Дослідження граничних глибин котловану при огороджені його «стіною в ґрунті»

Анотація

«Стіна в ґрунті» є одним із найпоширеніших видів закріплення вертикальних стін у щільній міській забудові, де контроль деформацій та забезпечення стійкості ґрунтового масиву мають вирішальне значення. Незважаючи на широке застосування технології «стіна в ґрунті», питання оптимального вибору товщини стіни з урахуванням глибини котловану, схеми її кріплення на період розробки котловану та інженерно-геологічних умов залишається актуальним для проектувальників і дослідників.

Метою роботи є визначення залежності між товщиною «стіни в ґрунті» та максимальною глибиною викопування котловану, а також оцінка впливу різних схем закріплення (консольна та з тимчасовою розпіркою) на напружено-деформований стан конструкції. У дослідженні було розглянуто діапазон товщин стін від 300 мм до 1000 мм, що відповідає типовим параметрам для міських котлованів середньої та великої глибини. Моделювання виконано методом скінченних елементів із урахуванням нелінійної роботи ґрунту, стадійності розробки та взаємодії конструкції з основою.

Результати аналізу показали, що збільшення товщини «стіни в ґрунті» має обмежений вплив на зменшення згинальних моментів у конструкції, особливо у випадку консольної роботи. У той же час застосування тимчасової розпірки суттєво змінює характер деформацій та дозволяє збільшити глибину викопування ґрунту на кожному етапі. Для розглянутого діапазону товщин встановлено, що при консольній схемі закріплення «стіни в ґрунті» максимальна глибина одного етапу розробки котловану становить близько 1,0 м, тоді як при використанні тимчасової розпірки цей показник може зростати до 2,4 м залежно від товщини стіни та жорсткості розпірного елемента. Таким чином, ключовим фактором збільшення глибини викопування котловану є не стільки товщина стіни, скільки зміна схеми роботи конструкції.