Алексеев А.Г., Гречищева Э.С., Козлова О.В., Хмызов В.В., Володин А.В.
Алексеев А.Г., Гречищева Э.С., Козлова О.В., Хмызов В.В., Володин А.В., 2023. Влияние шероховатости поверхности сваи на сопротивление грунта срезу по поверхности смерзания. Геотехника, Том ХV, № 1, с. 42–53, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2023-15-1-42-53.
Самым распространенным и наиболее экономичным видом фундамента при строительстве на многолетнемерзлых грунтах является свайный, который имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими типами оснований. Несмотря на то, что проведен достаточный объем исследований взаимодействия боковой поверхности сваи с окружающим грунтом, при оценке несущей способности недостаточно уделено внимания параметрам, описывающим контактную поверхность материала фундамента. Начиная с 1950-х гг., в исследованиях отечественных и зарубежных авторов обращалось внимание на зависимость сопротивления сдвигу Raf от материала сваи. В ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики» указаны параметры, характеризующие шероховатость различных материалов. Одним из основных является среднеарифметическое отклонение профиля Ra. В работах прошлых лет, описывающих влияние шероховатости на прочность смерзания, шероховатость часто оценивается субъективно, а ее числовые характеристики не определяются. На основе результатов ранее проведенных исследований в СП 25.13330.2020 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Актуализированная редакция СНиП 2.02.04-88» для получения расчетных значений Raf при смерзании введен коэффициент перехода от бетонной поверхности к материалам (сталь, дерево). При появлении новых технологий и новых материалов (например, композитные сваи) коэффициент перехода не определен и, соответственно, отсутствует. Существующий подход не дает в полной мере оценить влияние шероховатости на прочность смерзания, поэтому следует его пересмотреть и конкретизировать количественным методом определения прочности смерзания в зависимости от шероховатости. С этой целью были проведены исследования, в т.ч. с использованием новых материалов (композит, антикоррозионные покрытия). В статье представлены результаты испытаний методом среза по поверхности смерзания с материалами, обладающими различной шероховатостью поверхности. Выявлены закономерности изменения указанных величин. Разработана таблица расчетных значений сопротивления срезу по поверхности смерзания в зависимости от параметра шероховатости.
1. Аксенов В.И., 2008. Засоленные мерзлые грунты Арктического побережья как основание сооружений. Все о мире строительства, Москва.
2. Алексеев А.Г., Гречищева Э.С., Иоспа А.В., 2020. Влияние антикоррозионного покрытия на величину касательных сил морозного пучения грунтов. Вестник НИЦ «Строительство», Том 26, № 3, с. 13–22, https://doi.org/10.37538/2224-9494-2020-3(26)-13-22.
3. Бондаренко Г.И., Садовский А.В., 1975. Прочность и деформируемость мерзлого грунта на контакте со скалой. Основания, фундаменты и механика грунтов, № 3, с. 22–25.
4. Бояринцев А.В., 2022. Учет влияния материала конструкции свайного фундамента на совместную работу с грунтовым основанием при его промерзании. Дис. … канд. техн. наук, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, Санкт-Петербург.
5. Велли Ю.Я., Карпов В.М., Иванов В.Н., 1966. Результаты полевых и лабораторных исследований сил смерзания мерзлых грунтов. Труды совещания-семинара по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях, Воркута, 1966, с. 1–23.
6. Волохов С.С., 1997. Влияние строения зоны контакта мерзлых грунтов с материалами трубопроводов на прочность их смерзания. Газовая промышленность, № 2, с. 44–47.
7. Волохов С.С., 1997. Роль контактной зоны мерзлых грунтов с фундаментами в формировании прочности смерзания. Основания, фундаменты и механика грунтов, № 4, с. 26–30.
8. Воробьев М.С., 1959. Факторы, формирующие сопротивление грунт сдвигу по боковой поверхности вмороженной сваи. Труды ПНИИИС Госстроя СССР, Том 24. Изд-во АН СССР, Москва, с. 24–31.
9. Воробьев М.С., 1969. Определение прочности мерзлых грунтов на сдвиг и сжатие универсальным свайным снарядом. Дис. … канд. техн. наук, Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве, Москва.
10. Вялов С.С., 1959. Реологические свойства и несущая способность мерзлых грунтов. Изд-во АН СССР, Москва.
11. Герасимов А.С., Докучаев В.В., 1979. Влияние материала и шероховатости боковой поверхности сваи на сопротивление сдвигу по ней мерзлых грунтов. Инженерное мерзлотоведение, Материалы III Международной конференции по мерзлотоведению, Новосибирск, 1979, с. 74–77.
12. Гольдштейн М.Н., 1948. Деформации земляного полотна и оснований сооружений при промерзании и оттаивании. Трансжелдориздат, Москва.
13. Жигульский А.А., 1968. Экспериментальное исследование свайных фундаментов. Фундаменты сооружений на мерзлых грунтах Якутии. Наука, Москва, с. 154–160.
14. Иоспа А.В., Аксенов В.И., Шмелев И.В., 2015. Некоторые результаты испытаний противопучинных и антикоррозионных покрытий для защиты металлических фундаментов на многолетнемерзлых грунтах. Основания, фундаменты и механика грунтов, № 5, с. 27–31.
15. Мельников П.И., Вялов С.С., Порхаев Г.В., 1963. Свайные фундаменты на многолетнемерзлых грунтах. Доклады Международной конференции по мерзлотоведению, Москва, 1963, с. 198–210.
16. Соколов В.М., 1976. Исследование силового воздействия промерзающего грунта а вертикальные элементы трубопроводов. Дис. … канд. техн. наук, Ленинградский инженерно-строительный институт, Ленинград.
17. Цытович Н.А., 1973. Механика мерзлых грунтов. Высшая школа, Москва.
18. Шушерина Е.П., Жаров А.А., Шнейдерова В.В., Николаев А.А., 1979. Зависимость прочности смерзания грунтов при сдвиге от шероховатости материала. В сб. статей под ред. П.И. Мельникова, С.С. Вялова, Инженерное мерзлотоведение. Наука, Москва, с. 30–39.
19. Alyavdin D., Belyakov V., Levin A., Alekseev A., Grechishcheva E., Kozlova O., Makhota R., 2022. Reline jacket: efficient reduction of frost-heave uplift of piles in warming permafrost. Geosciences, Vol. 12, Issue 9, ID 313, https://doi.org/10.3390/geosciences12090313.
20. DeJong J.T., Westgate Z.J., 2009. Role of initial state, material properties and confinement condition on local and global soil-structure interface behavior. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 135, Issue 11, pp. 1646–1660, https://doi.org/10.1061/(asce)1090-0241(2009)135:11(1646).
21. Desai C.S., Drumm E.C., Zaman M.M., 1985. Cyclic testing and modeling of interfaces. Journal of Geotechnical Engineering, Vol. 111, No. 6, pp. 793–815, https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9410(1985)111:6(793).
22. Foriero A., St-Laurent N., Ladanyi B., 2005. Laterally loaded pile study in permafrost of northern Québec, Canada. Journal of Cold Regions Engineering, Vol. 19, No. 3, pp. 61–84, https://doi.org/10.1061/(ASCE)0887-381X(2005)19:3(61).
23. Gao Q., Wen Z., Zhou Z., Ma W., Brouchkov A., Shi R., Li Y., 2022. Experimental study on the rheology and cryo-mechanism of pile-frozen soil interface. Geofluids, Vol. 2022, ID 2881802, https://doi.org/10.1155/2022/2881802.
24. Ladanyi B., Lunne T., Vergobbi P., Lhuillier B., 1995. Predicting creep settlements of foundations in permafrost from the results of cone penetration tests. Canadian Geotechnical Journal, Vol. 32, No. 5, pp. 835–847, https://doi.org/10.1139/t95-080.
25. Linell K.A., 1954. Interm report on load tests of piles in permafrost. Science in Alaska, Proceedings of the 6th Alaska Science Conference, Fairbanks, Alaska, USA, 1954, pp. 24–40.
26. Quanbin S., Ping Y., Guoliang W., 2018. Experimental research on adfreezing strengths the interface between frozen fine sand and structures. Scientia Iranica, Vol. 25, No. 2, pp. 663–674, https://doi.org/10.24200/SCI.2017.20005.
27. Xiong Z.W., 2011. Study on deformation mechanism and treatment measures of pier and abutment in permafrost area along Qinghai-Tibet railway. PhD Thesis, China Academy of Railway Sciences, Beijing, China.
28. You Y.H., Wang J.C., Wu Q.B., Yu Q., Pan Y., Wang X., Guo L., 2017. Causes of pile foundation failure in permafrost regions: the case study of a dry bridge of the Qinghai-Tibet Railway. Engineering Geology, Vol. 230, pp. 95–103, https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2017.10.004.
АЛЕКСЕЕВ А.Г.
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, adr-alekseev@yandex.ru
Адрес: Рязанский пр-кт, д. 59, г. Москва, 109428, Россия
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, г. Москва, Россия
Адрес: Ярославское шоссе, д. 26, г. Москва, 129337, Россия
ГРЕЧИЩЕВА Э.С.
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, cryoerika@mail.ru
КОЗЛОВА О.В.*
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, olya.096@mail.ru
ХМЫЗОВ В.В.
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, vadim_hmyzov@mail.ru
ВОЛОДИН А.В.
Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе, г. Москва, Россия, enotenotovich707@gmail.com
Адрес: ул. Миклухо-Маклая, д. 23, г. Москва, 117997, Россия