Анализ взаимодействия «грунт – сооружение» для свайно-ростверковых и плитных фундаментов при сложном напластовании грунтов с учётом ползучести, разжижения и циклических нагрузок

Аннотация

Несовпадение расчётных и наблюдаемых осадок свайно-ростверковых и плитных фундаментов на площадках со сложным напластованием грунтов сохраняется в проектной практике несмотря на развитый аппарат численного моделирования: стандартная линейно-упругая постановка не воспроизводит совместного влияния реологии слабых прослоев, циклической деградации контактного сопротивления и возможного разжижения водонасыщенного песка. В работе сопоставлены два конструктивных решения подземной части семнадцатиэтажного здания на пятислойном разрезе средствами авторской расчётной модели, объединяющей перераспределение нагрузки между плитой и сваями, прогноз осадки во времени по схеме нелинейной ползучести и оценку потенциала разжижения песчаного горизонта по соотношению циклических напряжений. Установлено, что включение плиты в работу снижает осадку отдельной сваи приблизительно на 29% и перераспределяет на ростверк около 29% полной нагрузки, тогда как доля ползучести в итоговой осадке через двадцать пять лет достигает 38%, а циклическое нагружение с числом циклов порядка десяти тысяч уменьшает удельное сопротивление по боковой поверхности до 0,82 от исходного. Расчёт по соотношению циклических напряжений показал, что коэффициент запаса против разжижения опускается ниже единицы только в верхней части водонасыщенного слоя, что меняет не несущую способность острия, а характер передачи нагрузки в средней трети сваи. Совместный учёт трёх факторов смещает расчётную осадку от квазимгновенной к длительной и переносит критическую зону взаимодействия с подошвы плиты на контакт ствола с реологически активными прослоями.