Результати моделювання деформованого стану армованої ґрунтоцементними елементами основи фундаментів будівлі
Анотація
Відзначено, що навіть за складних інженерно-геологічних умов майданчиків будівельні норми при проектуванні вимагають дотримання жорстких вимог щодо абсолютних і відносних осідань основ будівель і споруд. Наведено результати комплексних експериментально-теоретичних досліджень деформованого стану системи «природний масив – ґрунтоцементна основа – стрічковий фундамент – цегляна будівля» за наявності шарів слабких глинистих грунтів. Подано інформацію про дослідний майданчик, згідно якої в його геологічній будові до глибини 7 м беруть участь сучасні заплавні та руслові відклади, а до несприятливих фізико-геологічних процесів у його межах віднесені: підтоплення території; істотна неоднорідність ґрунтового масиву як за його площею, так і за глибиною; наявність слабких грунтів, сильнозаторфованої глини, несправжніх пливунів і т. ін. Порівнянням даних моделювання методом скінченних елементів (МСЕ) у просторовій (3D) постановці з використанням пружно-пластичної моделі ґрунту деформованого стану природної (з шарами слабких глинистих відкладів) й армованої вертикальними ґрунтоцементними елементами (ГЦЕ) основи стрічкових фундаментів п’ятисекційної 9-10-поверхової будівлі, а також з результатами тривалих (понад 10 років) вимірів осідань цього натурного об’єкту доведено коректність застосування для імітації ҐЦЕ, так званих, пальових елементів embedded beam. Отримано задовільну збіжність між даними 3D моделювання МСЕ за удосконаленою методикою формування розрахунковї схеми системи та тривалих натупних спостережень її деформацій. Описано особливості складання розрахункової схеми системи «основа – фундамент – будівля», принципи призначення її геометричних розмірів, вихідних даних, передумови та параметри чисельних розрахунків, послідовність етапів моделювання, вибір моделі поведінки ґрунту. Підтверджено ефективність методу армування основи ҐЦЕ для поліпшення основ, складених з ґрунтів з низьким модулем деформації.
Посилання
2. DBN V.2.1-10: 2018. (2018). Bases and foundations of buildings and structures. Main principles. Kyiv: Ministry of Regional Development, Construction, and Housing of Ukraine.
3. Briaud J.-L (2013). Geotechnical Engineering: Unsaturated and Saturated Soils. Hoboken: John Wiley & Sons.
https://doi.org/10.1002/9781118686195
4. Poulos H.G. (2017). Tall building foundation design. Boca Raton: CRC Press.
https://doi.org/10.1201/9781315156071
5. Braja M.D. (2017). Shallow foundations. Bearing capacity and settlements. CRC Press. Taylor & Francis Group
6. Cheng Y.M., Law C.W. & Liu L. (2021). Analysis, Design and Construction of Foundations. London: CRC Press.
https://doi.org/10.1201/9780429293450
7. Katzenbach R., Leppla S., Seip M. & Kurze S. (2015). Value Engineering as a basis for safe, optimized and sustainable design of geotechnical structures. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. Edinburg.
https://doi.org/10.1680/ecsmge.60678.vol2.073
8. Ganne P., Denies N., Huybrechts N., Vervoort A., Tavallali A., Maertens J., Lameire B. & De Cock F. (2011). Soil mix: influence of soil inclusions on structural behavior. Proc. of the 15th European Conf. on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Athens. Amsterdam: IOS Press.
https://doi:10.3233/978-1-60750-801-4-977
9. Denies N. & Lysebetten G.V. (2012). Summary of the short courses of the IS-GI 2012 latest advances in deep mixing. Proc. of the Intern. Symposium on Ground Improvement IS-GI. Brussels.
10. Zotsenko N, Vynnykov Yu. & Zotsenko V. (2015). Soil-cement piles by boring-mixing technology. Energy, energy saving and rational nature use, 192-253.
11. Klein P.Y. & Mathieu F. (2015). A soil remediation solution by deep soil mixing under low headroom conditions. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. Edinburg.
https://doi:10.1680/ecsmge.60678
12. Denies N., Huybrechts N., De Cock F., Lameire B., Maertens J., Vervoort A. & Guimond-Barret A. (2015). Thoughts on the durability of the soil mix material. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. Edinburg.
https://doi:10.1680/ecsmge.60678
13. Kryvosheiev P., Farenyuk G., Tytarenko V., Boyko I., Kornienko M., Zotsenko M., Vynnykov Yu., Siedin V., Shokarev V. & Krysan V. (2017). Innovative projects in difficult soil conditions using artificial foundation and base, arranged without soil excavation. Proc. of 19th Intern. Conf. on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Seoul.
https://doi.org/10.1680/geot.1997.47.3.693
14. Vynnykov Yu., Voskobiinyk O., Kharchenko M. & Marchenko V. (2017). Probabilistic analysis of deformed mode of engineering constructions’ soil-cement grounds. Proc. of the 6th Intern. Scientific Conf. “Reliability and Durability of Railway Transport Engineering Structures and Buildings”, 116.
https://doi.org/10.1051/matecconf/201711602038
15. Zotsenko M., Vynnykov Yu., Shokarev Y. & Shokarev A. (2018). Reinforcement of the foundation base of the building with horizontal elements of increased rigidity. Academic Journal. Industrial Machine Building, Civil Engineering, 2(51), 156-160.
https://doi.org/10.26906/znp.2018.51.1308
16. Vynnykov Yu., Aniskin A. & Razdui R. (2019).
Tray research of the strain state of soil bases reinforced by soil-cement elements under the strip stamp. Academic Journal. Industrial Machine Building, Civil Engineering, 2(53), 90-97
https://doi.org/10.26906/znp.2019.53.1898
17. Phoon K. (2008). Reliability-based design in geotechnical engineering. Computations and applications. New York: Taylor & Francis.
18. Chau K. (2013). Numerical Methods. Proc. of the 18th Intern. Conf. on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Paris.
https://doi.org/10.30977/bul.2219-5548.2020.89.0.59
19. Minno M., Persio R. & Petrella F. (2015). Finite element modeling of a piled raft for a tall building on cohesionless soil. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. Edinburg.
https://doi/abs/10.1680/ecsmge.60678
20. Vynnykov Y.L., Miroshnychenko I.V., Razduy R.V. & Zotsenko V.L. (2014). The Simulation of Deformed State System «Reinforced Base – Strip Foundations». Collection of scientific articles «Energy, Energy Saving and Rational Nature Use, 2(3), 74-80.
21. Zotsenko M.L., Vynnykov Yu.L., Bondar V.O. & Novokhatniy V.G. (2018). Monitoring of the soil-cement piles buildings settlements. Academic Journal. Industrial Machine Building, Civil Engineering, 1(50), 159-166.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
