ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................................................. 5
ГЛАВА 1
ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УСТРОЙСТВА КОТЛОВАНОВ В УСЛОВИЯХ СЛАБЫХ
ГРУНТОВ И ПЛОТНОЙ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ ................................................................... 14
1.1. Основные принципы проектирования и устройства подземных сооружений в условиях
слабых пылевато-глинистых грунтов и плотной городской застройки .......................................... 14
1.2. Определение деформаций основания в границах зоны влияния строительства подземного
сооружения ........................................................................................................................................... 16
1.3. Изгибная жёсткость ограждения как конструктивный способ уменьшения
дополнительных деформаций зданий окружающей застройки ....................................................... 23
1.3.1. Применение ограждения с достаточной собственной изгибной жёсткостью ................. 23
1.3.2. Увеличение изгибной жёсткости ограждения за счёт устройства системы раскрепления
в пределах глубины котлована ............................................................................................................ 30
1.3.3. Увеличение изгибной жёсткости ограждения за счёт закрепления грунтового массива
вдоль наружного периметра ограждения котлована ........................................................................ 36
1.3.4. Увеличение изгибной жёсткости ограждения за счёт закрепления грунтового массива
ниже дна проектируемого котлована ................................................................................................. 37
1.4. Влияние технологических особенностей работ при устройстве системы ограждения на
дополнительные деформации зданий окружающей застройки ....................................................... 40
1.5. Расчётное обоснование устройства котлованов, разрабатываемых с применением
глубинной распорной диафрагмы ...................................................................................................... 46
1.6. Выводы по главе 1 ..................................................................................................................... 49
1.7. Цели и задачи исследования .................................................................................................... 50
ГЛАВА 2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО
СОСТОЯНИЯ «СТЕНЫ В ГРУНТЕ» НА ЭТАПЕ УСТРОЙСТВА ГЛУБИННОЙ РАСПОРНОЙ
ДИАФРАГМЫ ...................................................................................................................................... 52
2.1. Лабораторное моделирование влияния устройства глубинной Jet-диафрагмы на
ограждение котлована и грунтовое основание фундаментов соседних зданий ............................ 52
2.1.1. Моделирование в составе качественного лабораторного эксперимента ......................... 52
2.1.2. Результаты лабораторного эксперимента и их анализ ....................................................... 54
2.2. Моделирование влияния устройства глубинной Jet-диафрагмы на ограждение котлована
и грунтовое основание фундаментов соседних зданий в границах опытной площадки .............. 57
2.2.1. Общая характеристика опытной площадки ........................................................................ 57
2.2.2. Система комплексного геотехнического мониторинга в границах реконструируемого
здания ................................................................................................................................................. 63
2.2.3. Организация опытной площадки (в границах двора №1).................................................. 69
3
2.2.4. Результаты экспериментального исследования напряжённо-деформированного
состояния «стены в грунте» на этапе устройства глубинной горизонтальной диафрагмы Jet
Grouting ................................................................................................................................................. 73
2.2.4.1. Результаты измерения усилий в арматуре конструкции «стены в грунте» ................. 74
2.2.4.2. Результаты измерения горизонтальных перемещений конструкции ограждения по
высоте при выполнении Jet-диафрагмы ............................................................................................. 82
2.2.4.3. Результаты измерения порового давления за конструкцией ограждения на этапе
устройства Jet-диафрагмы ................................................................................................................... 90
2.2.4.4. Результаты измерения дополнительных деформаций реконструируемого здания на
этапе устройства Jet-диафрагмы ......................................................................................................... 91
2.3. Выводы по Главе 2 .................................................................................................................... 97
ГЛАВА 3
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА JET-ДИАФРАГМЫ И ЕЁ ВЛИЯНИЯ НА
ИЗМЕНЕНИЕ НДС ОГРАЖДЕНИЯ КОТЛОВАНА И ГРУНТОВОГО ОСНОВАНИЯ .............. 98
3.1. Методика численного моделирования устройства Jet-диафрагмы ...................................... 98
3.1.1. Численное моделирование устройства единичной скважины и анализ её влияния на
ограждение котлована типа «стена в грунте» ................................................................................... 99
3.1.2. Моделирование устройства последовательного ряда Jet-скважин и анализ их влияния
на «стену в грунте» ............................................................................................................................ 102
3.1.3. Моделирование устройства массива скважин .................................................................. 108
3.1.4. Моделирование устройства Jet-диафрагмы в виде массива при проектном количестве
скважин ............................................................................................................................................... 116
3.2. Численный анализ влияния устройства Jet-диафрагмы, моделируемой в виде лент
различной ширины, на ограждение котлована «стена в грунте» (на примере объекта
мониторинга) ...................................................................................................................................... 119
3.3. Расчётное влияние факторов, определяющих степень воздействия Jet-диафрагмы на
дополнительные деформации зданий окружающей застройки ..................................................... 125
3.3.1. Влияние расстояния между ограждением котлована и фундаментом здания ............... 126
3.3.2. Влияние глубины устройства Jet-диафрагмы ................................................................... 127
3.3.3. Влияние толщины «стены в грунте» ................................................................................. 128
3.3.4. Влияние высоты Jet-диафрагмы ......................................................................................... 128
3.3.5. Регрессионные зависимости значения максимального перемещения подошвы
фундаментов от рассмотренных факторов ...................................................................................... 129
3.3.6. Сопоставление результатов расчётного прогноза с результатами численного
эксперимента ...................................................................................................................................... 132
3.4. Выводы по Главе 3 .................................................................................................................. 133
ГЛАВА 4
АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ
ДЕФОРМАЦИЙ МАССИВА ГРУНТА И ЗДАНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ ЗАСТРОЙКИ ПРИ
УСТРОЙСТВЕ РАСПОРНОЙ JET-ДИАФРАГМЫ ....................................................................... 135
4
4.1. Обоснование основных предпосылок задачи об изменении напряжённодеформированного состояния ограждения и грунтового массива при устройстве глубинной
распорной Jet-диафрагмы .................................................................................................................. 135
4.1.1. Основные допущения, принятые при разработке методики аналитического решения 135
4.1.2. Задача о напряжённо-деформированном состоянии упругого полупространства,
положенная в основу методики аналитического решения ............................................................. 138
4.2. Разработка методики аналитического решения по определению влияния устройства Jetдиафрагмы на дополнительные деформации поверхности грунта и зданий окружающей
застройки (в рамках теории упругости) ........................................................................................... 141
4.3. Сопоставление результатов расчётов по разработанный методике с результатами
численного моделирования и натурных наблюдений .................................................................... 147
4.4. Рекомендации по назначению параметров Jet-диафрагмы, обеспечивающих допустимые
величины дополнительных деформаций поверхности за пределами ограждения котлована .... 150
4.5. Выводы по Главе 4 .................................................................................................................. 155
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................................................. 156
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................................................................. 158
ПРИЛОЖЕНИЕ .................................................................................................................................. 169
