13,8 тыс подписчиков

Наши проекты: оценка влияния нового строительства - геотехнический расчет.

8 декабря 20198 дек 2019

592

6 мин

Выполнили геотехническое исследование по определению зоны влияния нового строительства на существующие объекты.

Описание конструктивных решений подземной части

Резервуары емкостью 3000 м3

Свайное основание фундаментов под резервуары есмкостью 3000 м3, объединено плитными ростверками толщиной 500 мм. Принцип работы свай – стойки с заглублением острия в кровлю скального грунта - ИГЭ-12.

Сваи забивные сечением 350х350 по ГОСТ 19804-2012.

Резервуары емкостью 1000 м3

Свайное основание фундаментов резервуаров емкостью 1000 м3, объединено плитными ростверками толщиной 400 мм. Принцип работы свай – висячие с заглублением острия преимущественно в песчаные грунты - ИГЭ-5, ИГЭ-6.

Сваи забивные сечением 350х350 по ГОСТ 19804-2012.

Защитные стенки

Свайное основание фундаментов защитных стенок объединено ленточным ростверком толщиной 400 мм. Принцип работы свай – висячие, длина свай 10 м.

Сваи забивные сечением 350х350 по ГОСТ 19804-2012.

Грунты под концами свай

ИГЭ-5 – Песок пылеватый серый, водонасыщенный, средней плотности, с включениями мелкой гальки, гравия и раковин моллюсков в сумме до 5 %. Плотность грунта r = 1,98 г/см3, удельное сцепление с = 1,5 кПа, угол внутреннего трения j = 26,89°, модуль деформации Е = 8,9 МПа (α = 0,85);

ИГЭ-6 – Песок мелкий серый (местами в кровле желтовато-серый), водонасыщенный, средней плотности, с включениями мелкой гальки, гравия и раковин моллюсков в среднем до 5%. Плотность грунта r = 1,97 г/см3, удельное сцепление с = 2,6 кПа, угол внутреннего трения j = 28,63°, модуль деформации Е = 18,6 МПа (α = 0,85);

ИГЭ-12 - СКАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ (AR), имеющие неровную кровлю и представленные гранито-гнейсом серым мелкозернистым, слаботрещиноватым. Вскрытая мощность скальных грунтов от 2,3 до 2,8 м.

Оценка влияния нового строительства на окружающую застройку производится в ходе упругопластического анализа технической системы «сооружения – грунтовый массив» методом конечных элементов (МКЭ).

МКЭ относится к методам механики сплошной среды. Метод хорошо апробирован, поэтому широко используется в инженерной практике.

Расчетный блок геотехнического прогноза включает в себя следующие основные этапы:

- построение геометрической модели;

- составление общей модели, охватывающей инженерно-геологические и конструктивные элементы;

- выбор вида и параметров модели грунта;

- выбор вида контактных элементов и назначение их параметров;

- ввод расчетных характеристик прочности и жесткости элементов;

- ввод граничных условий;

- выполнение расчетов.ельства, разбивка этапов на расчетные шаги; составление пошаговых расчетных схем;

§ выбор этапов строительства, разбивка этапов на расчетные шаги; составление пошаговых расчетных схем;

§ выполнение расчетов.

Работы расчетного блока выполняются в рамках расчетов по второй группе предельных состояний. Результаты расчетов позволяют определять степень влияния и выполнять проверку допустимости дополнительных деформаций сооружений окружающей застройки путем сравнения прогнозных и предельных значений деформаций.

Геотехнический прогноз выполняется в соответствии с действующими нормативными документами в водонасыщенном состоянии Rc = 56,45 МПа (α = 0,85).

Расчетная модель геотехнического прогноза

Общие сведения

Расчетная модель представляет собой численную конечно-элементную модель механики сплошной среды, в которой производится упругопластический анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) технической системы «окружающая застройка – грунтовый массив – резервуарный парк».

Расчетные стадии

Расчетная модель анализируемой системы включает в себя следующие основные расчетные стадии:

Стадия 1 – Начальные напряжения.

Стадия 2 – Устройство подземной части объекта.

Стадия 3 – Загружение фундаментов проектными нагрузками.

Модели материалов

Для моделирования поведения грунтов используется упругопластическая модель (The Mohr-Coulomb (MC) model), параметры которой назначаются из анализа результатов инженерно-геологических изысканий.

Для моделирования поведения строительных материалов используется линейно-упругая модель, подчиняющаяся закону Гука, параметры которой назначаются в соответствии с проектной документацией

Граничные условия

Граничные условия задаются путем фиксации боковых границ расчетной модели от горизонтальных, а нижней – от горизонтальных и вертикальных перемещений. Ширина расчетной области задается таким образом, чтобы не влиять на результаты расчета. А глубина расчетной области ограничивается глубиной сжимаемой толщи, определенной в соответствии с СП 22.13330.2016 (с учетом п. 5.6.41).

Кроме опорных граничных условий, задаются гидрогеологические граничные условия: уровень подземных вод, фильтрационные характеристики грунтов, проницаемость строительных конструкций.

Конечные элементы

Расчетная область разбивается на конечные элементы (КЭ) высокого порядка. Используется тип КЭ – «Гаусс». Применяется адаптивная конечно-элементная сетка, параметры которой автоматически уточняются на каждом расчетном шаге. Адаптивная сетка предполагает анализ сходимости, когда конечно-элементная сетка постепенно измельчается до тех пор, пока не будет обнаружено, что некоторые ключевые характеристики (перемещения, напряжения и т. д.) достигают устойчивых значений.

Интерфейсные элементы

Взаимодействие строительных конструкций с грунтовым массивом происходит через интерфейсные элементы, которые позволяют учитывать характер контакта между конструкцией и грунтом. Параметры контактных элементов назначаются в соответствии с таблицей 9.1 СП 22.13330.2016.

Принятые допущения и упрощения

Инженерные расчеты выполняются с применением математических моделей. Переход от реального объекта к его математической модели всегда связан с определенными упрощениями и допущениями.

В данном случае основное упрощение связано с применением плоской 2D модели. Действующие нормативные документы допускают применение расчетов в плоской постановке, поскольку практика показывает, что такое упрощение «идет в запас».

Расчетная модель, описанная выше, построена с учетом допущения, в соответствии с которым предполагается, что поведение грунтов основания будет описываться моделью MC. Это допущение в целом оправдано, поскольку данная модель грунта хорошо апробирована, и ее параметры в значительной степени достоверно определяются из анализа результатов инженерно-геологических изысканий.

Нагрузки от проектируемого здания

Нагрузки на фундаменты резервуаров приняты в соответствии с проектной документацией.

«Расчетная нагрузка на сваи фундаментов Ф1(Ф1') - 130 тс, Ф2(Ф2') - 45 тс принята на основании расчета пространственных моделей».

Одной из основных задач геотехнического прогноза является обеспечение сохранности окружающей застройки. С этой целью, анализируя результаты геотехнического прогноза, необходимо в первую очередь установить (табл. 3.1) объекты окружающей застройки, которые попадают в расчетную зону влияния (рис.3.5) строительства.

Из анализа данных можно сделать вывод о том, что разработанные проектные решения в части фундаментов обеспечивают как безопасность нового строительства, так и сохранность окружающей застройки.