Автореферат (Основы и методы уплотнения грунтов оснований для возведения зданий и сооружений)

На правах рукописиМИНАЕВОлег ПетровичОСНОВЫ И МЕТОДЫ УПЛОТНЕНИЯГРУНТОВ ОСНОВАНИЙДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ05.23.02 – Основания и фундаменты, подземные сооруженияАвторефератдиссертации на соискание ученой степенидоктора технических наукМосква - 20182Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательномучреждении высшего образования «Санкт-Петербургский политехническийуниверситет Петра Великого» (ФГАОУ ВО «СПбПУ»)Научный консультант: академик РАН, доктор технических наук, профессорВасильев Юрий СергеевичОфициальные оппоненты:Абелев Марк Юрьевич, доктор технических наук, профессор,директор Центра инновационных технологий в строительствеНационального исследовательского университета Высшая Школа Экономики;Белаш Татьяна Александровна, доктор технических наук, профессор,заведующая кафедрой « Здания» Петербургского государственного университетапутей сообщения Императора Александра I;Ставницер Леонид Рувимович, доктор технических наук, профессор,начальникэкспертно-аналитическогоотделаНаучно-исследовательскогоинститута оснований и подземных сооружений (НИИОСП) им.

Н.М. ГерсевановаОАО «НИЦ Строительство».Ведущаяорганизация:Федеральноегосударственноебюджетноеобразовательноеучреждениевысшегообразования«Дальневосточныйгосударственный университет путей сообщения» (ДВГУПС), г. Хабаровск.Защита состоится 13 февраля 2019 г. в 15:00 на заседании диссертационногосовета Д 218.005.05 на базе федерального государственного бюджетногообразовательного учреждения высшего профессионального образования«Российский университет транспорта (МИИТ)» по адресу: 127994, Москва, ул.Образцова, д. 9,стр.

9 (7 корпус МИИТ, Минаевский пер., д. 2, ауд. 7618).С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте РУТ (МИИТ),www.miit.ru.Автореферат разослан «___» __________ 2018 г.Ученый секретарьдиссертационного советаШавыкина Марина Витальевна3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследований и степень её разработанности.Механическое уплотнение грунтов является эффективным способом улучшенияфизико-механических свойств оснований в грунтовых сооружениях. В своихработах: Герсеванов Н.М., Флорин В.А., Маслов Н.Н., Савинов О.А., Иванов П.Л.,Далматов Б.И., Березанцев В.Г., Петрухин В.П., в том числе ныне работающие:Ильичев В.А., Абелев М.Ю., Тер-Мартиросян З.Г., Виноградов В.В., Шепитько Т.В.,Васильев Ю.С., Бугров А.К., Мангушев Р.А., Сахаров И.И., Верстов В.В., БадьинГ.М., Силкин А.М., Улицкий В.М., Парамонов В.Н., Шашкин А.Г., Курбацкий Е.Н.,Ашпиз Е.С., Никифорова Н.С.,Кузахметова Э.К., Кудрявцев С.А.,Уздин А.М., БелашТ.А., Пономарёв А.Б., Дудлер И.В., Крутов В.И.

и зарубежные профессора иизвестные специалисты : Терцаги К. (Austria – USA), Seed H.B., Idriss I.M., BoulangerR.W. (USA), Ishihara K., Towhata I., Кокusho T., Tanaka T., Iwasaki Y. (Japan), ShinE.C. (Korea), Varaksin, S.(France), Hamidi, B.(Australia), Grabe, J., Heins, E.,Hamann, T. (Germany), Dembicki E. (Poland), Никитенко М.И.

(Белорусь),Жусупбеков А.Ж., Исаханов Е. А., Достанова С.Х., Хомяков В.А. (Казахстан),Усманов Р.А. (Таджикистан) и другие указывали на это обстоятельство.Уплотнение грунтов позволяет существенно увеличить несущую способность, уменьшить осадку основания и крутизну откосов грунтовых сооружений,сократить фильтрацию как в пределах всего сооружения, так и через отдельныеего элементы, обеспечить устойчивость структуры грунтов при воздействии динамических (сейсмических, волновых, фильтрационных и т.п.) нагрузок и т.д., темсамым, повысить надежность и экономичность сооружений.При динамическом воздействии на слабосвязные, в том числе песчаные водонасыщенные грунты имеют место два ярко выраженных процесса, вначале происходит их разжижение, а затем гравитационное уплотнение.

Для уплотнения грунтов основания высотой более 2 м целесообразно применять глубинные методы динамического уплотнения. Однако, технические решения по их практическому применению имеют значительные недостатки, что потребовало их совершенствования.Автором диссертации был предложен нетрационный подход, состоящий втом, чтобы по величине вибродинамического воздействия выбрать методглубинного уплотнения различных грунтов оснований и без увеличения основныхпараметров величин вибродинамического воздействия (массы заряда, веса ивысоты сбрасывания трамбовки, вынуждающей силы вибропогружателя),происходящих в грунтах.

Задача исследований состояла научно обосновать иразработать эффективные способы вибродинамического уплотнения грунтовоснований, позволяющих (увеличить глубину уплотнения и достигаемуюплотность уплотнения, обеспечить равномерность уплотнения грунта по глубинеуплотняемого основания) и снизить величину вибродинамического воздействияна близлежащие здания и сооружения.На основании этого автор диссертации развил классические разработкипроф. Иванова П.Л.

и доказал преимущества способа последовательного4взрывания зарядов по сравнению с одновременным взрыванием зарядов приплощадочном уплотнении грунтов оснований. Автор усовершенствовал методуплотнения грунтов тяжелыми трамбовками подтвердив, что предложенная имвпервые двухмассная трамбовка имеет преимущества по сравнению сзапатентованными традиционными, одномассными, применяемыми известнойфранцузскойфирмой«Менар»,совершенствовалметодглубинноговиброуплотнения грунтов оснований с использованием виброустановкиконструкции ВНИИГС с уплотнителем типа «ёлочка» путем модернизацииконструкции виброуплотнителя при размещении пространственных элеметов внижней его части.Для расширения области применения вибродинамических методовуплотнения автор диссертации предложил и доказал эффективностьпринципиально нового решения по защите близлежащих зданий и сооруженийпри использовании вибродинамических методов уплотнения путем созданияаэрированного слоя грунта по периметру уплотняемого основания.Задача по подготовке песчаных грунтов оснований актуальна для возведениядамб и грунтовых плотин в гидроэнергетическом строительстве, при устройстве оснований на намывных территориях для гражданского и промышленного строительства, в мостостроении, в дорожном и других видах строительства.Основная цель работы состоит в обосновании выбора метода и основныхпараметров вибродинамического уплотнения различных грунтов оснований длявозведения зданий и сооружений, а также разработка их эффективных способов.Задачи исследований.1.

Теоретическими исследованиями выбрать конкретный методвибродинамического уплотнения и основные параметры уплотнения песчаных идругих грунтов оснований для заданной глубины уплотнения основания.2. Сравнительными теоретическими и экспериментальными исследованиями,полевыми испытаниями доказать:а) эффективность способа последовательного взрывания зарядов посравнению с одновременным;б) преимущества двухмассных тяжелых трамбовок различных вариантовисполнения, в том числе по сравнению с традиционными одномассными;в) преимущества модернизированного виброуплотнителя по сравнению сустановкой конструкции ВНИИГС;г) эффективность защиты близлежащих зданий и сооружений приаэрировании слоя грунта по периметру основания, уплотняемого глубиннымидинамическими методами.3.

Проанализировать результатами сравнительных полевых испытанийразличные методы зондирования для оценки качества уплотнения песков вподводной зоне укладки.4. Разработать практические рекомендации по выбору технических решенийглубинных методов уплотнения песчаных и других грунтов оснований, в томчисле с учетом защиты близлежащих зданий и сооружений от вибродинамическоговоздействия за пределами уплотняемого основания.55. Внедрить методику выбора способов уплотнения и разработанные новыетехнические решения глубинного уплотнения песчаных оснований для возведениясооружений на гидротехническом объекте общегосударственного значения –комплексе защитных сооружений г. Санкт-Петербурга от наводнений.Научная новизна работы заключается в обосновании методики выбораспособоввибродинамического уплотнения песчаных грунтов оснований иразработке их новых способов для возведения зданий и сооружений и конкретносостоит из следующего:1. Обоснования методики выбора способов вибродинамическогоуплотнения и основных параметров уплотнения песчаных грунтов оснований повеличине вибродинамического воздействия для заданной глубины уплотненияоснования.2.