Одной из особенностей современного строительства в России является увеличение этажности строящихся зданий на плитных фундаментах уже в процессе строительства, что влечет за собой рост нагрузок на плитные фундаменты и необходимость их усиления. Наиболее эффективно усиление основания и фундамента выполняется подведением грунтоцементных свай (ГЦС) под фундаментную плиту.
Усиление фундаментов представляет собой сложную задачу и характеризуется следующими особенностями:
– закрытость подвальных помещений (стесненные условия и наличие коммуникаций);
– нагрузка от возведенных вышележащих конструкций здания уже воспринята конструкциями фундамента и основания (до усиления), имеются соответствующие деформации и осадки;
– после выполнения усиления вся нагрузка от здания (с учетом всех дополнительных нагрузок) воспринимается при условии совместной работы основания, фундамента и элементов усиления.
Методы расчета усиления фундаментов сваями, изложенные в нормативных документах РФ [1], разработаны при условии следующих допущений:
– расчет требуемого количества свай усиления производится только от дополнительных нагрузок при реконструкции, т.е. нагрузка от здания (до реконструкции) полностью воспринимается фундаментом, осадки фундамента стабилизированы;
– рассматривается усиление столбчатого и кустового фундамента. Вопросы усиления плитных фундаментов в нормах не рассмотрены.
Таким образом, исследование закономерностей распределения нагрузок в системе «свая-ростверк-грунт» для плитных фундаментов, усиливаемых сваями, актуально и своевременно.
Целью данного исследования является получение закономерностей, позволяющих в конечном итоге дать практические предложения для определения нагрузки на сваи усиления (ГЦС) в зависимости от напряженно-деформированного состояния основания фундаментной плиты.
Напряженно-деформированное состояние основания фундаментной плиты, усиливаемой сваями, определяется совокупностью факторов, основными из которых являются геометрические размеры свай усиления, шаг свай усиления и начальное напряженное состояние основания фундаментной плиты перед внедрением в него свай усиления. Начальное напряженное состояние основания плиты перед внедрением свай усиления учитывается в расчете следующим образом: расчет должен производиться в две стадии, сначала при нагружении основания до внедрения свай усиления, затем уже после усиления сваями при дополнительной нагрузке в соответствии с измененными условиями нагружения. Шаг свай в геотехнических расчетах задается размером расчетной области, на границах которой горизонтальные перемещения равны нулю. В выполненном исследовании варьируются следующие параметры: доля передаваемой нагрузки на фундамент перед устройством свай и длина свай усиления.