ТЕХНОЛОГИИ
57 2023 / № 4 дации грунтов . Соответственно , технологическое регулирование режима работы уплотняющей техники должно быть составляющей частью организации строительного производства . Динамическая нагрузка при упрочнении слабых грунтов должна быть под контролем безопасных нормативных пределов : предела прочности грунтов уплотняемого слоя и безопасной нагрузки для верхнего слоя по сдвигу . Предельные значения уточняют в зависимости от изменения прочностных характеристик при уплотнении каждого слоя грунта . Технологический режим уплотнения слабого слоя основания виброкатком связан с необходимостью проверок с учётом коэффициента надёжности : 1 ) давление от катка не должно превысить максимальную допустимую нагрузку для стабильности грунтов в основании ; 2 ) величина ускорения колебаний при работе виброкатка , распространяющаяся в толще грунта , должна быть ниже критического ускорения по риску появления тиксотропных изменений .
Инновационные конструкции и оборудование современных строительных машин позволяют контролировать в ходе строительства свою позицию , устойчивость и стабильность основания земляного полотна . Для контроля качества виброуплотнения грунтов катки машиностроительной компании BOMAG оснащены бортовой автоматизированной подсистемой Terrameter , которая позволяет определять динамический модуль деформации :
где Bk — ширина вальца ; контактная сила Fk и осадка S измеряются датчиками машины .
Динамику изменения машинного динамического модуля логично сопоставить с проектным модулем деформации грунтов по результатам геофизических исследований . В случае приближения к предельным значениям нагрузок подсистема Terrameter допускает процесс технологического регулирования рабочих параметров вибровальца , включая переход в режим осцилляции . В дискретном технологическом цикле — в начале каждой рабочей смены — и при информации о предельном состоянии грунтов в процессе виброуплотнения регулируют параметры : амплитуду , частоту , скорость движения и число проходов виброкатка . Таким образом , технологический режим в каждый момент времени состоит : 1 ) в оценке прочностных характеристик и расчёте напряжённого состояния грунтов ; 2 ) в регулировании технологической нагрузки на основание с учётом состояния и прочности грунтов .
Напряжённое состояние грунтового массива под технологической нагрузкой и после неё зависит от порового давления . Если в процессе послойного уплотнения насыпи по показаниям режимных сетей растёт поровое давление , а коэффициент стабильности приближается к предельным значениям , то технология земляных работ должна быть изменена ( например , введён режим медленной отсыпки для снижения порового давления ). Если же поровое давление продолжает нарастать и может достичь критического уровня , то работы должны быть остановлены .
Технологические нагрузки особенно опасны в откосной и склоновой частях сооружения . В комплексной технологии разработки скальных выемок необходимы оценка и управление строительными нагрузками в связи с вероятностью превышения машинами несущей способности откосов . Виброударная нагрузка ( рис . 4 ) при устройстве откосов и скважин для буровзрывных работ приводит к нарушению общей и местной устойчивости выемки , возможны обвалы , выпадение из откосов отдельных глыб , осыпи , оползни и сплывы выветрившегося или нарушенного поверхностного слоя коренных пород . В ходе работ на крупных скальных выемках и карьерах необходим мониторинг состояния массива и прогноз устойчивости откосов .
Сложность диагностики состояния слабых грунтов возрастает на участках глубинного упрочнения слабого основания . Для анализа напряжённо деформированного состояния геотехнических сооружений эффективно применение современных методов и программных комплексов моделирования . Рассмотрим особенности моделирования земляного полотна при производстве свайных работ на примере устройства буронабивных свай с гибким ростверком . Покажем порядок расчётов на примере модели состояния слабых грунтов до и после устройства свайного поля ( рабочая платформа 0,5 м , буронабивные сваи длиной 12 м и диаметром 0,6 м ) в программном комплексе GTS NX ( рис . 5 ).
При проектировании производства работ по данным инженерных изысканий для расчёта свайного поля учитывают геологическую структуру , вариации характеристик грунтов , уровень и , в случае карста , агрессивность грунтовых вод . На расчётном участке верхний слой основания насыпи представлен слабым суглинком текучепластичной консистенции толщиной 3,2 м и модулем деформации 13 МПа . По результатам моделирования напряжение в слабом слое под нагрузкой составило 231 кН / м 2 до устройства свай , а после устройства — в межсвайной зоне — 148 кН / м 2 . Моделирование свайного поля имеет положительные качества
E vib = f ( F k • B k • S ), ( 3 ) Рис . 4 . Риск потери устойчивости откосов скальных выемок