ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ ПОРТОВЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ПРИ РАЗЖИЖЕНИИ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ НОВЫМ ВЗРЫВНЫМ СПОСОБОМ УПЛОТНЕНИЯ

Аннотация

Повышение эксплуатационной безопасности и надёжности является наиважнейшей задачей при строительстве портовых гидротехнических сооружений. Для образования новых и расширения существующих территорий портовых гидротехнических сооружений, в том числе песчаных засыпок городских и портовых набережных широко применяются песчаные грунты. Повышение эксплуатационной безопасности и надежности портовых гидротехнических сооружений процессу разжижения песчаных грунтов может быть обеспечено их уплотнением. Показана высокая эффективность взрывного метода для уплотнения водонасыщенных песчаных грунтов оснований разработанным автором новым способом последовательного взрывания зарядов. К тому же способ последовательного взрывания зарядов и предложенный новый способ виброизоляции площадки строительства позволяют в несколько раз снизить величину динамических воздействий на близлежащие здания и сооружения, а также слабые коренные грунты в основании портовых сооружений. Проведенные исследования показали, что способ последовательного взрывания зарядов позволяет на 30 - 40 % увеличить относительные осадки уплотняемого основания и достигнуть степени плотности грунтов основания не менее 0,6 - 0,8, что практически обеспечивает устойчивость структуры песчаных грунтов их разжижению в основании зданий и сооружений, обусловленных вибродинамическими и сейсмическими воздействиями. Кроме того, применение способа последовательного взрывания зарядов для уплотнения грунтов оснований позволяет в 2,5 - 3 раза сократить безопасные расстояния для зданий и сооружений. При этом дополнительное создание специальной защиты в виде слоя из аэрированного грунта вдоль границы уплотняемого основания позволяет практически полностью ликвидировать опасность техногенных вибродинамических воздействий, возникающих при динамическом уплотнений грунтов оснований нового строительства, на близлежащие здания и сооружения. Это дает возможность расширить область применения динамических методов уплотнения песчаных водонасыщенных грунтов в условиях расширения существующих портовых гидротехнических комплексов и наличия в их основании слабых глинистых грунтов, обладающих структурной прочностью.

Ключевые слова

безопасность, надежность, гидротехнические сооружения, основания и сооружения, способ уплотнения, взрывной метод, способ виброизоляции площадки строительства

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Евтушенко Г. Н. Северные порты России / Г. Н. Евтушенко, М. А. Колосов, А. В. Силин, Р. М. Нарбут. - СПб.: Гидрометеоиздат, 2006. - 340 с.
Будин А. Я. Городские и портовые набережные / А. Я. Будин. - СПб.: Изд-во «Политехник», 2014. - 424 с.
Гарибин П. А. Водные пути и порты. Путевые работы / П. А. Гарибин, Н. Д. Беляев. - СПб.: Изд-во СПбПУ Петра Великого, 2014. - 120 с.
Смирнов Г. Н. Порты и портовые сооружения / Г. Н. Смирнов [и др.]. - М.: Изд-во АСВ, 2003. - 464 с.
Florin V. A. Liquefaction of Saturated Sandy Soils / V. A. Florin, P. L. Ivanov // Proceeding of the 5th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. - 1961. - Vol. 1. - Pp. 107-111.
Иванов П. Л. Уплотнение несвязных грунтов взрывами / П. Л. Иванов. - М.: Недра, 1983. - 230 с.
Seed H. B. Ground motions and soil liquefaction during earthquakes / H. B. Seed, I. M. Idriss. - USA, Oakland, C.A.: Earthquake Engineering Research Institute, 1982. - 134 p.
Idriss I. M. Soil liquefaction during earthquakes / I. M. Idriss, R. W. Boulanger. - USA, California: Earthquake Engineering Research Institute, 2008. - 262 p.
Ishihara K. Soil Behaviour in Earthquake Geotechnic / K. Ishihara. - Oxford University Press, 1996. - 360 p.
Boulanger R. W. Remediation of liquefaction effects for a dam using soil-cement grids: Centrifuge and numerical modeling / R. W. Boulanger, M. Khosravi, A. Khosravi, D. W. Wilson, A. Pulido, W. Yunlong // Proceedings of the 19th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. - Seoul, Korea, 2017. - Pp. 2477-2480.
Towhata I. On ageing of liquefaction resistance of sand Russian methods and equipment for spatial vibro-compaction foundations and structures / I. Towhata, S. Goto, Y. Taguchi, T. Hayashida, Y. Shintaku, Y. Hamada // Japanese Geotechnical Society Special Publication. - 2016. - Vol. 2 (2015). - No. 21. - Pp. 800-805. DOI: 10.3208/jgssp.JPN-072.
Минаев О. П. Разработка динамических методов глубинного уплотнения слабосвязанных грунтов оснований / О. П. Минаев // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 2013. - № 6. - С. 21-23.
Мinaev O. P. Russian methods and equipment for spatial vibrocompaction foundations and structures / O. P. Minaev // Japanese Geotechnical Society Special Publication. - 2016. - Vol. 2 (2015). - No. 80. - Pp. 2747- 2750. DOI: 10.3208/jgssp.TC305-11.
Minaev O. P. Significant Development of Explosive Compaction Method for Sandy Foundations / O. P. Minaev // Proceedings of the 19th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. - Seoul, Korea, 2017. - Pp. 2591-2594.
Пат. 2060320 Российская Федерация, МПК Е02D 3/10. Способ уплотнения слабосвязных грунтов взрывами / О. П. Минаев, А. П. Крутов; заяв. и патентообл. АО открытого типа «Всероссийский государственный научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. Е. Веденеева». - № 93 93011922; заявл. 05.03.1993; опубл. 20.05.1996.
Пат. 1770526 Российская Федерация, МПК Е02D 3/10. Способ уплотнения грунта / О. П. Минаев, О. А. Савинов, Ю. К. Севенард, П. Л. Иванов; заяв. и патентообл. Производственное строительно-монтажное объединение «Ленгидроэнергоспецстрой», Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. Е. Веденеева. - № 90 4791452; заявл. 23.02.1990; опубл. 23.10.1992.
Рекомендации по оценке устойчивости гидротехнических сооружений из грунтовых материалов при сейсмовзрывных и эксплуатационных динамических воздействиях: П 29-86/ВНИИГ. - Л., 1986. - 44 с.
Ляхов Г. М. Волны в плотных средах и нагрузки на сооружения / Г. М. Ляхов, Н. И. Полякова. - М.: Недра, 1967. - 232 с.
Ставницер Л. Р. Cейсмостойкость оснований и фундаментов: монография / Л. Р. Ставницер. - М: Изд-во Ассоциации Строительных вузов, 2010. - 448 с.
Уздин А. М. Об эффективности применения экранов в грунте для сейсмозащиты зданий и сооружений / А. М. Уздин, М. В. Фрезе // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 2011. - № 1. - С. 17-19.
Динамика гидросооружений ГЭС / Науч. ред. д-р техн. наук И. С. Шейнин. - Л.: Изд-во «Энергия», Ленингр. отд., 1970. - 285 с.

Об авторах

Минаев Олег Петрович - кандидат технических наук

minaev.op@bk.ru. kaf_port@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»