veststuВестник Сибирского государственного университета путей сообщенияBulletin of Siberian State University of Transport1815-9265Сибирский государственный университет путей сообщения10.52170/1815-9265_2022_61_123veststu-71Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREОсобенности проектирования усиления грунтовых оснований зданий и сооружений армированием грунтоцементными колоннамиDesign features of strengthening soil foundations of buildings and structures by reinforcing soil-cement columnsГребенниковИ. О.GrebennikovI. O.

Иван Олегович Гребенников, аспирант кафедры «Теоретическая механика»

Новосибирск

Ivan O. Grebennikov, Post-graduate Student of the Theoretical Mechanics Department

Novosibirsk

ivan05031996@gmail.comСибирский государственный университет путей сообщенияРоссияSiberian Transport UniversityRussian Federation20223006202202123–130Copyright © Гребенников И.О., 20222022Гребенников И.О.Grebennikov I.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnikstu.ru/jour/article/view/71

Увеличение темпов строительства и освоение площадок со слабыми грунтовыми основаниями влекут за собой развитие геотехнической сферы, строительных технологий. В данной статье рассматриваются перспективные способы усиления основания армированием вертикальными грунтоцементными колоннами: Jet-цементация и глубинное перемешивание грунтов, широко применяемые как в нашей стране, так и в зарубежных странах. Рассмотрены основные методики назначения проектных параметров, а также выделены имеющиеся обобщения и допущения в существующей нормативной базе. К таким методикам относятся: методика СП 22.13330 по принципам естественных грунтовых оснований; методика СП 24.13330 для массивного фундамента; моделирование методом конечных элементов с использованием программных комплексов. Анализ существующих методов расчетов усиленного основания позволил выделить области необходимых исследований, направленных на совершенствование существующих методик проектирования и назначения проектных параметров. Рассмотрены способы контроля качества работ по усилению грунтов основания армированием вертикальными грунтоцементными колоннами. Показаны основные критерии и способы оценки качества усиления, отраженные в нормативной документации. Представлен опыт проектирования усиления грунтовых оснований грунтоцементными колоннами и контроля параметров усиления. Сформулированы выводы, поставлены конкретные задачи дальнейших исследований, направленные на совершенствование таких методов усиления грунтового массива, как глубинное перемешивание грунта и Jet-цементация.

An increase in the pace of construction and the development of sites with weak soil foundations entails the development of the geotechnical sphere and construction technologies. This article discusses promising methods of strengthening the base by reinforcing vertical soil-cement columns: Jet-cementing and deep mixing of soils, which are widely used both in our country and in foreign countries. The main methods of assigning design parameters are considered, and the available generalizations and assumptions in the existing regulatory framework are highlighted. These methods include: the method of SP 22.13330 according to the principles of natural soil foundations; methodology SP 24.13330 as for a massive foundation; modeling by the finite element method using software systems. An analysis of the existing methods for calculating the reinforced foundation by these methods made it possible to identify the areas of necessary research aimed at improving the existing methods of designing and assigning design parameters. The existing methods of quality control of the work performed the foundation soils by reinforcing vertical soil-cement columns are considered. The main criteria and methods for assessing the quality of amplification, reflected in the regulatory documentation, are shown. The experience of designing reinforcement of soil foundations with soil-cement columns and control of reinforcement parameters is presented. Conclusions are formulated and specific tasks for further research are set to improve such methods of strengthening the soil mass, as methods of deep soil mixing and Jet cementation.

Jet-цементацияглубинное перемешивание грунтовгрунтоцементные колонныконтроль качества усиления грунтовгеотехнический мониторингусиление грунтов основанияJet-cementationdeep soil mixingsoil-cement columnsquality control of reinforcement soilgeotechnical monitoringsoil reinforcementReferencesЛанис А. Л., Попов А. М., Ломов П. О. Устройство оснований методом раскатки скважин с инъектированием твердеющего раствора // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2017. № 7. С. 29–38.Lanis A. L., Popov A. M., Lomov P. O. Construction of foundations by the method of rolling wells with the injection of a hardening solution. University Proceedings. Construction. 2017;(7):29–38. (In Russ.).Причины деформаций зданий и сооружений в Новосибирске / М. Я. Крицкий, А. Ф. Сухорукова, А. Л. Ланис, С. В. Колышкин // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2005. № 1. С. 20–24.Kritsky M. Ya., Sukhorukova A. F., Lanis A. L., Kolyshkin S. V. Causes of deformations of buildings and structures in Novosibirsk. Bulletin of the Irkutsk State Technical University. 2005;(1):20–24. (In Russ.).Зехниев Ф. Ф., Внуков Д. А., Корпач А. И. Преобразование грунтовых оснований с применением технологии глубинного перемешивания грунта // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2017. Т. 8, № 4. С. 116–125. DOI 10.15593/2224-9826/2017.4.12.Zekhniev F. F., Vnukov D. A., Korpach A. I. Transformation of soil foundations with the use of deep soil mixing technology. Bulletin of the Perm National Research Polytechnic University. Construction and architecture tour. 2017;8(4)116–125. DOI 10.15593/2224-9826/2017.4.12. (In Russ.).Скрылев Г. Е., Монастырский А. Е., Тимофеев В. Ю. Особенности использования метода струйной цементации для укрепления грунтов основания при строительстве объектов трассы «Формулы-1» на Имеретинской низменности // Геотехника. 2012. № 6. С. 22–26.Skrylev G. E., Monastyrsky A. E., Timofeev V. Yu. Peculiarities of using the jet grouting method to strengthen the foundation soils during the construction of Formula 1 track facilities on the Imeretinskaya Lowland. Geotechnics. 2012;(6):22–26. (In Russ.).Abbey S. J., Ngambi S., Ngekpe B. E. Understanding the performance of deep mixed column improved soils-a review // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2015. Vol. 6, no. 3. С. 97–117.Abbey S. J., Ngambi S., Ngekpe B. E. Understanding the performance of deep mixed column improved soils-a review. International Journal of Civil Engineering and Technology. 2015;6(3):97–117.Малинин А. Г. О необходимости корректировки СП 291.1325800.2017 «Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования» // Жилищное строительство. 2019. № 9. С. 11–16. DOI 10.31659/0044-4472-2019-9-11-16.Malinin A. G. On the need to adjust SP 291.1325800.2017 Reinforced soil-cement structures. Design rules. Housing construction. 2019;(9):11–16. DOI 10.31659/0044-4472-2019-9-11-16. (In Russ.).Определение несущей способности набивной сваи по грунту, выполненной в раскатанной скважине / А. Л. Ланис [и др.] // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2017. № 9. С. 31–40.Lanis A. L. [et al.]. Determination of the bearing capacity of a stuffed pile on the ground, made in a rolled well. University Proceedings. Construction. 2017;(9):31–40. (In Russ.).Конюшков В. В. Несущая способность по материалу наклонных буроинъекционных свай // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2007. № 12. С. 88–92.Konyushkov V. V. Bearing capacity according to the material of inclined bored injection piles. University Proceedings. Construction. 2007;(12):88–92. (In Russ.).Малинин А. Г., Гладков И. Л., Жемчугов А. А. Влияние технологических параметров струйной цементации на прочность и диаметр грунтоцементных колонн // Метро и тоннели. 2012. № 5. С. 24–25.Malinin A. G., Gladkov I. L., Zhemchugov A. A. Influence of technological parameters of jet grouting on the strength and diameter of soil-cement columns. Metro and tunnels. 2012;(5):24–25. (In Russ.).Готман Н. З., Сафиуллин М. Н. Расчет и проектирование усиления плитного фундамента грунтоцементными сваями // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2017. Т. 8, № 4. С. 64–73. DOI 10.15593/2224-9826/2017.4.07.Gotman N. Z., Safiullin M. Calculation and design of slab foundation reinforcement with soil-cement piles. Bulletin of the Perm National Research Polytechnic University. Construction and architecture. 2017;8(4):64–73. DOI 10.15593/2224-9826/2017.4.07. (In Russ.).Ломов П. О., Ланис А. Л. К вопросу определения грунтовых параметров, оказывающих влияние на диаметр раскатанной скважины // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2015. № 3. С. 92–97.Lomov P. O., Lanis A. L. On the issue of determining soil parameters that affect the diameter of a rolled well. Scientific problems of transport in Siberia and the Far East. 2015;(3):92–97. (In Russ.).Королев К. В., Караулов А. М., Галтер Д. С. Инженерная методика расчета вертикально армированных оснований // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2017. № 9 (705). С. 101–108.Korolev K. V., Karaulov A. M., Galter D. S. Engineering methodology for calculating vertically reinforced foundations. News of higher educational institutions. Construction. 2017;(705):101–108. (In Russ.).Caraşca O. Soil improvement by mixing: techniques and performances // Energy Procedia. 2016. Vol. 85. С. 85–92.Caraşca O. Soil improvement by mixing: techniques and performances. Energy Procedia. 2016;85:85–92.Геотехнический мониторинг при возведении многоэтажных зданий / Ломов П. О. [и др.] // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2020. № 4 (55). С. 86–93.Lomov P. O. [et al.]. Geotechnical monitoring during the construction of multi-storey buildings. The Siberian Transport University Bulletin. 2020;(55):86–93. (In Russ.).Тер-Мартиросян З. Г., Тер-Мартиросян А. З., Соболев Е. С. Анализ данных геотехнического мониторинга плитных фундаментов большой площади // Геотехника. 2012. № 4. С. 28–34.Ter-Martirosyan Z. G., Ter-Martirosyan A. Z., Sobolev E. S. Data analysis of geotechnical monitoring of large area slab foundations. Geotechnics. 2012;(4):28–34. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.