Сборник трудов конференции СПбГАСУ 2014 ч

Раздел 2. Проектирование и строительство оснований и фундаментов с применением…

Для завершения консолидации на данной площадке, с использованием предварительного нагружения в виде насыпи, потребовалось бы три дополнительных месяца, что превысило бы срок сдачи проекта. Совместное использование технологий микровзрывов и динамического обмена, как альтернатива дополнительной нагрузки, позволило ускорить процесс консолидации и стабилизировать осадку грунта, которая в итоге составила от 0,6 до 1,2 метра. Спустя три года после завершения строительства, видимых признаков развития деформаций на дорожном покрытии не было отмечено (рис. 7).

Рис. 7. Общий вид дороги DK-16 после 3-х лет эксплуатации

Эффективность гибридной технологии

Качество выполненных работ было оценено динамическим зондированием. Анализ данных зондирования до и после применения гибридной технологии (рис. 8) подтвердил превосходные результаты. Получено явное уплотнение грунта – осредненное значение степени плотности сложения основания Безаварийная эксплуатация дорожного полотна также свидетельству-

ет о превосходных результатах геотехнических работ.

В Барчево была принята концепция податливого основания, которая позволила перенести нагрузки от дорожной насыпи и эксплуатационных нагрузок на усиляемое грунтовое основание. Соединение технологий имело большое влияние на ускорение консолидации основания, а также сопровождалось более быстрой осадкой. Это сократило не только время выполнения работ, но и позволило достигнуть равновесия между нагрузками от насыпи и несущей способностью усиленного основания. Объединение технологий оказалось успехом, эффективным решением серьезной проблемы, заключающейся в стабилизации слабых грунтов и передачи на них нагрузок.

201

Современные геотехнологии в строительстве и их научно-техническое сопровождение

Рис. 8. Динамическое зондирование «до» и «после» усиления

Научно-исследовательская группа кафедры «Основания и фундаменты» ФГБОУ ВПО ПГУПС под руководством профессора В.М. Улицкого, в рамках совместного сотрудничества с кафедрой «Геотехники» Гданьского политехнического университета, участвовала в разработке и создании проектных решений усиления слабых грунтовых оснований.

Литература

1.Иванов П.Л. Уплотнение малосвязных грунтов взрывами. – М.: Недра, 1983.

2.Sikora Z., Wyroslak M. Hybrid technologies application as a tool for weak soil improvement, Proceeding of XVI Polish-French Colloquium, 2013, Montpellier, France.

3.Имиолек Р., Улицкий В.М., Городнова Е.В., Шашкин М.А. Стабилизация грунтов

воснованиях дорожных сооружений по технологии микровзрывов. – СПб.: Журнал «Доро-

ги» № 30, 2013.

202

Раздел 2. Проектирование и строительство оснований и фундаментов с применением…

УДК 626

Н.И. Лыкова (СПбГАСУ, Санкт-Петербург), М.А. Колосов (СПб Университет водных коммуникаций, Санкт-Петербург)

ОБ АВАРИИ ЭЛЕМЕНТОВ БЕРЕГОУКРЕПЛЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ТИПА ВО ВРЕМЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

Как показывает статистика, аварии причальных сооружений типа больверк в процессе строительства чаще всего связаны с недостаточной изученностью инженерно-геологических условий, отступлениями от проектных решений, а также ошибками в сроках организации и производства работ, приводящими к воздействию на сооружение нагрузок (волновых, ледовых), превосходящих расчетные на данной стадии строительства. Описываемая ниже авария (падение лицевой шпунтовой стенки, входящей в состав объектов подготовительного периода) имела место при строительстве одного из причалов в Ленинградской области и была связана со всем комплексом вышеперечисленных причин.

Объекты подготовительного периода (образование территории) включают в себя гидротехнические сооружения откосного типа вдоль северной границы территории, вертикальное берегоукрепление – заанкеренный экранированный больверк и образованную намывом территорию.

Фронтальная линия (берегоукрепления) составляет 334,238 м, боковая линия берегоукрепления, направленная перпендикулярно фронту и ограждающая образуемую территорию, составляет 81,0 м (рис.1).

Вертикальное берегоукрепление представляет собою одноанкерный больверк, лицевая грань которого выполняется из шпунта Larsen 607n. (557 шпунтин вдолькордона, 131 шпунтина – вдоль боковой линии – открылка).

Для снижения активного давления грунта на шпунтовую стенку на расстоянии 2,4 м от лицевой грани шпунта со стороны пазухи погружается ряд трубчатых свай из труб диаметра 1224 мм с толщиной стенки 4 мм. Анкерная стенка больверка выполняется из полутруб, шаг анкерных тяг 2,4 м, длина тяг 35,2 м. Заглубление лицевого шпунта производится до отметки –28,0 м, экранирующих труб до отметки –30,0 м, анкерной стенки до отметки –21,0 м. Работы по погружению шпунта в лицевую и анкерную стенки производились гидровибратором JUNTTAN JV25.

Для образования территории использовался песчаный грунт, извлеченный при дноуглублении проходного канала и акватории до отметки минус

16 м Б.С.

По данным инженерно-геологических изысканий (ООО Петробурсервис, 2009–2011г.) территория площадки характеризуется сложным геологическим строением, категория сложности инженерно-геологических условий по СП 11-105–97 – III (сложная). В геологическом разрезе присутствуют грунты

203

Современные геотехнологии в строительстве и их научно-техническое сопровождение

надморенной толщи, морена при изысканиях вскрыта не была (толщина обследованной толщи 25–27 м по грунту).

Центральная часть территории на всю разведанную глубину сложена

восновном песчаными грунтами разной крупности от средней плотности

вверхней части, до плотных в нижней части разреза (техногенные грунты),

восновании разрезов прибрежных и береговых участков развита мощная толща суглинков и супесей от тугопластичных до твердых флювиогляциальных отложений. Геологический разрез линии кордона осложнен присутствием толщи озерно-ледниковых отложений, локализованных в западной части участка на удалении от берега на 100–150 м и далее, залегающих с поверхности дна (разрезы I-I и V-V) или перекрытых современными морскими отложениями. В составе толщи выделяются суглинки ленточные тиксотропные текучепластичные (наиболее слабые из слагающих разрезы, присутствие которых выявлено в разрезах III-III, IV-IV, V-V, мощность в разрезе V-V достигает 4.9 м) и супеси пластичные. В основании разрезов повсеместно залегают флювиогляциальные отложения, представленные песками пылеватыми и средней крупности.

Рис. 1. Схема расположения разрезов

Рис. 2. Схема напластования грунтов по разрезам

204

Раздел 2. Проектирование и строительство оснований и фундаментов с применением…

Таблица 1

Физико-механические характеристики грунтов основания

Как известно, тиксотропные грунты даже при незначительном динамическом воздействии проявляют тиксотропные свойства, переходя в текучее состояние с потерей своих несущих прочностных характеристик, а несущая способность свай, погруженных в основание, сложенное вышеуказанными грунтами, также значительно снижается из-за перехода грунта в разжиженное состояние. По-видимому, явление тиксотропного разжижения проявилось на рассматриваемой площадке при устройствеконструкций лицевой грани и открылка.

Осенью 2010 г. во время сильного шторма при высоте волн 2,0 м участок лицевой шпунтовой стенки (около 30 пог. м) в северо-западном углу кордона потерял устойчивость и получил крен в сторону акватории. В дальнейшем, в течение нескольких месяцев повреждения нарастали и стенка была фактически разрушена. Позднее застройщиком было принято ошибочное решение погрузить шпунт заново без принятия мер по его усилению или увеличению глубины погружения, что привело к повторному аварийному состоянию осенью следующего года.

В ноябре 2011 г. во время штормовой погоды (высокая волна и ветер более 20 м/сек) шпунт, заново погруженный в лицевую стенку в северо-западном углу вдоль кордона и северного открылка, потерял устойчивость, распределительный пояс, связывающий шпунт с трубчатыми сваями, был разломан в нескольких местах (рис. 3, 4).

Очевидно, что стенка вертикального берегоукрепления потеряла устойчивость в силу ряда причин, основными из которых являются вибродинамические воздействия при погружении шпунта и волновые воздействия. Кроме ослабления характеристик грунта в результате проявления тиксотропных свойств, в этом случае особую роль могло сыграть недостаточно глубокое погружение шпунта. Потере устойчивости также способствовали нарушения технологии производства работ (участок шпунтовой стенки был оставлен без анкеровки на открытой акватории, при погружении шпунта в лицевую стенку

205

Современные геотехнологии в строительстве и их научно-техническое сопровождение

имело место недопустимое отклонение от проектного положения в плане, достигавшее 0,9 м) и отсутствие качественного уплотнения грунта засыпки пазухи, в результате чего возникла возможность горизонтального смещения слабого тиксотропного основания в сторону неуплотненной пазухи.

Рис. 3. Падение лицевой шпунтовой стенки в северо-западном углу кордона

Рис. 4. Потеря устойчивости лицевой шпунтовой стенки с разрушением распределительного пояса северного открылка

206

Раздел 2. Проектирование и строительство оснований и фундаментов с применением…

Результаты водолазного обследования после падения стенки показали, что воронка размыва в основании шпунта заполнена водогрунтовой массой. Плотных грунтов в основании стенки обнаружено не было.

Размыв грунта в основании стенки, вероятнее всего, был обусловлен следующими обстоятельствами:

1.Особенностью грунтов, залегающих в основании стенки, содержащих пылеватую фракцию до 80 %.

2.Разуплотнением грунта со снижением его прочностных свойств в результате вибрационных воздействий при погружении шпунта.

3.Колебаниями шпунтовой стенки в результате длительных воздейст-

вий волн.

Также очевидно, что в связи с выносом мелких частиц грунта волновым потоком, гранулометрический состав грунта в основании стенки изменился по сравнению с природным.

Из вышеизложенного следует, что надежное существование сооружений, выполняемых в слабых структурно неустойчивых грунтах в открытых акваториях во многом зависит от достоверной и полной информации об инженерногеологических условиях площадки, позволяющей принять правильные проектные решения, касающиеся конструкции сооружения и способов производства работ. В данном случае типовой проект конструкции вертикального берегоукрепления следовало подкрепить геотехническим обоснованием, предусматривающим расчеты устойчивости конструкций численными методами.

УДК 624.151

Я.А. Пронозин (ТюмГАСУ), Р.В. Мельников (ТюмГАСУ)

СТАБИЛИЗАЦИЯ БЕРЕГОВОГО СКЛОНА В С. КАМЕНКА ТЮМЕНСКОГО РАЙОНА

В1570 г. выдающийся итальянский архитектор и строитель А. Палладио

всвоем трактате «Четыре книги об архитектуре» писал: «… из всех ошибок, происходящих на постройке, наиболее пагубны те, которые касаются фундамента, так как они влекут за собой гибель всего здания и исправляются только с величайшим трудом …» [1]. В полной мере это можно отнести не только

кфундаментам, но и ко всей геотехнической науке.

Решение сложных геотехнических задач без привлечения специалистов часто приводит к плачевным последствиям. Не всегда заказчик осознает, что грунт это многокомпонентная динамичная среда и процессы, происходящие в ней, напрямую влияют на надежность и устойчивость не только строящегося здания, но и всей прилегающей территории. Игнорирование или простое незнание подобных вещей привело к критической ситуации при отсыпке берего-

207

Раздел 2. Проектирование и строительство оснований и фундаментов с применением…

Рис. 2. Съемка берегового склона

При знакомстве авторов с объектом ситуация была признана аварийной. Необходимо было срочно провести оценку геотехнической ситуации, разработать противоаварийные мероприятия и конструктивные мероприятия по стабилизации берегового склона.

В апреле 2013 года было произведено геодезическое наблюдение за территорией с целью определения абсолютных высотных отметок и привязке к системе координат, как самой территории, так и тела грунта отсыпки. Полученные данные, наряду с данными ИГИ, легли в основу построения расчетной модели для численного моделирования.

Также для мониторинга сложившейся ситуации и определения динамики деформаций грунта были установлены поверхностные марки в основании и вершине склона. Начальное состояние поверхностных марок было зафиксировано 30.05.2013 г., последующая фиксация показаний была произведена 30.08.2013 г. В результате установлено, что стабилизации деформаций не наблюдается, максимальная скорость деформации составила 5см/мес., максимальные деформации грунта находятся в основании склона.

На основании данных геодезического наблюдения и учитывая возможные факторы риска [2], были выдвинуты правила для численного моделирования и производства работ:

1.Необходимо устройство берегоукрепительных мероприятий.

2.Дальнейшую отсыпку склона, в соответствии с проектом благоустройства, производить после завершения берегоукрепительных мероприятий.

3.Необходимо уменьшить высоту грунта отсыпки.

4.Необходимо создание развитой дренажной системы.

5.Работы необходимо вести захватками.

209