754

Непосредственное выполнение инженерно-геологических изысканий с привлечением геотехника при необходимости позволит оперативно изменить программуинженерно-геологических изысканий, уточнить параметры физи- ко-механических свойств грунтов тех инженерно-геологических элементов, где преобладают напряженно деформированное состояние.

На этапе проектированиягеотехник помогает архитекторуи конструктору обосновать и принять наиболее рациональное решение по конструктивной схеме здания с учетом возможного использования подземного пространства. Без геотехника выполнить рациональное, а тем более инновационное решение по возведению фундаментов просто невозможно: СНиПы, ГОСТы и другие нормативные документы, а самое главное консерватизм проектировщика являются сдерживающими факторами внедрения научно-технических достижений.

На этапе геотехнического строительства геотехник не только осуществляет контроль, геотехническое сопровождение строительства, но и оперативно принимает решения по конкретным нештатным ситуациям. Это особенно актуально, в связи с тем, что строительство подземных сооружений ведется вблизи существующих эксплуатируемых объектов, на которых могут появиться деформации, связанные с изменением напряженно-деформационно- го состояния грунтов основания.

4. Требования к геотехникам для проведения ГТЭ

«Допуском» для проведения геотехнического сопровождения особо ответственных и уникальных объектов является членство в Российском обществе по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению (РОМГиФ). «Допуском» для геотехника, проводящего геотехнические экспертизы небольших и крупных объектов, должны служить следующие обязательные условия:

—наличие допуска в саморегулируемых организациях (СРО) по проведению инженерно-геотехнических изысканий;

—инновационная,экспертная деятельность геотехника посовершенствованию проектных решений в области возведения фундаментов;

—постоянное взаимодействие с изыскательскими, проектными и строительными организациями.

Важно, чтобы лицо или организация, в которую обращается заказчик для проведения ГТЭ, смогли бы продемонстрировать примеры объектов аналогов, в которых они принимали непосредственное участие.

131

5.Совершенствование проектного решения на примере строительства двух жилых зданий в г. Минусинске

Красноярского края

Одним из наиболее свежих примеров проведения комплекса геотехнических экспертиз на различных этапах ЖЦН можно привести строительство малоэтажного социального жилья в г. Минусинске по краевой целевой программе«Дом», реализуемой в 2010 г.Навыделенномземельном участкев три очереди, последовательно, осуществляется строительство 2-этажных жилых домов в кирпичном исполнении.

Организацию, проводящую ГТЭ, привлекли на стадии выполнения инже- нерно-геотехнических изысканий для второго жилого дома. В это время, для первого жилого дома, был разработан котлован, и возводились фундаменты. У геотехников была возможность исследовать грунты в разработанном котлованеисравнить иххарактеристикисгрунтами основаниямидляпроектируемого второго дома. По результатам лабораторных испытаний установлены очень близкие значения характеристик грунтов, и отметок залегания различных инженерно-геологических элементов. Несмотря на высокие прочностные и деформационные свойства грунтов, фундаменты для первого здания приняты сверхнадежными. Предварительный расчет несущей способности основания,припринятомтипефундаментапоказал,чтооноспособно воспринимать нагрузку не от 2-этажного, а от 15-этажного кирпичного здания.

Причин принятия такого сверхнадежного фундамента было несколько. Во-первых, организация проводящая инженерно-геологические изыскания специализируется на проектировании гидрогеологических сооружений и не имеетспециалистов, хоть сколько-нибудь понимающихвзаимодействия фундаментов с грунтовым основанием (для лабораторных исследований привлекалисьспециалисты другойорганизации).В результате,отчетпоизысканиям, имея солидную толщину, содержал лишь несколько неграмотно сформулированных предложений, которыми и воспользовался проектировщик. Во-вто- рых, консерватизм проектировщика, запутанного данными отчета об изысканиях, побудил его использовать коэффициент «спокойного сна» и принять сверхнадежные фундаменты. Ну и завершающую лепту внесла краевая государственная экспертиза проектов, законсервировавшая проектное решение.

Проанализировав реализованное проектное решение по устройству фундамента первого жилого дома, для второго дома геотехниками предложен более рациональный тип фундамента: свайный с высоким монолитным ростверком и железобетонными балками-стенками для технического подполья. В результате, сметная стоимость 1 м2 дома составила 29,12 тыс. р., против 45 тыс. р. для первого. Еще раз отметим, что сэкономленные денежные средства были только от фундамента, так как конструкции выше нулевой отметке идентичны.

132

Итак,проведение независимыхГТЭна этапеизысканий ипроектирования нарассмотренномпримерепозволили,выбратьрациональный типфундаментов, минимизировав затраты на строительство объекта.

6.Совершенствование проектного решения на примере строительства складов медицинского имущества

вс. Аскиз, РХ в 1983 г.

Одним из интересных объектов, на которых была проведена геотехническая экспертиза на стадии проектирования, служат склады медицинского имущества в с. Аскиз Республики Хакасия.

Анализгрунтовых условийпоказывает назалегание слабыхгрунтов вслое сезонного промерзания, обусловленное высоким к поверхности (1,8 м от природногорельефа)уровнемподземныхвод.Надежныйгалечниковыйгрунт с песчаным заполнителем располагается на глубине 2,8 м. В этих условиях любой пылевато-глинистый грунт является пучинистым. Поэтому «Абакангражданпроект» принял самое надежное решение: выкопать до галечникового грунта котлован, сделать водопонижение и возвести фундаменты на естественном гравийном основании с песчаным заполнителем (рис. 4).

Рис. 4. Схема устройства фундаментов, предложенная институтом «Абакангражданпроект»

133

Изобретение (авторское изобретение №1101498 «Способ погружении опорной конструкции на пучинистых грунтах»). Предложение АфКПИ включает в себя: бурение ямобуром скважины диаметром 1 м на глубину1,5 м, не доходя 30 см до уровня грунтовых вод; помещение на дно скважины 15 кг калийногоудобрения;засыпкускважины гравийно-песчанойсмесью ипогружение сваи-колонны (рис. 5). Сваи-колонны погружались на отметку 3,3 м, с отказом 7 мм, что гарантировало необходимую несущую способность. При этом отметка верха сваи-колонны +3,6 м была идентична колонне, монтируемой в стакан. Диапазон колебаний в отметках был в пределах допуска.

Рис. 5. Сваи-колонны, погруженные в гравийный грунт (предложение АфКПИ)

Для недопущения деформаций стеновых панелей, от сил морозного пучения, геотехниками предложено устроить противопучинный зазор.

Проект был успешно реализован, за объектом ведется наблюдение с 1983 года.

Вывод

Совершенствование проектных решений возможно только при тесной совместной работе геотехника, изыскателя и проектировщика. Предложенная авторами система геотехнических экспертиз на этапах ЖЦН, способствует такому взаимодействию.

134

УДК 624.15

Нестеров А.С. (СГАДА, г. Омск)

ПОГРУЖЕНИЕ СВАЙ С ПОМОЩЬЮ БЕЗУДАРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Свайные фундаменты являются наиболее эффективными для жилищногражданского, промышленного, сельскохозяйственного, транспортного строительства, поэтому они находят широкое применение в РФ и странах СНГ. Дальнейшее развитие капитального строительства также будет базироваться на расширении объемов и областей применения свайных фундаментов. В связи с этим совершенствование конструкций свай и технологии свайных работ является актуальной и важной задачей, которая позволит получить значительную экономию бетона, арматуры, энергии и трудозатрат.

Из числа недостатков, присущих свайным фундаментам, первоочередного устранения требует недобивка свай и их разрушение при погружении. Типичным явлением жилищного строительства различных городов страны являются остающиеся после работы сваебойного агрегата железобетонные леса из недобитых свай высотой 3–5 м, а в отдельных случаях и выше.

Наблюдения за забивкой свай показывают, что в настоящие время до 3 % железобетонных свай полностью разрушается в процессе забивки, а более 30% свай не могут быть добиты до проектных отметок из-за преждевременного разрушения голов свай [1, 2]. Недобитые части свай срубают, что естественно, приводит к большой потере железобетона, — объем срубки доходит до 20 % объема погруженных свай. Ежегодно вследствие срубки недобитых свай теряется более 500 тыс. м3 железобетона [3]. Кроме того, процесс срубки и удаления обломков свай за пределы площадки заметно повышает трудоемкость работ нулевого цикла и затягивает сроки строительства.

Вэффективное, сточки зрения трудоемкости и материалоемкости устройство свайных фундаментов может быть достигнуто, если обеспечить щадящий режим погружения свай в грунт. Такую возможность предоставляет метод статического вдавливания [3].

Особое внимание опасности динамических воздействий при забивке свай следует уделить в следующих случаях:

—деформации оснований фундаментов сооружений находятся в процессе консолидации;

—несущие конструкции зданий имеют трещины с раскрытием более 3 мм;

—грунты, залегающие в основании фундаментов сооружений относятся

кслабым;

—в зоне динамического воздействия находятся здания, представляющие историческую или архитектурную ценность [4].

135

Опыт применения сваевдавливающих установок в Омске показал, что метод статического вдавливания — наиболее безопасный для существующей застройки. По сравнению со свайными технологиями применяемыми в стесненных условиях этот метод имеет следующие преимущества:

—отсутствие динамического воздействия на конструкцию сваи;

—полная сохранность головы сваи;

—гарантированное заводское качество изготовления свай;

—низкие энергозатраты при погружении свай;

—минимальные динамические воздействия наконструкции рядомрасположенных зданий и сооружений;

—непрерывный контроль усилия вдавливания, позволяющий впроизводственных условиях прогнозировать несущую способность свай.

Вновь в Омске сваи, погружаемые методом вдавливания, начали, после длительного перерыва применяться для устройства свайных фундаментов при строительстве в зонах с плотной городской застройкой и примыкания к существующим зданиям. Для этих целей компанией «Сибирский сенат» для устройства свайного основания торгово-офисного здания была закуплена, изготовленная в Саратове сваевдавливающая установка СВУ-В-6 «Тайзер» (рисунок)

Рис. 1. Конструктивная схема сваевдавливающей установки СВУ-В-6. 1 — базовая машина; 2 — главная лебёдка; 3 — гидроцилиндр раскоса; 4 —

полиспастные блоки; 5 — портал; 6 — вдавливающий орган; 7 — наголовник; 8 — пригрузы; 9 — свая; 10 — передний аутригер; 11 — рама; 12 — катки; 13 — опорная плита; 14 — задний аутригер

136

На объекте строительства установка перемещается на гусеничном ходу по опорной металлической плите, подвешенной снизук базовой машине, что приводит к снижению общего давления установки на грунт. Оборудование смонтировано набазовой машине— кране РДК-25.Масса установкиоколо 50 т, с пригрузом до 112 т. Для удобства передислокации с объекта на объект установка легко разбирается на отдельные блоки, способна разгружать поставляемые на объект сваи.

Техническая характеристика СВУ-В-6
Наибольшее усилие вдавливания, кН .....................................................................	900
Скорость вдавливания, м/мин ............................................................................	0,5–2,5
Тип механизма вдавливания..................................................................	полиспастный
Рабочее давление масла, МПа....................................................................................	12
Мощность электродвигателя (гидростанция), кВт .......................................	18,5–22
Потребляемая мощность установки, кВт.................................................................	50
Напряжение в сети, В ................................................................................................	380
Размеры погружаемых элементов:
длина (цельных элементов), м ...................................................................................	14
сечение:
квадратное, мм ..................................................................................................	350 350
круглое, мм. .........................................................................................................	мах 350
шпунт .......................................................................................................................	любой
Масса:
установки в рабочем положении, т .............................................................	около 112
в том числе навесного оборудования с грузами, т.................................................	63
транспортный вес установки, т..................................................................................	59

Установка СВУ-В-6 отвечает следующим требованиям [5]:

—работает без вспомогательных машин;

—самостоятельно погружается на транспортные средства и разгружается

сних;

—погружает сваи с усилие не менее 1000 кН,

—выдергивающее усилие до 600 кН;

—осуществляет квазистатический режим погружения со скоростью 0,5– 2,5 м/мин, усилие вдавливания в квазистатическом режиме не менее 800 кН;

—погружает сваи вплотную к существующим стенам, вертикально и под углом до 20°;

—имеет возможность выполнять вибропогружение и импульсную добивку свай, а также их сочетание, вибровдавливание и добивку на фоне вдавливания.

Реальная производительность установки составляет 20–25 свай в смену. Причем до 65–70 % времени занимают вспомогательные операции. Циклог-

137

рамма работы сваевдавливающей установки СВУ-В-6 (Тайзер) на строитель-

ной площадке в г. Омске (ул. Газетный переулок):
— строповка сваи	30 с. (4,2 %)
— подтаскивание сваи	110с.(15,5%)
— поворот установки	30 с (4,2 %)
— установка сваи под наголовник	110с.(15,5%)
— вдавливание	318 с(44,7 %)
— установка подбабка	48 с. (6,7 %)
— додавливание сваи до проектной отметки	45 с. (6,3 %)
— снятие подбабка	30 с. (4,2 %)
Итого: 712 с.

В результате анализа циклограммы можно сделать вывод, что много времени требуется на вспомогательные операции. Например, на строповку и подтаскивание сваи тратится до 25–30 % времени. Этого можно было бы избежать, если бы установка была оснащена вспомогательным крановым оборудованием, позволяющим складировать сваи ближе к месту непосредственного вдавливания. Установка сваи под наголовник занимает до 15–20 % времени. Это происходит в связи с тем, что оператор установки имеет ограниченный обзор и не видит поверхность грунта с точкой вдавливания сваи. Эту проблему можно было бы решить установкой видеокамеры и монитора в кабине оператора. Такие попытки делались, но не увенчались успехом так как существует реальная опасность разбить видеокамеруподаваемой под наголовник сваей. Дополнительного времени требуют операции с подбабком (до 15–20 %). Это связано со сложными гидрогеологическими условиями строительной площадки. Высокий уровень грунтовых под требует планировки строительной площадки подсыпкой грунта. В результате проектнаяотметка головы сваи находитсяниже уровняпланировки, чтовынуждает додавливать сваю с помощью инвентарной вставкинижеповерхности грунта.

К недостаткам установки можно отнести и то, что наличие аутригеров с большим вылетом делает невозможным погружение свай в углах котлована. Встесненных условияхплотнойгородской застройкикотлованы частоимеют вертикальные стенки с креплением, что приводит к необходимости привлекать дополнительное оборудование для устройства свай в угловых точках котлована.

Заключая анализ работы оборудования для погружения свай методом вдавливания в г. Омске, необходимо отметить, что при разработке проекта производства работ с использованию сваевдавливающих установок следует в основном руководствоваться следующими положениями, позволяющими наиболее полно использовать преимущества статического вдавливания:

— принебольшихобъемахработ предпочтениеотдать маневреннымустановкам, выполненным на базе серийного самоходного оборудования;

138

—в качестве вдавливающего устройства использовать гидравлический рабочий орган с возможностью регулирования скорости и контролем усилия вдавливания;

—для компенсации реактивного усилия, использовать балластировку установок в виде инвентарных железобетонных или металлических блоков;

—оснащение установок вспомогательным оборудованием для снижения сопротивления погружению (буровое или иное для проходки лидерных скважин) является непременным условием их эффективной работы в плотных грунтах;

—установка должна быть оснащена вспомогательным крановым оборудованием, позволяющим складировать сваи ближе к местунепосредственного вдавливания;

—оценка несущей способности свай по усилию вдавливания на последнем метре погружения имеет существенное практическое значение, позволяет в ряде случаев исключить комплекс работ по контрольным статическим испытаниям свай, сократить сроки строительства в целом;

—для исключения негативного эффекта от высокого удельного давления на грунт сваевдавливающих установок при восприятии реактивного усилия, необходимо использовать различные типы анкерных устройств.

Библиографический список

1.Светинский Е.В., Гайдай М.С. Современное оборудование для вдавливания свай // Механизация строительства. 1997. № 11. С. 12–16.

2.Пономаренко Ю.Е. Нестеров А.С. Мартюшов М.П. История и перспективы развития средств механизации для вдавливания свай в Западно-Сибирском регионе.//Механизация строительства. 2003. № 8. С. 13–17.

3.Фрейдман Б.Г. Перспективы развития метода вдавливания свай // Геотехника: актуальные теоретические и практические проблемы. Межвузовский теоретический сборник трудов. СПб.: СПбГАСУ, 2006. С. 174–176.

4.Савинов А.В., Фролов В.Э. Повышение эффективности фундаментов из свай заводской готовности, погружаемых вдавливанием // Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений: Сборник статей Международной научнопрактической конференции. Пенза, 2004. С. 200–202.

5.Джантимиров Х.А., Литвин О.В. Безударные технологии погружения свай и шпунта // Реконструкция городов и геотехническое строительство. 2004. № 8. С. 176–179.

139

АННОТАЦИИ

Караулов А.М., Черноусов С.И.Кафедра«Геология, основанияи фундаменты»

СГУПСа

В1959 г. кафедра «Геология, основания и фундаменты»организационно оформилась как самостоятельная единица в составе факультета мостов и тоннелей. Возглавил её доцент, выпускник Иркутского государственного университета Федор Андреевич Никитенко.

Период 60-х гг. можно считать временем формирования основных научных направлений в исследовательской работе кафедры, которые разви-ваются и в настоящее время.

В1967 г. была организована научно-исследовательская группа «Геология, основания и фундаменты». В разные годыэту группувозглавляли кандидатытехнических наук П.С. Ваганов, В.В. Егоров, Д.Г. Господинов, А.М. Караулов, М.Я. Крицкий.

С начала 1990-х гг. основными направлениями научной деятельности кафедры и НИЛстановится обследованиедеформируемых зданий и сооружений, а такжезакрепление грунтов основания.

Смолин Ю.П., Востриков К. В. Исследование ускорений колебаний, возника-

ющих в железнодорожных насыпях при движении поездов

Известно, что вибрационное воздействие поездов является одной из основных причин снижения прочности грунтов земляного полотна и появления дополнительных деформаций верхнего строения пути и основной площадки. Лечение таких болезней земляного полотна производят различными методами усиления (цементация, силикатизация и другие укрепляющие материалы). В результате усиления изменяются физические и механические свойства грунтов насыпи.

Объемы применяемых при закреплении материалов назначаются ориентировочно и могут существенно превышать требуемые. Для того, чтобы исследовать на сколько увеличивается прочность насыпи от того или иного объема закрепленного грунта, необходимо проведение комплекса полевых и лабораторных исследований на экспериментальных участках и опытных образках.

Для проведения такого рода исследований были выбраны насыпи, усиленные ранее напорной инъекцией цементно-песчанго-глинистого раствора. Данные насыпи располагаются на подходек мосту через рекуКамышанка на 15 км перегона Дедюево

–Буреничево, а также над водопропускной трубой на перегоне Алтайская – Бийск км 87 ПК 4+95 Западно-Сибирской железной дороги.

Для регистрации параметров вибродинамических колебаний необходимы устройства, которые бы фиксировали параметры колебаний при движении поезда как на поверхности насыпи (на откосе), так и в теле земляного полотна.

Для замераскорости прохождения поезда использовалась, разработанная в НИДЦ СГУПС, информационно-измерительная система ТЕНЗОР МС с двумя съемными (магнитными) датчиками измерения деформаций ТДМ. Данная система позволяет производить сбор данных, а также обработку и представление информации, характеризующей динамическое и статическое состояние объектов в реальном масштабе времени.

Королев К.В. Современные направления тпрг

Идеально жесткопластическая модель среды, принятая в теории предельного равновесия грунтов, давно завоевала себе прочное место как в инженерных расчетах,

140