Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

33.78M

Category:

industry

Фундаменты глубокого заложения и Пермский национальный исследовательский геотехнические проблемы территорий

1.

Всероссийская конференция с международным
участием
«Фундаменты глубокого заложения и
Пермский национальный исследовательский
геотехнические
проблемы
территорий»
политехнический
университет
Технологическая механика грунтов,
оптимальное проектирование,
динамика фундаментов и передача
колебаний через грунт,
сейсмостойкость свайных
фундаментов и фундаментов на
естественном основании,
виброползучесть оснований, станции
метрополитена.
В.А. Ильичев
Академик РААСН, профессор, д.т.н.
2017 год, Пермь.
1

2.

Технологическая механика грунтов
Технологическая
механика грунтов
2

3.

Технологическая механика грунтов
Усилия и деформации в
большеразмерных
фундаментах и в подземных
частях зданий и сооружений
зависят от технологии
возведения конструкций
Контактные напряжения и изгибающие
моменты от собственного веса при
бетонировании нижней фундаментной
плиты турбоагрегата мощностью 1млн
200тыс кВт
3

4.

Технологическая механика грунтов
Задача о растущем штампе – 1976 г.
Формирование эпюры контактных напряженийЭпюры изгибающих моментов
при бетонировании «слева-направо» при бетонировании «слева-направо»
4

5.

Торгово-рекреационный
комплекс «Охотный ряд»
5

6.

6
Технологическая механика грунтов
ТРК на Манежной площади
Начало строительства
1993г.
Завершение - 1997 г.
Площадь - 380х150 м2
Глубина котлована - до 17м
Количество подземных
этажей - 4
Ограждающая конструкция
- «стена в грунте» и
буросекущиеся сваи
Условия плотной
существующей застройки
Один
из
первых
проектов
освоения
подземного пространства г. Москвы, где
использованы принципы технологической
механики грунтов
Характерный инженерногеологический
разрез

7.

7
Технологическая механика грунтов
ТРК на Манежной площади. Ограждение котлована- 1996 г.
Зависимость усилий конструкции «Стена в грунте» от способа крепления
7

8.

8
Технологическая механика грунтов
ТРК на Манежной площади
КЭ расчетная
модель
8

9.

9
Технологическая механика грунтов
ТРК на Манежной площади
Этапы
моделирования
строительства подземной части
9
9

10.

10
Технологическая механика грунтов
ТРК на Манежной площади
Результаты расчета
конечном этапе
на
10

11.

11
Технологическая механика грунтов
ТРК на Манежной площади
Программа научного
сопровождения
включала:
Прогноз
изменений
гидрогеологического
режима и мероприятия
по
сохранению
существующих условий;
Прогноз
влияния
строительства
на
деформации
существующих зданий и
тоннелей
метрополитена;
Разработку
комплексного
мониторинга
площадке;
системы
на
мероприятий
ОдинРазработку
из
первых
проектов
по защите окружающих
освоения
подземного
зданий и сооружений.
пространства
г.
Москвы, 11где
использованы
принципы

12.

12
Влияние требований по ограничению
деформаций окружающих зданий на
конструкцию и технологию строящегося
объекта
12

13.

Проект транспортной развязки на пл. Гагарина
Подземный мост для третьего транспортного кольца над станцией метро на
пл. Гагарина в Москве
13
13
Заказчик – ООО «Организатор»
Ген. Проектировщик – ГУП «Мосинжпроект»
Ген. Подрядчик – Корпорация ТРАНССТРОЙ
13

14.

14
Работы по устройству тоннелей
14

15.

15
Варианты устройства фундаментов
на участке пересечения со станцией метро
15

16.

16
Опирание тоннелей на свайные ростверки
16

17.

17
Изополя перемещений в массиве грунта
17

18.

18
Устройство опор глубокого заложения
18

19.

19
Пересадка зданий на
преднапряженные сваи как
способ минимизации осадок
при реконструкции
19
19

20.

20
Реконструкция ГАБТ
20
20

21.

21
Реконструкция ГАБТ. 1-ая стадия
21

22.

22
Реконструкция ГАБТ. 2-ая стадия
22

23.

23
Реконструкция ГАБТ
23
23

24.

24
Реконструкция ГАБТ. 5-ая стадия
24

25.

25
Реконструкция ГАБТ. 6-ая стадия
25

26.

26
Расчет конструкций Алабянобалтийского тоннеля в
водонасыщенных песках в городе
Москве
26
26

27.

Прямоугольный тоннель метро
Hmax≈9 м
Ь
Новый Волоколамский тоннель
L=1,8 км, Hmax≈20 м
Ленинградский тоннель
Hmax≈10 м
Алабяно-Балтийский тоннель
L=2,4 км, Нmax≈26 м
Круглый тоннель метро
Hmax≈12 м

28.

28
Алабяно-Балтийский тоннель
Осложняющие условия строительства:
с глубины 7 м до 30 м слагают
водонасыщенные пески и текучие
супеси
УГВ=7..8 м
Песок
Супесь текучая
Глина – водоупор
Hгл. = 35 м
котлованы глубиной до 26 м в
плотной городской застройке
проходка под действующими
линиями метро
Нв=19м
28

29.

29
Технические решения по строительству тоннеля
Основные задачи
1. Устройство котлованов на глубину до 26 м в водонасыщенных
песках и супесях
2. Осуществление закрытой проходки тоннеля под действующими
Ленинградским а/м тоннелем , прямоугольным ж/б и круглым чугунным
Тоннелями метро без прекращения их работы
2. Обеспечение минимального воздействия на гидрогеологический режим
3. Обеспечение сохранности зданий окружающей застройки
29

30.

30
Технические решения по строительству тоннеля
Участок открытого способа работ
УГВ=7..8 м
30

31.

Ситуационный план
31
№4
140Х32
й
и
т
л
а
.Б
л
у
№3
200Х200
№1
140Х110
№2
290Х200
й
ки
дс
ра
нг т
ни ек kiy
Ле осп ads
пр gr
nin e
Le enu
av
а
л
.А
л
у
на
я
б
я
а
ск
№1-№4 – Расчетные области
31

32.

32Расчетная область №1
Количество трехмерных конечных элементов – 466486
Количество узлов - 81370
32
32

33.

33
Технические решения по строительству тоннеля
Участок закрытого способа работ
33

34.

34
Технические решения по строительству тоннеля
Участок закрытого способа работ
34

35.

35
Технические решения по строительству тоннеля
Участок закрытого способа работ
Проходка под метро
Последовательность проходки
35

36.

Разрез по штольне с металлическими рамами (1)
36
Разрез по штольне с ж/б рамами (1)
(1)
(2)
36
36

37.

37
Объекты моделирования
37
37

38.

38
38

39.

39
1. Штольня №1
39
39

40.

40
2. Штольня №5
40
40

41.

41
9. Штольня №6
41

42.

42
Проходка 1-й штольни (видео 2)
42

43.

43
Был выполнен расчет более 250
этапов строительства тоннеля
43
43

44.

44
Оптимальное
проектирование оснований
фундаментов и
конструкций ограждения
котлованов
44
44

45.

45
45
45

46.

46
46
Квазиоптимальное закрепление основания дома №51
46

47.

47
Оптимальное проектирование
закрепленного массива перед
стеной в грунте
(диссертация Ю.А. Готмана, научный
руководитель В.А. Ильичев)
47
47

48.

Определение оптимальных размеров грунтоцементног
48м а с с и в а п р и с т р о и т е л ь с т в е г л у б о к и х к о т л о в а н о в
1.Существенное сокращение сроков и трудоемкости земляных работ в котловане
2.Обеспечение устойчивости и требуемых малых деформаций ограждения и
окружающих объектов.
верт
гор
S max
S max
верт
гор
S max
S max
Hк 15м
Дно котлована
гор
S max
Дно котлована
ГЦМ
Многоярусная системы
крепления ограждения
Комбинированная система
«ограждение-ГЦМ-грунт»
48

49.

Выбор и обоснование расчетной модели
49
Система «ограждение – ГЦМ – грунт»
ГЦМ
q01
Ограждени
е
Ограждение
q01
q
01
q01
Грунтовая
среда
Преднапряженные
пружины жесткостью k
Ограждение
Ограждение в
1. сплошной грунтовой
среде
Ограждение в
линейно2.
деформируемой
системе «ГЦМ-грунт»
3. Балка, зажатая в
винклеровское
основание
q01 - давление грунта в состоянии покоя (величина
преднапряжения пружин)
49

50.

Новое равновесное состояние системы
«ограждение – ГЦМ – грунт» после откопки
50
z
Линия изгиба
z(x)
q01 Линия изгиба
q1
z(x)
k гц1
q01
Дно котлована
q02
(1)
k гц 2
kгр
q02
q2
Общее дифференциальное уравнение системы «ограждение-ГЦМ-грунт»
d 4 z( x)
EI
k ( x) * z ( x) q0 ( x)
4
dx
(8)
50

51.

Расчетная модель системы «ограждение – ГЦМ – грунт»
51
z
1
узлы
2
k
k
2
3
q0
51
Поверхность земли
3
q0
4
элементы
5
6
Дно котлована
e
Дно
котлована
e+1
k
n-1
n
q01 q02
q02
Расчетная модель
Дифференциальное
уравнение
m=n+1
Конечно-элементная
расчетная схема
Матричное уравнение
МКЭ
k характеризует систему k ?
«ГЦМ-грунт»

52.

Подземный комплекс на площади Тверская Застава
в г. Москве. Результаты расчета
52
Перекрытие
t=500 мм
Сваиколонны
Smax=
15 мм
15 м
Существующее
здание
16,7 м
«Стена в грунте»
800 мм
Smax=10 мм
22,7 м
10 м
Дно котлована
6м
9м
9,5 м
4,5 м
52

53.

Подземный комплекс на площади Тверская Застава
в г. Москве. Оценка результатов в PLAXIS 2D
53
Глубина ограждения, м
Эпюра перемещений ограждения
17,5
мм
Упругое
основание
Деформированная конечно-элементная
схема
Дно
котлована
S =9.8
мм
Plaxis 2D
15 мм
20
15
10
5
0
Горизонтальное перемещение, мм
Изополе горизонтальных перемещений
53

54.

54
Динамика
фундаментов и
передача колебаний
через грунт.
54
54

55.

55
Модель грунта в виде однородного
изотропного полупространства и с
растущим по глубине модулем
упругости
55
55

56.

56
56
56

57.

57
57
57

58.

58
Все параметры системы с полутора
степенями свободы для вертикальных,
горизонтальных и вращательных
колебаний даны для коэффициентов
Пуассона 0.25; 0.35 и 0.45
Изложеный подход позволил уточнить
параметры демпфирования, которые
вошли в нормативный документ по
динамике фундаментов под машины
58
58

59.

59
Экспериментальные передаточные
функции для определения
динамических характеристик
большеразмерных фундаментов
59
59

60.

60
60
60

61.

61
Сейсмостойкость
61
61

62.

62
Сейсмостойкость свайных
фундаментов
62
62

63.

63
63
63

64.

64
64
64

65.

65
65
65

66.

66
Сейсмостойкость фундаментов на
естественном основании
66
66

67.

67
67
67

68.

68
68
68

69.

69
69
69

70.

70
70
70

71.

71
На основании указанных выше
исследований разработаны впервые
нормативные документы по расчету
фундаментов (свайных и на
естественном основании) в
сейсмических районах
71
71

72.

72
Виброползучесть
оснований
72
72

73.

73
73
73

74.

74
74
74

75.

75
Станции метрополитена
В Москве реализуется программа
строительства новых станций метрополитена
с 2012 по 2020 годы будет простроено 79 станций
Ниже приведены отдельные примеры
Генеральный проектировщик
АО «Мосинжпроект»
75
75

76. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Борисово» (2011 год)

77. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Зябликово» (2011 год)

78. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Зябликово» (2011 год)

79. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Шипиловская» (2011 год)

80. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Шипиловская» (2011 год)

81. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Шипиловская» (2011 год)

82. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Новокосино» (2012 год)

83. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Новокосино» (2012 год)

84. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Пятницкое шоссе» (2012 год)

85. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Пятницкое шоссе» (2012 год)

86. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Пятницкое шоссе» (2012 год)

87. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Битцевский парк» (2013 год)

88. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Деловой центр» (2013 год)

89. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Деловой центр» (2013 год)

90. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Жулебино» (2013 год)

91. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Жулебино» (2013 год)

92. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Жулебино» (2013 год)

93. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Лермонтовский проспект» (2013 год)

94. Новые станции и линии метрополитена. Московское центральное кольцо (МЦК)

Станция метро «Лермонтовский проспект» (2013 год)