Федоров Виктор Сергеевичакадемик; доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Строительные конструкции, здания и сооружения»
127055, ГСП‑4, г. Москва, ул.Образцова, д. 9, стр. 9
Fedorov Viktor SergeevichAcademician; Professor; Head of the Department of Structural Engineering, Buildings and Facilities
9 bldg. 9 Obraztsova Street, GSP‑4, Moscow, 127055
Купчиков Евгений Евгеньевичстроительно-технический эксперт ООО «ИРВИКОН», студент специалитета «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей»
127055, ГСП‑4, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9
Kupchikov Evgeny EvgenyevichConstruction and Technical Expert, IRVIKON LLC; Student of the Specialist Programme “Construction of Railways, Bridges and Transport Tunnels”
9 bldg. 9 Obraztsova Street, Moscow, 127055
Объектом исследования в статье является тепловой режим многолетнемерзлых грунтов в основании здания на свайных фундаментах глубокого заложения с уширениями. Актуальность обусловлена необходимостью повышения несущей способности и долговечности фундаментов в криолитозоне при климатических изменениях; применение уширений позволяет в 2–2,5 раза увеличить несущую способность свай по сравнению с цилиндрическими аналогами. В результате численного моделирования нестационарного температурного поля в программном комплексе Frost.Термо, с учетом работы свайно-ростверковой системы с уширениями, получены пространственно-временные распределения температуры грунтов, оценены силы смерзания и несущая способность свай с уширениями. Установлен эффект уширения как естественного анкера, обеспечивающего дополнительное сопротивление выдергиванию при морозном пучении; несущая способность свай с уширениями к 2039 г. снижается на 19,3% по сравнению с начальной: с 3551 кН до 2865 кН. Уширения в сваях глубокого заложения являются эффективным конструктивным решением для строительства в многолетнемерзлых грунтах; результаты численного моделирования позволяют прогнозировать изменение несущей способности фундаментов во времени и обосновывать необходимость термостабилизации грунтов
The subject of the study is the thermal regime of permafrost soils at the base of a building on deep pile foundations with enlarged bases. The relevance of the study is driven by the need to improve the bearing capacity and durability of foundations in the cryolithic zone under climate change conditions; the use of enlarged bases allows the bearing capacity of piles to be increased by a factor of 2–2.5 compared to cylindrical counterparts. As a result of numerical modelling of a non-stationary temperature field in the Frost. Termo software package, taking into account the performance of the pile-grillage system with enlarged bases, spatial and temporal distributions of soil temperatures were obtained, and the frost bond forces and bearing capacity of piles with enlarged bases were assessed. The effect of the enlarged base acting as a natural anchor providing additional pull-out resistance under frost heave was established; the bearing capacity of piles with enlarged bases decreases by 19.3% by 2039 compared to the initial value: from 3,551 kN to 2,865 kN. Enlarged bases in deep piles are an effective structural solution for construction in permafrost; the results of numerical modelling allow forecasting changes in foundation bearing capacity over time and substantiating the need for soil thermal stabilisation
The authors declare that there are no conflicts of interest present.