МИИТ_УСИЛЕНИЕ_ГРУНТОВ_окончательый_1

1.

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСТИТЕТ ТРАНСПОРТА
ИНСТИТУТ
ПУТИ,
СТРОИТЕЛЬСТВА И
СООРУЖЕНИЙ
Кафедра: «ПУТЬ И ПУТЕВОЕ ХОЗЯЙСТВО»
Укрепление недостаточно прочных
оснований
насыпей ВСМ методом устройства несущих
набивных свай в раскатанных скважинах
Авторы:
Коростелев Вячеслав Александрович
РУТ (МИИТ)
Ашпиз Евгений Самуилович
Сорока Антон Станиславович

2.

НОРМАТИВНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Проектирование, производство работ и приемочный контроль осуществляется на основании нормативных
документов, определяющих основные требования, предъявляемые к искусственным основаниям
фундаментов, указанные в:
I. СП 22.13330.2011 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»;
II. СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты»;
III.СП 45.13330.2011 «СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты».
IV. СТО НОСТРОЙ 2.5.75-2012 Основания и фундаменты. Устройство фундаментов из несущих набивных
свай в раскатанных скважинах. Правила, контроль выполнения и требования к результатам работ.
Издание официальное. Общество с ограниченной ответственностью «ГеоТехПроектСтрой», Общество
с ограниченной ответственностью Издательство «БСТ», 2014 – 141 с.
V. Методическое пособие по проектированию оснований и фундаментов на просадочных грунтах /
Федеральное автономное учреждение «Федеральный центр нормирования, стандартизации и
технической оценки соответствия в строительстве» Министерство строительства и жилищнокоммунального хозяйства Российской Федерации, 2020 – 122
*Стандарт и Методическое пособие развивает и дополняет основные требования.
Настоящий стандарт устанавливает основные требования и правила на раскатку скважин и устройство
фундаментов из несущих набивных свай в раскатанных скважинах (НРСн) в глинистых и песчаных
грунтовых массивах естественного (природного) или искусственного сложения полностью или частично
сохраняющих устойчивость ствола скважин от обрушения или оплывания.

3.

ПОПЕРЕЧНЫЙ ПРОФИЛЬ КОНСТРУКЦИИ
Высота насыпи
2,2 м :
-верхний защитный
слой толщиной
0,4 м;
-нижний защитный
слой толщиной
1,8 м
Длина набивных
2,2 м;
Диаметр набивных свай 0,3 м;
Расстояние между осями 0,9 м;
Толщина укреплённого
ростверка 0,3 м.

4.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАСПОЛОЖЕНИЯ СВАЙ
d
b
D
d
dn
ρ
0,25 диаметр формирующего сегмента РС, м;
0,31 диаметр цилиндрической части НРСн или раскатанной скважины, м;
плотность грунта в естественном (природном) залегании, г/см3;
ρd
ρds
ρs
e
W
Wо
1,66
1,78
2,46
0,48
Sr
IL
kf
Диаметр сваи
Расстояние между сваями
Диаметр уплотненной зоны
плотность грунта в сухом состоянии в естественном залегании, г/см3;
плотность грунта в сухом состоянии в уплотненной зоне околоскважинного (свайного) пространств, г/см3;
bг
плотность частиц грунта, г/см3;
коэффициент пористости, д.е.;
естественная (природная) весовая влажность грунта, д.е.;
оптимальная влажность грунта, д.е.;
bв
b
коэффициент водонасыщения грунта, д.е.;
показатель текучести грунта, д.е.
коэффициент фильтрации, м/сутки.
d
b
0,91 Расстояние между центрами скважин

5.

ПОДБОР И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ
Изгиб
150 W
Сжатие
150 W
Изгиб
300 D
Изгиб
300 W
Сжатие
25 F-T
Изгиб
150 D
Сжатие
150 D
Сжатие
300 D
Сжатие
300 W
3
4
5
6
7
8
F-T
F-T
Сжатие
150 D
Сжатие
150 W
Сжатие
300 D
Сжатие
300 W
Изгиб
D
Изгиб
W
Изгиб
15 F-T
Изгиб
25 F-T
Сжатие
D
Сжатие
W
Сжатие
15 F-T
1
2
W-D
W-D
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ОБРАЗЦОВ 10 Х 10 Х 400

6.

РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНСТРУКЦИИ
НАЧАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ГРУНТА
РАСЧЕТНЫЕ СВОЙСТВА ГРУНТА
ρ
ρW
E
ϕ
C
ρ
ρW
E
ϕ
C
Уд. вес грунта, кН/м3
Уд. вес водонасыщенного. грунта, кН/м3
Модуль деформации., кПа
Угол внутреннего трения,
Удельное. сцепление, кПа
Физико-механические характеристики грунтов существующей насыпи и основания
Наименование грунта
ИГЭ
Мощность
Уд. вес
Уд. вес водонас.
слоя, м
грунта, кН/м3
грунта, кН/м3
Коэф.
фильтр.,
м/сут
Модуль
Коэф.
Уд. сцепление,
Угол вн.
деф., кПа
Пуассона
кПа.
Трения, o
Насыпной грунт: песок ср. крупности
1-4
2,6
18,44
20,06
0,5
38
0,3
2
37
Суглинок тугопластичный
4-6
1,8
19,52
19,84
0,00055
23
0,35
26
21
Песок пылеватый
5-1
2,7
19,91
19,91
0,1
46
0,3
7
36
Супесь твердая
8-1
7,4
22,17
22,39
0,0004
71
0,35
38
25
38
0,35
43
24
Физико-механические
характеристики
укреплённого
Суглинок твердый
8-3
3,1
21,78
22,03ростверка
0,0004
Наименование
Уд. вес, кН/м3
Модуль упругости., МПа
Коэф. Пуассона
Ростверк поверх раскатанных скважин
22,1
550
0,25
Набивные сваи
22,1
350
0,25
Физико-механические характеристики грунтов земляного полотна и защитных слоев
Наименование грунта
Уд. вес
Уд. вес водонас.
Коэф. фильтр.,
Модуль
Коэф.
слоя, м
грунта, кН/м3
грунта, кН/м3
м/сут
деф., кПа
Пуассона
18,44
20,06
0,5
38
0,3
2
37
19,52
19,84
0,00055
23
0,35
26
21
Песок средней крупности (насыпь)
Песок средней крупности (защ. слой №2)
Уд.
Мощность
1,8
сцепление,
кПа.
Угол вн.
Трения, o

7.

РАСЧЕТ ОСАДКИ ОСНОВАНИЯ ПК444+00
Изополя остаточных осадок без усиления через 50 лет
Изополя остаточных осадок с усилением через 50 лет
Без усиления
Осадка, мм
С усилением
32
Полная
10
15
Строительная
7
17
Эксплуатационная
3
Строительный период: 1 генерация напряженного состояния от собственного веса;2 срезка
существующей насыпи; 3 устройство защитных слоёв; 4 ввод нагрузки от БВСП; 5 период консолидации
до ввода в эксплуатацию; 6 ввод поездной нагрузки; 7 период консолидации в эксплуатации (50 лет)

8.

ПРИНЦИП РАБОТЫ РАСКАТЧИКА
Усилие подачи
Крутящий момент
Усилие подачи
Скорость подачи:
20 00 – 25 000 кН
Вниз:
Вверх:
1-2 см за 1 об/мин
40-60 см / сек
Скорость вращения
60 – 220 об/мин
Скорость подачи:
0,6 – 4 м/мин
Крутящий момент
2 000 – 5 600 Нм
Индекс уплотнения
5 - 8 кг/см2
Диаметр раскатчика d
Шаг раскатчика
Частота вращения
Длинна раскатчика
Глубина скважины
Количество проходов
Время на раскатку 1 скв
Время с учетом перемещений
Объём грунта обратной засыпки
0,35
10
120
1,75
2,89
1
2,4
3,6
0,31
м
мм/об
об/мин
м
м
мин
мин
м3

9.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ УСТРОЙСТВА СВАИ
1. Планировка участка по
отметкам.
2. Завоз и планировка слоя ЩПС
3. Раскатка скважины с
уплотнением стенок.
4. Заполнение 0,25 % скважины
ЩПС с верхнего слоя.
5. Уплотнение ЩПС в скважине
раскатчиком
6. Повторение циклов
«Заполнение – Уплотнение»
до полного формирования сваи

10.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Комплект техники одного звена
1. Бульдозер
2. Самосвал
3. Буровая машина или навесная штанга
4. Мобильный смеситель
5. Цементовоз 24 тн
6. Распределитель вяжущего
7. Ресайклер
8. Грейдер
9. Каток кулачковый 18 тн.
10.Каток грунтовый 18 тн.
11.Лаборатория
1
4
7
1
2
2
1
1
1
1
1

11.

ПРИМЕНЯЕМАЯ ТЕХНИКА

12.

СФОРМИРОВАННЫЙ ГЕОМАССИВ ИЗ НЕСУЩИХ НАБИВНЫХ
СВАЙ В РАСКАТАННЫХ СКВАЖИНАХ С РОСТВЕРКОМ 30 см
30
КОНСТРУКЦИЯ ЭФФЕКТИВНО СОПРОТИВЛЯЕТСЯ НАГРУЗКАМ:
СЖИМАЮЩИМ
РАСТЯГИВАЮЩИМ
СДВИГАЮЩИМ
ИЗГИБАЮЩИМ
КОНСТРУКЦИЯ ИМЕЕТ ПОСТОЯННЫЙ ЭКВИВАЛЕНТНЫЙ
МОДУЛЬ ДЕФОРАЦИИ ПО ВСЕЙ ПЛОЩАДИ
ВОЗОЖНО СОЗДАВАТЬ ПЕРЕМЕННУЮ ЖЕСТКОСТЬ ЗА СЧЕТ
ИЗМЕНЕНИЯ РАССТОЯНИЙ МЕДЖУ СВАЯМИ, ИХ ДЛИННОЙ И
ПОДБИРАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ УКРЕПЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

13.

КОПИРОВАНИЕ ПРОФИЛЯ ОТМЕТОК СЛАБЫХ ГРУНТОВ
Сваи набивные в раскатанных скважинах
3м
Слабые грунты
Ресайклинг
Слабые грунты
6м
9м
Слабые грунты
Отметка длины свай по
геологическим изысканиям
Отметка длины свай по
фактическим значениям
Методы контроля
1.Статическое
зондирование
2.Штамповые
испытания
НЕЗАВИСИМОСТЬ ОТ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ
КОНТРОЛИРУЕМОСТЬ ПРОЦЕССА

14.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ
Анализ Сметных расчетов по объекту «Создание высокоскоростной железнодорожной магистрали Санкт-Петербург - Москва
(участок Крюково (Алабушево) - Обухово)» 1 этап – Строительство участка Обухово-2 (искл.) - Великий Новогород ВСМ (вкл.)
Сравнительная ведомость стоимостей конструкций земляного полотна на 100 м пути для Ленинградской области
Составлена в текущем уровне цен на II квартал 2025 года (ресурсно-индексный метод) Стоимость,руб
Мероприятия по усилению слабых грунтов основания земляного полотна
.
1
2
Устройство земляного полотна с усилением вырезкой под насыпью с
заменой на ЩГПС, обработанного цементом 5%
Устройство земляного полотна с усилением основания набивными
сваями в раскатанных скважинах с устройством укрепленного ростверка
Вариант 1
Вариант 2
На глубину 2,0 м
33 969 234,43
На глубину 1,5 м
28 974 099,65
21 342 257,33
16 075 030,19

15.

ВЫВОДЫ
Проведя сравнительный анализ варианта с замещением слабых грунтов и варианта с устройством набивных свай в
раскатанных скважинах можно сделать следующие заключения:
По более высокой производительности работ в зависимости от дальности вывоза и завоза материалов на 30-50%
По возможности производства работ в непогодных условиях
По возможности производства работ при отрицательных температурах.
По более низкой стоимости работ в зависимости от толщины слоя слабых грунтов на 20-40%
Преимущества Технологии устройства набивных свай в раскатанных скважинах были учтены при принятии решений
по укреплению слабых оснований земляного полотна на объекте
«Создание испытательного полигона на участке Саблино – Тосно Октябрьской железной дороги», а также
включены в проектные решения по объекту
«Создание высокоскоростной железнодорожной магистрали Санкт-Петербург - Москва (участок Крюково
(Алабушево) - Обухово)» 1 этап – Строительство участка Обухово-2 (искл.) - Великий Новогород ВСМ (вкл.)

16.

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСТИТЕТ ТРАНСПОРТА
ИНСТИТУТ
ПУТИ,
СТРОИТЕЛЬСТВА И
СООРУЖЕНИЙ
Кафедра: «ПУТЬ И ПУТЕВОЕ ХОЗЯЙСТВО»
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !
Авторы:
Коростелев Вячеслав Александрович
РУТ (МИИТ)
Ашпиз Евгений Самуилович
+7 918 21 000 24
Сорока Антон Станиславович
sk2100024@gmail.com