The results of modeling the strain state of soil base reinforced by soil-cement elements under strip foundations of the building = Результати моделювання деформованого стану армованої ґрунтоцементними елементами основи фундаментів будівлі

Abstract

The results of complex experimental and theoretical researches of the deformed state of the system "soil-in-situ – soil-cement base – strip foundation – brick building" with layers of weak clay soils are given. By comparing the data of finite element method (FEM) modeling in a three-dimension task using an elastic-plastic soil model of the deformed state of the natural (with layers of weak clay deposits) and reinforced with vertical soil-cement elements (SCE) base of strip foundations of the fivesection 9-10-story building, as well as the results of long-term (over 10 years) geodetic observations of this real object proved the correctness of using embedded beam pile elements to simulate SCE. The effectiveness of the SCE reinforcement method for improving soil bases with a low deformation modulus has been confirmed.

Відзначено, що навіть за складних інженерно-геологічних умов майданчиків будівельні норми при проектуванні вимагають дотримання жорстких вимог щодо абсолютних і відносних осідань основ будівель і споруд. Наведено результати комплексних експериментально-теоретичних досліджень деформованого стану системи «природний масив – ґрунтоцементна основа – стрічковий фундамент – цегляна будівля» за наявності шарів слабких глинистих грунтів. Подано інформацію про дослідний майданчик, згідно якої в його геологічній будові до глибини 7 м беруть участь сучасні заплавні та руслові відклади, а до несприятливих фізико-геологічних процесів у його межах віднесені: підтоплення території; істотна неоднорідність ґрунтового масиву як за його площею, так і за глибиною; наявність слабких грунтів, сильнозаторфованої глини, несправжніх пливунів і т. ін. Порівнянням даних моделювання методом скінченних елементів (МСЕ) у просторовій (3D) постановці з використанням пружно-пластичної моделі ґрунту деформованого стану природної (з шарами слабких глинистих відкладів) й армованої вертикальними ґрунтоцементними елементами (ГЦЕ) основи стрічкових фундаментів п’ятисекційної 9-10-поверхової будівлі, а також з результатами тривалих (понад 10 років) вимірів осідань цього натурного об’єкту доведено коректність застосування для імітації ҐЦЕ, так званих, пальових елементів embedded beam. Отримано задовільну збіжність між даними 3D моделювання МСЕ за удосконаленою методикою формування розрахунковї схеми системи та тривалих натупних спостережень її деформацій. Описано особливості складання розрахункової схеми системи «основа – фундамент – будівля», принципи призначення її геометричних розмірів, вихідних даних, передумови та параметри чисельних розрахунків, послідовність етапів моделювання, вибір моделі поведінки ґрунту. Підтверджено ефективність методу армування основи ҐЦЕ для поліпшення основ, складених з ґрунтів з низьким модулем деформації.