Основные факторы, влияющие на сходимость расчётных и фактических значений деформаций существующих зданий

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-2-103-111

Читать на русскоя языкеД.С. Конюхов1, С.А. Казаченко2
1 АО «Мосинжпроект», г. Москва, Российская Федерация
2 Тоннельная ассоциация России, г. Москва, Российская Федерация

Горная Промышленность №2 / 2022 стр. 103-111

Резюме: Выполняемое в составе научно-технического сопровождения строительства исследование взаимодействия подземного сооружения и грунтового массива, в котором оно находится, опирается на математическое моделирование посредством геотехнических программных комплексов. Возможные осадки оснований, на которые опираются фундаменты зданий, попадающих в область воздействия ведущегося под землей строительства, рассчитывают, как правило, с помощью программного комплекса PLAXIS. Фактические осадки указанных зданий при сравнении с результатами моделирования свидетельствуют о расхождениях в широком диапазоне – от 3 до 75%. Конкретные величины предопределяются способом крепления котлована и принятой технологией работ. В статье анализируется соотношение фактических и расчётных (по разным моделям, в том числе модель Кулона – Мора, различные модификации «упрочняющейся» модели «Hardening Soil Model» как наиболее часто применяемые в нашей стране и в силу этого проанализированные наиболее детально в отношении их достоинств и недостатков) деформаций существующих зданий при проведении поблизости подземных работ. Рассмотрены факторы, влияющие на деформации. Приведены численные расхождения для разных методов и в разных грунтах (песок, суглинок, глина). Сформулированы возможные причины расхождений. Большое влияние на упомянутые отклонения оказывает принятая расчётная схема. Соответствующее исследование на детальном уровне потребовало математического моделирования, которое проделано на примере разработки котлована вестибюля станции метрополитена «Бутырская» в Москве и находящегося рядом здания.

Ключевые слова: геотехнические расчеты, грунты, деформации зданий, котлован, модели грунтового массива, ограждение, подземные работы, численные методы

Для цитирования: Конюхов Д.С., Казаченко С.А. Основные факторы, влияющие на сходимость расчётных и фактических значений деформаций существующих зданий. Горная промышленность. 2022;(2):103–111. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-2-103-111


Информация о статье

Поступила в редакцию: 07.03.2022

Поступила после рецензирования: 24.03.2022

Принята к публикации: 25.03.2022


Информация об авторах

Конюхов Дмитрий Сергеевич – кандидат технических наук, доцент, руководитель Отдела научно-технического сопровождения строительства АО «Мосинжпроект», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Казаченко Сергей Александрович – Тоннельная ассоциация России, г. Москва, Российская Федерация


Список литературы

1. Куликова Е.Ю. Методические основы повышения эколого-технологической надежности городских подземных сооружений. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020;(6):176–185. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2020-61-0-176-185

2. Ilyichev V.A., Nikiforova N.S., Konnov A.V. A settlement calculation for neighboring buildings with mitigation measures upon underground construction. In: 19th international conference on soil mechanics and geotechnical engineering. Unearth the Future, Connect Beyond. Seoul; 2017. P. 1789–792. Available at: https://www.issmge.org/uploads/publications/1/45/06-technical-committee-10-tc204jtc2-35.pdf

3. Никифорова Н.С., Коннов А.В. Прогноз деформаций оснований окружающей застройки с учетом защитных мероприятий. Основания, фундаменты и механика грунтов. 2020;(6):7–12. Режим доступа: https://ofmg.ru/index.php/ofmg/article/view/6657

4. Bourget A.P.F., Chiriotti E., Patrinieri E. Evolution of risk management during an underground project’s life cycle. In: Viggiani & Celestino (eds). Tunnels and Underground Cities: Engineering and Innovation meet Archaeology, Architecture and Art – Peila. London: Taylor & Francis Group; 2019. P. 4375–4385. Available at: https://ambergengineering.com/fileadmin/user_upload/ch463_ AndrewBourget.pdf

5. Gong Zh., Li Y., Liu M., Tang C. A case study for large excavation constructed by open cutting with under mining method in Xuzhou, China. In: World tunnel digital congress and exhibition (WTC) 2020 and the 46th general assembly 11–17 September 2020 Kuala Lumpur, Malaysia; 2020. P. 721–724.

6. Hewitt P., Suthagaran V. Dealing with the challenges of ground response on deep urban excavations adjacent to underground transport infrastructure in Australia. In: World tunnel digital congress and exhibition (WTC) 2020 and the 46th general assembly 11–17 September 2020 Kuala Lumpur, Malaysia; 2020. P. 80–806.

7. Konukhov D.S., Polyankin A.G. Ensuring the safety of the existing buildings during the construction of the underground in Moscow. In: Viggiani & Celestino (eds). Tunnels and Underground Cities: Engineering and Innovation meet Archaeology, Architecture and Art – Peila. London: Taylor & Francis Group; 2019. P. 5756–5766.

8. Леушин В.Ю., Шишкин В.Я., Карабаев М.И., Конюхов Д.С., Шмыков В.Е. Анализ деформаций в окружающей застройке при сооружении глубоких котлованов. Доступное и комфортное жильё. 2011;(3):57–63.

9. Шашкин А.Г. Вязко-упруго-пластическая модель поведения глинистого грунта. Развитие городов и геотехническое строительство. 2011;(2):1–32. Режим доступа: http://urban-development.ru/2011/7.pdf

10. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Соболев Е.С. Анализ данных геотехнического мониторинга плитных фундаментов большой площади. Геотехника. 2012;(4):28–34.

11. Улицкий В.М., Шашкин А.Г., Шашкин К.Г. Гид по геотехнике (путеводитель по основаниям, фундаментам и подземным сооружениям). СПб.: Геореконструкция; 2010. 208 с.

12. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Сидоров В.В., Нгуен Х.Х. Влияние граничных условий на расчётное сопротивление грунтов оснований фундаментов и предельную нагрузку на них. Геотехника. 2012;(4):12–16.

13. Meistro N., Poma F., Russo U., Ruggiero F., D’Auria C. Excavation with traditional methods through geological formations containing asbestos. In: Viggiani & Celestino (eds). Tunnels and Underground Cities: Engineering and Innovation meet Archaeology, Architecture and Art – Peila. London: Taylor & Francis Group; 2019. P. 4932–4941.

14. Ухов С.Б. Скальные основания гидротехнических сооружений (Механические свойства и расчёты). М.: Энергия; 1975. 264 с.

15. Аверин И.В. Контроль качества производства работ при возведении фундаментов и подземных сооружений в сложных грунтовых условиях: дис. … канд. техн. наук. М.; 2017. 150 с.

16. Устинов Д.В. Влияние выбора модели вмещающего массива на результаты моделирования проходки перегонных тоннелей метрополитена. Геотехника. 2018;(5-6):34–50.

17. Pleshko M.S., Pankratenko A.N., Pleshko M.V., Nasonov A.A. Assessment of stress–strain behavior of shaft lining in bottom hole area during sinking by real-time monitoring and computer modeling data. Eurasian Mining. 2021;(1):25–30. https://doi.org/10.17580/em.2021.01.05

18. Protosenya A.G., Karasev M.A., Belyakov N.A., Lebedev M.O. Geomechanics of low-subsidence construction during the development of underground space in large cities and megalopolises. International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development. 2019;(5):1005–1014. https://doi.org/10.24247/ijmperdoct201989

19. Мангушев Р.А., Сапин Д.А., Кириллов В.М. Влияние типа конечных элементов при численном моделировании ограждений котлованов на конечную осадку фундаментов соседних зданий. В: Евтушенко С.И., Кашарина Т.П., Савин А.П. (ред.) Механика грунтов в геотехнике и фундаментостроении: материалы междунар. науч.-техн. конф., Новочеркасск, 29–31 мая 2018 г. Новочеркасск; 2018. С. 708–718.

20. Шашкин А.Г. Критический анализ наиболее распространённых нелинейных моделей работы грунта. Инженерная геология. 2010;(3):29–37.

21. Шулятьев О.А. Геотехнические особенности проектирования высотных зданий в Москве. Промышленное и гражданское строительство. 2016;(10):17–25.

22. Егоров К.Е., Попов Б.П., Кузьмин И.Г. Фактические осадки высотных зданий и сравнение их с расчётными. В: Материалы к IV Международному конгрессу по механике грунтов и фундаментостроению. М.: Академия наук СССР; 1957.

23. Chang-Yu Ou. Deep Excavation. Theory and Practice. London: CRC Press; 2006. 532 р. https://doi.org/10.1201/9781482288469

24. Сливец К.В. Определение внутренних параметров модели «Hardening Soil Model». Геотехника. 2010;(6):55–59.

25. Поспехов В.С. Исследование углового эффекта конструкции ограждения котлована. Вестник Пермского государственного технического университета. Строительство и архитектура. 2014;(2):238–248.

26. Устинов Д.В. Моделирование крупнопролётных выработок на примере подземных ГЭС. Вестник МГСУ. 2010;(4):68–74.

27. Михальский Т. Применение технологии Jet Grouting в целях обеспечения устойчивости стен глубоких котлованов. В: Улицкий В.М. (ред.). Развитие городов и геотехническое строительство: труды Междунар. конф. по геотехнике, Санкт-Петербург, 16–19 июня 2008 г. СПб.: Геореконструкция – Фундаментпроект; 2008. Т. 4. С. 617–625.