Забезпечення стійкості глибоких котлованів висотних споруд

Автор(и)

  • Володимир Кріпак Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна http://orcid.org/0000-0001-6575-5015
  • Віра Колякова Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна http://orcid.org/0000-0001-6879-8520
  • Ганна Шпакова Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна http://orcid.org/0000-0003-2124-0815

DOI:

https://doi.org/10.32347/2522-4182.14.2024.41-56

Ключові слова:

Котлован, підземний простір, спускний колодязь, грунтовий анкер, бурові палі, технологія «top-down», розпірна ферма

Анотація

В умовах сьогодення освоєння підземного простору справедливо можна вважати одним із найважливіших і динамічних напрямків у цивільному та промисловому будівництві на світовому рівні.

В Україні підземне будівництво набуває особливого значення у зв'язку з агресивною війною росії. Найбільш активно підземні та заглиблені споруди зводять у великих містах та мегаполісах. Основні причини, які обумовлюють необхідність використання підземного простору в містах, включають відсутність вільних територій у межах історично сформованої забудови та вимоги до розвитку міської інфраструктури.

Сьогодні підземний простір використовують не тільки для розміщення інженерних комунікацій і транспортних об'єктів, а й для будівництва громадських комплексів, багатоповерхових підземних гаражів і паркінгів, торгових центрів, а
також заглиблених частин житлових і офісних будівель.

Конструктивні рішення для підземних і заглиблених споруд, а також методи їх будівництва залежать від об'ємно-планувальних рішень, призначення, глибини закладення, інженерногеологічних, кліматичних та сейсмічних умов
будівництва, навантажень на поверхню, та близькості інших будівель і споруд.

Сьогодні максимальна глибина котлованів, що проектуються в міських умовах, зазвичай не перевищує 25-30 м, а кількість підземних поверхів складає п'ять-шість.

Зважаючи на зростаючий попит на підземний простір, особливо в густонаселених районах, проектувальники та інженери стикаються з низкою викликів, що потребують інноваційних підходів та сучасних технологій. Це включає використання новітніх методів геотехнічного моделювання, застосування високоякісних матеріалів, що забезпечують довговічність і безпеку конструкцій, та впровадження ефективних систем водовідведення і гідроізоляції.

Особливу увагу слід приділяти питанням безпеки під час будівництва та експлуатації підземних споруд, оскільки вони можуть бути піддані впливу природних і техногенних факторів, таких як підземні води, рух ґрунтів та сейсмічна
активність. Важливим аспектом є також забезпечення комфортних умов для людей, які користуються підземними об'єктами, що включає в себе вентиляцію, освітлення та евакуаційні шляхи. 

Наукові дослідження та досвід міжнародних проектів демонструють, що правильне використання підземного простору здатне значно підвищити ефективність використання міських територій, сприяти сталому розвитку міст та поліпшенню якості життя їх мешканців. Інвестиції в підземне будівництво стають дедалі більш виправданими з огляду на довгострокові вигоди та необхідність адаптації до умов сучасного урбанізованого середовища.
Загалом, підземне будівництво є важливим напрямком, що має значний потенціал для розвитку та вдосконалення у майбутньому, відповідаючи на виклики часу та сприяючи розвитку сучасної інфраструктури.

Біографії авторів

Володимир Кріпак , Київський національний університет будівництва і архітектури

професор кафедри залізобетонних та кам’яних конструкцій,

к.т.н., професор

Віра Колякова, Київський національний університет будівництва і архітектури

доцент кафедри залізобетонних та кам’яних конструкцій,

к.т.н., доцент

Ганна Шпакова, Київський національний університет будівництва і архітектури

професор кафедри будівельних технологій,

к.т.н., д.е.н., професор

Посилання

Основи та фундаменти споруд. Зміна №1: ДБН В.2.1–10–2009. – [Чинний від 2011–07–01]. – К.: Мінрегіонбуд України, 2011. – 55 с. – (Будівельні норми України).

Основи і фундаменти будівель та споруд. ДБН В.2.1–10:2018. – [Чинний від 2019–01–01]. – К.: Мінрегіонбуд України, 2018. – 35 с. – (Будівельні норми України).

Самедов А.М. Розрахунок та проєктування підземних споруд мілкого закладання.-К.:НТУУ КПІ, 2013.-852 с.

Самедов А.М. Розрахунок та проєктування геотехнічних інженерних споруд.-К.: НТУУКПІ, 2013.-883 с.

Li, Q, Liu, W., Liu, L., Li, Y., Cui, P. Numerical Simulation of the Influence of a Deep Foundation Pit Adjacent to a Utility Tunnel: Case Study Practice Periodical on Structural Design and Construction Том 29, Выпуск 31 August 2024 Номер статьи 05024005

DOI: 10.1061/PPSCFX.SCENG-1395

Zhang, Y., Yang, S., Sang, S., ...Hao, Z., Bai,X. (2024) Mechanical characteristics and application of cement-soil wrapped pile support structures for soil-rock combination pit in coastal area. Ocean Engineering, 301, 117491

DOI 10.1016/j.oceaneng.2024.117491

7.Qiao, Y., Xie, F., Bai, Z., Lu, J., Ding, W. (2024) Deformation characteristics of ultra-deep circular shaft in soft soil: A case study. Underground Space (new), 16, p.239–260

DOI:10.1016/j.undsp.2023.09.0064.

Xu, Q., Xie, J., Lu, L., ...Wu, C., Meng, Q. (2024) Numerical and theoretical analysis on soil arching effect of prefabricated piles as deep foundation pit supports. Underground Space (new), 16, p.314–330

DOI 10.1016/j.undsp.2023.09.011

Li, Q., Cheng, F., Zhang, X. (2024|) Numerical Simulation and Deformation Prediction of Deep Pit Based on PSO-BP Neural Network Inversion of Soil Parameters. Sensors , 24(10), 2959

DOI:10.3390/s24102959

Zhang, J., Qiao, G., Feng, T., Zhao, Y., Zhang, C. (2022) Dynamic back analysis of soil deformation during the construction of deep cantilever foundation pits. Scientific Reports, 12 (1), art. no. 13112.

DOI: 10.1038/s41598-022-17513-4

Wang, Y., Pan, X., Xu, H., ...He, L., Zhang, W. (2024) Characteristics analysis for high-rise buildings during top-down construction Journal of Civil Engineering and Management, 30(4), p.326–342 10.3846/jcem.2024.20818

Tan, Y., Wang, D. Characteristics of a largescale deep foundation pit excavated by the central-island technique in shanghai soft clay. II: Top-Down construction of the peripheral rectangular pit. (2013) Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 139 (11), pp.1894-1910.

doi: 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000929

Tan, Y., Wang, D. (2013) Characteristics of a large-scale deep foundation pit excavated by the central-island technique in shanghai soft clay. I:Bottom-up construction of the central cylindricalshaft. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 139 (11), pp. 1875-1893.

doi: 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000928

Винников, Ю., & Акопян, М. (2023). Практика влаштування більш глибокого котловану за рівень підошви фундаментів навколишніх будівель. Основи та Фундаменти /Bases and Foundations, (46), 28–37.

https://doi.org/10.32347/0475-1132.46.2023.28-37

Бондарева, Л., & Хоронжевський, М. (2022). Оцінка впливу процесу влаштування огороджувальних конструкцій котловану на оточуючу забудову. Основи та Фундаменти / Bases and Foundations, (45), 22–32.

https://doi.org/10.32347/0475-1132.45.2022.22-32

Кравчуновська Т. С. Комплексна реконструкція житлової забудови: організаційно-технологічні аспекти : монографія / Т. С. Кравчуновська. – Дніпропетровськ : Наука і освіта, 2010. – 230 с.

Поколенко В. О., Лагутін Г. В., Тугай О. А., Куліков П. М. Новітні інформаційно-аналітичні моделі управління підготовкою будівництва на засадах девелопменту / В. О. Поколенко, Г. В. Лагутін, О. А. Тугай, П. М. Куліков, Н. О. Борисова, Д. О. Приходько, Ю. А.Чуприна, В. А. Скакун // Управління розвитком складних систем : зб. наук. пр. / Київ. нац.ун-т буд-ва і архітектури. – 2010. – Вип. 1. –С. 39-42. –Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Urss_2010_1_9.

Sidney L. Project management in construction /L. Sidney. – 6th Edition. – NеwYork :McGrawHill, 2006. – 402 p.

Кріпак В.Д. Реконструкція будівель з ви-користанням зовнішнього та внутрішньо-го металевих каркасів./ Кріпак В.Д., Дробаха О.К. //Сборник трудов XIII Международной научной конференции Современные достижения в науке и образова-нии. 6-13 сентября 2018г. Нетания, Израиль.- 174-177 с.

Кріпак В.Д. Реконструкція будівель з використанням зовнішнього та внутріш-нього металевого каркасів. /Кріпак В.Д., Дробаха О.К.// II Науково –практична конференція «Будівлі та споруди спеціа-льного призначення: сучасні матеріали та конструкції» (м. Київ, КНУБА, 24-25 травня 2018 р.), С. 93-96.

Кріпак В. Адекватність і взаємовплив конструктивної і розрахункової схеми будівлі. /Кріпак В., Колякова В., Демченко Д. //ІІІ Науково-практична конференція «Будівлі та споруди спеціального призначення: сучасні матеріали та конструкції» (м. Київ, КНУБА, 22-23 квітня 2021 р.) – 156 с. – С. 27-28.

Кріпак, В. & Колякова, В. (2021). Взаємозалежність конструктивних і розрахункових схем будівлі. //Будівельні конструкції. Теорія і практика, 1(8), 17–24.

https://doi.org/10.32347/2522-4182.8.2021.17-24

Кріпак В., Особливості розрахунку і проектування фундаментної системи «З/б плитагрунтова основа-палі»/ Кріпак В., Бакур Хасіб. // Праці Міжнародної юві-лейної конференції з питань надійності будівельних

констр. Полтава, 1997.

Solodei, I., Ruvin, O., Koliakova, V., & Kulikov, O. (2024). Постановка задачі взаємодії споруди і грунтового пластичного середовища в умовах динамічних еволюційних процесів. Strength of Materials and Theory of Structures, (112), 83-92.

https://doi.org/10.32347/2410-2547.2024.112.83-92

Михайловська О.В., Олексієнко О.Б. Закріплення стінок захисних споруд із застосуванням грунтоцементних елементів. Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. – Одеса: ОДАБА, 2019 Вип №75, С. 44 – 55.

DOI: 10.31650/2415-377X-2019-75-44-52

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-06-28

Як цитувати

Кріпак , В., Колякова, В. ., & Шпакова, Г. (2024). Забезпечення стійкості глибоких котлованів висотних споруд. Будівельні конструкції. Теорія і практика, (14), 41–56. https://doi.org/10.32347/2522-4182.14.2024.41-56