Тема: Роль учета коэффициента переуплотнения грунтов в оценке бокового давления грунтов при проектировании подземных сооружений

В настоящее время, строительство подземных сооружений очень активно развивается. Важную роль при оценке свойств вмещающего массива грунта играет оценка истории формирования его напряженного состояния. Для получения представления об истории формирования напряженного состояния массива используется такой параметр, как коэффициент переуплотнения грунта (КПУ).
В соответствии с требованиями п.9.20. СП 22.13330.2011 данный параметр должен учитываться при оценке бокового давления грунта для переуплотненных грунтов. Однако случаи, при которых необходимо оценивать степень переуплотненности массива не регламентируется никакими нормами. Также отсутствуют универсальные методики лабораторного или полевого определения коэффициента переуплотнения.
Нередки случаи, когда о необходимости определения КПУ «вспоминают» уже по прошествии значительного времени после проведения изысканий. Поэтому необходимы некие альтернативные расчетные методы определения данного параметра.
В частности, распространенной является методика определения КПУ по данным статического зондирования (Robertson P.K. 2010).
Целью данной работы является оценка влияния коэффициента переуплотнения грунтов при оценке бокового давления грунта при проектировании подземных сооружений. А также рассмотреть применимость метода статического зондирования для оценки КПУ и применимость полученных результатов в расчете бокового давления на вертикальные элементы подземных сооружений.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
• изучить литературные источники по исследуемой теме;
• рассмотреть связь между КПУ и боковым давлением;
• изучить методы определения КПУ;
• рассмотреть площадку, сложенную грунтами с различными значениями КПУ и сформированными в различных условиях;
• провести оценку КПУ различными методами с использованием метода статического зондирования;
• оценить горизонтальное давление, оказываемое на стены подземного сооружения с и без учета влияния КПУ грунтов, проанализировать и сравнить полученные результаты;
• сделать выводы о применимости метода статического зондирования для
оценки КПУ и расчета бокового давления в условиях Санкт-Петербурга.
Работа выполнена по материалом, полученным автором при прохождении производственной практики в ООО «КДС» Групп.
Купить

Целью данной работы было оценить влияние коэффициента переуплотнения грунта в оценке бокового давления грунта при проектировании подпорных стенок.
Вопрос о влиянии КПУ на оценку бокового давления грунта рассмотрен на примере объекта проектирования подземного сооружения в районе станции метро Звенигородская в г. Санкт-Петербург. КПУ определялся по данным статического зондирования. Всего было проинтерпретировано 3 точки статического зондирования с замером порового давления. По полученным данным был скорректирован инженерно-геологический разрез исследуемого участка (КДСГрупп 2014). Расчет коэффициента переуплотнения производится тремя методами для 3 точки.
По данным зондирования (с учетом информации о геологической истории исследуемой территории) были выделены и идентифицированы потенциально переуплотненные грунты. Был проведен расчет коэффициента переуплотнения и внесены корректировки в расчет коэффициента бокового давления грунта.
На примере рассмотренного объекта можно сделать вывод, что недооценка роли коэффициента переуплотнения может привести к заниженным показателям коэффициента бокового давления, а значит, недоучета давления грунта на вертикальные и наклонные элементы подземных конструкций.
Из полученных результатов видно, что значения коэффициента бокового давления для переуплотненных грунтов с учетом КПУ, рассчитанного по данным статического зондирования получились значительно выше, чем для нормальноуплотненных грунтов. Соответственно, давление данных грунтов на вертикальный элемент подземного сооружения также будет выше, чем давление, рассчитанное без учета коэффициента переуплотнения.
При этом следует отметить, что в отношении рассматриваемого объекта на стадии рабочей документации для принятия окончательных конструктивных решений рекомендуется:
1) Провести дополнительные лабораторные исследования, включая трехосные испытания для уточнения значений коэффициента поперечной деформации грунтов;
2) Провести лабораторное определение КПУ в компрессионном приборе (желательно несколькими методами для получения достаточного материала для анализа и сравнения полученных данных);
3) Провести корреляцию полученных лабораторных данных с
данными по статическому зондированию.
Относительно применимости метода статического зондирования для оценки коэффициента переуплотнения можно сделать следующие выводы:
1) Метод статического зондирования хорошо показал себя с точки зрения идентификации переуплотненных грунтов и приблизительной оценки КПУ;
2) Значительный разброс значений, полученный при анализе результатов СЗ, указывает на то, что полученные данные можно использовать лишь как ориентировочные. Также, следует учитывать, что на полученные значения оказывают значительное влияние ряд факторов, в том числе содержание в разрезе песчанистых прослоев и крупнообломочных включений. Это, как показано выше, может приводить к значительному завышению КПУ для ряда отложений.
3) В дальнейшем рекомендуется проведение работ по корреляции значений КПУ полученных лабораторными и полевыми методами, и выявление закономерностей в рамках генетической модели грунтового массива, как в пределах исследуемого объекта, так и при проведении региональных работ.
4) На ранних стадиях изысканий, при планировании работ, предварительную оценку КПУ грунтов и выявление в разрезе переуплотненных грунтов, возможно производить по данным статического зондирования. При этом, в условиях наличия ограниченной информации об инженерно-геологических условиях площадки строительства и отсутствия данных о физико-механических свойств грунтов рекомендуется коррелировать и сопоставлять полученные данные с генетической моделью массива грунта. В условиях Санкт-Петербурга, с учетом большого опыта статического зондирования и достаточно легкой идентифицируемости генетических типов грунтов по получаемым графикам такая работа не должна представлять большой сложности.

Купить