Жилищное строительство

В условиях активного развития метрополитена особое внимание уделяется обеспечению безопасности существующих зданий и сооружений, расположенных в зоне влияния строительства. При этом прокладка новых тоннелей вблизи эксплуатируемых объектов метрополитена может приводить к нежелательным деформациям, в том числе, осадке конструкций или рельсовых нитей. Целью настоящего исследования является определение ключевых факторов, влияющих на осадку конструкции станции мелкого заложения Московского метрополитена при строительстве тоннеля с использованием тоннелепроходческого механизированного комплекса (ТПМК) непосредственно под ней. В качестве исходных данных использованы результаты геотехнического мониторинга, сопоставленные с технологическими параметрами проходки – средним давлением грунтопригруза по высоте забоя (p), объемом выдачи грунта за установку одного кольца (v_g), объемом нагнетаемого тампонажного раствора в заобделочное пространство (v_i), а также с геометрическими характеристиками (расстояние в плане (r) и по высоте (h) до точки наблюдения) и физико-механическими свойствами грунтов. Установлено, что наибольшее влияние на величину осадки оказывают следующие параметры (в порядке убывания значимости): r, v_g, p, v_i. На основании выявленных факторов построена модель прогнозирования осадки, которая объясняет 90,9% дисперсии выборки и имеет среднеквадратичную ошибку MSE=0,1353 мм², что подтверждает ее высокую прогностическую точность и адекватность для практического применения.

Рассмотрены основные данные о пьезостатическом зондировании грунтов («Piezocone Penetration Testing – CPTU»), позволяющем, помимо сопротивления грунта зондированию, определять поровое давление в примыкающем к зонду грунте. Уделено внимание поровому давлению, измеренному между конусом и муфтой трения u₂. Приведены нормализованные показатели зондирования (q_t, Q_t, B_q, F_r), косвенно учитывающие поровое давление u₂. Зарубежные специалисты часто используют данные параметры при составлении карт-схем для идентификации разновидностей грунта («q_t–B_q», «q_t–F_r», «Q_t–F_r», «Q_t–B_q», «Q_t(1–B_q)–F_r» и др.). В последнее время многие из зарубежных карт-схем, без проведения сравнительных исследований начинают применяться и в российской геотехнической практике, в том числе при составлении компьютерных программ по обработке данных зондирования. В статье представлены результаты экспериментальных исследований проверки возможности использования зарубежных карт-схем «q_t–R_f» и «q_t–B_q», предложенных П. Робертсоном. Выполненные сравнительные экспериментальные исследования показали, что применять на территории России при проведении инженерно-геологических изысканий указанные зарубежные карты-схемы для идентификации и определения разновидности грунтов нельзя из-за их недостоверности.

В некоторых случаях при устройстве буронабивных свай в многолетнемерзлых грунтах смеси изготавливают с применением химических добавок для обеспечения твердения бетона. При устройстве таких свай между бетонной смесью и грунтом возникает тепло- и массообмен, приводящий к искусственному засолению основания. Применение таких свай в криолитозоне в настоящее время не рекомендуется нормативной документацией из-за недостаточной изученности и отсутствия достоверной методики их расчета. Целью работы, описанной в данной статье, являлось усовершенствование методики определения несущей способности буронабивных свай в искусственно засоленных многолетнемерзлых грунтах. Путем сравнительного анализа показана недостаточная точность нормативного метода определения сопротивления сдвигу. Даны предложения по усовершенствованию методики определения несущей способности свай путем введения коэффициента условий работы γ_sh,sal, принятого равным отношению расчетного сопротивления сдвигу мерзлого грунта в искусственно засоленном и незасоленном состояниях. Предельно длительное сопротивление сдвигу искусственно засоленного грунта предложено определять по зависимости от степени засоленности, а концентрацию порового раствора – расчетным путем с использованием известной модели. Путем расчета множества значений коэффициента для песчаного грунта и бетонной смеси, включающей натрия метаноат в качестве противоморозного компонента и полифункциональный модификатор, выполнена апробация методики с использованием данных статических испытаний натурных свай. Показано, что усовершенствованная методика позволяет повысить достоверность расчета.

Рассматриваются вопросы, связанные с проектированием котлованов. В ходе написания статьи произведено обобщение опыта проектирования котлованов и освещены основные аспекты текущих подходов к решению данного вопроса. Произведен анализ наиболее популярного программного обеспечения, используемого в геотехнической практике. Выделены основные особенности каждого из них. В ходе анализа и сопоставления наиболее распространенных геотехнических программных комплексов с расчетными программами из других сфер выявлено перспективное направление развития и усовершенствования текущих возможностей зарубежных и отечественных программных комплексов. Предложено решение, опирающееся на вероятностный анализ, который позволяет повысить не только надежность проектных решений, но и экономическую эффективность проектирования котлованов в условиях плотной городской застройки. Направление автоматизации процесса проектирования является актуальным и позволяет значительно снизить расходы не только на трудозатраты проектных организаций, но и на итоговую реализацию проектных решений. Автоматизированный подход позволит снизить влияние человеческого фактора на результаты расчета и даст более комплексное представление о геотехническом проектировании. Совокупность подходов, основанных на вероятностном анализе и идее об автоматизации, открывает широкие горизонты для будущих исследований.

Проведено углубленное исследование моделирования картин распределения ветровых потоков по геометрически сложной криволинейной поверхности покрытия уникального большепролетного здания на основе сравнения двух вариантов выполнения аэродинамического расчета. Первый метод заключается в проведении компьютерного эксперимента над цифровой моделью проектируемого объекта в программных комплексах вычислительной гидрогазодинамики. Второй опирается на выполнение упрощенных расчетных процедур по методикам, изложенным в нормативных документах, принятых в строительной отрасли. При выполнении компьютерного эксперимента выделены характерные особенности моделирования в программно-вычислительном комплексе ANSYS CFX, такие как построение расчетной модели, формирование расчетной сетки конечных элементов, а также задание изменяющегося по высоте профиля ветра по трем наиболее актуальным направлениям. Особое внимание уделено корректному заданию граничных условий, что критично для получения достоверных результатов. По двум вариантам расчета приведены адаптированные картины распределения ветрового давления по криволинейному покрытию здания и выполнен сравнительный анализ полученных результатов, отражающий превышение значений ветровых нагрузок, рассчитанных по нормативным документам, примерно в 1,5–2 раза по сравнению с данными, полученными при выполнении компьютерного моделирования.

В части 3 статьи, посвященной методам регенерации градостроительного наследия средствами комплексного благоустройства, рассмотрены актуальные вопросы, задачи и методы комплексной реконструкции инженерных сетей в условиях регенерации и реконструкции исторических кварталов. В целях сохранения ОКН и обеспечения сохранности наследия кварталов предлагается включать в программы благоустройства планировочные и технические мероприятия по совершенствованию водостока, комплексной реконструкции инженерных сетей, специальные мероприятия по защите от геоэкологических процессов, влияющих на физическую сохранность исторических зданий. Для обеспечения сохранности наследия предлагается межотраслевая и междисциплинарная методология и методика реконструкции и модернизации инженерных сетей при благоустройстве внутриквартальных территорий по программам национального проекта «Инфраструктура для жизни» и «Комплексное развитие территорий». Показано, что сегодня открылись новые перспективы регенерации и реконструкции методами благоустройства, водоотведения, модернизации сетей и геотехнической защиты объектов и территорий за счет применения геосинтетических материалов, труб из ПВХ, использования их бестраншейной бестраншейной прокладки или реконструкции.