Теоретичні засади закріплення основ будівель та споруд ін’єкцією розчинів під високим тиском - Автореферат

Міністерство освіти і науки молоді та спорту України Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»Робота виконана в Державному вищому навчальному закладі «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України. Швець Віктор Борисович, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», професор кафедри основ і фундаментів. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Петраков Олександр Олександрович, Донбаська національна академія будівництва і архітектури, завідувач кафедри основ, фундаментів і підземних споруд; Захист відбудеться 24 листопада 2011 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.085.01 при Державному вищому навчальному закладі «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» за адресою: 49600, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Державного вищого навчального закладу «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» (49600, м.Сутність науково-прикладної проблеми, яка вирішується в роботі, полягає в обґрунтуванні і розширенні сфери використання методу підсилення основ будівель та споруд інєкцією цементних та цементно-силікатних розчинів під високим тиском на базі розробки аналітичних рішень із визначення основних параметрів процесу та емпіричних залежностей, а також рішень із розрахунку основи після підсилення. Часто необхідність зміцнення ґрунтових основ виникає при усуненні їх властивостей до просідання, карстоутворення, зміні призначення і реконструкції зведених обєктів, усуненні наслідків відмов та аварій основ в процесі експлуатації будівель і споруд при зміні властивостей ґрунту, вирішенні низки геотехнічних та екологічних проблем. Для вирішення цих завдань застосовується метод цементації основ під високим тиском, однією з переваг якого є можливість підсилення ґрунтових основ як вище, так і нижче рівня підземних вод при досить малих значеннях коефіцієнта фільтрації основи, що інєктується, отримання достатньо швидкого ефекту при підсиленні. встановити залежності зміни напружено-деформованого стану ґрунтової основи в процесі її цементації в загальному випадку та виконати асимптотичний аналіз напружено-деформованого стану ґрунтової основи в процесі високонапірної цементації при дуже малому і дуже великому коефіцієнті фільтрації; вперше теоретичним шляхом виявлено напружено-деформований стан ґрунтової основи в процесі цементації під високим тиском і на цій підставі виявлено основні закономірності процесу: критичний тиск цементації; розміри заінєктованої області основи; критична глибина занурення інєктора; час інєктування; деформації ґрунтової основи та розташованих на ній фундаментів, обумовлені інєктуванням під високим тиском;Зважаючи на специфіку розвязуваної проблеми, розглядалися такі напрями механіки ґрунтів і фундаментобудування: конструктивні методи підготовки та методи перетворення будівельних властивостей ґрунтових основ; особливості застосування інєкційних методів для вирішення геотехнічних завдань в різноманітних ґрунтових умовах; моделі і методи розрахунку напружено-деформованого стану ґрунтових основ при їх інєктуванні та подальшій роботі. Експериментально встановлено, що у ряду способів перетворення будівельних властивостей ґрунтових основ метод цементації під високим тиском слід класифікувати як комбінований, виходячи з таких передумов: цементація супроводжується фізико-хімічними процесами, в результаті яких відбувається утворення нових і зміцнення старих звязків між частинками ґрунту і має місце процес закріплення ґрунтів; під впливом підвищеного надлишкового тиску при цементації відбувається ущільнення основи, при проникненні розчину створюється просторова структура, яка включає регулярно розташовані вертикальні армуючі елементи підвищеної міцності з цементної суміші та хаотично розташовані вертикальні, горизонтальні і похилі прошарки, що вказує на ознаки конструктивних методів армування основи. Farcas та іншими авторами, дозволив зробити висновки, що за підходами до влаштування та підсилення основ інєктуванням різноманітних розчинів можуть бути виділені дві групи методів: по-перше, просочення та насичення ґрунту, для якого отримані достатньо близькі в структурному відношенні рішення з визначення радіусу розповсюдження, загальним в яких є те, що розповсюдження інєкційного розчину ототожнюється з рухом рідини, різниця полягає в прийнятих законах ламінарного або турбулентного руху; оскільки вязкість розчинів збільшується в часі, просочування для насичення ґрунту за границею невеликого обєму приводить до розривів, що протипоказано в даних методах; по-друге, ціленаправлене руйнування структури ґрунту з заповненням порожнини цементними або іншими твердіючими розчинами; в частині цементації явище розриву відоме достатньо давно і, якщо він не протипоказаний умовам безпечності робіт та стійкості обєкту, розрив характеризується дослідниками як позитивне явище.

2. Основний зміст роботи