Local stability of soil-cement columns above undergraoud excavations

Oleksandr Skobenko; Mykola Topal; Volodymyr Shapoval; Nataliia Dereviahina

doi:10.26906/znp.2026.66.4402

Автор(и)

Олександр Скобенко Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»
Микола Топал Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»
Володимир Шаповал Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»
Наталія Деревягіна Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

DOI:

https://doi.org/10.26906/znp.2026.66.4402

Ключові слова:

ґрунтоцементні елементи, ін'єктування, підземні виробки, динамічне навантаження, гідрогеологічні умови, геотехнічний ризик

Анотація

Стаття присвячена дослідженню локальної стійкості ґрунтоцементних елементів (ГЦ), сформованих за струминною технологією (jet grouting), у зоні впливу підземних виробок. Актуальність роботи зумовлена аварією під час будівництва метрополітену в м. Дніпро у 2021 р. та необхідністю оцінки ризиків при проходці виробок у зміцнених основах.

Метою дослідження є встановлення впливу геометричних параметрів ґрунтоцементних елементів та зниження їх міцності на стійкість масиву над виробкою. Проаналізовано умови розвитку аварії, зокрема зміну гідрогеологічного режиму, динамічні навантаження від буро-вибухових робіт і порушення структури ґрунтів. Встановлено, що відхилення розмірів ґрунтоцементних елементів від проєктних значень і зниження міцності по їх боковій поверхні суттєво зменшують стійкість покрівлі виробки. Підтверджено значний вплив динамічних навантажень на втрату стійкості. Також сформульовано практичні рекомендації щодо підвищення надійності геотехнічних систем і зниження ризиків аварій.

Посилання

1. Sadovenko, I. O., Shashenko, O. M., Hapieiev, S. M., Tymoshchuk, V. I., & Dereviahina, N. I. (2023). Analysis of the geotechnical situation caused by the sudden inflow of quicksand soils from the face of an ascending metro excavation. In Proceedings of the International Conference "Safe, Comfortable and Capable Territorial Community" (pp. 69–71).

2. Rudenko, S. (2026). Emergency situation on Yavornytskoho Avenue: More than UAH 1.8 million will be allocated in Dnipro for a technical inspection of the Teatralna metro station construction site. Informator. https://dp.informator.ua/uk/avariyna-situaciya-na-prospekti-yavornickogo-u-dnipri-vitratyat-ponad-1-8-milyona-griven-na-tehnichne-obstezhennya-maydanchiku-stanciji-metro-teatralna

3. Excavator sank during metro construction in Dnipro. (2026). DV-gazeta. https://dv-gazeta.info/dneprnews/na-stroitelstve-metro-v-dnepre-utonul-ekskavator-video.html

4. Vyshynskyi, A. (2020). Metro construction in Dnipro poses a threat of building collapse. 368.media. https://368.media/2020/03/04/finansovye-mahinatsii-i-ugroza-obrusheniya-domov-stroitelstvo-metro-v-dnepre-obrastaet-nyuansami/

5. Krysan, V. I., & Krysan, V. V. (2018). Jet and jet-mixing grouting. Academic Journal. Industrial Machine, Building Civil Engineering, (2)51, 68-72. https://doi.org/10.26906/znp.2018.51.1294

6. Hasan, M., Qazi, A., Sharma, A., Raj, A., & Dogra, S. (2023). A critical review on jet grouting used in ground improvement techniques. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1110, 012094. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1110/1/012094

7. Shapoval, V. H., Hapieiev, S. M., Skobenko, O. V., Topal, M. A., & Yurchenko, S. V. (2026). On the feasibility of foundation strengthening during metro construction in the city of Dnipro. In Features and Trends of Interdisciplinary Scientific Research. (pp. 34–41) https://doi.org/10.46299/ISG.2026.1.14

8. Ministry for Communities and Territories Development of Ukraine. (2023). DBN V.2.3-27:2023. Tunnels. Design standards. Ministry for Communities and Territories Development of Ukraine.

9. Ministry of Regional Development, Construction and Housing and Communal Services of Ukraine. (2018). DBN V.2.3-7:2018. Tunnels. Design standards. Minregion of Ukraine.

10. Sousa, R. L., & Einstein, H. H. (2021). Lessons from accidents during tunnel construction. Tunnelling and Underground Space Technology, 113, 103947. https://doi.org/10.1016/j.tust.2021.103947

11. Li, X., et al. (2022). Statistical analysis of major tunnel construction accidents in China from 2010 to 2020. Tunnelling and Underground Space Technology, 124, 104460. https://doi.org/10.1016/j.tust.2022.104460

12. Ministry for Communities and Territories Development of Ukraine. (2018). DBN V.2.1-10:2018. Foundations of buildings and structures. Minregion of Ukraine.

13. Ministry of Regional Development and Construction of Ukraine. (2009). DBN V.2.1-10-2009. Foundations of structures. Minregionbud of Ukraine.

14. Ishibashi, I., Sherif, M. A., & Tsuchiya, C. (1977). Pore-pressure rise mechanism and soil liquefaction. Journal of the Geotechnical Engineering Division, 103(6), 633–647.