УДК 624.15

ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ НА КОМБИНИРОВАННОМ ОСНОВАНИИ

Глухов Вячеслав Сергеевич1, Хрянина Ольга Викторовна2, Глухова Светлана Вячеславовна3
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры геотехники и дорожного строительства
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры геотехники и дорожного строительства
3Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент кафедры геотехники и дорожного строительства

Аннотация
В статье рассматривается вариант ленточного фундамента с промежуточной подготовкой на комбинированном основании. Данный вариант включает устройство песчаной подушки, набивной сваи с уширением и ленточного фундамента на промежуточной подготовке. Выполнен расчет по деформациям свай и ленточного фундамента с учетом взаимовлияния. Распределение нагрузок, воспринимаемых ленточным фундаментом и сваями принято 50/50. Результаты исследований рекомендуются к использованию в аналогичных грунтовых условиях.

Ключевые слова: комбинированное основание, ленточный фундамент, набивные сваи, песчаная подушка, промежуточная подготовка, уширение из щебня


STRIP FOUNDATION ON THE BASIS OF COMBINED

Glukhov Vyacheslav Sergeevich1, Hryanina Olga Viktorovna2, Glukhova Svetlana Vyacheslavovna3
1Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Assistant professor of department of Geotechnics and Road Construction
2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Assistant professor of department of Geotechnics and Road Construction
3Penza State University of Architecture and Construction, Student of department of Geotechnics and Road Construction

Abstract
This article discusses option strip foundation with intermediate training on a combined basis. This option includes a device sand pillows, stuffed with piles broadening and strip foundation at the intermediate training. The calculation of the deformations of piles and strip foundation based on mutual influence. distribution of loads, perceived by strip foundations and piles is accepted of 50/50. The results of studies are recommended for use in similar ground conditions.

Keywords: broadening of the rubble, combined basis, intermediate training, sand pillow, strip foundation, stuffed piles


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова С.В. Ленточный фундамент на комбинированном основании // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/12/75444 (дата обращения: 02.06.2017).

Площадка строительства 10-этажного жилого дома в микрорайоне Арбеково г. Пензы представляет собой весьма сложное напластование грунтов. В геологическом строении участка до разведанной глубины 25,0 м принимают участие нерасчлененные четвертичные делювиально-аллювиальные (d-aQ) глины и суглинки, подстилаемые коренными отложениями маастрихтского яруса верхнего отдела меловой системы (К2m) [1, 2, 3]. С поверхности эти отложения перекрыты современным насыпным грунтом (tQIV) и почвенно-растительным слоем (pdQIV).

Подземные воды вскрыты на глубине 2,4÷2,6 м от поверхности.

Показатели физико-механических свойств грунтов приведены в таблице.

Таблица 1 ‒ Основные расчетные значения физико-механических свойств грунтов

№ инженерно-геологического элемента

Показатель текучести IL, д. ед.

Модуль деформации Е, МПа

Угол внутреннего трения φ, град

Удельное сцепление с, кПа

ИГЭ-3

глина d-aQ

0,34

11,0

19,0

34,0

ИГЭ-4

глина d-aQ

0,58

5,5

15,0

14,0

ИГЭ-5

суглинок d-aQ

0,62

6,0

17,0

14,0

ИГЭ-6

глина aQ

0,57

8,0

16,0

15,0

ИГЭ-7

глина d-aQ

0,30

11,0

20,0

39,0

ИГЭ-8

глина mK2

0,40

24,0

19,0

44,0

Как следует из характеристик грунтов определяющим показателем грунтового массива является достаточно низкий модуль деформаций Е=5,0÷9,0 МПа [4]. В данных грунтовых условиях, с учетом нагрузок на фундаменты от здания порядка 1000÷1150 кН/пм, в проекте приняты составные сваи общей длиной 17÷19 м. В качестве основного несущего слоя служит глина тугопластичная ИГЭ-7 с показателем текучести IL = 0,30 и модулем деформации Е = 11,0 МПа. Общее количество свай жилого дома по данному варианту составляет 2280 шт. Расчетная допускаемая нагрузка на сваю 500 кН. Сметная стоимость устройства свайного поля и ростверка оценивается в 58450,0 тыс. руб.

Авторами предложен альтернативный вариант ленточного фундамента с промежуточной подготовкой на комбинированном основании [5, 6]. Данный вариант включает устройство песчаной подушки, набивной сваи с уширением и ленточного фундамента на промежуточной подготовке. Устройство фундамента начинается с послойной отсыпки песчаной подушки с уплотнением. В качестве материала рекомендуется к применению песчано-гравийная смесь (ПГС). Далее выполняется устройство свай в пробитых скважинах СПС 6-50/1,0 длиной L = 6,0 м, с диаметрами ствола d = 0,5 м и уширением Dу = 1,0 м. В основу технологии устройства таких свай положен метод вытрамбовывания котлованов [7, 8, 9]. Пробивка скважин ведется с применением обсадной трубы. По мере достижения проектной отметки в скважину порциями втрамбовывается щебень до проектного объема. Несущая способность контролируется по величине отказа [10]. В процессе пробивки скважин и формирования уширения в окружающем грунте создается уплотнённая область основания с улучшенными строительными свойствами [11, 12, 13].

Следующий этап предполагает локальное доуплотнение буферного слоя песчаной подушки и устройство ленточного фундамента с консолями, так называемого фундамента с промежуточной подготовкой. Для включения консолей в работу предварительно отсыпается слой песчаного грунта толщиной h2 (Рис.1.)
Наличие консоли ведет к повышению расчетного сопротивления под подошвой промежуточной подготовки.


Рисунок 1. Расчетная схема для определения осадок:

1 – контур песчаной подушки;

2 – граница активной зоны сжатия;

3 – граница уплотненной области грунта

Указанное повышение обусловлено пригрузом грунта в уровне подошвы фундамента от давления под консолями. Данное давление Рк
не должно превышать расчетного сопротивления грунта под консолями, уменьшенного с учетом изменяемого коэффициента α  в зависимости от толщины промежуточной подготовки. Расчетное сопротивление песчаной подушки определяется по известной формуле СП 22.13330.2011, и за счет пригруза от консоли существенно возрастает. Указанное сопротивление может составлять 400÷600 кПа. При таком расчетном сопротивлении нагрузка, воспринимаемая ленточной частью фундамента в нашем случае, составляет 40÷50% при ширине подошвы 1,5÷2,0 м. Сравнительно небольшая ширина обуславливает приемлемую толщину песчаной подушки в пределах 1,0÷1,5 м. В конечном итоге последняя определяется по результатам проверки подстилающего слоя и определения расчетной осадки. В целом при определении деформации основания ленточного фундамента должно выполняться условия, что расчетная осадка ленточного фундамента не превышает предельно допускаемую осадку Sлф ≤ Su.

При проектировании указанного варианта комбинированного фундамента решалась главная задача – обеспечение требований расчета грунтового основания по деформациям. Расчет осадки свай и ленточного фундамента выполняется с учетом взаимовлияния.

Расчет свай ведется по двум группам предельных состояний. Несущая способность свай складывается из сопротивления грунта под уширением и вдоль боковой поверхности. С целью повышения несущей способности участок длины сваи, располагающейся в песчаной подушке, выполняется с наклонными гранями. Так как модуль деформации песчаной подушки в 2,0÷2,5 раза превышает модуль деформации глинистого грунта данной площадки, наличие наклонных граней вносит существенный вклад в несущую способность свай. В нашем случае важным считается, распределение нагрузок, воспринимающих ленточным фундаментом и сваями. Авторы приняли соотношение при распределении 50/50. Исходя из указанного, определяется шаг свай и их осадка.

Одним из условий выбора длины свай было исключение влияния эпюры вертикальных сжимающих давлений σгр от ленточного фундамента на зону активного сжатия грунта под уширением свай. В этом случае осадки ленточного фундамента и свай, по мнению авторов можно не суммировать. Рациональное проектирование в принятом варианте фундаментов сводится к стремлению удовлетворить условие Sлф ≈ S св ≤ Su . В нашем случае расчетные осадки запроектированного фундамента не превысили 150 мм. При этом несущая способность сваи Fd
составила 750 кН. Допускаемая нагрузка на ленточный фундамент 850 кН/п∙м. При этом шаг свай составлял 1,80÷2,00 м. Сметная стоимость устройства предполагаемого варианта фундамента практически на 20% меньше, чем по первоначальному проекту фундаментов из составных свай.

Для обеспечения надежности до начала работ проектом предусматривалось проведение статических испытаний четырех свай для различных участков здания. В процессе производства работ особое внимание уделялось дополнительному уплотнению песчаной подушки после устройства свай с целью обеспечения принятого в проекте модуля деформации песчаной подушки. Величина последнего принята Е = 25,0 МПа. После дополнительного уплотнения деформативность оценивалась по результатам выборочного статического зондирования, что позволяет при необходимости произвести доуплотнение песчаной подушки.

Главный вывод из проведенных исследований заключается в выполнении условий расчета фундамента по деформациям в результате учета работы большого объема грунтового основания и при этом расчетные осадки плиты и свай не суммируются.


Библиографический список
  1. Горынин А.С., Кошкина Н.В., Хрянина О.В. ГЕОЛОГИЯ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА НА КОРЕННЫХ ГЛИНАХ ПОВОЛЖЬЯВестник магистратуры. 2014. № 11-1 (38). С. 42-44.
  2. Горынин А.С., Кошкина Н.В., Хрянина О.В. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ГРУНТОВ МЕЛОВОГО ПЕРИОДА ЦЕНТРА РУССКОЙ РАВНИНЫСовременные научные исследования и инновации. 2015. № 3-1 (47). С. 76-80.
  3. Пономарева Т.В., Кошкина Н.В., Хрянина О.В. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА НА КОРЕННЫХ ГЛИНАХСовременные научные исследования и инновации. 2015. № 3-2 (47). С. 109-116.
  4. Хрянина О.В. ИЗМЕНЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ КОРЕННОГО ПЛАТА ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕОбразование и наука в современном мире. Инновации. 2016. № 6-2. С. 155-160.
  5. Чунюк Д.Ю., Курилин Н.О. АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ РАБОТЫ СИЛ ТРЕНИЯ ПО БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ВИСЯЧИХ СВАЙ, ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ КОМБИНИРОВАННЫХ СВАЙНО-ПЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВНаучное обозрение. 2016. № 8. С. 64-68.
  6. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. СВАЙНО-ПЛИТНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ НА КОМБИНИРОВАННОМ ОСНОВАНИИВестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2014. № 2. С. 229-237.
  7. Глухова М.В., Глухов В.С., Хрянина О.В. ВЗАИМОВЛИЯНИЕ ПЛИТНОГО РОСТВЕРКА И СВАЙ НА ОСАДКУ ЗДАНИЯСовременные научные исследования и инновации. 2015. № 3-2 (47). С. 58-62.
  8. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ФУНДАМЕНТОВ В ВЫТРАМБОВАННЫХ КОТЛОВАНАХ НА КОМБИНИРОВАННОМ ГРУНТОВОМ ОСНОВАНИИСовременные научные исследования и инновации. 2015. № 5-1 (49). С. 138-143.
  9. Крутов В.И., Когай В.К., Глухов В.С. УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТОВ ИЗ НАБИВНЫХ СВАЙ В ПРОБИТЫХ СКВАЖИНАХМеханизация строительства. 2010. № 6. С. 2-7.
  10. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. МОДЕРНИЗАЦИЯ МЕТОДА РАСЧЕТА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ В ПРОБИТЫХ СКВАЖИНАХ С УШИРЕНИЕМСовременные научные исследования и инновации. 2015. № 3-1 (47). С. 91-95.
  11. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УШИРЕНИЯ СВАЙ В ПРОБИТЫХ СКВАЖИНАХ НА ОСАДКУИзвестия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5-2 (38). С. 351a-354.
  12. Хрянина О.В., Харьков Д.П. Факторы, влияющие на несущую способность свай в пробитых скважинахСовременные научные исследования и инновации. 2015. № 6-1 (50). С. 114-120.
  13. Хрянина О.В., Астафьев М.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УШИРЕНИЯ И ДЛИНЫ ФУНДАМЕНТА В ВЫТРАМБОВАННОМ КОТЛОВАНЕ НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬСовременные научные исследования и инновации. 2015. № 6-2 (50). С. 64-70.


Все статьи автора «Хрянина Ольга Викторовна»


© 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: