Construction and Geotechnics

Геология Санкт-Петербурга представлена большой толщей слабых структурно-неустойчивых грунтов. При виброизвлечении и вибропогружении шпунтовых свай в таких условиях требуется особо ответственный подход к прогнозированию возникающих эффектов, а также зоны их влияния на здания окружающей застройки. В связи с этим актуальна задача поиска и установления возможных закономерностей, описывающих эти процессы. Для выполнения поставленной задачи авторами была актуализирована карта инженерно-геологического районирования по Заварзину по результатам обработки более 50 отчетов инженерно-геологических изысканий с выделением грунтовых слоев, представляющих наибольшую опасность для высокочастотного вибрационного воздействия. Также было проанализировано более 70 отчетов по вибромониторингу вибропогружения и виброизвлечения шпунтовых свай в Санкт-Петербурге. Рассматривалось влияние на величину виброускорения таких факторов, как: геологические особенности площадки, расстояние до источника колебаний, характеристики вибропогружателя (рабочая частота, вынуждающая сила) и шпунтовой сваи (длина, форма профиля), место проведения измерений (на грунте или на элементе конструкции здания). Результатами работы явились графики, которые явно показывают наличие или отсутствие связи между исследуемыми параметрами. Причинами отсутствия зависимостей для некоторых из рассмотренных параметров могут являться факторы, наличие и влияние которых невозможно предсказать (возникновение больших сил трения в замках шпунтовых свай; наличие линз плотных грунтов или валунов при погружении свай; различные нарушения технологического режима). Также была установлена зона влияния высокочастотного динамического воздействия в 25 м, которая хорошо согласуется с результатами натурных наблюдений.

Антропогенные и динамические воздействия на объекты подземной городской инфраструктуры усиливаются при интенсивном развитии мегаполисов. Уникальные, длительно действующие подземные сооружения канализации требуют особой защиты от антропогенного воздействия, так как степень их износа в сложных почвенных условиях достигает 70 % и более. Поэтому обеспечение конструктивной (механической) безопасности подземных сооружений повышенного уровня опасности и ответственности определяет устойчивое функционирование и дальнейшее развитие геотехнической инфраструктуры мегаполиса в целом. Многолетнее изучение динамики изменения технического состояния подземных канализационных сооружений мегаполиса, длительно эксплуатирующихся (более 70 лет) в мягких грунтах, позволило установить закономерности влияния интенсивных антропогенных и динамических воздействий на этот процесс. Впервые на основе разработанных непрерывных моделей дефектных конструкций выявлены потенциально опасные участки, подверженные проявлению критических отказов, представлены пути их коррекции. Численное моделирование определило границы бездефектной совместной работы системы «целевой участок - геомассив - подземное сооружение». Научное обоснование границ территорий с потенциально опасными участками подземных канализационных сооружений с учетом внешних антропогенных и динамических воздействий является основой для разработки нормативных документов по безопасному развитию геотехнической инфраструктуры исторической территории Санкт-Петербурга. Предложенные методы мониторинга и защиты геотехнической инфраструктуры уже много лет успешно применяются ОАО «Водоканал Санкт-Петербурга» в зонах воздействия антропогенных факторов и строящихся объектов на подземные сооружения, обеспечивают оптимальное сочетание устойчивого функционирования и развития геотехнической инфраструктуры мегаполисов.

Приведены результаты компьютерного моделирования процесса образования и развития областей пластических деформаций в связном основании двухщелевого ленточного фундамента. Все вычисления выполнены при помощи компьютерных программ, разработанных при участии автора. Данные программы позволяют учесть все многообразие физико-механических свойств грунта основания (объемный вес, угол внутреннего трения, удельное сцепление, коэффициент бокового давления и модуль деформации) и материала фундамента (модуль упругости и коэффициент Пуассона). При расчетах принято, что величина коэффициента бокового давления грунта равна 0,75, как характерная для связных глинистых грунтов, а та же величина для материала фундамента принята равной 0,43 (пересчет через коэффициент Пуассона). По результатам вычислений удалось установить особенности напряженного состояния основания двухщелевого фундамента и процесса развития пластических областей в активной зоне фундамента. В первую очередь реализуется та часть несущей способности основания двухщелевого фундамента, которая контактирует с его боковой поверхностью, причем включение боковой поверхности щелевого фундамента в работу происходит снизу вверх. Затем в работу включается часть основания, которая находится непосредственно под подошвами стен в грунте (щелей). Установлено, что чем меньше расстояние между щелями, тем больше несущая способность основания и тем большая ее часть приходится на боковую поверхность. Несущая способность основания двухщелевого фундамента прямо пропорциональна глубине его заложения (высоте щелей). Часть несущей способности, реализуемая по боковой поверхности фундамента, может достигать 60 % и более от ее полного значения. Предложен инженерный метод расчета несущей способности основания двухщелевого фундамента, включающий простые для использования формулы и графики. Метод формализован в программу-калькулятор. Поверочные расчеты показали высокую степень точности аппроксимации результатов численного эксперимента.

Импортозамещение в секторе водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ) в условиях современного экономического кризиса является достаточно актуальным направлением. Проблема импортозамещения в отрасли ВКХ сложна, характеризуется такими особенностями, как условия производства, наличие научно-технических разработок, интенсивность отношений с зарубежными коллегами. Для многих участников сектора ВКХ реализация мероприятий по снижению зависимости от иностранных поставщиков с ориентацией на отечественных производителей в рамках импортозамещения становится приоритетной. Целью настоящей статьи является оценка целесообразности импортозамещения в отрасли ВКХ России и выбор оборудования в области водоподготовки, которое можно производить в России с целью создания конкурентоспособной на мировом рынке продукции. В данной статье представлен обзор и анализ номенклатуры основного и вспомогательного оборудования сектора ВКХ. В статье предложен обзор патентов на полезные модели в области водоподготовки, которые с экономической точки зрения целесообразно производить на отечественном рынке промышленности, однако в настоящее время они ввозятся из-за границы. Статья посвящена вопросам: насколько процессы импортозамещения востребованы отраслью водопроводно-канализационного хозяйства России и какое оборудование целесообразно производить в России, а не закупать за рубежом. Структура настоящей статьи следующая: - история развития отрасли водоснабжения и водоотведения; - анализ текущего состояния отрасли водоснабжения и водоотведения России и обзор основного технологического оборудования для станций очистки природных вод и очистки сточных вод; - обзор патентов на полезные модели в области очистки воды; - заключение.