Construction and Geotechnics

В характерных для г. Саратова грунтовых условиях выполнены сваи по технологии Fundex с теряемым винтовым наконечником DPOS-4E. После длительного «отдыха» свай без нагрузки, гарантирующего завершение в основном процессов уплотнения, консолидации, восстановления водно-коллоидных связей, выполнены дополнительные инженерно-геологические изыскания и проведен комплекс лабораторных исследований параметров околосвайного массива грунта. Получены физико-механические характеристики основания непосредственно у боковой поверхности и у нижнего конца сваи, на расстоянии 1 м от ее грани и в грунте природного сложения. Результаты сопоставлены в табличной и графической форме. Сделаны выводы о характере изменений физических, прочностных и деформационных характеристик околосвайного массива грунта на различном расстоянии от боковой поверхности сваи. Отмечены существенные отличия в формировании уплотненных зон грунта вокруг свай Fundex от традиционных вытеснительных забивных и вдавливаемых свай, влияющие на несущую способность (предельное сопротивление) основания набивных свай. Проведено сравнение полученных лабораторных данных с результатами натурных испытаний аналогичных свай в идентичных грунтовых условиях после длительного «отдыха» (3 месяца) статическими вдавливающими и выдергивающими нагрузками. Сделаны выводы о необходимости дополнительных экспериментальных исследований основания свай Fundex в широком диапазоне грунтовых условий лабораторными и полевыми методами с параллельными испытаниями статическими вдавливающими и выдергивающими нагрузками.

Ускорить включение армирующих слоев геосинтетика в работу и тем самым повысить устойчивость и снизить деформации искусственного основания можно за счет их предварительного напряжения. В статье приводятся результаты исследований двух способов устройства армированных песчаных подушек. В первом из них эффект преднапряжения достигается за счет определенного порядка послойного уплотнения грунта подушки, во втором - закладкой в нее между контурами фундаментов набухающего материала. Эксперименты проводились в лабораторном лотке с пневматическим загрузочным устройством. На поверхности подушки размещались три штампа, объединенные общей рамой. Для оценки напряженно-деформированного состояния основания использовался бесконтактный метод цифровой трассерной визуализации. Результаты экспериментов представлены в виде графиков зависимости осадки штампов от давления и векторных полей перемещений частиц. Моделирование подтвердило высокую эффективность предварительного напряжения. Предельное давление на основание с двухслойным горизонтальным армированием и преднапряжением армирующих слоев по первому способу составило 195 кПа, по второму способу - 165 кПа, тогда как при отсутствии предварительного напряжения эта величина составляла 110 кПа. Существенно снизились и деформации основания.

Исчерпаемость традиционных ископаемых источников энергии ведет к все более широкому освоению нетрадиционных источников энергии. Одним из перспективных направлений альтернативной энергетики видится использование низкопотенциальной энергии грунтового массива для отопления зданий и сооружений различного назначения. Отбор тепла возможен посредством применения конструкций энергоэффективных фундаментов. Однако их рациональное проектирование невозможно без тщательного изучения большого числа факторов, оказывающих влияние на потенциальную величину тепловой энергии, извлекаемой из толщи земли. Целью данной работы являлось построение цельной методики, позволяющей оценить степень влияния теплофизических характеристик грунтового массива, в частности, таких как теплоемкость и теплопроводность, на величину тепловой энергии, отбираемой энергоэффективной сваей. Произведена постановка и анализ численного эксперимента по выявлению искомых зависимостей. Составлена матрица планирования эксперимента. Выполнено численное моделирование работы энергоэффективной сваи различных геометрических параметров в разных грунтовых условиях. Осуществлена статистическая обработка полученных экспериментальных данных. Составлено квадратичное уравнение регрессии для определения количества теплоты через боковую поверхность сваи в зависимости от длины сваи, ее диаметра, теплоемкости и теплопроводности грунта. Проведен анализ данного уравнения с целью оценки степени влияния исходных теплофизических параметров грунта на величину тепловой энергии, отобранной сваей.

Основной целью реконструкции аэропорта «Сокол» является обеспечение соответствия инженерной инфраструктуры современным требованиям обслуживания авиаперевозок и транспортной безопасности. На наш взгляд, в список объектов реконструкции, в который сейчас входят перрон, светосигнальное оборудование, два контрольно-пропускных пункта, система освещения мест стоянок воздушных судов, сети водоснабжения, связи, тепла, периметровое ограждение и др., в обязательном порядке должен войти и пассажирский терминал. Пока он в указанном списке отсутствует. В статье рассматривается проблема определения надежности и дальнейшей эксплуатационной пригодности основания и фундаментов пассажирского терминала в магаданском аэропорту «Сокол» со сроком службы более 50 лет. В этой связи дается краткое описание природных условий территории размещения указанного объекта. Особенность района строительства состоит в его сейсмичности (до 8 баллов), глубоком сезонном промерзании и островном распространении многолетнемерзлых грунтов. Проблема обусловлена тем, что это здание, состоящее из двух самостоятельных блоков, каждый из которых возводился в разные годы на разных видах свайных фундаментов, практически после ввода их в эксплуатацию начинал подвергаться деформациям. Эти деформации проявлялись и проявляются сейчас на наружных и внутренних стенах в виде трещин разных размеров. Попытка определения их причин производилась в период осуществления строительства второй половины здания, но она совпала по срокам с распадом СССР, поэтому не была доведена до логического конца. Объект сдан в эксплуатацию без исправления имеющихся ошибок в устройстве основания и фундаментных конструкций, а также необходимых в таких случаях укрепительных мероприятий. В дальнейшем здесь ограничивались лишь периодическим косметическим ремонтом и выводом из эксплуатации наиболее опасных для посещения помещений. В представленной работе дается оценка весьма сложных природных условий территории (климат, островная деградирующая мерзлота, сейсмика), где более полувека функционирует аэропорт «Сокол». За это время многие объекты его инженерной инфраструктуры в результате негативного взаимодействия с окружающей средой получили заметный физический и моральный износ. К ним относится и пассажирский терминал. В этой связи они практически все нуждаются в современной модернизации и реконструкции, тем более что аэропорт «Сокол» получил международный статус федерального значения. В статье обосновывается необходимость геотехнического обследования основания и фундаментов деформирующегося здания. Выполнение этой работы обусловлено предполагаемым перепрофилированием проблемного сооружения под грузовой терминал. Результаты обследования будут использованы при проектировании нового пассажирского терминала.

Сокращение запасов традиционного природного сырья для производства пористых заполнителей заставляет искать новые способы его замещения различными видами техногенного сырья. В то же время опыт передовых западных стран показал практическую, экономическую, экологическую и техническую осуществимость этого направления и применения еще и как инструмента защиты природной среды от загрязнения. В статье показано, что наиболее целесообразно использовать многотоннажные отходы топливно-энергетического комплекса в производстве теплоизоляционных материалов, например пористых заполнителей, теплопроводность которых не более 0,25 Вт/м·°С. В качестве отощителя и выгорающей добавки использовались отходы флотационного обогащения антрацитов. Отходы флотационного обогащения антрацитов имеют повышенное содержание п.п.п (потери при прокаливании) - 42,4 % - и углерода (С = 13,84 %), поэтому использовались для производства пористого заполнителя не только в качестве отощителя, но и в качестве выгорающих добавок. На основе отходов флотационного обогащения антрацитов и жидкостекольных композиций разработаны составы для получения пористых заполнителей, которые имеют высокие показатели на прочность при сжатии и коэффициент размягчения, при этом марка по насыпной плотности не превышает М400. Исследования показали, что пористость на внешнем виде изделия, в отличие от внутреннего, практически не видна, т.е. отходы флотационного обогащения антрацитов способствуют получению в пористом заполнителе замкнутых пор. Наличие пор изометричной формы и овальной закрытой пористости в пористом заполнителе придает ему механическую прочность, а щелевидные поры оказывают негативное влияние. Разработаны инновационные предложения по получению пористого заполнителя. На разработанный способ получения пористого заполнителя на основе жидкостекольной композиции выдан патент РФ.

Обоснована актуальность проектирования и строительства загородных домов в стиле «фахверк». Приведено определение понятия «фахверк». Перечислена система критериев, характеризующих данный тип конструкции: наличие каркаса с раскосами и ограждающего заполнения различными материалами - глиной, керамическим кирпичом, природным камнем и др. Отмечено, что стекло является одним из самых популярных материалов, используемых в строительстве, в том числе индивидуальных домов. Раскрыто понятие стеклянного фахверка как каркаса с элементами остекления. Указано, что с появлением новых строительных материалов и инструментов строительство загородных домов по технологии «cтеклянный фахверк» претерпело много изменений, которые коснулись фактически всех элементов конструкции дома: фундамента, каркаса, системы стыков, крыши, кровли и стекла. Описана современная технология строительства стеклянного фахверка. Обсуждены требования, предъявляемые к стеклопакетам фахверка: высокая прочность, повышенная звуко- и теплоизоляция, защита от солнечного ультрафиолета. Приведен широкий спектр стеклопакетов, удовлетворяющих этим требованиям: солнцеотражающие, энергосберегающие, мультифункциональные и безопасные (триплек) стекла. Рассмотрены преимущества и недостатки загородных стеклянных фахверковых домов. Показано, что индивидуальность стеклофахверкового загородного дома достигается вариантностью его остекления: рамным, безрамным, а также в зависимости от процента остекления дома. Сделан вывод о перспективности загородных домов в стиле «стеклянный фахверк» для регионов России с учетом применения новых строительных материалов.