Construction and Geotechnics

Описаны два метода расчета осадок фундаментов в нормативных документах промышленно-гражданского и гидротехнического строительства. Оба документа используют общие исходные гипотезы, основанные на решениях теории упругости, но разные допущения относительно способов получения исходных данных, условий на границах обсуждаемой задачи, коэффициентов перехода от одного испытания к другому и т.д. Обсуждаются перспективы дальнейшего сближения нормативов.

Проведено обследование существующей схемы водоснабжения и водоотведения Култаевского сельского поселения. Рассмотрен рельеф местности, дана оценка инженерно-геологических условий территории, вследствие этого выявлены некоторые неблагоприятные условия освоения данного района. Изучены гидрография и гидрология местности, определено количество рек и озер, которые находятся на территории Култаевского сельского поселения. Описаны перспективы развития и использования минерально-сырьевой базы, получены сведения о наличии на территории с. Култаево водозаборных скважин, а также о количестве потребляемой воды в селе на нужды производства, соцкультбыта и населения. Проведен анализ существующей численности населения, и произведен ее прогноз на перспективу развития села (1-я очередь - 2020 г., расчетный срок - 2030 г.). Составлены таблицы водопотребления и водоотведения, а также произведен расчет количества скважин, которые необходимо пробурить на 1-ю очередь строительства и на расчетный срок. При изучении системы канализации получены данные об основных источниках загрязнения водного бассейна села. В результате стало ясно, что для села необходимо спроектировать и построить систему централизованной канализации для производственных предприятий и общественного центра. На основе анализа текущего состояния сетей и сооружений водоснабжения и водоотведения и анализа состояния численности населения с. Култаево определено, в каких направлениях должно идти развитие инженерных систем. Обследование и анализ существующей схемы водоснабжения и водоотведения с. Култаево проведены в соответствии с требованиями Постановления Правительства Российской Федерации от 05.09.2013 № 782 «О схемах водоснабжения и водоотведения».

Рассматриваются противопучинистые методы, используемые на территории Российской Федерации. Обширная площадь нашей страны подвержена водонасыщению грунтов. Опасность воды заключается в том, что она может вызвать колебания основания из-за замерзания и оттаивания. Эти деформации могут быть спровоцированы морозным пучением, которое, в свою очередь, вызывает нестабильность грунтов в связи с кристаллизацией воды под действием низких температур и вследствие этого выпучивание фундамента. Для таких ситуаций были разработаны методы борьбы с пучинистыми свойствами грунтов. Под противопучинистыми понимают такие мероприятия, которые направлены на поддержание грунта в устойчивом состоянии, исключая деформации, такие как выпучивание грунта, перемещение вверх и вниз фундаментов в этих основаниях и т.д. Данные методы используют в ситуациях, когда нормативная нагрузка от всего сооружения гораздо меньше сил морозного пучения грунта или когда осадки или деформации пучения при оттаивании грунта гораздо больше предельно допустимых значений деформаций. На данный момент известные и используемые противопучинистые мероприятия условно разделены на инженерно-мелиоративные (тепломелиорация и гидромелиорация), конструктивные, физико-химические (гидрофобизация грунтов, добавки полимеров, засоление и др.), комбинированные категории. При игнорировании процесса морозного пучения грунтов могут возникнуть аварийные ситуации, ведущие к разрушению зданий и сооружений.

Учитывая проблемы перенаселения, голода и нехватки площадей, становится актуальной тема создания искусственных территорий. В настоящее время география искусственных островов значительно расширилась. Помимо традиционных для данной технологии Японии, стран Персидского залива, Голландии и России, искусственные острова соорудили или планируют возвести Израиль, Сингапур, Китай, Канада и многие др. Спектр применяемых материалов также увеличился: стали использовать лед, габионы, бетонные блоки, сваи, геосинтетические оболочки, шестироиды и твердые бытовые отходы. В данной статье рассмотрены наиболее значимые и перспективные методы возведения искусственных островов, такие как строительство территорий из геотубов, габионов, льда и твердых бытовых отходов. Описана технология производства работ по созданию искусственного острова из контейнеров Geotube, заключающаяся в подготовке основания, наполнении оболочек, размещении их в месте строительства, покрытии необходимыми противофильтрационными материалами и наполнении тела острова, ограниченного дамбой, грунтом. Представлены технические операции по возведению острова из габионов: очистка места строительства, наполнение габионов на берегу и дальнейшая транспортировка к месту размещения, поэтажная укладка и связка, накопление грунтом внутренностей каждого уровня, выполнение мероприятий по увеличению прочности конструкции и приданию ей водонепроницаемости. Приведены технологические циклы сооружения искусственных островов из мусора и льда в зависимости от выбранного метода строительства. Представлены принципиальные схемы габионных, оболочечных и ледовых островов, классификации методов возведения антропогенных территорий. Описаны области применения всех технологий и конкретные примеры их использования в мире. Приведены особенности строительства и эксплуатации, примерные расходы материала и необходимое технологическое оборудование. Представлены сроки службы искусственных островов и периоды их эксплуатации в зависимости от использованного метода сооружения. Выявлены преимущества и недостатки каждой технологии, и дан общий вывод по выбору необходимого способа возведения искусственного острова.

Главными задачами строительства до сих пор остаются повышение качества работ и эффективности материальных вложений. Особенно это касается ведения строительства в сложной инженерно-геологической ситуации, когда необходимо решение комплексных задач в области фундаментостроения. Наличие слабых глинистых грунтов в основании вызывает ряд трудностей при проведении строительных работ. При этом прорезать фундаментами значительную толщу слабых грунтов бывает экономически нецелесообразно. В связи с этим актуальным вопросом становится развитие современных методой укрепления оснований, сложенных слабыми глинистыми грунтами. Одним из эффективных методов улучшения механических характеристик глинистых грунтов является электрохимическая обработка. Электрохимическое закрепление - это способ улучшения свойств влагонасыщенных грунтов, основанный на появлении под действием постоянного электрического тока процессов электролиза и электроосмоса. Данная статья посвящена вопросу электрохимического закрепления влагонасыщенных глинистых грунтов Пермского края раствором на основе 20%-го сульфата магния при строительстве зданий и сооружений. Статья представляет собой планирование эксперимента. Для дальнейших лабораторных испытаний выбраны водонасыщенные глинистые грунты с определенными показателями текучести IL = 0,4; 0,6, так как грунты такой консистенции чаще всего встречаются в Пермском крае. Рассмотрена методика подготовки грунта с заданными характеристиками. Характеристики водонасыщенного грунта в естественном состоянии и грунта, усиленного методом электрохимического закрепления, будут получены по результатам испытаний по методу одноплоскостного среза и компрессионного сжатия. Приведены параметры и схемы модельного эксперимента. Вводятся критерии оценки эффективности метода по изменению механических характеристик грунта: угла внутреннего трения Δφ, удельного сцепления Δ с и модуля деформации Δ Е .

Объектом исследования являются буронабивные сваи, а также их совместная работа с глинистым грунтом. Проведен анализ полевых статических испытаний буронабивных свай, устроенных по технологии непрерывного полого шнека (НПШ), повторным нагружением. Буровые сваи были изготовлены диаметром 630 мм, длиной 23,5 м с опиранием нижнего конца на супесь мягкопластичную, плотную. Важной особенностью опытной площадки являлось косое залегание галечникового грунта с супесчаным заполнителем, очень прочного, распространенного вдоль боковой поверхности испытанных свай мощностью слоя от 4 до 15,2 м. Испытания свай проводились по методике государственного стандарта со ступенчатым увеличением вдавливающей силы в три цикла нагружения и последующей разгрузки. В результате были получены графики зависимости осадки от приложенной силы. В результате испытаний конечная осадка свай-близнецов варьировалась в больших пределах от 2 до 15 мм. Кроме того, при повторном нагружении приращение осадки имело значительно меньшее значение, чем при первом нагружении. По полученным графикам зависимости осадки от нагрузки определялся приведенный модуль деформации основания буровых свай на каждой стадии нагружения. В результате оценки изменения данной характеристики была отмечена зависимость, связанная со значительным увеличением приведенного модуля деформации при большем включении нижнего конца свай в работу за счет перемещений. Данный эффект предположительно связан с формированием уплотненного ядра в уровне нижнего конца свай, за счет которого увеличиваются деформационные характеристики основания свай.

Представлен анализ научных работ, посвященных исследованию напряженно-деформированного состояния песков, армированных различными геосинтетическими материалами, в частности испытаниям на приборе трехосного сжатия. При помощи данного устройства можно найти прочностные и деформационные характеристики усиленных грунтов. Преимуществом этого вида испытаний является значительная степень приближенности к реальным условиям. Кроме того, многие ученые продолжают разрабатывать усовершенствованные варианты прибора. В данной статье отмечены авторы некоторых патентов. Исследователи из разных уголков мира описали процесс и результаты своих экспериментов. Основная часть их выводов сходится, но каждый ученый внес в изучение указанной темы что-то новое. Таким образом, все работы имеют важное значение в изучении напряженно-деформированного состояния армированных грунтов и влияния геосинтетических материалов на прочность грунтового основания. Для создания виртуальной модели образца грунта были успешно применены компьютерные технологии. Это дало возможность поэтапно проследить процесс потери прочности образца. Анализ научной литературы позволил запланировать ряд опытов на приборе трехосного сжатия. Внешний вид и особенности устройства, на котором будут проводиться испытания, описаны ниже.