Анотація до роботи:

Лобачева Н.Г. Підсилення основ фундаментів тисками ущільнення. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.02 – Основи і фундаменти. – Донбаська національна академія будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, Макіївка, 2007.

Дисертація присвячена розробці нового методу ущільнення основ фундаментів тисками ущільнення. Автором виконані розробка й теоретичне обґрунтування методу «Підсилення основ фундаментів тисками ущільнення», проведені чисельні й експериментальні дослідження, спрямовані на перевірку працездатності й ефективності вищезгаданого методу підсилення основ фундаментів. Виконано програмну реалізацію запропонованих методик.

1. Запропонований у даній роботі метод підсилення основи ущільнюючими внутрішніми тисками може використовуватись як для нового будівництва, так і для реконструкції будь-яких об'єктів в умовах щільної забудови. При цьому, теоретично його можна використати в будь-яких ґрунтових умовах, у яких є можливість створити внутрішній тиск, що істотно перевищує міцність ґрунту, достатній для утворення локальної зони переущільненого ґрунту, що знаходиться в стадії пластичної течії, але при цьому виключає випір (підняття поверхні) вищерозташованого ґрунту.

2. Ефект від застосування розглянутого методу посилення основи досягається переважно за рахунок утворення розширення і ущільненої зони, які можуть перевищувати діаметр свердловини в 6 і більше разів. Подальше збільшення ущільнюючого тиску приводить до прогресуючого збільшення розширення і ущільненої зони за рахунок формування зони пластичної течії ґрунту.

3. Невеликі розміри експериментально отриманої зони ущільнення пояснюються швидким загасанням напруг від ущільнюючих тисків, що розсіюються в масиві ґрунту. Це обумовлено невеликим діаметром свердловини і відповідно невеликою завантаженою поверхнею. При збільшенні діаметра свердловини та ущільнюючого тиску ефект від застосування розглянутого методу буде набагато істотніше.

4. Збільшення несучої здатності для паль із розглянутими параметрами за рахунок формування розширення та ущільненої зони складає:

- для незв'язних ґрунтів - в 2,7 рази;

- для зв'язних ґрунтів - в 6 разів.

Отримана різниця в несучій здатності для зв'язних і незв'язних ґрунтів майже в 2 рази пояснюється тим, що напруги від власної ваги ґрунту на розглянутій глибині 0,5 м незначні і у відповідності с законом Кулона міцність основи більшою мірою визначається питомим зчепленням, а не кутом внутрішнього тертя. При збільшенні глибини утворення розширення і відповідно додаткового бічного навантаження (gd) відношення несучих здатностей може змінитися на користь ґрунту, що має більший кут внутрішнього тертя. Тут слід також зазначити, що створення необхідних розмірів розширення в більш міцних ґрунтах (незалежно від того, чим переважно забезпечується міцність - тертям або зв'язністю) вимагає більшої інтенсивності ущільнюючого тиску.

5. Основним недоліком запропонованої конструкції робочого органа є концентрація напруг у місці сполучення пружно-еластичної оболонки із трубою, через яку подається робоче середовище. У результаті цього при певному рівні ущільнюючих тисків відбувалося пошкодження оболонки і експериментальні дослідження доводилося припиняти. У цьому зв'язку одним зі шляхів подальшого розвитку даного методу підсилення основ є розробка більш податливого вузла сполучення пружно-еластичної оболонки із трубою, що подає робоче середовище. Це дозволить знизити концентрацію напруг і відповідно збільшити можливий діапазон ущільнюючих тисків.

6. Зі збільшенням ступеня вологості ґрунт, що ущільнюється, може перейти з маловлажного стану у вологе або з вологого у водонасичене. У деяких випадках ступінь вологості може досягати одиниці (S_r=1), тобто вода може заповнити всі пори ґрунту. У цьому випадку ущільнюючий тиск буде впливати вже не на скелет ґрунту, а на воду. При цьому подальше ущільнення буде відбуватися тільки за рахунок витиснення води, що заповнює пори. Для глинистих ґрунтів з низьким коефіцієнтом фільтрації буде потрібен тривалий вплив ущільнюючого тиску. Для піщаних ґрунтів, що досягнули повного водонасичення, подальше ущільнення може супроводжуватися зниженням вологості за рахунок витиснення порової води.

Публікації автора:

1. Лобачева Н.Г., Петраков А.А.. Напряженно-деформированное состояние грунтового массива, нагруженного внутренними давлениями. - Современные проблемы строительства. - Донецк: Донецкий ПромстройНИИпроект, 2003, с. 31 - 35.

2. Лобачева Н.Г., Петраков А.А.. Изменение расчетных параметров грунта основания при использовании метода уплотняющих давлений. – Будівельні конструкції. – Київ. НДІБК, 2004, с. 59-63.

3. Лобачева Н.Г. Экспериментальные исследования усиления основания фундаментов уплотняющими давлениями. - Современные проблемы строительства. - Донецк: Донецкий ПромстройНИИпроект, 2005, с. 149 - 153.

4. Лобачева Н.Г. Зависимость параметров уплотненной зоны от уплотняющего давления по результатам экспериментальных исследований. - Збірник наукових праць. Вип.17. - Полтава: ПолтНТУ, 2006, с. 166 - 169.

5. Пат. №19237 UA, Е21В 11/00. «Пристрій для утворення розширення в свердловині». Заявл.19.05.06; Опубл. 15.12.06, Бюл.№12-4 с.

6. Гавенко В.М., Шарабарин А.Г., Сухоруков К.Н., Лобачева Н.Г. Устройство для полевого определения характеристик прочности и деформируемости грунтов при их исследовании.// Зб. наук. праць Вісник ДонНАБА – Макіївка: 2005.- Вип. 2005-7(55). – с. 58-60.