Features of stabilization of soft soils at the base of emergency deformed buildings using finely powdered injection materials in low pressure mode

Abstract


At present, the strengthening of the soil base is often performed by high-pressure injection - injection of a solution under pressure that exceeds the structural strength of the soil (hydraulic fracturing mode). High-pressure injection makes it possible to successfully solve various geotechnical problems, but it has a number of disadvantages, first of all, the uncertainty of the shape and size of injection bodies created in the soil mass, as well as the impossibility of predicting the final deformation and strength characteristics necessary for design. It should be noted that directly from the production of injection works in the uncontrolled hydraulic fracturing mode, unpredictable technological deformations (rise followed by uneven settlement) of the Objects are observed, the base of which is stabilized, as a result of which crack formation processes in above-ground structures and fragmentary destruction of load-bearing elements develop. The article considers the possibility of solving the problem of predictable increase in the mechanical properties of stabilized soils on the example of a pilot production site in the central region of St. Petersburg. The proposed method makes it possible to ensure the absence of technological deformations from the production of injection works by using the author's kinematic scheme for the production of works and the use of modern solutions based on fine binders in the impregnation mode with an element of soil microfracture, that is, in the mode of controlled hydraulic fracturing at a reduced injection pressure of the injection solution.

Full Text

На сегодняшний день в практике геотехнического проектирования широко используются геотехнические модели нелинейного механического поведения грунтов с упрочнением (далее – модели) [1–5]. Подобные модели реализованы в современных конечноэлементарных программных комплексах (ПК) PLAXIS, MIDAS GTS NX, Z-Soil, Optum и др. Нормативные документы, хотя и предписывают выполнение расчетов оснований преимущественно с применением нелинейных моделей [6], однако государственные стандарты не могут в полном объеме регламентировать определение их параметров. Основная причина заключается в том, что современные модели, по сути, являются коммерческими продуктами разработчиков программного обеспечения [7]. В связи с этим методики определения параметров моделей описываются в стандартах организаций, одним из которых является СТО 36554501-067-2021 (далее – Стандарт). Стандарт организации устанавливает требования к определению параметров моделей, применяемых для геотехнических расчетов дисперсных грунтов с использованием геотехнических программных комплексов. Стандарт позволил систематизировать определение параметров моделей, а его применение повышает надежность геотехнических исследований и расчетов. Документ фактически является «мостиком» от инженера-изыскателя к инженеру-геотехнику. В настоящей статье приводятся особенности указанного Стандарта.

About the authors

F. N. Kalach

Saint-Petersburg State Architectural and Civil Engineering University

References

  1. Эффективность применения активных и пассивных методов защиты окружающей застройки в зоне влияния подземного строительства / В.А. Ильичев, Н.С. Никифорова, Ю.А. Готман, Е.Ю. Трофимов // Жилищное строительство. - 2015. - № 6. - С. 11-15.
  2. Мангушев Р.А., Никифорова Н.С. Технологические осадки зданий и сооружений в зоне влияния подземного строительства / под ред. Р.А. Мангушева. - М.: АСВ, 2017. - 168 с.
  3. Некоторые особенности технологии закрепления грунтов "манжетной" инъекцией с использованием микроцемента / Э.С. Аргал, В.М. Королев, О.Е. Смирнов, В.А. Ашихмен // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 2008. - № 1. - С. 25-28.
  4. Харченко И.Я., Алексеев С.В. Комбинированная цементация грунтов при освоении подземного пространства в условиях плотной городской застройки // Метро и тоннели. - 2013. - № 5. - С. 18-20.
  5. Ибрагимов М.Н., Семкин В.В., Шапошников А.В. Некоторые проблемы закрепления грунтов растворами из микроцементов // Academia. Архитектура и строительство. - 2016. - № 4. - C. 114-120.
  6. Калач Ф.Н. Оценка эффективности использования технологии инъекционного укрепления слабых грунтов в основании фундаментов мелкого заложения саморасширяющимися растворами // Construction and Geotechnics. - 2020. - Т. 11, № 2. - C. 62-77. doi: 10.15593/2224-9826/2020.2.06
  7. Фадеев А.Б., Мангушев Р.А. Проблемы уплотнительной застройки Санкт-Петербурга // Вестник гражданских инженеров. - 2005. - № 4(5). - С. 61-65.
  8. Викулин А.М., Щукина А.Б. Анализ проникающей способности инъекционных материалов на минеральной основе // Транспортное строительство. - 2017. - № 5. - С. 16-29.
  9. Баженова О.Ю., Баженова С.И., Баженов М.И. Исследования некоторых свойств цементов с тонкодисперсной добавкой // Молодой ученый. - 2013. - № 10. - С. 96-97.
  10. Харченко И.Я., Дмитриев В.В. Научно-техническое сопровождение реконструкции объекта "Мавзолей В.И. Ленина на Красной площади" в части усиления грунтов основания // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 2015. - № 1. - С. 2-7.
  11. Крамаренко В.В. О структурной прочности слабых грунтов и новых нормативных документах по определению характеристик их механических свойств // Известия Тульского государственного университета Естественные науки. - 2012. - Вып. 3. - С. 242-252.
  12. Строкова Л.А. Динамика грунтов. - Томск: Изд-во Томск. политехн. ун-та, 2018. - 190 с.
  13. Захаров М.С., Мангушев Р.А. Инженерно-геологические и инженерно-геотехнические изыскания для строительства / под ред. Р.А. Мангушева. - М.- СПб., 2014.
  14. Пономарева И.Н., Мордвинов В.А. Подземная гидромеханика. - Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2009. - 103 с.
  15. Мангушев Р.А., Гурский А.В., Полунин В.М. Оценка динамического воздействия от вибропогружения шпунтовых свай на здания окружающей застройки в условиях слабых водонасыщенных грунтов // Construction and Geotechnics. - 2020. - Т. 11, № 3. - C. 102-116. doi: 10.15593/2224-9826/2020.3.10
  16. Essler R.D., Drooff E.R., Falk E.Compensation grouting: concept, theory and practice // Advances in grouting and ground modification. - 2000. - № 104. - P. 1-15. DOI: 10.1061/ 40516(292)1
  17. Amnieh H.B., Masoudi M., Kolahchi R. Pressure analysis in grouting and water pressure test to achieving optimal pressure // Geomechanics and Engineering. - 2017. - № 13(4). - P. 685-699. doi: 10.12989/gae.2017.13.4.685

Statistics

Views

Abstract - 33

PDF (Russian) - 26

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2023 Kalach F.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies