Проект нового геотехнічного Єврокоду (EC7-3) в розділі підсилення грунтової основи
Друге покоління Єврокоду 7, яке зараз розробляється, включатиме розширений розділ, повністю присвячений підсиленню грунту. Багато людей задають питання, що буде включено до глави 10, що входить до нового Єврокоду 7 – Частина 3. Представлена стаття частково відповідає на ці питання. Слід підкреслити, що на даний момент глава все ще розвивається, і ми знатимемо повну відповідь після завершення роботи, пов’язаної з розробкою нової норми.
В даний час у PN-EN 1997-1: Єврокод 7 (Геотехнічне проектування; Частина 1: Загальні правила) питання зміцнення грунту включено до глави 5: Насипи та засипки, дренаж, покращення та зміцнення грунту.
У той же час, зміст цієї глави настільки обмежений (вся глава займає 5 сторінок), що читач навіть не в змозі відрізнити поняття «покращення» від «підсилення». З одного боку, такі неточні положення залишають свободу і вимагають від інженера шукати інші джерела проектних рекомендацій, з іншого боку, вони означають, що підсилення грунту не трактується як серйозна альтернатива глибоким фундаментам (наприклад, пальовим фундаментам).
У всьому світі підсилення ґрунту використовується досить широко. Необхідність охопити нормою весь цей широкий геотехнічний розділ проектування стала неминучою.
Слід мати на увазі, що зміцнення грунтів охоплює дуже широкий спектр геотехнічних питань та широкий спектр технологій (методів). З цієї причини одним з основних питань є виділення певних груп підсилення (класифікації) щодо прийнятої моделі розрахунку.
У проекті EC7-3 було виділено дві групи залежно від того, виконується підсилення об’ємно чи дискретно (на обмежені площі):
А – об’ємне підсилення грунту;
Б – дискретне підсилення грунту.
Крім того, було виділено три класи залежно від ефекту, отриманого завдяки підсиленню (від основних параметрів, якими характеризується продукт підсилення):
I – підсилений ґрунт (A) або елементи підсилення (B), що мають підвищені параметри міцності та жорсткості, але не мають вимірюваної міцності на стиск;
II – підсилений ґрунт (А) або елементи підсилення (В), що мають деяку вимірювану міцність на стиск;
III – підсилений ґрунт (А) або елементи підсилення (В), що мають знижену або підвищену проникність.
Схема, що створена на основі вищезазначеної класифікації, представлена в таблиці нижче.
Десять основних підрозділів глави, присвяченої зміцненню грунтів, включають:
- Основна класифікація армування ґрунту та сфера застосування розділу 10.
- Основи проектування зміцнення грунтів, такі як: розрахункові ситуації, відхилення при виконанні, впливи, граничні стани, надійність, геологічні вишукування, надійність геотехнічної моделі.
- Матеріали – довговічність матеріалів і, в обґрунтованих випадках, необхідність враховувати погіршення параметрів матеріалу з часом, правила прийняття параметрів, що описують армований ґрунт. Для підсилення із вимірюваною міцністю на стиск наводяться формули для визначення характеристичного значення міцності на стиск, а допустиме значення ймовірності буде детально описано в національному додатку. Також наведені формули та часткові коефіцієнти, необхідні для визначення розрахункової сили (тут також був залишений певний вільний розсуд, який окремі країни вкажуть у національному додатку).
- Підземні води – вплив води на підсилений грунт і вплив підсиленного грунту на потік підземних вод.
- Геотехнічний аналіз – методи розрахунку. Формула, що описує несучу здатність основи, армованої жорсткими елементами.
- Граничний стан по несучій здатності (ULS). Виділено ключові аспекти геотехнічного аналізу, рекомендовані для перевірки граничних станів – вони залежать від класифікації, наведеної на початку статті. Рекомендовані часткові коефіцієнти наводяться для перевірки граничного стану зміцнених грунтів (із допустимими змінами значень у національному додатку).
- Граничний стан експлуатації (SLS).
- Виконавчі аспекти, контроль, моніторинг, експлуатація.
- Перевірочні тести.
- Вказівки щодо документації з посиланням на основні документи, пов’язані з підсиленням ґрунту: Документація з досліджень грунтів, геотехнічне проектування та документація, що складається.
У підрозділах 5 і 6 висвітлено концепцію (ідею) проектування підсилення ґрунту. Геотехнічний аналіз повинен проводитися щоразу з урахуванням взаємної взаємодії окремих елементів системи: грунту, підсилюючих елементів, розподільчого шару спорудженої конструкції, забезпечуючи при цьому неперевищення міцності по матеріалу кожного з цих елементів. Слід підкреслити, що рекомендованою формулою для визначення несучої здатності основи, підсиленої жорсткими включеннями, є сума несучої здатності колон і грунту між ними. Досягнення граничного стану несучої здатності однієї колони є прийнятним за умови, що не перевищується ні загальна міцність підсиленої основи, ні конструктивна несуча здатність колони.
Проектуючи зміцнення основи, слід пам’ятати, на чому наголошує цей стандарт. Підсилення грунту неможливо проаналізувати без урахування впливу визначених деформацій на конструкцію. Ці деформації не можуть бути надмірними, а неоднорідність жорсткості підсилення повинна бути скоригована відповідно до чутливості конструкції. Об’ємне підсилення основи можна аналізувати зі зменшеними параметрами матеріалу та відповідним чином масштабованим навантаженням (MFA – material factor approach) або з відповідним чином масштабованим значенням навантаження та коефіцієнтом несучої здатності (RFA – resistance factor approach). Для дискретного підсилення основи явно дається рекомендація використовувати підхід RFA. У випадку дискретних елементів розподіл навантажень слід аналізувати з припущенням репрезентативних параметрів матеріалу, неправильне застосування часткових коефіцієнтів може призвести до повного порушення балансу сил та неправильних розрахунків.
