Пермские ученые узнали, как продлить срок службы свайного фундамента
Свайный фундамент широко используется для высотных или нагруженных зданий, а также в слабых грунтах. Со временем состояние грунта может ухудшиться и в дальнейшем не позволяет выдерживать большие нагрузки. Одним из наиболее результативных способов для его укрепления считается метод контурного армирования, когда основание усиливается дополнительными элементами. Ученые Пермского Политеха определили, как разные способы армирования влияют на прочность фундамента и разработали рекомендации, которые позволят предотвратить преждевременные разрушения ответственных зданий и сооружений и увеличить срок их службы.
Статья опубликована в журнале Construction and Geotechnics. Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Свайный фундамент используют в качестве основания зданий при больших нагрузках и в сложных грунтовых условиях. Несущая способность определятся в зависимости от диаметра свай и их длины. Он максимально эффективен на нестабильных грунтах – участках с уклоном, болотах, торфяниках и рядом с реками, которые постоянно выходят из берегов.
Средний срок службы такого фундамента варьируется от 50 до 120 лет. Несмотря на разностороннее применение, как и любой другой фундамент, он подлежит старению и нуждается в укреплении. Одним из самых эффективных способов для этого признано контурное армирование.
Это внедрение твердых элементов по периметру ростверка – верхней части фундамента. Такие армоэлементы могут быть изготовлены из разных материалов и иметь различную конструкцию, включая подвижный цементно-песчаный раствор. Часто его закачивают по технологии одновременной подачи через группу инъекторов – инструментов с эффектом поршня. Они располагаются вдоль контура фундамента и позволяют формировать в грунте вертикально ориентированный диск условно прямоугольной формы. Так образуется дополнительное сжимающее грунт давление, которое увеличивает несущую способность грунта.
Ученые Пермского Политеха определили, как разные способы контурного армирования влияют на изменение напряженно-деформированного состояния грунта. От него зависит долговечность и качество строительства. А затем сформулировали рекомендации, какие варианты наиболее выгодны не только с точки зрения укрепления, но и с учетом расходов на материалы.
В качестве объекта исследования взяли размеры и нагрузку типичную для фундаментов каркасных железобетонных зданий сельскохозяйственного и производственного назначения. Расчеты проводили с учетом истории нагрузки последовательно в три стадии: от собственного веса грунта; после устройства фундамента и элементов усиления; после приложения нагрузки.
Всего политехники с помощью программы просчитали 16 схем усиления – сравнили сплошное (единой стеной вдоль нескольких свай) и прерывистое (вдоль каждой сваи отдельно) контурное армирование; по всему периметру или по двум противоположным сторонам верхней части фундамента на разную глубину.
В ходе эксперимента ученые Пермского Политеха выявили, что увеличение количества армоэлементов снижает риск смещения свай в ходе эксплуатации. Например, при усилении сплошным контурным армированием вдоль всего периметра ростверка (от подошвы до нижнего конца свай) деформации снижаются на девять процентов относительно значения осадки свайного фундамента на естественном основании. В случае армирования на 1/6 по глубине – осадка снижается на семь процентов.
«Однако даже минимальное армирование положительно сказывается на напряженно-деформированном состоянии грунтового массива. Прерывистое контурное армирование считается более эффективным в соотношении качества укрепления и затрат на материалы. Осадка становится меньше на 3-6% в зависимости от количества слоев армоэлементов, что считается хорошим показателем. При этом повышение числа элементов не всегда приводит к снижению деформаций, а эффективность укрепления может даже снижаться», – поясняет Андрей Пономарев, профессор кафедры «Строительное производство и геотехника» ПНИПУ.
В связи с этим, усиление по технологии одновременной подачи раствора целесообразно выполнять поэтапно – увеличивая количество армоэлементов и меняя схему их расположения в плане: от прерывистого контурного армирования вдоль двух противоположных сторон к сплошному и вдоль всего периметра. Также существует вариант постепенного увеличения глубины армирования при постоянном количестве армоэлементов в плане. Описанный метод является адаптивным, то есть необходимость проведения последующих работ определяется по результатам прослеживания динамики развития деформаций в процессе и после завершения каждого этапа.
Результаты исследования ученых Пермского Политеха облегчают процесс укрепления основания, увеличивают срок его службы, а также снижают риск преждевременного разрушения фундамента и повреждений несущих стен конструкции здания.
Telegram 
Дзен 
VK Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно