Efficient foundation pits solutions for restrained urban conditions = Ефективні рішення влаштування котлованів у тісній забудові

Abstract

There are presented analysis results of the new multi-story residential building construction's impact on the existing development, constructive and technological measures for the arrangement of an excavation, deeper than the existing foundations’ footing level, with minimal costs and minimal negative impact on the surrounding buildings. In particular, its excavation stages, results of the excavation shoring strength calculation, as well as proposals for the technical condition monitoring of existing buildings in the process of new construction were introduced. The calculation of the new construction's impact, including the arrangement of the pit, was performed in a plane, nonlinear formulation by the finite element method (FEM). Numerical modeling of the system "base - foundations of the existing building - shoring construction" was performed using an elastic-plastic soil model with the Mohr-Coulomb strength criterion.

Викладено результати аналізу впливу на існуючу забудову нового будівництва багатоповерхового житлового будинку, конструктивні й технологічні заходи з улаштування більш глибокого, ніж рівень підошви існуючих фундаментів кот- ловану, за мінімальних затрат та мінімального негативного впливу на оточуючу забудову, зокрема, стадійність його відкопування, дані розрахунку міцності елементів огородження котловану, а також пропозиції щодо моніторингу технічного стану існуючих будівель у процесі будівництва. Грунти майданчику – переважно замоклі лесовані суглинки. Фундаменти існуючих будинків – стрічкові, а нового – із задавлених паль, об’єднаних залізобетонними ростверками: стрічковими під стінами та окремими під колонами. Розрахунок впливу нового будівництва, зокрема й влаштування котловану, виконано у плоскій нелінійній постановці методом скінченних елементів (МСЕ). Моделювання системи «основа – фундаменти існуючої будівлі – конструкція огородження» виконано із застосуванням пружно-пластичної моделі ґрунту з критерієм міцності Кулона – Мора. Наведено приклади результатів моделювання МСЕ деформацій грунтового масиву на різних стадіях улаштування огородження котловану. Розрахунками елементів огородження котловану з урахуванням стадійності виймання грунту та врахуванням мінімальних затрат, встановлено, що огородження котловану можливо влаштувати з шпунтових паль (двутаври №30Ш) з кроком 1 м та між ними дерев’яної забірки. Обгрунтовано, що для збільшення стійкості й зменшення деформацій вертикальних елементів огородження котлован на початкових стадіях слід розробляти котлован під захистом грунтової берми, а надалі – з встановленням обвязувальної балки, розкосів, підкосів і поступовим підведенням підлоги й зовнішньої стіни паркінгу. За результатами моделювання визначено, що максимальні горизонтальні переміщення огородження котловану на різних стадіях його влаштування коливаються від 0.8 до 2.3 см у зоні існуючих будівель. Максимальні вертикальні переміщення основ фундаментів існуючих будівель склали 0.8 см, що не перевищує допустимих за нормами величин.