В отечественной традиции термины «геотехника, инженер-геотехник» приживаются с большим трудом — еще 20 лет назад об этой специальности никто не говорил, область деятельности была однозначно разделена между инженер-геологами и строителями.
Текущая ситуация в высшем образовании не позволяет эффективно готовить геотехников: студенты изучают смежную специальность в полном тематическом составе, но в очень сжатом объеме. При этом курс, фактически, не связан с основной специальностью, не формирует представление о взаимосвязи между представителями разных специальностей, механизмах взаимодействия, общих задачах.
Вот и получается, что все геотехники на сегодняшний день — самоучки. Фактически, отрасль не стала дожидаться, пока повернется машина профессиональной подготовки: специалисты начали в инициативном порядке приобретать необходимые знания и навыки, работают курсы повышения квалификации, как для инженер-геологов, так и для проектировщиков. Геотехники появляются не по указанию «сверху», а по запросу «снизу».
Что такое геотехника?
В отечественной традиции термины «геотехника, инженер-геотехник» приживаются с большим трудом – еще 20 лет назад об этой специальности никто не говорил, область деятельности была однозначно разделена между инженер-геологами и строителями. К услугам специалистов именно по подземному строительству прибегали только в редких, особо ответственных, случаях — при строительстве объектов энергетики, уникальных промышленных, гражданских и транспортных сооружений.
В то же время в зарубежных странах термин «геотехник» был введен еще К. Терцаги, и уже давно не вызывает недоумения специалистов: геотехник перекрывает весь спектр задач, от полевых испытаний и отбора образцов до подготовки проектной документации.
В 2008 году я получил в Московском государственном строительном университете диплом инженера по специальности «Промышленное и гражданское строительство» со специализацией в области проектирования оснований и фундаментов. Курс инженерной геологии у нас состоял из трех семестров, из которых один уходил исключительно на коллекцию минералов, второй – на построение разрезов и карт, а в третьем был спецкурс по опасным процессам. По итогам изучения лично у меня сформировалось ощущение, что единственная задача инженерной геологии – определить строение основания и параметры его физико-механических свойств, чтобы обеспечить проектирование оснований и фундаментов.
После окончания университета я на протяжении 8 лет работал на кафедре Механики грунтов и геотехники, а параллельно заведовал в научно-производственном подразделении грунтовой лабораторией, выполнявшей испытания грунтов таким образом и в том объеме, в котором их хотели бы получать проектировщики. Тогда же я столкнулся с недостатком базовых знаний в области инженерной геологии, в первую очередь – в грунтоведении и литологии. Оказалось, что механическое поведение грунта тесно связано с условиями его формирования, возрастом и состоянием, а термины «упругость», «пластичность», «прочность» в случае дисперсного многофазного тела являются слишком общими, если не сказать грубыми. В качестве примера приведу недавнюю дискуссию между мной и опытным специалистом в области грунтоведения: могут ли пески обладать упругостью?
Что такое геотехническое строительство?
С точки зрения грунтоведения, песок не может быть упругим, так как любая его деформация сопряжена с перестройкой скелета, доуплотнением, взаимным смещением частиц. Данные процессы необратимы, следовательно, свойством упругости пески вроде бы не обладают (в отличие от глин, в которых упругость обеспечивается связями между частицами). Однако в испытаниях при разгрузке мы наблюдаем обратимые деформации, что, с точки зрения механики, является проявлением упругого поведения. При этом не так важно, каков механизм такого поведения – важна только количественная оценка этой условной упругости.
Инженера и механика интересует в первую очередь механическое поведение грунта как условного твердого тела. Дисперсность и многофазность являются «отягчающими обстоятельствами», затрудняют количественную оценку свойств и выполнение расчетов. Инженерная геология и, в частности, грунтоведение, в свою очередь, изучает причины проявления этим телом тех или иных свойств, связанные с составом и строением, механизм реакции на воздействия. Граница проходит по краю элементарного объема грунта: вне этого края исчезает дисперсность и многофазность, возникает физическое тело. Оба эти подхода не могут существовать друг без друга, взаимное игнорирование обедняет обе дисциплины.
Я хорошо помню, как на пятом году специалитета в курсе железобетонных конструкций мы выполняли расчет фундамента. Меня тогда глубоко оскорбило, что подбор размеров фундамента выполняется по примитивной формуле, простым сравнением давления под подошвой с расчетным сопротивлением грунта в одну строчку! Далее, на двух страницах шел расчет армирования этого фундамента.
Со стороны смежная специальность всегда кажется простой и бесхитростной. Специалист по строительным конструкциям считает, что основание – несжимаемая горизонтальная поверхность. Геотехник уверен, что инженерные изыскания – это набор стандартных операций, результатом которых является построение разреза и таблица физико-механических свойств. Инженер-геолог убежден, что проектирование заключается в подстановке нужных значений в формулы из СП.
На мой взгляд, причина этого кроется в неверной расстановке акцентов при подготовке специалистов. Инженеру-строителю совершенно не нужно различать минералы по виду, но он должен хорошо представлять, что инженер-геолог может дать ему в результате изысканий. Это не только разрезы и стандартный набор параметров, но и описание опасных процессов, особенности поведения каждого ИГЭ на основании его возраста и строения (просадочность, набухание, ползучесть, фильтрационное поведение), рекомендации по выбору математической модели. В свою очередь, инженер-геолог должен быть в курсе современных расчетных возможностей, понимать цель выполнения изысканий как успешную реализацию проекта, а не изучение основания как вещи в себе, в отрыве от его технического использования. При этом инженеру-геологу нет необходимости изучать, к примеру, аналитические решения краевых задач (задачи Фламана, Буссинеска, Лява) – этот материал трудно усваивается без соответствующего математического аппарата и практически не востребован в его дальнейшей профессиональной деятельности.
Текущая ситуация в высшем образовании не позволяет эффективно готовить геотехников: студенты изучают смежную специальность в полном тематическом составе, но в очень сжатом объеме. При этом курс, фактически, не связан с основной специальностью, не формирует представление о взаимосвязи между представителями разных специальностей, механизмах взаимодействия, общих задачах.
Вместо этого можно предложить местное взаимопроникновение смежных специальностей. Безусловно, общее представление о предмете должно преподаваться, но не более половины времени. Вторая половина должна отводиться подробному рассмотрению смежных тем. Таким образом, в рамках общего кругозора формируется представление о возможностях смежной дисциплины, а наиболее необходимые элементы осваиваются досконально.
Но как же сложилась эта ситуация? Мне кажется, это прямое следствие закрытой и строго нормированной системы строительного производства. Основная масса объектов возводилась в полном соответствии с нормативными техническими документами, начиная от проведения изысканий и заканчивая проектирование.
Отклонения от требований нормативных документов были невозможны не только в силу обязательности их соблюдения, но и в связи с изолированностью отрасли от зарубежного опыта. Новые технологии и методы расчета развивались внутри страны и доходили до рядового специалиста уже в виде нормативных документов; уникальные объекты реализовывались в рамках научно-исследовательских институтов. В таких условиях не было необходимости в большом количестве универсальных специалистов.
Однако сейчас условия изменились – зарубежный опыт, новые методы расчета, новые методы испытаний входят в производственную практику, минуя государственное регулирование, не отражаясь в нормативных документах. Как в изысканиях, так и в проектировании появляются возможности, которые не могут быть использованы – и не используются! – без тесного диалога между специалистами. Примеров здесь можно привести бесчисленное множество.
Уже более 10 лет проектирование оснований выполняется с использованием численных программных комплексов – и лишь несколько лет назад изыскательские организации страны начали определять параметры для современных моделей. Более 20 лет есть возможность измерения важнейшего параметра природного напряженно-деформированного состояния – порового давления – в ходе статического зондирования, но этого не делают, так как нет запроса от заказчика. Список можно продолжать бесконечно, но вывод простой: отсутствие представлений о возможностях и запросах смежных специалистов тормозит развитие отрасли, снижает экономическую эффективность.
В 2016 году я входил в рабочую группу, занимавшуюся разработкой профессионального стандарта «Специалист в области проектирования оснований, фундаментов, земляных и противооползневых сооружений, подземной части объектов капитального строительства» (утвержден приказом Минтруда России от 13.04.2017 №355н). В данном документе предусмотрено две так называемых траектории образования – способа получения данной специальности. В первом случае геотехником становится инженер-геолог с дополнительным образованием в области капитального строительства, во втором – инженер-строитель с дополнительными знаниями в области инженерной геологии и грунтоведения. Этот профессиональный стандарт утвержден сравнительно недавно, и до его реализации пройдет еще много времени: будут разработаны учебные планы и рабочие программы подготовки геотехников, вырастет новое поколение студентов.
Фактически, отрасль не стала дожидаться, пока повернется машина профессиональной подготовки: специалисты начали в инициативном порядке приобретать необходимые знания и навыки, работают курсы повышения квалификации, как для инженер-геологов, так и для проектировщиков. Геотехники появляются не по указанию «сверху», а по запросу «снизу». Кто-то, как это было со мной, дрейфует в сторону инженерной геологии, исходно обладая квалификацией строителя. Кто-то, наоборот, глубже изучает механику грунтов и фундаментостроение. Очевидно, что причины для этого в первую очередь экономические: дополнительные знания повышают ценность специалиста на рынке труда и дают ему конкурентное преимущество.
Мне довелось приобрести уникальный для нашей отрасли опыт – после 8 лет работы со студентами строительных специальностей я перешел в МГУ им. М.В. Ломоносова и получил возможность преподавать магистрам кафедры Инженерной и экологической геологии нелинейную механику грунтов. Полной неожиданностью для меня был интерес, проявленный к этому курсу: студенты засыпали меня вопросами, было видно, что этого материала им не хватает. Это не только приятно мне как преподавателю, но и очень любопытно – получается, что готовые к выпуску специалисты уже ощущают нехватку актуальных знаний в смежной области.
Подводя итог этого небольшого наблюдения, можно сказать, что отрасль сама создала запрос на специалистов-геотехников и сама же сподвигла некоторых из нас на профессиональную переподготовку. Благодаря этому проходят тематические конференции, появляются геотехнические отделы в организациях, проблемы подземного строительства решаются на уровне, не уступающем мировому. Тем не менее, образовательным организациям пора перестать игнорировать эту сравнительно молодую специальность и актуализировать предлагаемые программы обучения.
Источник: geoinfo.ru
Геотехнические
расчеты для зданий и сооружений, в том числе высокой категории сложности
Компания «Геореконструкция» специализируется на геотехнических расчетах и проектировании зданий высокой категории сложности в сложных инженерно-геологических условиях.
Апробация и адаптация
современных геотехнологий
Современные западные геотехнологии адаптированы нами к инженерно-геологическим условиям Санкт-Петербурга и отработаны на множестве строительных площадок города.
Геотехническая оценка инвестиционных рисков
Оценка инвестиционного риска в части стоимости фундаментов является чрезвычайно сложной задачей со множеством неизвестных. Несмотря на все сложности, наши специалисты успешно решают эту задачу даже на стадии начала эскизного проектирования.
Обеспечение безопасности строительства
Благодаря системе комплексного геотехнического сопровождения строительства обеспечивается безопасность на объектах нового строительства и реконструкции.
Организация международных конференций
Организация международных конференций, семинаров по геотехнике, совместным расчетам зданий и оснований, по проблемам развития и реконструкции городов.
Участие в разработке норм по проектированию
Компания участвует в разработке федеральных норм по проектированию, их актуализации и гармонизация с требованиями Еврокодов.
Геотехника
Задачи геотехники
Недоучет свойств грунтов при строительстве ведет к аварийным ситуациям и значимым потерям средств, а также к неопределенности в сроках отдачи вложений в строительство. К не меньшим потерям могут привести и задержки, связанные с неправильной организацией процесса изысканий и проектирования.
Геотехника объединяет инженерную геологию, занимающуюся исследованием грунтов, механику грунтов, создающую расчетные модели, проектирование фундаментов и подземных сооружений (с учетом особенностей подземных конструкций), технологию производства работ по их устройству и мониторинг за ведением этих работ.
Сделав ставку на профессионалов в области геотехники, которыми являются специалисты компании «Геореконструкция», инвестор получит искомый для него результат: надежные рентабельные фундаменты и подземное сооружение, а также здание в целом, при этом сохранив окружающую застройку.
Расчет осадки здания. Совместный расчет, выполненный в программе FEM-models.
Специализация компании
Геотехническая оценка инвестиционных рисков и обоснование проектов
• Оценка инвестиционной привлекательности объекта
• Геотехнические исследования
• Геотехнический расчет, проектные решения
• Выбор безопасной технологии производства работ
• Геотехнический расчет влияния строительства или реконструкции на прилегающую застройку, подземное пространство и подземные коммуникации
• Разработка геотехнического обоснования проекта. Подробнее ›
Полный комплекс геотехнического сопровождения строительства и реконструкции
• Инженерно-геологические изыскания
• Обследования
• Расчеты взаимодействия зданий и оснований
• Мониторинг при строительстве
• Апробация новых геотехнологий в условиях слабых глинистых грунтов, их адаптация к сложным инженерно-геологическим условиям
Управление геотехническими рисками и надежностью
• Предвидение рисков и недопущение аварийных ситуаций
• Защита зданий, щадящие стратегии, безопасные режимы
Инженерно-геологические изыскания
Соединение знаний геолога и геотехника-расчетчика и наличие собственной сертифицированной лаборатории исследования грунтов, оснащенной самым современным оборудованием, позволило нам вывести изыскания на качественно новый уровень: мы определяем полную картину деформационного поведения грунта. Подробнее ›
Геотехнические расчеты оснований и зданий
(сооружений)
Компания «Геореконструкция» обладает чрезвычайно эффективным инструментом для проектирования зданий в сложных геотехнических ситуациях. Разработанная нами программа FEM-models сегодня является мировым лидером в практике совместных расчетов зданий и оснований.
Этот инструмент позволяет создавать достоверные модели проектируемого здания, его фундаментов, основания, и соседней застройки.
Подробнее ›
Геотехнический мониторинг
Задачей мониторинга является оперативное определение мероприятий, способных преодолеть негативные тенденции и стабилизировать ситуацию. Предложить
такие мероприятия по силам только геотехникам, в совершенстве владеющим современным расчетным аппаратом механики грунтов, всеми нюансами новейших геотехнологий, сложностями
геотехнического проектирования.
Подробнее ›
Исследования, разработки и научная деятельность
Разработка программного комплекса для геотехнических расчетов
Институт «Геореконструкция» – единственный в Российской Федерации разрабатывает собственное конкурентоспособное программное обеспечение для численного решения задач строительного проектирования.
Создана программа для выполнения совместных расчетов оснований и сооружений FEM-models, позволяющая на персональном компьютере за несколько часов решать трехмерные конечноэлементные задачи размером в несколько миллионов степеней свободы в нелинейной постановке с учетом фактора времени. Подробнее ›
Конференции и семинары
Организация и проведение международных конференций и семинаров по геотехнике, совместным расчетам зданий и оснований, по проблемам развития и реконструкции городов — одно из важнейших направлений деятельности нашей организации.
Специалисты института «Геореконструкция» также участвуют во всех основных международных конференциях по геотехнике, выступая на них с ключевыми докладами и лекциями. Подробнее ›
Исследования и разработки в области геотехники и взаимодействия оснований и сооружений
• исследования поведения грунтов в натурных и лабораторных условиях (влияние геотехнологий на основание, устройство глубоких котлованов подземных сооруже-ний, длительные наблюдения за осадками и др.).
• разработка собственных моделей механического поведения грунтов и материалов конструкций. Среди них – вязкопластическая модель грунта, позволяющая рассчитывать деформации сжатия и сдвига во времени.
Основные достижения сотрудников института опубликованы в монографиях.
Работа в общественных организациях
Специалисты института «Геореконструкция» возглавляют и работают в общественных организациях:
• в руководстве Международного общества по механике грунтов и геотехнике (ISSMGE);
• в президиуме Российского общества по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению (РОМГГиФ)
• возглавляют международный технический комитет: ТК-207 «Взаимодействие зданий и оснований и подпорные сооружения» ISSMGE;
• в комитетах ТК-206 «Интерактивное геотехническое проектирование», ТК-301 «Сохранение исторических городов».
Научно-просветительская деятельность
Институт «Геореконструкция» большое внимание уделяет научно-просветительской деятельности:
• проведение циклов лекций по геотехнике и современным методам расчета;
• издание научно-технического журнала «Развитие городов и геотехническое строительство» в печатной и интернет-версиях и научных приложений к журналу;
• издание серии книг «Достижения современной геотехники»;
• издание популярных книг по геотехнике.
Книги по геотехнике
В онлайн магазине издательства компании
«Геореконструкция» можно приобрести литературу по геотехнике и инженерным изысканиям:
• книги по геотехнике и инженерным изысканиям
• журнал «Развитие городов и геотехническое строительство» и приложение к нему
• труды международных конференций по геотехнике
• труды международных семинаров по геотехнике
www.geo-bookstore.ru
Гид по геотехнике
Наряду с другими книгами нами издана популярная книга о геотехнике ― от изысканий до проектирования и строительства, написанная В.М. Улицким, А.Г. Шашкиным и К.Г. Шашкиным.
«Гид по геотехнике (путеводитель по основаниям, фундаментам и подземным сооружениям)» ― это книга как и для специалистов в области строительства, так и для всех тех, кто хочет знать, каким образом правильно построить дом, подземное сооружение и как при этом не потерять деньги.
«В этой книжке мы постарались кратко изложить основы принятия управленческих решений в области изысканий, проектирования и строительства, а также основные приемы экспресс-оценки их качества».
Монографии:
• Улицкий, В.М. Гид по геотехнике (путеводитель по основаниям,фундаментам и подземным сооружениям) / В.М. Улицкий, А.Г. Шашкин, К.Г. Шашкин. – СПб:Издательство «Геореконструкция», 2012. – 288 с. (популярное издание).
• Улицкий, В.М. Геотехническое сопровождение развития городов / В.М. Улицкий, А.Г. Шашкин, К.Г. Шашкин. – СПб: Стройиздат Северо-Запад, 2010. – 551 с.
• Парамонов, В.Н. Метод конечных элементов при решении нелинейных задач геотехники /В.Н. Парамонов. – СПб: Издательство «Геореконструкция»,2012. – 263 с.
• Улицкий, В.М. Основы совместных расчетов зданий и оснований / В.М. Улицкий, А.Г. Шашкин, К.Г. Шашкин, В.А.
Шашкин. СПб: Издательство «Геореконтрукция», 2014. – 328 с.
• Шашкин, А.Г. Проектирование зданий и подземных сооружений в сложных инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга / А.Г. Шашкин. – М.: Издательство«Академическая наука» – Геомаркетинг, 2014. – 352 с.
• Кудрявцев, С.А. Промерзание и оттаивание грунтов (практические примеры и конечно-элементные расчеты) / С.А. Кудрявцев, И.И. Сахаров, В.Н. Парамонов. – СПб: Издательство «Геореконструкция», 2014. – 247 с.
• Дементьева, В.А. Каменноостровский театр. Синтез достижений реставрации и геотехники / В.А. Дементьева, А.Г. Шашкин, В.С. Рахманов. – СПб: Издательство «Геореконструкция»,2014. – 272 с.
Источник: georeconstruction.com
Значение и особенности геотехники в строительстве
Геотехника является смежной областью строительной деятельности, которая объединяет:
- инженерную геологию;
- полевые испытания, а также те, которые проводит геотехническая лаборатория;
- механику грунтов;
- проектирование фундаментов и подземных сооружений.
Совокупность данных дисциплин представляет собой ядро геотехники. Эта наука позволяет произвести максимально эффективные расчеты всех возможных рисков, а также построить надежные фундаменты и подземные сооружения.
Перед началом строительных работ проект здания или сооружения должен быть согласован с геотехником, который определит приблизительную стоимость и целесообразность проведения строительных работ на заданном участке. Используя архивные данные, а также геологическую карту местности, опытный специалист сможет выполнить предварительную расчетную геотехническую оценку строительной площадки, не опираясь на результаты отчета, который предоставляет геотехническая лаборатория и проведения инженерно-геологических изысканий. Несмотря на предварительный статус, данные работы позволяют получить технико-экономическое обоснование всего спектра предстоящих работ.
Точные данные, необходимые для начала проектирования и строительных работ, позволяют определить такие методы полевых испытаний грунтов, как шурфование и бурение. Необходимое количество шурфов и скважин определяет:
- размер сооружения;
- сложность инженерно-геологических условий строительной площадки.
Материалы, отобранные в ходе проведенных изысканий, обрабатывает геотехническая лаборатория, которая выдает техническое заключение. Данный документ отражает все особенности физико-механических свойств грунта заданного участка и содержит рекомендации по закладке фундамента зданий и сооружений.
Источник: mdgt.ru
Конспект лекции
«Основы геотехники»
Основы геотехники 1 ОСНОВЫ ГЕОТЕХНИКИ Для изучения дисциплины «Основы геотехники» рекомендуется изучить материалы следующих учебных и нормативных изданий. Главы 6,12 «Прочность, устойчивость грунтовых массивов и давление грунтов на ограждения», «Инженерные методы преобразования строительных свойств оснований». Абуханов, А.З.
Механика грунтов [Электрон- Главы «Устойчивость откосов», ный ресурс]: учеб. пособие / А.З. Абуханов. «Давление грунтов на подпор— 2-е изд., испр. и доп. — М. : ИНФРА-М, ные стены и др. сооружения». 2017. — 336 c. Малышев М.В., Болдырев Г.Г. Механика Главы «Устойчивость откогрунтов.
Основания и фундаменты (в вопро- сов», «Давление грунтов на сах и ответах):Учебное пособие. – Изд-во подпорные стены и др. сооруАСВ. – М. 2000. – 32о с.: ил. жения». Далматов, Б.И.
Механика грунтов, основания Глава «Теория предельного и фундаменты (включая специальный курс напряженного состояния грунинженерной геологии). [Электронный ресурс] тов и её приложения» — Электрон. дан. — СПб. : Лань, 2012. — 416 с. Заручевных, И. Ю. Механика грунтов в схемах и таблицах [Текст] : учебное пособие / И. Ю. Заручевных, А. Л. Невзоров. — 2-е изд., испр. и доп. — М. : АСВ, 2007. — 136 с. ГОСТ 25100-2011. Грунты.
Классификация. Межгосударственный стандарт. – М., 2010. ГОСТ 23161-2012 Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности [Электронный ресурс] : стандарт / Межгосударственный стандарт. — Взамен ГОСТ 23161-78 ; Введ. с 01.07.13. — М. : Стандарт России, 2013. — 15 с. ГОСТ 12248-2010 Грунты.
Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости [Электронный ресурс] : стандарт / Межгосударственный стандарт. — Взамен ГОСТ 12248-96, ГОСТ 24143-80 ; Введ. с 01.01.12. — М. : Стандарт России, 2012. — 83 с. Механика грунтов, основания и фундаменты [Текст] : учеб. пособие / С. Б. Ухов [и др.]. — 2е изд. стер. — М. : Ассоциация строит. вузов, 2005. — 528 с. Основы геотехники 2 КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА Глава 1. СТРУКТУРНО-НЕУСТОЙЧИВЫЕ ГРУНТЫ Общие положения. Группа структурно-неустойчивых грунтов (по Н. А. Цытовичу): мерзлые и многолетнемерзлые грунты, лессовые просадочные грунты, слабые водонасыщенные пылевато-глинистые, засоленные, заторфованные грунты.
Общее свойство этой группы: в природном состоянии эти грунты обладают структурными связями, которые при определенных воздействиях резко снижают свою прочность или полностью разрушаются. Дополнительные воздействия могут иметь механическую природу (быстро возрастающие динамические, вибрационные нагрузки) или обусловливаться физическими процессами (повышение температуры мерзлых грунтов, обводнение лессовых или засоленных грунтов и т. п.).
При разрушении природной структуры резко снижается прочность грунтов, увеличивается сжимаемость и проявляется склонность к просадочным деформациям. К этой группе могут быть отнесены и насыпные грунты.
Структурно-неустойчивые грунты, группируются преимущественно в определенных географо-климатических зонах (регионах), поэтому их часто называют региональными, а условия стро ительства относят к региональным или особым грунтовым условиям. К региональным относят грунты, обладающие специфичными свойствами, характерными для данного региона.
К ним относятся мерзлые и многолетнемерзлые грунты, просадочные грунты (лёссы), набухающие при замачивании грунты, засоленные грунты и некоторые другие. Кроме того в различных регионах могут проявляться свои специфические геологические процессы. В СНиП 22-02-2003 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов.
Основные положения» в справочном приложении Г приводятся «Зарегистрированные проявления опасных геологических процессов на территории субъектов Российской федерации». Фазы напряженного состояния грунта.
Классификация мерзлых грунтов (ГОСТ 25100-2011) Сжимаемость мерзлых грунтов зависит от граулометрического состава, температуры и влажности Основы геотехники 3 Просадочный грунт – это грунт, который под действием нагрузки, соответствующей весу вышележащей толщи грунта, при замачивании водой претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки ε≥0,01. Деформация просадочных грунтов.
В соответствии со СНиП 2.02.01-83* мероприятия, осуществляемые при строительстве в особых грунтовых условиях, можно разделить на три группы: 1. меры, предпринимаемые для исключения неблагоприятных воздействий на грунты оснований. 2. разнообразные способы искусственного улучшения строительных свойств оснований, с помощью которых нейтрализуются последствия воздействия неблагоприятных факторов.
3. конструктивные мероприятия, понижающие чувствительность зданий и сооружений к неравномерным деформациям оснований, в т. ч. специальные виды фундаментов. Глава 2. Преобразование строительных свойств грунтов оснований Три группы: Конструктивные, Механическое уплотнение грунтов, Закрепление . К конструктивным методам улучшения относятся: Замена слабых грунтов на уплотненные грунтовые подушки; Армирование грунтов.
Грунтовая подушка представляет собой искусственно укладываемый слой прочного грунта, который заменяет слабый вынимаемый грунт. Требования, предъявляемые к материалу подушек. Грунтовая подушка более равномерно распределяет давление, передаваемое на нижний более слабый грунт.
Грунт, укладываемый в тело подушки, уплотняется трамбованием или укаткой для увеличения прочности и уменьшения сжимаемости. Расчет ведется в соответствии с п.2.44 СНиП 2.02.01.-83*.
Армирование оснований — это мероприятия и технологии, предназначенные для усиления и упрочнения грунтовых массивов с помощью включения в их состав специальных элементов, находящихся в тесном взаимодействии с грунтом, но не связанных с фундаментом конструктивно. Усиление и упрочнение основания можно осуществить за счет введения в толщу грунта элементов повышенной прочности, которые хо- Основы геотехники 4 рошо работают на сжатие или растяжение и имеют высокое сцепление и трение с окружающим грунтом.
В грунтовых массивах конструктивное расположение армирующих элементов может быть вертикальным, горизонтальным, наклонным в одном направлении, наклонным в двух и более направлениях, прерывистым и в виде различного ряда ячеистых структур. Основными задачами армирования оснований являются: устранение просадочности лессовых грунтов; упрочнение и повышение устойчивости оснований, в том числе на оползнеопасных склонах; упрочнение и укрепление насыпей и откосов земляных сооружений, армирование обратных засыпок подпорных стен и повышение устойчивости подпорных стен; исключение выпора грунта из-под сооружений.
Механическое уплотнение грунтов. Поверхностное уплотнение грунтов. В практике широко применяются следующие методы поверхностного уплотнения грунтов: тяжелыми и легкими трамбовками; катками и другими механизмами и транспортными средствами; площадочными вибраторами; вытрамбовыванием котлованов; подводными взрывами.
Уплотнение грунтов ведется при их оптимальной влажности (wopt). Уплотнение укаткой механизмами и машинами.
Уплотнение грунтов тяжелыми трамбовками применяют. устранения просадочных свойств грунтов; создания в основании зданий или сооружений сплошного маловодопроницаемого экрана, препятствующего интенсивному замачиванию нижележащих грунтов; повышения плотности, прочностных характеристик и снижения сжимаемости грунтов. В практике используют трамбовки из железобетона, имеют в плане форму круга или многоугольника.
Способ вытрамбовывания котлованов. Закрепление грунтов. Цементация грунтов. Силикатизация и смолизация грунта. Двух- и однорастворный способ силикатизации.
Сущность термического закрепления грунтов. Закрепление грунтов с использование высоконапорных инъекций — струйная технология. Сущность технологии: использование энергии высоконапорной струи цементного раствора для разрушения и одновременного пере- Основы геотехники 5 мешивания грунта с цементным раствором. После твердения образуется новый материал – грунтобетон.
Глава 3. Оценка устойчивости склонов, откосов и подпорных стен Общие сведения. Терминология: откос, заложение откоса, бровка откоса, гребень, берма, склон, оползень. Виды оползней. Мероприятия по увеличению устойчивости откосов и склонов. Предельно устойчивым называется откос, в котором грунт находится в предельно напряженном состоянии. Расчет устойчивости откосов.
Устойчивость откоса в основном зависит от его высоты и вида грунта. Для понимания, какие силы удерживают откос от обрушения и какие вызывают его разрушение, рассмотрим три элементарные плоские задачи: 1. устойчивость откоса идеально сыпучего грунта (φ≠0, с=0); 2. устойчивость откоса идеально связного массива грунта (φ=0, с≠0).
3. Устойчивость вертикального откоса в грунтах, обладающих трением и сцеплением (φ≠0, с≠0). Равноустойчивый откос – откос криволинейного очертания, при котором ограниченный им массив грунта находится в состоянии предельного равновесия.
Предельно устойчивый откос из связного глинистого грунта – криволинейный, в нижней части он постепенно уполаживается и стремится к наклону, приближающемуся к углу внутреннего трения. Наиболее рациональное очертание откоса – близкое к предельно устойчивому. Расчет устойчивости откосов. Метод круглоциллиндрических поверхностей скольжения.
Этот метод дает некоторый запас устойчивости и основывается на опытных данных о форме поверхностей скольжения при оползнях вращения. Форма поверхности скольжения на основании многочисленных замеров в натуре принимается за круглоциллиндрическую, при этом самое невыгодное ее положение определяется расчетом.
Предполагаем, что потеря устойчивости откоса или склона произойдет в результате вращения отсека грунтового массива относительно некоторого центра О. При величине коэффициент устойчивости kst1,1…1,5 Основы геотехники 6 откос будет устойчивым. Некоторые усовершенствования и упрощения расчетов по методу круглоциллиндрических поверхностей скольжения внесены российскими геотехниками (проф.
Г.И. Тер-Степанян, М.Н. Гольдштейн): коэффициент устойчивости рекомендовано определять по выражению М уд c k st k st f A В М сдв Н где А и В – коэффициенты зависящие от геометрических размеров сползающего клина, выраженных в долях от высоты откоса Н. Значения этих коэффициентов приведены в таблице М.Н.
Гольдштейна. f=tgφ – коэффициент трения; с – удельное сцепление грунта, кПа; γ – удельный вес, кН/м3 Когда устойчивость откоса требуемой крутизны не обеспечивается, то для его поддержания приходится либо 1. уполаживать откос, либо 2. устраивать подпорные стенки. Проектирование уположения откоса, т.е. определение такого очертания откоса, чтобы не было обрушения, выполняется графоаналитическим методом равнопрочного откоса (метод Fр) (предложен проф.
Н. Н. Масловым). Этот метод основан на положении, что степень устойчивости откоса определяется выражением k st tg tg где α- угол наклона к горизонту откоса в рассматриваемой точке; ψ – (пси) угол сдвига в той же точке грунтового массива, зависящий от нормальных напряжений. Откос имеет угол — он может быть любым. Если ψ откос обрушится. ψ называется углом сдвига.
Для сыпучих (несвязных) грунтов угол сдвига ψ равен углу внутреннего трения φ. Построение равнопрочного откоса графическим методом Маслова с использованием графических приемов оказывается предпочти- Основы геотехники 7 тельным, особенно при пластовом (слоистом) строении грунтовой толщи. Подпорные стенки.
Подпорные стенки по конструктивному исполнению бывают массивные и тонкостенные. Устойчивость массивных стенок на сдвиг и опрокидывание обеспечивается, прежде всего их собственным весом, устойчивость тонкостенных конструкций – собственным весом стенки и грунта, вовлеченного в совместную работу, либо защемлением нижней части стенки в основании.
Давление грунта на подпорную стенку а называется активным (распор). Если же стенка под действием приложенных к ней сдвигающих сил стремится сама переместиться в сторону грунта, то она встречает со стороны грунта сопротивление, называемое пассивным давлением p или отпором. Равнодействующая активного давления Еа однородного грунта на стенку высотой Н. Активное и пассивное давления грунта на подпорную стенку и равнодействующие этих давлений для связных и несвязных грунтов определяются по разным формулам. Давление связности (см. рис.). Если на горизонтальной поверхности засыпки действует равномерно распределенная нагрузка ро, то для расчета активного давления грунта ее заменяют слоем грунта засыпки мощностью h: h=р0/γ где γ — удельный вес грунта.
Источник: spravochnick.ru