РАЗДЕЛ 2
ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. МЕТОДИКА
Деформации грунтов, развивающиеся в основании фундамента, определяют его
осадку. Успехи в их исследованиях поставили ряд новых вопросов требующих
экспериментальной проверки. Процессы их развития еще недостаточно изучены.
Впервые визуальные наблюдения траекторий перемещения песчаных частиц под
модельным фундаментом выполнены В.И. Курдюмовым в 1890 г [17, с. 39]. В опытах
установлена последовательность перемещений частиц грунта при повышении
давления. Вначале уплотнение наблюдается под площадью подошвы фундамента.
Затем, постепенно увеличивается по глубине и в стороны. При значительном
давлении и небольшом заглублении вокруг штампов малой площади происходит
выпирание грунта.
Подобные опыты проведены в 1932 г немецким ученым Aichorn W. [277]. Им получены
траектории перемещений деревянных маячков, заложенных в лотке со стеклянной
стенкой. При давлении 2,8 кг/смІ глубина, на которой зафиксированы смещения
фиксаторов, оказалась немного меньшей двойной ширины штампа. Полученные
результаты показали ограниченность глубины активной зоны.
Первые измерения перемещений в основаниях фундаментов строящихся объектов
выполненные Д.Е.Польшиным и Р.А.Токарь в 1935 г [173], а затем К.Е.Егоровым в
1959 г. [91] положили начало экспериментальным исследованиям деформаций в
основаниях зданий и сооружений. Всё в больших масштабах проводятся исследования
деформаций в основаниях опытных фундаментов, начатые Х.Р.Хакимовым в 1938 г.
[259; 260].
Наряду, с большим количеством исследований проведенных советскими учеными
имеются опубликованные работы по результатам наблюдений, выполненных
зарубежными исследователями [262; 278; 281; 282; 284; 288;290; 291 и др.]
Измерения послойных перемещений в основаниях земляных сооружений проведены
английскими и японскими учеными. В Японии измерены деформации в основании
искусственного острова диаметром 120 м возведенного на акватории озера "Ariake
Sea". В основании острова залегали илистые суглинки мощностью около 120 м.
Глубина активной зоны составила около 30 м, а осадка около 2 м. Около 70%
осадки произошло за счет уплотнения грунта до глубины 15 м [286].
В Англии измерены деформации в основании земляной дамбы, сложенном глинистыми
грунтами мощностью 36 м, подстилаемыми коренными породами. Высота дамбы 7 м.
Ширина в основании 64 м с крутизной откосов 1:2 . Измеренная глубина зоны
деформации составила около 28 м [278].
По результатам выполненных исследований фиксировались факты несовпадения
измеренных параметров деформативных свойств грунтов с расчетными.
Измерения глубины деформируемой зоны и процессов развития деформаций в
основаниях фундаментов имеют научное и практическое значение. Полученные
результаты позволили изучить и учесть многие параметры, характеризующие условия
совместной работы основания и фундаментов. Уже первые результаты исследований
позволили применить принцип расчета оснований по деформачиям. Всё большее
количество экспериментальных измерений деформируемой зоны свидетельствуют о
несовпадении параметров, определяющих деформации, принятых в расчетах и
наблюдаемых в натуре. Требуют ствершенствования методы определения показателей
сжимаемости грунтов. На совещании по инженерно - геологическим свойствам горных
пород и методам их изучения отмечены недостатки в определении строительных
свойств грунтов, имеющие актуальное значение и сегодня "...крупный недочет
современных исследователей состоит в том, что мысль исследователей, в
большинстве случаев, пошла по пути предложения "вычисляемых" показателей, а не
по пути разработки методов получения непосредственно определяемых показателей"
[111]. Частично отмеченные недостатки устранены, однако показатели определяемые
в полевых условиях имеют невысокую достоверность особенно в слабых,
сильносжимаемых грунтах.
В расчетах оснований по деформациям не учитывается структурная прочность
грунтов, значение которой имеет решающее значение при определении глубины
сжимаемой толщи. Не разработаны методы определения сжимаемости в пределах
фактической глубины зоны деформации в основаниях опытных штампов.
Исследования о влиянии формы и размеров фундаментов на их осадку выполнены без
измерений параметров деформируемой зоны на однородных грунтах. Полученные
данные не отвечают на главный вопрос о развитии деформаций в основаниях
фундаментов при изменении размеров и формы их подошвы, как в однослойных так и
в многослойных основаниях сложенных грунтами с разной сжимаемостью.
Песчаные подушки, в качестве искусственного основания, являются одним из самых
старых методов усиления основания. Существующие методы их расчета базируются на
вычисляемых показателях свойств грунтов, а не определяемых опытным путем. Не
всегда расчетные решения обеспечивают достаточную надежность песчаных подушек.
Имеющиеся данные длительных наблюдений за протеканием осадок зданий и
сооружений не дают ответа на вопрос о степени и длительности деформирования
отдельных слоев грунтов залегающих в пределах зоны деформации [7;15;95;289 и
др.]. Практически отсутствуют результаты длительных наблюдений за послойными
перемещениями, протекающими в основаниях зданий и сооружений, сложенных слабыми
грунтами.
Повышение уровня исследований требует совершенствования измерительного
оборудования и методов наблюдений при строительстве, в ходе повышения давлений
по подошве фундаментов и при постоянной, длительной нагрузке, в период
эксплуатации объектов.
Совершенствование методики и технологии проведения экспериментов с применением
измерительных комплексов повышенной точности и надежност
- Київ+380960830922