vestnikcstroyВестник НИЦ «Строительство»Bulletin of Science and Research Center of Construction2224-94942782-3938АО «НИЦ «Строительство»10.37538/2224-9494-2022-3(34)-26-44vestnikcstroy-248Research ArticleГеотехника и подземное пространствоGeotechnics and underground spaceИзменение напряженно-деформированного массива грунта в результате устройства буронабивных свай и бареттChanges in stress-strained soil mass resulting from the installation of bored cast-in-situ piles and barrettesШулятьевО. А.ShulyatyevO. A.

Олег Александрович Шулятьев, д-р техн. наук, заместитель директора по научной работе

109428, г. Москва, Рязанский проспект, д. 59

Oleg A. Shulyatyev , Dr. Sci. (Engineering), Deputy Scientific Director

Moscow, 109428, Ryazanskiy ave., 59

niiosp35@yandex.ruДзаговА. М.DzagovA. M.

Алим Мухтарович Дзагов, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник

109428, г. Москва, Рязанский проспект, д. 59

Alim M. Dzagov, Cand. Sci. (Engineering), Leading Researcher

Moscow, 109428, Ryazanskiy ave., 59

dzagov@mail.ruМинаковД. К.MinakovD. K.

Денис Константинович Минаков, канд. техн. наук, старший научный сотрудник

109428, г. Москва, Рязанский проспект, д. 59

Denis K. Minakov, Cand. Sci. (Engineering), Senior Researcher

Moscow, 109428, Ryazanskiy ave., 59

sigurdvelsung@mail.ruНаучно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений (НИИОСП) им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ «Строительство»РоссияResearch Institute of Bases and Underground Structures (NIIOSP) named after N.M. Gersevanov, JSC Research Center of ConstructionRussian Federation2022111020223432644Copyright © Шулятьев О.А., Дзагов А.М., Минаков Д.К., 20222022Шулятьев О.А., Дзагов А.М., Минаков Д.К.Shulyatyev O.A., Dzagov A.M., Minakov D.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.cstroy.ru/jour/article/view/248

Введение. В статье рассматривается вопрос влияния производства работ по устройству буронабивных свай и баретт на напряженно-деформированное состояние (НДС) окружающего массива грунта для четырех различных видов грунтовых условий.Цель: разработка методики расчета давления бетона на стенки скважины после заполнения скважины бетоном и изменение данного давления в процессе релаксации.Материалы и методы. Выполняется анализ экспериментальных исследований, как выполненных авторами статьи, так и представленных в открытой печати. На основании обратных расчетов по экспериментальным данным выводится зависимость максимального давления бетона от скорости бетонирования. По результатам мониторинга после окончания строительства определяется формула для описания релаксации напряжений после окончания бетонирования.Результаты. На основании выполненных исследований предложена билинейная формула, разработана методика и выполнен расчет давления бетона на стенки скважины после заполнения скважины бетоном и изменения данного давления в процессе релаксации. Исследовано влияние способа устройства свай и грунтовых условий на изменения НДС массива грунта. Приведена формула для конечных значений горизонтальных давлений на контакте сваи с грунтом после набора бетоном марочной прочности и релаксации напряжений в грунте. Представлены рекомендации по расчету численным методом изменения НДС массива грунта в процессе бетонирования и последующего твердения бетона свай и баретт.Выводы. В результате выполненных исследований влияния производства работ по устройству буронабивных свай на НДС окружающего массива грунта установлено, что данное НДС зависит как от грунтовых условий площадки, так и от принятой технологии выполнения свайных работ. В связи с тем что грунт является пластичным материалом, на конечное значение горизонтальных напряжений влияет история нагружения, зависящая от технологии, и грунтовые условия площадки, что целесообразно учитывать, применяя соответствующие модели грунта.

Introduction. The paper considers the effect produced by the installation of bored cast-in-situ piles and barrettes on the stress-strain state of the surrounding soil mass for four different types of soil conditions.Aim. To develop a procedure for determining concrete-induced stress acting on walls that enclose a borehole filled with concrete, as well as stress changes during relaxation.Materials and methods. An analysis of experimental studies is performed, both those conducted by the present authors and those available in open sources. By means of back calculations relying on experimental data, the dependence is determined between the maximum concrete-induced stress and the rate of concr eting. The results of post-construction monitoring are used to derive a formula for describing stress relaxation following the completion of concreting works.Results. In this study, the authors proposed a bilinear formula, developed a procedure, and calculated the concrete-induced stress acting on the walls that enclose a borehole filled with concrete, as well as stress changes in the process of relaxation. The effect of the adopted pile installation technique and soil conditions on changes in the stress-strain state of soil mass was studied. A formula was provided for determining the final values of horizontal stresses at the pile-soil interface at the full grade strength of concrete following stress relaxation in the soil, as well as recommendations for numerically calculating changes in the stressstrain state of soil mass during concreting and subsequent concrete hardening in piles and barrettes.Conclusions. The conducted studies into the effect of bored cast in-situ pile installation on the stress-strain state of surrounding soil mass revealed that this stress-strain state depends on the soil conditions of the site, as well as the adopted pile installation technique. Due to the fact that soil is a plastic material, the final value of horizontal stresses is affected by the technique-dependent load dynamics and the soil conditions of the site, which should be taken into account by applying appropriate soil models.

буронабивная сваябареттабетонированиедавление бетонанапряженно-деформированное состояние массива грунтаbored cast-in-situ pilebarretteconcretingconcrete-induced stressstress-strain statesoil massReferencesШулятьев О.А. Основания и фундаменты высотных зданий: Научное издание. Москва: АСВ; 2020.Shulyatyev O.A. Foundations and foundations of high-rise buildings. Moscow: ASB Publ.; 2020 (in Russian).Дзагов А.М., Сидорчук В.Ф. О напряженном состоянии основания при устройстве и нагружении буронабивной сваи в глинистых грунтах. Основания, фундаменты и механика грунтов. 2002;(3):10–15.Dzagov A.M., Sidorchuk V.F. On the stressed state of the foundation during the construction and loading of a bored pile in clay soils. Osnovaniya, fundamenty i mekhanika gruntov = Soil Mechanics and Foundation Engeneering. 2002;(3):10–15 (in Russian).Мамонов В.М., Ермошкин П.М. Исследование условий формирования несущей способности и прочности стволов буронабивных свай. Основания, фундаменты и механика грунтов. 1982;(1):10–14.Mamonov V.M., Ermoshkin P.M. Investigation of the conditions for the formation of the bearing capacity and strength of the trunks of bored piles Osnovaniya, fundamenty i mekhanika gruntov = Soil Mechanics and Foundation Engeneering. 1982;(1):10–14 (in Russian).Мамонов В.М., Дзагов А.М., Ермошкин П.М. Несущая способность буронабивных свай, изготовленных из бетона различного состава. Основания, фундаменты и механика грунтов. 1989;(1):11–14.Mamonov V.M., Dzagov A.M., Ermoshkin P.M. Bearing capacity of bored piles made of concrete of various composition. Osnovaniya, fundamenty i mekhanika gruntov = Soil Mechanics and Foundation Engeneering. 1989;(1):11–14 (in Russian).Lings M.L., Ng C.W.W., Nash D.F.T. The Lateral Pressure of Wet Concrete in Diaphragm Wall Panels Cast under Bentonite. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Geotechnical Engineering. 1994;107(3):163–172. https://doi.org/10.1680/igeng.1994.26469Lings M.L., Ng C.W.W., Nash D.F.T. The Lateral Pressure of Wet Concrete in Diaphragm Wall Panels Cast under Bentonite. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Geotechnical Engineering. 1994;107(3):163–172. https://doi.org/10.1680/igeng.1994.26469Lings M.L., Nash D.F., Ng C.W.W., Boyce M.D. Observed Behavior of a Deep Excavation in Gault Clay. In: Proceedings 10th European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. Vol. 2. Florence; 1991, p. 467–470.Lings M.L., Nash D.F., Ng C.W.W., Boyce M.D. Observed Behavior of a Deep Excavation in Gault Clay. In: Proceedings 10th European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. Vol. 2. Florence; 1991, p. 467–470.Loreck C., Triantafyllidis T. Berücksichtigung des Frischbetondrucks bei der FE-Simulation der Schlitzandherstellung. Bautechnik. 2007;(9):646–655. https://doi.org/10.1002/bate.200710055Loreck C., Triantafyllidis T. Berücksichtigung des Frischbetondrucks bei der FE-Simulation der Schlitzandherstellung. Bautechnik. 2007;(9):646–655. https://doi.org/10.1002/bate.200710055Ng C.W.W., Rigby D.B., Lei G.H., Ng S.W.L. Observed performance of a short diaphragm wall panel. Géotechnique. 1999;49(5):681–694. https://doi.org/10.1680/geot.1999.49.5.681Ng C.W.W., Rigby D.B., Lei G.H., Ng S.W.L. Observed performance of a short diaphragm wall panel. Géotechnique. 1999;49(5):681–694. https://doi.org/10.1680/geot.1999.49.5.681Delattre L., Duca V. Measured pressure exerted by a fine soil on a diaphragm wall under construction. In: Proceedings of the international symposium on geotechnical aspects of underground construction in soft ground. Lyon; 2002, p. 547–552.Delattre L., Duca V. Measured pressure exerted by a fine soil on a diaphragm wall under construction. In: Proceedings of the international symposium on geotechnical aspects of underground construction in soft ground. Lyon; 2002, p. 547–552.Lächler A., Neher H.P., Gebeyhu G. A comparison between monitoring data and numerical calculation of a diaphragm wall construction in Rotterdam. In: Proceedings of thе international conference on numerical simulation of construction processes in geotechnical engineering for urban environment. Bochum, Germany; 2006, p. 83–96.Lächler A., Neher H.P., Gebeyhu G. A comparison between monitoring data and numerical calculation of a diaphragm wall construction in Rotterdam. In: Proceedings of thе international conference on numerical simulation of construction processes in geotechnical engineering for urban environment. Bochum, Germany; 2006, p. 83–96.Lächler A., Vermeer P.A., Wehnert M. Assessment of diaphragm wall stability and deformation. In: XIV European conference on soil mechanics and geotechnical engineering. Madrid; 2007, p. 1055–1060.Lächler A., Vermeer P.A., Wehnert M. Assessment of diaphragm wall stability and deformation. In: XIV European conference on soil mechanics and geotechnical engineering. Madrid; 2007, p. 1055–1060.Uriel S., Oteo C.S. Stress and strain besides a circular trench wall. In: Proceedings of the 9th conference on soil mechanics and foundation engineering. Tokyo; 1977, p. 781–788.Uriel S., Oteo C.S. Stress and strain besides a circular trench wall. In: Proceedings of the 9th conference on soil mechanics and foundation engineering. Tokyo; 1977, p. 781–788.Gaba A., Hardy S., Doughty L., Powrie W., Selemetas D. Guidance on embedded retaining wall design. London: CIRIA; 2017.Gaba A., Hardy S., Doughty L., Powrie W., Selemetas D. Guidance on embedded retaining wall design. London: CIRIA; 2017.Шулятьев О.А., Минаков Д.К. Давление свежего бетона на стенки траншеи при устройстве стены в грунте. Геотехника. 2017;(6):30–38.Shulyatyev O.A., Minakov D.K. The pressure of fresh concrete on the walls of the trench when installing a wall in the ground. Geotekhnika = Geotechnics. 2017;(6):30–38 (in Russian).Дзагов А.М. Разработка способа расчета сопротивления оснований буронабивных свай с учетом процесса твердения бетона: дис. ... канд. техн. наук. Ленинград; 1986.Dzagov A.M. Development of a method for calculating the resistance of the foundations of bored piles taking into account the process of concrete hardening [Dissertation]. Leningrad; 1986 (in Russian).Петрухин В.П., Шулятьев О.А., Мозгачева О.А. Новые способы геотехнического проектирования и строительства. Москва: АСВ; 2015.Petrukhin V.P., Shulyatyev O.A., Mozgacheva O.A. New methods of geotechnical design and construction: Scientific publication. Moscow: ASB Publ.; 2015 (in Russian).

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