Construction and Geotechnics

Предложен способ повышения несущей способности свайных фундаментов. Рассмотрены проблемы количественной оценки остаточных деформаций и напряжений в преобразованном слое грунта в результате приложения дополнительного вертикального давления на основание до нагружения свайного фундамента. По результатам аналитических и численных расчетов установлены параметры роста несущей способности свай при действии вертикальной опрессовки на однослойное и двухслойное основание. Двухслойное основание является более сложной и более приближенной к реальности системой. Рассмотрено формирование напряженно-деформированного состояния и приращение несущей способности сваи при различной величине давления опрессовки в диапазоне основных строительных давлений от 50 до 150 кПа в плоской и пространственной постановке. Подробно изучен вопрос влияния свойств грунтового основания и его предварительной опрессовки на несущую способность сваи в различных инженерно-геологических условиях. Большее влияние на приращение несущей способности сваи оказывают деформационные характеристики основания. Выполнена оценка характера горизонтальных перемещений грунта при опрессовке и изменения напряженного состояния основания вдоль ствола сваи, оказывающего влияние на их взаимодействие. Приведено сравнение приращения несущей способности при опрессовке однослойного и двухслойного оснований. На примере строительства 12-этажного жилого дома установлено снижение общей сметной стоимости на возведение подземной части с использованием опрессовки основания до 21 % по сравнению с традиционным плитно-свайным фундаментом

Геосинтетические материалы стали неотъемлемой частью современного строительства. Помимо широко известных и распространенных геосеток, георешеток и других традиционных геосинтетиков, начинает использоваться сравнительно новый материал - геосинтетические оболочки. Геооболочки длительное время применялись исключительно в гидротехническом строительстве, однако, благодаря ряду зарубежных исследований, показавших возможности и преимущества применения геосинтетических оболочек в иных отраслях строительства, они начинают использоваться и развиваться в других направлениях. Ввиду наличия существенных отличий между гидротехническими и другими геооболочками их применение в подземном, транспортном и других видах строительства требует дальнейшего исследования. Данная статья посвящена планированию серии экспериментов по исследованию работы основания, армированного геосинтетическими оболочками, под действием прикладываемых нагрузок. За счет применения геосинтетических оболочек с различными размерами поперечных сечений планируется определить оптимальные параметры геосинтетических оболочек для армирования оснований. Рассмотрены области применения и основные технологии производства геосинтетических оболочек. Результаты модельных экспериментов будут дополнены вычисленными значениями растягивающих напряжений в геотекстиле. Планируется проведение контрольного эксперимента с испытанием аналогичного неармированного основания. По прошествии серии испытаний с учетом масштаба подобия и других допущений будут построены графики зависимости «осадка - нагрузка» и определена условная несущая способность. На основе сравнения полученных результатов будут сделаны выводы об эффективности применения геосинтетических оболочек в качестве армирующего элемента слабых оснований. Разработана программа испытаний, описан порядок проведения опытов, а также показана матрица планирования эксперимента. Подробно описаны необходимые для испытаний материалы и оборудование.

Рассматриваются вопросы использования оболочечных конструкций из композитных наноматериалов в отношении условий их применения в районах вечной мерзлоты, различных отраслях народного хозяйства, в том числе при защите береговых побережий арктической зоны, создании биоклиматических домов на оболочечных типах фундаментов и свай с сохранением традиций коренных народов. Они обладают повышенной прочностью, устойчивостью, гибкостью к резким изменениям природно-климатических условий Арктики. В основных концепциях устойчивого развития Арктики определены главные аспекты стратегической роли их в экономической и экологической безопасности России, в том числе создании современной инфраструктуры, включая городское строительство, транспортную систему, экологические принципы при освоении ее территории, на которой проживает около 2 % населения и имеются значительные природные ресурсы. При этом освоение данной территории должно учитывать планирование генерального плана городов и поселений с учетом биоклиматической архитектуры и производственных процессов. Выдвигаются гипотезы, рассматриваются подходы и методы по техническим решениям, технологии и технологические процессы изготовления композитных материалов в оболочечных конструкциях с учетом проведенных экспериментальных и теоретических исследований при различных внутренних и внешних воздействиях. С учетом технологических условий при изготовлении композитов применяют определенные методы с возможностью получения заданных характеристик, которые будут соответствовать требованиям: высокой устойчивости при меняющихся природно-климатических условиях; высокой удельной прочности; эргономичности и сохранения заданных параметров и т.п.

Рассматриваются осадки фундаментов существующего (реконструируемого) здания, при сроке его эксплуатации более 20 лет, на глинистых грунтах. В непосредственной близости от рассматриваемого здания завершено строительство нового соседнего здания на расстоянии 3 м в свету. Фундаменты обоих зданий плитные из монолитного железобетона. Грунты основания строительной площадки представлены двумя инженерно-геологическими элементами: суглинком текучепластичным (ИГЭ-1) мощностью 14 м и супесью пластичной (ИГЭ-2) мощностью более 16 м. Расчетом выявлены дополнительные осадки плитного фундамента существующего (реконструируемого) здания от давления на основание, передаваемого новым соседним зданием. Для уменьшения дополнительных осадок фундаментов рассмотрены варианты устройства разделительного ряда из буроинъекционных свай между зданиями, имеющего различный угол наклона к вертикали. Численные расчеты осадок фундаментов зданий и их приращений выполнены в программном комплексе Midas GTS NX, дана оценка полученных результатов.

В условиях развития современных городских территорий решаются сложные задачи модернизации и совершенствования инженерной инфраструктуры. В системах теплогазоснабжения, водоснабжения (ТГВ) реализуются технические решения структурного и технологического преобразования. Внедрение технических решений в рамках систем ТГВ в условиях экономических, социальных и технологических взаимодействий требует выполнения основных задач. Во-первых, это вопросы надежного обеспечения ресурсами с заданными технологическими, санитарно-гигиеническими параметрами. Во-вторых, учет экономических интересов компаний и потребителей, которые находят свое отражение в законодательной и нормативной базе. Эффективное управление инфраструктурой города предусматривает не отдельные технические решения, а комплексный подход. Для успешной реализации проектов с учетом высокотехнологичного оборудования в статье рассмотрены основные виды инновационной деятельности. Процесс внедрения технологий представлен в виде взаимосвязанных стадий. Благодаря анализу современных механизмов управления инновационной деятельностью процесс внедрения технических решений в системах ТГВ реализуется с большей эффективностью. Внедрение технологий в системы ТГВ имеет ряд особенностей, без учета которых невозможно развитие инфраструктуры города. Технологические решения не ограничиваются рамками отдельной отрасли и могут использоваться в системах ТГВ. Применение научно-технической продукции в системах ТГВ имеет различную эффективность, что связано с природно-климатическими факторами, техническими особенностями объекта. Данное влияние приводит к необходимости создания базы прогнозирования экономических эффектов от реализации тех или иных технических решений. В целом эти особенности управления системами ТГВ заключаются в тесной взаимосвязи технических, экономических, организационных, правовых и социальных задач.

Объект исследования - покрытия на основе золь-силикатной краски. Цель исследования - изучение стойкости покрытий в процессе циклического замораживания-оттаивания. Методы исследования: метод определения межфазного поверхностного натяжения жидкости и краевого угла смачивания жидкости на поверхности покрытий с помощью установки KRUSS Easy Drop, метод испытания на морозостойкость путем попеременного замораживания-оттаивания окрашенных растворных образцов, термодинамический метод оценки поверхностной энергии покрытий. Результаты исследования: приведены сведения о стойкости покрытий на основе золь-силикатной краски в процессе замораживания-оттаивания. Установлено, что покрытия на основе золь-силикатной краски характеризуются более высокой стойкостью силикатных покрытий, изготовленных на основе композиций с использованием полисиликатных связующих веществ. Показано, что покрытия выдержали 50 циклов попеременного замораживания-оттаивания. Определение энергетического состояния покрытий оценивали термодинамическим методом. Измеряли краевой угол смачивания и поверхностное натяжение покрытий. Была рассчитана поверхностная энергия покрытий с помощью критического поверхностного натяжения жидкости на границе с твердым телом. Оценен дисперсионный вклад в межмолекулярное взаимодействие между частицами покрытий. Рассчитаны значения поверхностного натяжения покрытий и значения дисперсионной составляющей поверхностной энергии покрытий - сложной постоянной Гамакера. Выявлено, что после испытаний наблюдается уменьшение значений постоянной Гамакера. Установлено, что после испытания на морозостойкость значения постоянной Гамакера у покрытий на основе золь-силикатной краски выше по сравнению с покрытиями на основе силикатной краски, что свидетельствует о большем сохранении межчастичного взаимодействия в покрытии.

Дано определение купольного дома. Выявлены его явные достоинства по сравнению с домом в форме параллелепипеда. Показано, что купольный дом превосходит привычный дом в форме параллелепипеда практически по всем рассмотренным показателям: внутренний объем дома, прочность, теплопотери, расход строительных материалов, скорость строительства, финансовые затраты, естественное освещение, аэрация воздуха внутри здания, климато- и сейсмоустойчивость, внешний вид. Приведено сравнение основных типов куполов купольного дома: геодезического, стратодезического и монолитного бетонного - определяющих технологию возведения купольного дома. Описаны четыре основные технологии возведения купольных домов, которые используются в строительстве: на основе геодезической сферы, возведение дома на основе пневмокаркаса, метод строительства купольного дома на основе несъемной опалубки и технология возведения купольного дома, представляющего собой сборную конструкцию фабричного производства. Дана сравнительная характеристика методов возведения купольного дома, описаны достоинства и недостатки каждого метода строительства дома-купола. Определены негативные моменты в строительстве и эксплуатации купольного дома: сложность расчетов купола, отсутствие практики купольного строительства, большое количество отходов стройматериалов, применение нестандартных дверей, окон, мебели, непривычность и боязнь владельцев купольного дома проживания в уникальном доме. Указаны практические рекомендации по устранению недостатков купольного дома: покупка готовых проектов, привлечение к строительству дома-купола профессиональных куполостроителей. Сделаны выводы о перспективности купольных домов благодаря их мощности и устойчивости, геометрической симметрии форм и прочности, скорости возведения и уникальности для любого региона России.