Исследование геотехнических методов устранения кренов сооружений

Введение. В настоящее время в процессе освоения новых областей объектами производственно-хозяйственного назначения возникает необходимость в застройке территорий, которые относятся к так называемым сложным инженерно-геологическим и горно-геологическим условиям. Актуальным является решение проблемы обеспечения нормальной эксплуатации зданий и сооружений, возводимых в условиях оползнеопасных территорий, просадочных грунтов, подрабатываемых территорий. 

Материал и методы. Исследованы параметры нового геотехнического метода устранения кренов сооружения путем устройства глубокой траншеи по наружному контуру части фундаментной плиты. Грунтовый массив моделируется объемными конечными элементами. Предложены зависимости для определения коэффициентов Пуассона грунта в функции от его прочностных характеристик. Задача решена с учетом последовательности выполнения строительно-монтажных работ. Для этого использован модуль «Монтаж» в ПК «Лира». 

Результаты исследования. Реализация геотехнического метода устранения кренов позволяет обеспечить общую устойчивость грунтовых массивов в процессе проведения работ. При его использовании представляется возможным фиксировать максимальные давления на массив в пределах значений, незначительно отличающихся от средних давлений в стадии нормальной эксплуатации сооружения. Также с увеличением глубины компенсационной траншеи практически не изменяются величины вертикальных давлений, что приводит к смещению давлений вглубь массива грунта. Исследованы возможные причины возникновения дополнительных осадок основания при реализации данного метода устранения кренов. Установлено, что данные процессы связаны с уменьшением боковых давлений в грунтовом массиве, обусловленном увеличением податливости основания, а также с повышением краевых давлений под фундаментной плитой. 

Обсуждение и заключение. Предложенный метод устранения кренов (геотехнический метод) с разработкой компенсационной траншеи по контуру фундамента здания позволяет минимизировать влияние на общую устойчивость массива и снижает влияние на расположенные в непосредственной близости здания и сооружения в процессе устранения кренов существующих фундаментов. Приведены практические рекомендации по исправлению кренов геотехническим методом. 

1. Яркин В.В. Моделирование системы «Основание – фундамент – сооружение» в сложных инженерногеологических условиях: монография. Петраков А.А. (ред.). Макеевка: Донбасская национальная академия строительства и архитектуры; 2020. 392 c. URL: https://www.iprbookshop.ru/93864.html (дата обращения: 02.09.2023).

2. Belyaev V. Characteristics and problems of the standardization of urban design in the development of urban underground space. Topical Problems of Green Architecture, Civil and Environmental Engineering 2019 (TPACEE 2019). 2020;164:04034 https://doi.org/10.1051/e3sconf/20201640403

3. Стрелец–Стрелецкий Е.Б, Журавлев А.В., Водопьянов Р.Ю. ЛИРА–САПР. Книга I. Основы. А.С. Городецкий (ред). LIRALAND; 2019. 154 с.

4. Petrakov A.A., Petrakova N.A., Panasyuk M.D. Solving non-linear problems of the finite over elements by Newton method. Modern Industrial and Civil Construction. 2017;13(3):169–178.

5. Petrakov A.A., Petrakova N.A., Panasyuk M.D. The study of the limiting conditions of the soil massif. The study of equations of state of the theory of plastic flow. World Geotechnics. 2017;4(56):20–25.

6. Lertora E., Campanella D., Mandolfino C., Gambaro C., Fratini L., Buffa G. Comparison Between FSW and Bonded Lap Joints — a Preliminary Investigation. AIP Conference Proceedings. 2017;1896(1):110004. https://doi.org/10.1063/1.5008131

7. Huang M.Q., Nini´c J., Zhang Q.B., BIM, machine learning and computer vision techniques in underground construction: current status and future perspectives. Tunnelling and Underground Space Technology. 2021;108:103677. https://doi.org/10.1016/j.tust.2020.103677

8. Mohammadi M.M., Najafi M., Kermanshachi S., Kaushal V., Serajiantehrani R. Factors influencing the condition of sewer pipes: state-of-the-art review. Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice. 2020;11(4):03120002. https://doi.org/10.1061/(ASCE)PS.1949-1204.0000483

9. Salihu C., Hussein M., Mohandes S.R., Zayed T., Towards a comprehensive review of the deterioration factors and modeling for sewer pipelines: a hybrid of bibliometric, scientometric, and meta-analysis approach. Journal of Cleaner Production. 2022;351:131460. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.131460

10. Tscheikner-Gratl F., Caradot N., Cherqui F., Leitao J.P., Ahmadi M., Langeveld J.G. et al. Sewer asset management — state of the art and research needs. Urban Water Journal. 2019;16(9):662–675. https://doi.org/10.1080/1573062X.2020.1713382