Construction and Geotechnics

Приведены результаты исследования совместной работы свай и ростверка на моделях. Использовались трубчатые металлические сваи и клиновидные сваи. Испытания проводились в лотке размером 3500×2000×2000 мм. При испытаниях применялся однородный среднезернистый песок, металлические сваи длиной 620 мм и диаметром 33,1 мм. В качестве ростверка использовалась металлическая плита размером 400×400×20 мм. Вторая серия опытов выполнялась на клиновидных сваях длиной 300 и 400 мм и металлическом ростверке. Испытания были проведены на высоком ростверке, когда работали только сваи, и на низком ростверке, когда сваи и ростверк работали совместно. Испытания металлических свай с высоким ростверком показали, что боковое сопротивление и порог ползучести не зависят от количества свай под ростверком, а предельная нагрузка увеличивается с ростом количества свай. При испытаниях с низким ростверком выяснилось, что до предельного состояния работают только сваи и лишь после этого включается в работу ростверк. Исследования клиновидных свай показали, что при забивке сваи наблюдается выдавливание грунта. Несущая способность клиновидных свай возрастает с увеличением размеров сваи и плотности грунта. При испытаниях клиновидных свай с низком ростверком вначале в работу включается свая и после достижения предельного состояния - ростверк. Суммарная несущая нагрузка фундамента на клиновидных сваях зависит от несущей способности сваи в предельном состоянии и несущей способности ростверка. Если количество свай под ростверком 4 или больше, то несущая способность свайного фундамента возрастает с увеличением количества свай под фундаментом. Исследования показали, что учет совместной работы свай и ростверка позволяет сократить количество свай в свайном фундаменте и уменьшить его стоимость.

Рассматривается опыт реконструкции и восстановления подвальных помещений каменных зданий исторической постройки на примере г. Томска. Отмечается важность анализа сведений о строительстве и эксплуатации зданий в период всего их жизненного цикла. Формулируются основные задачи, возникающие при реконструкции и восстановлении зданий исторической застройки: увеличение площадей за счет переустройства ранее не эксплуатируемых подвалов, углубление подвальных помещений, расширение существующих и устройство новых проемов в стенах зданий, устройство новых входных узлов в подвалы и др. Дается краткая характеристика грунтовых условий площадок рассматриваемых зданий, относящихся к исторической постройке. Отмечается необходимость проведения тщательных инженерно-геологических изысканий с обследованием грунтов основания и гидрогеологическими наблюдениями за появлением подземных вод. Обосновывается необходимость уточнения характеристик грунтов несущего слоя фундаментов, измененных за счет их уплотнения весом зданий за период длительной эксплуатации. Приводятся обобщенные результаты, получаемые при обследовании и оценке технического состояния фундаментов и надземных строительных конструкций зданий. Предлагается классификация способов усиления фундаментов на естественном основании (отдельно стоящих, ленточных, плитных и массивных) с использованием свай. Рассматриваются сваи, устраиваемые без извлечения грунта - сваи вытеснения (вдавливаемые и инъекционные). Приводятся примеры численного моделирования работы отдельно стоящих и ленточных фундаментов, усиливаемых с использованием свай при понижении отметок пола подвала. При моделировании работы свайных фундаментов в программном комплексе Midas GTS NX используются последовательные технологические этапы устройства свай, позволяющие учесть изменение напряженно-деформированного состояния грунтов основания.

Статья посвящена вопросу оценки несущей способности на горизонтальную нагрузку железобетонных свай заводского изготовления наиболее распространенных типовых сечений от 0,25×0,25 м до 0,40×0,40 м. Приведена общая классификация методов расчета свай на горизонтальную нагрузку и их краткая оценка. Подробно рассмотрен вопрос о выборе расчетной схемы для расчета свай на горизонтальную нагрузку математическими методами. Расчетом по нескольким наиболее распространенным методикам показателей жесткости сваи, определяющих схему ее деформирования в грунте и выбор расчетного метода, показана невозможность рассмотрения сваи указанного типа как жесткого стержня, поворачивающегося в грунте без изгиба. Для подтверждения этого вывода приведены результаты опытных данных, полученных при испытаниях горизонтальной нагрузкой свай со свободной головой в различных грунтовых условиях, которые показали, что независимо от грунтовых условий сваи рассматриваемого типа теряют несущую способность за счет излома (по материалу) при горизонтальном смещении на уровне поверхности грунта порядка 10-15 мм. Приведена полученная на основе анализа расчетных и экспериментальных данных таблица, по которой предварительная оценка несущей способности железобетонных свай заводского изготовления стандартных сечений со свободной головой может быть выполнена без сложных расчетов при известном коэффициенте пропорциональности K , значения которого приведены в табл. В.1 Приложения В СП 24.13330.2011. Наряду с этим даны рекомендации по учету при оценке несущей способности сваи, работающей в составе фундамента, фактора защемления ее головы в ростверк и взаимовлияния свай через грунт.

Приведены результаты анализа численного моделирования трансформации напряженного состояния однородного откоса при его подработке горизонтальными выработками квадратного и круглого сечений, ориентированных параллельно фронту откоса. Расчеты выполнены при помощи компьютерных программ, в которых для анализа напряженного состояния грунтового массива формализован метод конечных элементов, решение смешанной задачи теории пластичности и теории упругости - для построения пластических областей (областей разрушения) - и методика построения наиболее вероятной поверхности скольжения, которая основана на анализе напряженного состояния объекта. Установлено, что подработка однородного откоса подземной выработкой, при всех прочих равных условиях, влечет за собой существенное перераспределение напряжений в приоткосном массиве и, как следствие, изменение положения и формы наиболее вероятной поверхности скольжения и величины коэффициента запаса устойчивости. Для рассмотренных в работе примеров разница величин коэффициентов запаса составляет от 13 до 25 %. На процесс перераспределения напряжений в грунтовом массиве значительное влияние оказывают форма и размеры выработки, ее положение и ориентация в приоткосной области, геометрические параметры откоса. При расчете устойчивости подработанных откосов следует одновременно проводить проверку отсутствия зон разрушения на контуре выработок, чтобы обеспечить возможность их безопасной эксплуатации.

Рассматриваются вопросы проектирования фундаментов многоэтажных зданий, расположенных в пойменной части р. Кубани. Строительная площадка, отведенная под квартальную застройку, характеризуется наличием неоднородных по генезису и пространственному сложению песчано-глинистых грунтов. При выборе вида фундаментов многоэтажных зданий учитывалась неравномерная сжимаемость основания, 8-балльное сейсмическое воздействие на здания и другие факторы. Сформулированы принципы конструирования основного варианта фундаментов многоэтажных зданий на неравномерно сжимаемых песчано-глинистых грунтах. В связи с постоянным развитием крупных городов, которое зачастую предусматривает строительство на неудобных с геотехнической точки зрения участках, а также на пойменных территориях, совершенствование принципов фундаментостроения в таких условиях уже не менее двух десятилетий остается очень актуальным направлением. Однако любые предлагаемые принципы фундаментостроения можно считать обоснованными только в том случае, если они имеют необходимое обоснование на всех этапах теоретических, экспериментальных и практических исследований. Кроме того, количество проведенных исследований и рассмотренных объектов должно быть достаточным для обоснованности выводов. Проведенная за последние 15 лет работа позволила автору статьи обобщить результаты научно-практической работы, направленной на поиск надежного и рационального технического решения фундаментов высотных зданий, расположенных в сложных грунтовых условиях. Одно из таких решений рассмотрено в данной статье. Предложенный способ строительства фундаментов высотных зданий на неравномерно-сжимаемых грунтах в сейсмических районах был применен при строительстве целого ряда объектов в разных городах Краснодарского края.

Представлены дополнительные профессиональные программы повышения квалификации профессорско-педагогического персонала технического университета в области строительной техники и технологий: «Реализация образовательных программ с применением электронного образования по направлению «Техника и технологии строительства» и «Развитие научно-исследовательской и инновационной деятельности по направлению «Техника и технологии строительства». Основой программ являются ФГОС ВО по направлению «Образование и педагогические науки» (44.06.01 - специалист высшей квалификации) и профессиональный стандарт (01.004 - Педагог профессионального обучения, профессионального образования и дополнительного профессионального образования). Дополнительные профессиональные программы в области строительной техники и технологий состоят из двух учебных модулей: общий модуль «Государственная политика в сфере образования» и специальный модуль для каждой из программ. Общий учебный модуль включает основные темы: структура системы образования Российской Федерации, принципы организации образовательной деятельности, права и обязанности преподавателей и студентов, государственное планирование и регулирование образовательной деятельности, управление системой образования, экономические основы и финансовая поддержка, международное сотрудничество в образовательной сфере. Специальный учебный модуль по программе реализации основных профессиональных программ с использованием электронного образования включает: информационное моделирование в строительстве, САПР информационного моделирования зданий (BIM), организация файла проекта, изучение интерфейса, оценка функциональных возможностей BIM, использование инструментов моделирования, работа с объектами, моделирование собственных объектов, получение информации для построения цифровых моделей (типов, спецификаций, ведомостей, каталогов и т.д.), моделирование высотных зданий, проверка моделей, технологии облачного и мобильного доступа к данным BIM, подготовка строительной документации, внешние ссылки, шаблоны, инструменты для дальнейшего использования. Специальный учебный модуль по развитию научно-инновационной деятельности включает в себя следующие темы: научно-исследовательской деятельность в плановой и рыночной экономике, рыночные отношения в научно-исследовательской деятельности, управление, ценообразование, стратегии ценообразования для инновационного продукта, способы контроля цен конкурентов, эффективная реклама. Слушатели дополнительной профессиональной программы выполняют итоговую аттестационную работу. Темы индивидуальных заданий для итоговой аттестационной работы связаны с разработкой методических указаний по освоению учебных дисциплин, методических указаний по научно-исследовательской работе студентов, лекционных курсов и учебных пособий, методических указаний по проведению лабораторных работ, методических указаний по самостоятельной работе студентов или подготовке научных публикаций, заявок на гранты, исследовательские или инновационные проекты.