Анализ влияния анкерных свай-баретт на результаты испытаний

  • Авторы: Мангушев Р.А.1, Никитина Н.С.2, Терещенко И.Ю.3
  • Учреждения:
    1. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
    2. Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
    3. Гипроатом
  • Выпуск: Том 14, № 1 (2023)
  • Страницы: 88-98
  • Раздел: Статьи
  • URL: https://ered.pstu.ru/index.php/CG/article/view/3914
  • DOI: https://doi.org/10.15593/2224-9826/2023.1.07
  • Цитировать

Аннотация


Рассмотрены основные проблемы проектирования и расчета фундаментов глубокого заложения высотных зданий в виде свай-баретт. Приводятся результаты и методика полевых испытаний свай-баретт для фундамента проектируемого 56-этажного жилого здания в г. Москве. Представлена характеристика инженерно-геологических условий площадки будущего строительства и проектные решения для проведения опытных испытаний. Учитывая большое поперечное сечение баретт, из-за чего вовлекается значительный объем околосвайного массива грунта с формированием сложного напряженно-деформированного состояния, для получения достоверных результатов и верификации расчетной модели рекомендуется численные испытания проводить в полном соответствии с натурным экспериментом с учетом анкерных свай. В статье описывается методика и результаты численного расчета определения несущей способности баретты с учетом моделирования анкерной системы в программном комплексе «Midas GTS NX» методом конечных элементов, показана принципиальная возможность использования программного комплекса и описанной методики для практических целей с допустимой точностью. В статье приведены графики вертикальных перемещений оголовка баретты от приложенной нагрузки при натурном испытании и общая оценка несущей способности сваи-баретты, полученная численными решениями. Установлено, что при учете анкерной системы (балок и свай) в численном моделировании полученные результаты расчета наиболее точно к полевым испытаниям описывают поведение сваи под нагрузкой по сравнению с расчетом одиночной сваи-баретты. Несмотря на заложение низа баретт в скальных грунтах, баретта по условиям взаимодействия с грунтом относится к висячим сваям ввиду значительной передачи нагрузки по боковой поверхности.

Полный текст

Проектирование и строительство свайных фундаментов высотных зданий возможно только на основе адекватных геологических изысканий, натурных испытаний свай и численных расчетов методом конечных элементов (МКЭ) (Мангушев и др. [1, 5], Katzenbach, Leppa [2], Katzenbach и др. [3], Kulhawy, Phoon [4], Ильичёв и Мангушев [6]). Одним из вариантов свайных фундаментов являются сваи-баретты – особый вид буровых свай, которые могут воспринимать значительные вертикальные, горизонтальные и моментные нагрузки, особенно действующие вдоль их вытянутой стороны (рис. 1). Бареттные фундаменты используются при значительных нагрузках, часто применяются для строительства высотных зданий и служат альтернативой буронабивным сваям, в частности, когда требуется производство большого количества свай значительного диаметра. Благодаря большим размерам они могут принимать на себя большие нагрузки как по грунту, так и по материалу (Ishihara [7], Тер-Мартиросян и др. [8], Сидоров и Степанищев [9]). Баретты выполняются в плане в виде прямоугольников и различных вариаций из них. При выборе параметров форм баретт ориентируются на конструктивную схему здания, нагрузки от стен, колонн и других конструктивных элементов. Однако очень часто значения, полученные расчетами, значительно отличаются от результатов полевых испытаний свай вертикальной нагрузкой (Мангушев, Никитина [10, 11], Мангушев и др. [12], Algin и др. [13]).

Об авторах

Р. А. Мангушев

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Н. С. Никитина

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

И. Ю. Терещенко

Гипроатом

Список литературы

  1. Мангушев Р.А., Дьяконов И.П., Полунин В.М. Численные расчеты в геотехнической практике. - М.: АСВ, 2022.
  2. Katzenbach R., Leppa S. Realistic modelling of soil-structure interaction for high-rise buildings // Procedia Engineering. - 2015. - No. 117. - P. 162-171.
  3. Katzenbach R., Leppa S., Choudhury D. Foundation systems for high-rise structures. - Boca Raton: CRC Press, 2017.
  4. Kulhawy F.K., Phoon K.K. Drilled shaft side resistance in clay soil to rock // Design Performances of Deep Foundation. - ASCE (special publication), 1993. - P. 172-183.
  5. Сваи и свайные фундаменты. Конструкции, проектирование и технологии / Р.А. Мангушев, А.Л. Готман, В.В. Знаменский, А.Б. Пономарев. - М.: АСВ, 2015.
  6. Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения: издание второе, дополненное и переработанное / под общ. ред. В.А. Ильичева и Р.А. Мангушева. - М., 2016. - 1040 с.
  7. Ishihara K. Recent advances in pile testing and diaphragm wall construction in Japan // Geotechnical Engineering. - 2010. - P. 97-122.
  8. Тер-Мартиросян З.Г., Сидоров В.В., Струнин П.В. Теоретические основы расчета фундаментов глубокого заложения - свай и баррет // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. - 2014. - Т. 5, № 2. - C. 190-216.
  9. Сидоров В.В., Степанищев К.Ю. Исследование взаимодействия баррет с основанием с учетом их размера и формы // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. - 2017. - Т. 8, № 3. - C. 78-88.
  10. Mangushev R.A., Nikitina N.S. Evaluation and analysis of bearing capacity of bored piles and deep-laid pilebarrette for high-rise building on loose ground based on calculations and field tests // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. - 2018. - No. 14 (2). - P. 109-116.
  11. Mangushev R.A., Nikitina N.S. Bearing capacity of deep foundation for high-rise facility on weak soils: Comparing of analysis results and experimental data // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. - 2019. - No. 15 (1). - P. 90-97.
  12. Algin H.M., Ekmen A.B., Yenmez L. 3D Finite elements analysis of barrette piled raft foundations // Teknik Dergi. - 2021. - P. 9443-9458.
  13. Мангушев Р.А., Ершов А.В., Осокин А.И. Современные свайные технологии. - М.: АСВ, 2010.
  14. Мангушев Р.А. Численные, аналитические и полевые методы оценки несущей способности свай и свай-баррет глубокого заложения в слабых грунтах Санкт-Петербурга // Сб. ст. междунар. науч.-техн. конф. - СПб.: СПбГАСУ, 2012. - С. 44-52.
  15. Петрухин В.П., Поспехов В.С., Шулятьев О.А. Опыт проектирования и мониторинга глубокого котлована // НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. Сб. науч. тр. 99. - 2008. - С. 139-148.
  16. Исследование несущей способности баретт для 56-этажного жилого здания / В.В. Знаменский, Б.В. Бахолдин, Е.А. Парфенов, М.В. Мусатов // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 2019. - № 1. - С. 2-6.
  17. Шулятьев О.А. Основания и фундаменты высотных зданий. - М.: АСВ, 2020.
  18. Шулятьев О.А. Фундаменты высотных зданий // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. - 2014. - Т. 5, № 4. - C. 202-244.
  19. Мирный А.Ю., Тер-Мартиросян А.З. Области применения современных механических моделей грунтов // Геотехника. - 2017. - № 1. - С. 20-26.
  20. Daniel S.H.L. Finite Element Mesh Generation. - N.Y.: CRC Press, 2015.
  21. Bhattacharya D., Prashant A. Mesh size sensitivity and effect of perturbation intensity on coupled undrained instability analysis in sands // Selected Papers From Sessions Of The Eighth International Conference On Case Histories In Geotechnical Engineering, Philadelphia, Pennsylvania. - 2019. - P. 1-10.

Статистика

Просмотры

Аннотация - 137

PDF (Russian) - 104

Ссылки

  • Ссылки не определены.

© Мангушев Р.А., Никитина Н.С., Терещенко И.Ю., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах