопластичной глины путем устройства скважин по технологии раскатывания с последую­щим заполнением скважин щебнем практически не дает эффекта. Наряду с низкими значениями модуля деформации весьма мало предельное сопро­тивление «закрепленного» слоя.


Библиографический список
  1. ГОСТ 20276-99. Межгосударственный стандарт. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости., М., 1999г.
  2. СНиП 20201-83*. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция. М., 2011 г.


Все статьи автора «Грачева Юлия Вячеславовна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: