Delist.ru

Эффективные технологические параметры компенсационного нагшнетания в тоннелестроении (16.11.2010)

Автор: Кравченко Виктор Валерьевич

Анализ экспериментальных исследований компенсационного нагнетания позволил установить следующее.

Модуль деформации строительного раствора в процессе компенсационного нагнетания составляет 8-10 МПа. После набора раствором проектной прочности его модуль деформации увеличивается до 20-30 МПа.

В том случае, когда технология компенсационного нагнетания применяется для исключения деформаций фундамента и требуется формирование более широких укрепленных областей, необходим раствор с повышенным содержанием цемента плотностью 20-25 кН/м3.

Теоретические исследования технологии компенсационного нагнетания, выполненные с применением программных комплексов «PLAXIS 2D v. 8.5» и «PLAXIS 3D TUNNEL 2», показали хорошую сходимость с результатами экспериментальных данных, полученных в результате мониторинга при проведении работ по компенсационному нагнетанию. Таким образом, разработанные в этих программных комплексах конечно-элементные модели позволяют с достаточной для практических целей точностью оценивать НДС системы «массив-тоннель-укрепление» и прогнозировать ограничение осадок зданий и сооружений методом компенсационного нагнетания.

Проведенные на пространственных моделях исследования НДС системы «массив-тоннель-укрепление» позволили оценить влияние отдельных параметров (шаг скважин, относительная глубина заложения будущего тоннеля, увеличение объема подачи строительного раствора в скважину компенсационного нагнетания) на поднятие фундамента здания. Проанализировано 2 серии численных экспериментов. Для первой серии экспериментов произведено 18 расчетов, для второй – 126.

Методами тренд-анализа выявлены зависимости изменения положения фундамента здания для выбранных вариантов инженерных решений. Было выявлено, что при относительной глубине заложения будущего тоннеля H/D=1…1,40 поднятие получившего осадки здания практически не зависит от положения скважин для компенсационного нагнетания относительно вертикальной оси. При относительной глубине заложения будущего тоннеля H/D>1,40 для достижения большего эффекта поднятия фундамента здания необходимо, чтобы скважины для компенсационного нагнетания находились как можно ближе к этому фундаменту (a/b=0,25…0,50).

Разработана методика определения основных параметров компенсационного нагнетания в тоннелестроении на основе статических расчетов системы «тоннель-укрепление-массив», выполняемых численными методами. Данная методика дает практические рекомендации инженерам-проектировщикам по определению эффективных параметров компенсационного нагнетания.

Проведенные расчеты технико-экономическим показателям (по стоимости материалов, работ, оборудования и техники) показали, что применение компенсационного нагнетания является более эффективным по сравнению с химическим закреплением – на 25-30%, замораживанием – на 35-40%, цементацией – на 30-35%. При этом, когда идет речь о памятниках архитектуры, к которым предъявляются особые требования по сохранности, компенсационное нагнетание является единственно возможным решением, позволяя достичь их равномерного поднятия и избежать возникновения крена.

Результаты диссертационной работы применяются в учебном процессе на кафедре мостов и транспортных тоннелей Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). Отдельные результаты диссертации использованы при проектировании ООО «ЗЕГЕ С.О. «ЗЭСТ» нулевого цикла здания над тоннелями метрополитена в районе станции «Проспект Вернадского» в Москве;

Дальнейшие исследования должны быть направлены на изучение компенсационного нагнетания по уплотняющей и кливажной схемам, реализуемым в зернистых грунтах с низкой степенью проницаемости и глинах соответственно. Полученные данные могут быть использованы при разработке нормативных документов по компенсационному нагнетанию в отечественном тоннелестроении.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 7 научных статьях:

Маковский, Л.В. Исследование деформированного состояния грунтового массива и поверхности земли, вызванного щитовой проходкой тоннеля / Л.В. Маковский, В.В. Кравченко // Исследования автодорожных и городских мостов и тоннелей: сб. науч. тр. – М.: МАДИ (ГТУ), 2008. – С.4-13.

Маковский, Л.В. Применение компенсационного нагнетания при строительстве подземных сооружений в сложных градостроительных условиях / Л.В. Маковский, В.В. Кравченко // Транспортное тоннелестроение. Современный опыт и перспективные разработки: сб. науч. тр. – М.: ЦНИИС, 2008. – С.112-120.

Кравченко, В.В. Исследование укрепления грунтового массива при строительстве тоннелей закрытым способом методом компенсационного нагнетания / В.В. Кравченко // Исследования автодорожных и городских мостов и тоннелей: сб. науч. тр. – М.: МАДИ (ГТУ), 2009. – С.20-28.

Маковский, Л.В. Определение параметров компенсационного нагнетания при строительстве тоннелей в сложных градостроительных условиях / Л.В. Маковский, В.В. Кравченко // Проектирование автомобильных дорог: сб. науч. тр. – М.: МАДИ (ГТУ), 2009. – С.119-124.

Кравченко, В.В. Параметры компенсационного нагнетания при сооружении тоннелей: анализ экспериментальных исследований / В.В. Кравченко // Транспортное строительство, № 11. – М., 2009. – С.18-20.

Кравченко, В.В. Анализ исследований компенсационного нагнетания в тоннелестроении / Кравченко В.В. // Наука и техника в дорожной отрасли, № 1. – М., 2010. – С.12-14.

Маковский, Л.В. Установление эффективных технологических параметров компенсационного нагнетания в тоннелестроении / Л.В. Маковский, В.В. Кравченко // Вестник МАДИ (ГТУ), выпуск 2 (21). – М.: МАДИ (ГТУ), 2010. – С. 24-29.

загрузка...