Исследование влияния глубины котлована на взаимодействие барреты с грунтовым основанием (РУТ (МИИТ), г. Москва)

   Баррета – особый вид набивных свай, применяемых при строительстве высотных зданий и сооружений на слабых грунтах, используемый как дополнительный вариант по устройству свай буронабивного типа. Установлено, что применение баррет активизирует поиск новых способов повышения качества расчетов и проектирования фундаментов, в частности, требует разработки новых методов расчета. В статье приведены результаты расчетного анализа взаимодействия барреты большой длины с грунтом основания при разработке различных глубин откопки котлована.

   Модели и методы. Основным методом исследования является численный анализ в сочетании с аналогией. В ходе исследования было выполнено численное моделирование с помощью геотехнических программных комплексов PLAXIS 3D для упругопластической модели упрочняющегося грунта Hardening soil (HS) и слабых грунтов. Проведено сопоставление и анализ данных, полученных в ходе численного моделирования испытания взаимодействий барреты на несущую способность.

   Результаты. Сопоставляются и анализируются данные, полученные для откопки котлованов различной глубины. Очевидно, что сваи с большей глубиной погружения в рассматриваемых грунтовых условиях всегда будут иметь большую несущую способность и меньшую осадку. Несущая способность по грунту может быть определена как нагрузка на баррету при осадке 40 мм по аналогии с натурными испытаниями баррет. По результатам расчетов построены графики «нагрузка – осадка» при нагружении с различной глубиной откопки котлованов. Характер графиков показывает, что при данной нагрузке формируются зоны пластических деформаций на боковой поверхности барреты, что и является причиной роста осадок.

   Выводы. Показано, что выбор соответствующей вычислительной модели подтвердил результаты логических и рациональных исследований, основанных на действующем стандарте СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений». По результатам выполненных расчетов можно заключить, что изменение глубины откопки котлована влияет как на несущую способность барреты, так и на вертикальную осадку. Дальнейшие комплексные исследования на основании численных расчетов, а также экспериментальных и теоретических данных позволят разработать новые методы расчета и повысить эффективность проектных решений.

1. Шулятьев О.А., Дзагов А.М., Минаков Д.К. Изменение напряженно-деформированного массива грунта в результате устройства буронабивных свай и баретт // Вестник НИЦ «Строительство». 2022. Т. 34. № 3. С. 26–44. DOI: 10.37538/2224-9494-2022-3(34)-26-44

2. Chang D.W., Huang D.W., Lin Y K., Lu F.C., Kuo C.J. Three-dimensional finite element analyses of barrette piles under compression and uplift loads with field data assessments // Geotechnical Engineering. 2019. V. 50. № 3. P. 58–73. DOI: 10.1051/e3sconf/202131801010

3. Готман Н.З., Сафиуллин М.Н. Исследование работы плитного фундамента, усиленного сваями // Вестник гражданских инженеров. 2017. № 1 (60). С. 115–119. DOI: 10.15593/2224-9826/2017.4.07

4. Algin H.M., Ekmen A.B., Kaya E. 3D seismic response assessment of barrette piled high-rise building with comprehensive subsurface modelling // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2022. V. 163. 10 p. DOI: 10.1016/j.soildyn.2022.107488

5. Chen Y-J., Topacio A., Laveti S. Interrelationships of load and displacement of barrette piles for various interpretation criteria subjected to uplift // Lecture Notes in Civil Engineering. Proceedings 6th International Conference on Civil Engineering, ICOCE 2022; Virtual, Online, 27 March 2022 – 29 March 2022, Singapore. 2023. V. 276 LNCE. P. 98–107. DOI: 10.1007/978-981-19-3983-9_9

6. Дам Х.Х. Осадка и несущая способность барреты и барретного фундамента с учетом упруго-вязких и упруго-пластических свойств грунтов : специальность 2.1.2 «Основания и фундаменты, подземные сооружения» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук ; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет. Москва, 2023. 152 с.

7. Pham T.T.D. A study on bearing capacity of shaft – grouted bored piles and barrettes for high-rise in Ho Chi Minh city : Master’s thesis. Hanoi : Vietnam National University, 2021. 48 p.

8. Lei G.H., Hong X., Shi J. Approximate three-dimensional analysis of rectangular barrette-soilcap interaction // Canadian Geotechnical Journa. 2021. № 44 (7). P. 781–796. DOI: 10.1139/t07-017

9. Nguyen H.M., Fellenius B.H., Puppala A.J., Aravind P., Tran Q.T. Bidirectional tests on two shaft-grouted barrette piles in Mekong Delta, Vietnam // Geotechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA. 2016. № 47 (1). P. 15–25.

10. Никитина Н.С., Хиеу Ле Ч. Методика оценки несущей способности баретты глубокого котлована в сложных инженерно-геологических условиях г. Ханой // Строительство : наука и образование. 2023. Т. 13 (1). С. 6–21. URL: https://www.nso-journal.ru/jour/article/view/88