Особенности технологического воздействия строительных машин для устройства свайного основания в условиях Санкт-Петербурга

Введение. Характерной особенностью работ по устройству подземной части здания или сооружения в условиях Санкт-Петербурга является наличие значительной толщи слабых глинистых грунтов. Такие грунты требуют щадящего воздействия при различных технологических операциях. Значительное влияние на основание и окружающую застройку могут оказывать строительные машины для устройства свайного основания. Степень воздействия строительных машин определяется методом выполнения строительных работ.

Материалы и методы. В статье представлены основные виды строительных машин, используемых для устройства свайного основания в условиях Санкт-Петербурга. Выполнен сравнительный анализ технологических параметров, а также преимуществ и недостатков различного оборудования. Показаны характерные для Санкт-Петербурга инженерно-геологические условия и накладываемые ими ограничения на технологии выполнения свайного основания.

Результаты. Приведены примеры технологического воздействия различных технологий выполнения свай на грунтовое основание здания и сооружения окружающей застройки в условиях Санкт-Петербурга. Дан краткий обзор грунтовых условий, машин и механизмов, а также возможных причин возникновения аварийных ситуаций.

Обсуждение и заключение. Сделаны выводы о наиболее щадящих методах устройства свайного основания в условиях слабых глинистых грунтов и стесненной городской застройки. Даны рекомендации о возможности прогнозирования технологического влияния при устройстве свай с помощью численных методов.

1. Ci D, Gu C. Numerical Simulation of the Influence of Piling on the Surrounding Soil. В: Advanced Construction Technology and Research of Deep-Sea Tunnels Lecture Notes in Civil Engineering. Singapore: Springer; 2024. pp. 223–31. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-97-2417-8_20.

2. Мангушев Р.А., Сапин Д.А. Учет жесткости конструкций «стена в грунте» на осадку соседних зданий // Жилищное строительство. 2015. (9). С. 3–7.

3. Мангушев Р.А., Гурский А.В., Полунин В.М. Учет влияния технологических осадок зданий окружающей застройки при устройстве шпунтовых ограждений соседних котлованов // Жилищное строительство. 2020. (9). С. 9–19. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2020-9-9-19

4. Дьяконов И.П. Анализ работы сваи «Фундекс» в слабых глинистых грунтах // Вестник гражданских инженеров. 2017. 62(3). С. 55–8. DOI: https://doi.org/10.23968/1999-5571-2017-14-3-55-58

5. Полунин В.М., Мельников А.В., Дружи нин М.С., Туккия А.Л. Развитие технологических осадок фундаментов зданий в процессе высокочастотного виброизвлечения свай // Жилищное строительство. 2024. (5). С. 3–12. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2024-5-3-12

6. Шулятьев О.А., Минаков Д.К. Технологические осадки при устройстве стены в грунте траншейного типа // Construction and Geotechnics. 2017. 8(3). С. 41–50. DOI: https://doi.org/10.15593/2224-9826/2017.3.05

7. Болдырев Г.Г., Идрисов И.Х., Мягков К.А., Новичков Г.А. Численное решение задачи бурения скважины шнеком // Геотехника. 2015. (5). С. 40–53.

8. Lande E.J., Ritter S., Karlsrud K., Nordal S. Understanding effects from overburden drilling of piles–a rational approach to reduce the impacts on the surroundings. Canadian Geotechnical Journal. 2024. 61(10). С. 2206–22. DOI: https://doi.org/10.1139/cgj-2023-0404

9. Гайдо А.Н. Исследование технологических параметров вдавливания свай // Вестник гражданских инженеров. 2012. 4(33). С. 129–37.

10. Евтюков С.А., Доброборский Б.С. Применение пневматических машин ударного действия с подвижным корпусом в бурильных установках // Вестник гражданских инженеров. 2015. 49(2). С. 145–8.

11. Gonet A., Stryczek S., Fyda M. A review of pile machines and their selection criteria. AGH Drilling, Oil, Gas. 2015. 32(3). DOI: https://doi.org/10.7494/drill.2015.32.3.469

12. Гайдо А.Н., Верстов В.В. К вопросу определения технологических параметров производства свайных работ в стесненных условиях // Вестник гражданских инженеров. 2017. 62(3). С. 84–94. DOI: https://doi.org/10.23968/1999-5571-2017-14-3-84-94

13. Мангушев Р.А., Пономарев А.Б. К вопросу контроля качества изготовления и приемки буронабивных свай // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2014. (3). С. 87–109.

14. Осокин А.И., Сбитнев А.В., Серебря кова А.Б., Татаринов С.В. Особенности устройства буронабивных свай в слабых грунтах // Промышленное и гражданское строительство. 2006. (6). С. 50–2.

15. Tomlinson M., Woodward J. Pile Design and Construction Practice. Sixth edition. CRC Press; 2020. 608 p.

16. Sari O.L., Saputra A.A.I., Subhakti A., Put ri A.P., Khala C.C.S. The influence in selection of pile type and foundation piling method. В: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Banda Aceh, Indonesia; 2020. p. 012033. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/1087/1/012033.

17. Дьяконов И.П., Конюшков В.В. Особенности работы набивной завинчиваемой сваи «Фундекс» в разнородных грунтах // Вестник гражданских инженеров. 2014. 6(47). С. 116–20.

18. Shi D., Yang Y., Deng Y., Xue J. DEM modelling of screw pile penetration in loose granular assemblies considering the effect of drilling velocity ratio. Granular Matter. 2019. 21(74). DOI: https://doi.org/10.1007/s10035-019-0933-3.

19. Zhao Q., Wang Y., Tang Y., Ren G., Qiu Z., Luo W., и др. Numerical Analysis of the Installation Process of Screw Piles Based on the FEM-SPH Coupling Method. Appl Sci. 2022. 17(12): 8508. DOI: https://doi.org/10.3390/app12178508.

20. Мангушев Р.А., Осокин А.И. Геотехника Санкт-Петербурга: монография. М.: АСВ, 2010. 2 64 с.

21. Issakulov A.B., Zhussupbekov A.Zh., Wang D.W., Omarov A., Mukhanov D., Yessentayev A. Comparison of bearing capacities of model drilled micro piles using DDS and CFA technologies. Bulletin of LN Gumilyov Eurasian National University Technical Science and Technology Series. 2023. 145(4): 165–74. DOI: https://doi.org/10.32523/2616-7263-2023-145-4-165-174.

22. Cherian A. Static Behavior of Strain Gauge Instrumented Continuous Flight Auger (CFA) Piles. Jordan Journal of Civil Engineering. 2022. 16(2): 229–41.

23. Arab M., Abdelmoghni M., Akl S., Dif A. Numerical Modeling of Unfavorable CFA Pile Drilling Conditions. Geotech Geol Eng. 2020. 38: 6869–89. DOI: https://doi.org/10.1007/s10706-020-01475-3.

24. Гайдо А.Н., Погода А.Г., Колчеданцев Л.М., Вершинин Д.В. Дистанционная система контроля технологических параметров вдавливания свай // Computers and Geotechnics. 2020. 11(3). С. 18–28. DOI: https://doi.org/10.15593/2224-9826/2020.3.02