Диссертация (1141606), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Требования подъема определялись высотным положением к четыремосновным точкам грунтоцементного массива, вынесенным на поверхность с помощью реперов всоответствии со схемой, представленной на рисунке 5.4.1.Рисунок 5.4.1. Аксонометрическая схема грунтоцементного массива и основныхточек расположения реперов в уровне дневной поверхности1-я стадия. Предварительное нагнетание, формирование вмещающего массива сизотропными свойствами.Заполнение пор и пустот для подготовки массива к управляемому компенсационномунагнетанию характеризуется следующими условиями:•использование высокопроницаемых растворов П-1, КН-1;•проектное давление нагнетания до 0,5 МПа;•повышенный расход вяжущего до 300 кг/м³ для заполнения открытых пор134в грунте.В результате заполнения пор и пустот на этапе подготовки массива к управляемомукомпенсационному нагнетанию обеспечивается:•снижение коэффициента пористости, что приводит к увеличению модулядеформации массива (снижение потерь при подъеме на деформацииуплотнения массива)•исключение неконтролируемого выхода инъекционного раствора израбочей зоны в процессе компенсационного нагнетания, и тем самымобеспечение управляемости силового воздействия при нагнетании.2-я стадия.
Создание предварительно напряжённого состояния в грунтовом массиве дляобеспечения первой реакции грунтоцементного массива.Управляемое компенсационное нагнетание характеризуется следующими условиями:•проектное давление нагнетания до 50 МПа.•инъекционный материал характеризуется повышенной вязкостью имедленным набором прочности вследствие замедления развитиягидратационных процессов.•конечная прочность (28 суток) растворов ОС-7, КН-2 на сжатие до 2,0МПаПроектный расход инъекционного материала и обеспечение равномерности егораспределения в заданном горизонте характеризуется коэффициентом эффективностинагнетания, величина которого на каждой из стадий различна. На стадии формированияпредварительно напряжённого состояния грунта, величина коэффициента эффективностинагнетания находится в диапазоне 0….5%.
При этом, расчётный расход инъекционногоматериала на 1 манжету разово может достигать 50-100 л и суммарно 500-1000 л, приинтенсивности нагнетания до 4 л/мин.3-я стадия. Подъём массива на проектную отметку.На стадии подъёма грунтобетонного массива, величина коэффициента эффективностинагнетания ориентировочно должна достичь значений 8…15%.4-я стадия Выравнивание и обеспечение заданного планово-высотного положениямассива.В процессе выполнения подъёма на проектную высоту выполнялось непрерывноенаблюдение за изменением планово-высотного положения грунтобетонного массива.5-я стадия. Инженерно-геологические изыскания по опытном участке.135Инженерно-геологические изыскания выполнялись после завершения работ поподъему и подтвердили результаты выполнения опытных работ.5.5 Выполнение опытных работ [35]До начала выполнения опытных работ были выполнены работы по устройствуконструктивных элементов опытного участка.
Был выполнен комплекс подготовительных работна площадке строительства, включающий устройство вспомогательных сооружений, установкуконтейнера с инжекционными насосами Obermann DP 36-2-B, 6 шт. (см. рисунок 5.5.1.);установку инжекционного контейнера ICC 6/50 G с насосами Obermann DP 50 (6 шт.); установкуконтейнера с инжекционным насосом высокого давления Obermann HD-115 – 1 шт. (рисунок5.5.2.); установку линии приготовления инъекционных растворов с ручным дозированием,включающую площадку взвешивания с весами, высокоскоростной смеситель, активатор,раздаточную колонку; установку линии приготовления инъекционных растворов Oberman OM500 Jet с автоматическим дозированием, включающий устройство автоматической подачиматериалов, высокоскоростной смеситель с весовым контролем подачи материала иавтоматическим управлением перемешивания и подачи материала в активатор, активатор свесовым контролем, раздаточную колонку; установку бака промывочной воды, снабженногооборудованием для подогрева воды; установку бака приготовления состава П-1 емкостью 30 м3;Рисунок 5.5.1.
Насосы Obermann DP 36-2-B136Рисунок 5.5.2. Насос Obermann HD-115С 01.08.2016 г. по 08.08.2016 г. был выполнен предварительный этап нагнетания поапробированию пропиточных и инъекционных составов, показавший принципиальнуюприменимость составов для инъекций в производственных условиях.C 08.08.2016 г. по 22.10.2016 г. были выполнены работы Этапа I по нагнетаниюпропиточных (КН-1, П-1) и инъекционных (КН-2, ОС-7) составов, а так же выстойка с 23.10.2016г. по 28.11.2016 г.С 03.12.2016 г по 17.12.2016 г были выполнены работы Этапа II по нагнетаниюпропиточных (КН-1, П-1) и инъекционных (КН-2, ОС-7) составов в МК №№1-32 а так жевыстойка с 18.12.2016 г. по 03.05.2017 г.В период с 29.03.2017 г.
по 28.04.2017 выполнялись работы по бурению дополнительныхскважин ярусов №8 и №9.С 24.04.2017 г по 09.07.2017 г выполнялись работы Этапа III по нагнетанию пропиточных(КН-1, П-1) и инъекционных (КН-2, ОС-7) составов в МК -41.Общий вид строительной площадки приведен на рисунке 5.5.3.137Рисунок 5.5.3. Общий вид участка нагнетания на Этапе III5.6. Анализ расчетного обоснованияАнализ расчетного обоснования выполнялся на основе сопоставления расчетных ифактических значений перемещений модели и давлений грунта под подошвой моделифундаментной плиты.На 20.06.17 максимальный подъем модели фундаментной плиты по глубинным реперамГРГ7 и ГРГ8 превысил значение 30 см. Отмечалось появление периметральных трещин в грунтев районе проекции модели фундаментной плиты опытного участка на поверхность с раскрытиемтрещин до 8 см.138Рисунок 5.6.1.
Раскрытие трещин на площадке ОУНа 04.07.2017 ширина трещин увеличилась до 20-25 см с одновременным видимымподъемом модели фундаментной плиты на высоту 463 мм (рисунок 5.6.2.)Рисунок 5.6.2. Раскрытие трещин и подъем на площадке ОУЧисленное расчетное моделирование работ на опытном участке (рисунок 5.6.3.)выполнялось в программном комплексе Z-Soil с использованием метода конечных элементов(МКЭ) [5]. Сопоставление результатов моделирования и фактических данных выполнялось дляоценки адекватности принятых расчетных методов и моделей, которые должны отражатьдействительные условия работы управляемого компенсационного нагнетания (УКН) на ОУ в ихвзаимодействии с грунтовым массивом и моделью фундаментной плиты [35].139Рисунок 5.6.3.
Схема для разработки расчетной моделиРазработанная расчетная модель способна адекватно описывать механическое поведениеоснования и модели фундаментной плиты для применяемой технологии на рассматриваемомучастке, исходя из следующих предпосылок:1)поведение грунтов основания описывается упруго-пластической моделью супрочнением и с замкнутой поверхностью текучести (модель упрочняющегося грунта, HardeningSoil), которая учитывает изменение деформационных характеристик и поверхность текучести(критерий прочности) в зависимости от изменения напряженного состояния, что прииспользовании УКН происходит повсеместно и может изменяться в больших диапазонах;2)в качестве основных параметров механических свойств грунтов использованызначения прочностных, деформационных и других физико-механических характеристик,определенных на основании данных инженерных изысканий ОУ;3)учет возможности развития сдвиговых деформаций на контакте грунта cгрунтобентонитовой завесой по контуру ОУ, возникающих при компенсационном нагнетании,реализуется использованием в расчетной модели контактного элемента, механическиехарактеристики которого принимались на основе анализа данных инженерно-геологическихизысканий и корректировались по мере получения фактических данных с ОУ;1404)управляемое компенсационное нагнетание моделировалось увеличением объёмовконечных элементов, расположенных в зоне расположения манжет инъектора размером0,5х0,5х0,5 м, на заданный объем нагнетания, посредством назначения конечным элементамначальных деформаций и функции их изменения во времени в соответствии с фактическойпоследовательностью инъекционных работ.Численное моделирование работ на ОУ выполнялось в программном комплексе Z-Soil сиспользованием метода конечных элементов (МКЭ).
Сопоставление результатов моделированияи фактических данных выполнялось для оценки адекватности принятых расчетных методов имоделей,которыедолжныотражатьдействительныеусловияработыуправляемогокомпенсационного нагнетания на ОУ в их взаимодействии с грунтовым массивом и модельюфундаментной плиты.Для применения методики и результатов расчета (при проектировании основного этапаработ по восстановлению высотного положения здания ЗаГАЭС-2) расчетная модель ОУ (см.рисунок 5.6.3.) должна была быть верифицирована. Верификация программного обеспечениябыла выполнена с помощью расчетов тестовых моделей, для которых известен сопоставимыйэкспериментальный опыт на опытном участке.Рисунок 5.6.4. Результат расчета в ПВК Z-Soil (продольное сечение) — изополявертикальных перемещений на момент завершения подъемаВ рамках работы по определению входных параметров, необходимых для описаниямодели нелинейного поведения грунта Hardening Soil, в большей степени исследовалисьнесвязные грунты.
Несмотря на литологическую однородность, преимущественно песчаного141характера, обнаруженную под зданием, в результатах испытаний CPT была отмеченанеоднородность измеренного сопротивления и коррелирующих с ним параметров, в т.ч. OCR.Принятые допущения:- Расчет осуществлялся на основе пространственной постановки задачи в программновычислительном комплексе (ПВК) «Z_Soil 12.24».
Пространственная система координат задаетсягоризонтальной и вертикальной осями X и Y соответственно и введением горизонтальной оси Z,перпендикулярной плоскости XY.- Геометрическая схема расчетной модели строилась на основе фактическогорасположения сооружений и соответствующих инженерно-геологических элементов, заданныхпо имеющимся геологическим скважинам.- Граничные условия задавались стандартным образом - путем фиксации боковых границгеометрической модели от горизонтальных, а нижней – от горизонтальных и вертикальныхперемещений.- Грунтовый массив и все конструкции модели находятся под действием массовых сил,обусловленных гравитацией.- Действие поверхностных распределенных и сосредоточенных сил моделировалось всоответствии с исходными данными.- Поведение конструкций сооружений моделировалось как фактическим моделированиемобъема, так и заданием балочных элементов (beam) или для моделирования конструкцийимеющих значительную жесткость на изгиб и нормальную (осевую) жесткость по сравнению сокружающим грунтовым массивом, могут использоваться структурные объекты, называемыеоболочками, которые в свою очередь различаются на объемные и плоские.
Теория допускаетпрогиб оболочки под действием сдвигающей нагрузки и ее изгиб. Кроме того, длина элементаможет изменяться под действием осевой нагрузки. Поведение данных материалов в данномпроекте описываются линейной (линейно-упругой) моделью.- Поведение грунтов описывается моделью упрочняющегося грунта Hardening Soil.- Зависимость модуля деформации грунта от уровня напряжений (m) заложена в основумодели Hardening Soil- Поровое давление воды, характеризующее гидростатические условия, устанавливается всоответствии с уровнями грунтовых вод (УГВ).- Для учета возможности развития сдвиговых деформаций на контакте грунта сфундаментной плитой здания ЗаГАЭС-2, возникающих при компенсационном нагнетании, атакже между различными сооружениями имеющие общие деформационные швы, использовалсяконтактный элемент (см. рисунок 8.2.12). Механические характеристики контактного элементапринимались на основе анализа литературных данных [20, 28], при этом сдвиговая жёсткость142«грунт-бетон», для оценки наиболее пессимистичного варианта, была принята существеннозаниженной.- Компенсационное нагнетание моделируется увеличением объёмов конечных элементов,расположенных в принятой зоне основания, на заданный объем нагнетания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
