Выбор технологии обеспечения эксплуатационной пригодности зданий в зоне подземного строительства

УДК 69.059+699.8 DOI: 10.22227/1997-0935.2020.3.452-461

Выбор технологии обеспечения эксплуатационной пригодности зданий в зоне подземного строительства

Э.И. Алирзаев1, М.Е. Дементьева2

1МОСИНЖПРОЕКТ; г. Москва, Россия; 2 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

(НИУ МГСУ); г. Москва, Россия

АННОТАЦИЯ

Введение. Одна из серьезных проблем при возведении подземных сооружений в условиях плотной городской застройки — возникновение сверхнормативных деформаций фундаментов эксплуатируемых зданий, попадающих в зону влияния подземного строительства. Предмет исследования — расчетное обоснование современной технологии укрепления основания методом компенсационного нагнетания. Актуальность поставленной задачи определяется тем, что выбор наиболее эффективной технологии защиты должен основываться не только на сравнении технологических осадок с предельно допустимыми значениями, но в том числе и на оценке возможности контроля и управления перемещениями фундаментов зданий и сооружений в ходе строительства и последующей эксплуатации. Материалы и методы. На основе данных обследования эксплуатируемого здания, попадающего в зону влияния работ по откопке котлована для строительства монтажно-щитовой камеры объекта метрополитена, методом математического моделирования произведено исследование параметров напряженно-деформированного состояния (НДС) его фундаментов. Задача решалась методом конечных элементов на базе программно-вычислительного комплекса (ПВК) Z_Soil ^18.24.

Результаты. Смоделировано изменение параметров НДС фундаментов при различных технологиях его усиления. Установлено, что минимальное влияние на фундаменты эксплуатируемого здания при возведении котлована получено в методе компенсационного нагнетания. Предложена система критериев для принятия решения по выбору эффективного способа обеспечения пригодности зданий в зоне подземного строительства к эксплуатации. (О (о Выводы. Результаты работы могут быть использованы при обосновании выбора технологии предупреждения

и контроля сверхнормативных деформаций фундаментов. Функция расчета объема нагнетаемого материала в ПВК > (0 Z_Soil может быть применима для определения расхода материалов и обоснования экономической эффективности

о о

(Л

технологического решения.

с и

ш к)

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: геотехника, осадки, категория технического состояния, усиление фундаментов, Z_Soil, эксплуатация зданий

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Алирзаев Э.И, Дементьева М.Е. Выбор технологии обеспечения эксплуатационной при-• годности зданий в зоне подземного строительства // Вестник МГСУ 2020. Т. 15. Вып. 3. С. 452-461. DOI: 10.22227/1997-

Л § 0935.2020.3.452-461

а?

§ < Choice of technologies of ensuring exploitation suitability of buildings

in the underground construction area

w 2 Emil Imran Оglu Alirzaev1, Marina Е. Dement'eva2

1MOSINZHPROEKT; Moscow, Russian Federation; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU);

о

О 2

Й _ Moscow, Russian Federation

S <5 -

о EE n. 13

cd ° ABSTRACT

t- Introduction. One of the serious problems in the construction of underground structures in a dense urban area is the

^ £ occurrence of excess deformations of the foundations of operating buildings that fall into the zone of influence of underground

22 construction. The subject of the study was the calculated justification of the modern technology of compensatory injection.

• • The relevance of the task is determined by the fact that the choice of the most effective protection technology should be based

(j not only on a comparison of technological precipitation with maximum permissible values, but also on the assessment of the

js (5 possibility of monitoring and controlling the movements of the foundations of buildings and structures during construction and

cE subsequent operation. The purpose of the study was to compare various methods of protecting the foundations of existing

S buildings and structures and justify the selection of the most effective of them for further implementation and dissemination

i- £ in the design and construction of urban underground structures.

© Э.И. Алирзаев, М.Е. Дементьева, 2020 Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial

Materials and methods. On the basis of the survey data of the operated building falling into the impact zone of excavation of the pit for the construction of the installation and shield chamber of the subway, the parameters of the stress-strain state of its foundations are studied by mathematical modeling. The problem was solved by the finite element method based on the software and computer complex Z_Soil v.18.24.

Results. Based on the analysis of the results of the examination of the administrative building using the finite element method, a change in the parameters of the stress-strain state of the foundations was modeled with various technologies for strengthening it. In the course of solving the geotechnical problem, it was found that the minimum impact on the foundations of the building during the construction of the pit was obtained in the method of compensatory injection. The system of criteria for making a decision on choosing an effective way to ensure the suitability of buildings in the underground construction zone for operation is substantiated.

Conclusions. The results of this work can be used to justify the choice of technology for prevention and control of excess deformations of foundations. The function for calculating the volume of injected material in the Z_Soil software and computer complex can be used to justify the consumption of materials and the economic efficiency of the technological solution.

KEYWORDS: geotechnics, foundation precipitation, technical condition category, foundation strengthening, Z_Soil, exploitation of building

FOR CITATION: Alirzaev E.I^., Dement'eva Mi. Choice of technologies of ensuring exploitation suitability of buildings in the underground construction area. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2020; 15(3):452-461. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.3.452-461 (rus.).

ВВЕДЕНИЕ

Широкомасштабное освоение подземного пространства за последние десятилетия связано с активным развитием сложных видов геотехнических работ. При этом появляется серьезная научная проблема обеспечения пригодности к эксплуатации зданий, попадающих в зону влияния подземного строительства. Так, возникновение дополнительных перемещений фундаментов таких зданий, превышающих предельно допустимые значения, приводит к необходимости выполнения специальных дорогостоящих и трудоемких работ, снижающих негативное влияние нового строительства [1]. Следовательно, увеличение объемов и масштабов строительства метрополитена, тоннелей коммунального и транспортного назначения, других подземных сооружений в крупных городах, высокий уровень их сложности и ответственности, а также возможные негативные последствия для природной среды и существующей застройки мегаполиса предполагают разработку комплекса специальных защитных мероприятий, реализация которых должна осуществляться не только при новом строительстве, но и при эксплуатации объектов городской инфраструктуры.

Актуальность исследования обоснована необходимостью принятия эффективного проектного решения по защите эксплуатируемых зданий и сооружений от сверхнормативных деформаций. В значительной степени выбор технологии защиты определяется степенью достоверности оценки геотехнических условий, а также результатов обследования технического состояния конструкций эксплуатируемых зданий. Для этого требуется изучить

свойства грунтов, спрогнозировать вероятность изменения состояния грунтового массива, выполнить обследование окружающей застройки. Следующим этапом является математическое моделирование изменения напряженно-деформированного состояния (НДС) грунтов. При этом последующий процесс строительства подземного сооружения должен сопровождаться постоянным контролем планово-высотных перемещений строительных конструкций окружающих его зданий для своевременной реализации мероприятий по обеспечению эксплуатационной надежности.

Исследования отечественных и зарубежных авторов в области геотехники посвящены не только совершенствованию методов возведения подземных сооружений, но и разработке технических решений по контролю и снижению негативного влияния подземного строительства на объекты городской инфраструктуры. В частности, в ряде работ рассматриваются методы мониторинга за деформациями грунтовых массивов и строительных конструкций в процессе подземного строительства [2, 3]. Внимание уделено и вопросам обеспечения безопасности при освоении подземного пространства крупных мегаполисов [4-9]. В связи с развитием компьютерных технологий значительная доля исследований посвящена вопросам применения ВГМ-технологий и численного моделирования при проектировании подземных сооружений [10-13].

Анализ научно-технической литературы показал [14-16], что в отечественной и зарубежной практике используют различные технологии усиления фундаментов эксплуатируемых зданий. Традиционными методами являются укрепление тела фун-

< п

ф е t с

i G Г

сС

У

o со

§ СО

У 1

J со

^ I

n °

S 3 o

zs (

о §

E w § 2

n g

S 6

r 6 t (

S ) it

<D

01

« DO

T

s

s У с о <t t WW

2 2 О О 10 10 О О

о о

сч N

о о

сч N

СО (О

к <и

U 3 > (Л С И

U ю

¡1

<и <и

о £ —

о о

со <т

s «

<л

(Л

о

о

ю со

СП

о

i

СП СП

(Л (Л

¡1 w

О tn Ф Ф СО >

дамента устройством обойм, увеличение площади подошвы фундамента, устройство свай усиления, увеличение глубины заложения с устройством дополнительного фундамента или монолитной плиты и т.д. Их существенная особенность заключается в трудоемкости работ, а также высоких рисках их применения в условиях плотной городской застройки, связанных, например, с вероятностью вскрытия напорных вод, воздействием ударных нагрузок при производстве ремонтных работ и т.д.

Помимо рассмотренных традиционных методов, существуют современные технологические решения защиты эксплуатируемых зданий от влияния строящихся подземных сооружений путем выполнения инъекционных работ [17, 18]. К ним можно отнести методы силикатизации и цементации грунтов, закрепления грунтов материалами типа «Микро-дур», струйной технологии Jet, отсечной стены или устройства геотехнического экрана. Определяющим фактором при выборе того или иного метода служат инженерно-геологические условия площадки строительства и зоны ее действия на эксплуатируемые объекты городской застройки. С этой точки зрения наиболее универсальный среди рассматриваемых методов — метод отсечной стены. Вместе с тем основной его особенностью, ограничивающей применимость, является вероятность появления технологических осадок, которые могут привести к дополнительным перемещениям фундаментов зданий прилегающей застройки еще до начала проведения основных строительных работ, при этом мониторинг деформаций строительных конструкций эксплуатируемых зданий в ходе нового строительства и при дальнейшей эксплуатации зачастую не предполагается.

Рассмотренные методы постоянно совершенствуются. Появляются новые технологии, в частности, к ним можно отнести метод компенсационного нагнетания, важным преимуществом которого является возможность прогнозирования и компенсации с высокой степенью достоверности процессов развития возможных деформаций как на этапе строительства подземного сооружения, так и на стадии эксплуатации окружающей застройки [19]. За счет использования растворов высокой проникающей способности и контролируемой кинетики затвердевания, а также специфики технологии производства работ обеспечивается управляемый процесс предупреждения деформаций эксплуатируемого здания, основанный на эффекте домкрата, расположенного под всей площадью здания [20-26].

По данным Тоннельной ассоциации России, в ближайшие три года в Москве ожидается строительство не менее 50 подземных сооружений, в том числе метрополитенов, транспортно-пересадочных

узлов, автодорожных и городских тоннелей, коллекторов и т. п., где целесообразно применять данную технологию. Кроме того, при возведении и последующей эксплуатации высотных зданий, мостов, башен, градирен и других аналогичных объектов технология компенсационного нагнетания также может быть весьма востребована. При этом возможная ежегодная экономия прямых затрат, необходимых для защиты зданий и сооружений от сверхнормативных деформаций, может составить до 2 млрд руб. с одновременным сокращением сроков производства не менее чем на 15 % за счет исключения избыточных объемов работ, характерных для традиционных и альтернативных технологий. В случае необходимости устранения проявившихся осадочных деформаций технология компенсационного нагнетания является фактически безальтернативным решением, экономический эффект от применения которого соизмерим с затратами на демонтаж и новое строительство зданий и сооружений.

Результативность рассматриваемой технологии во многом зависит от правильного назначения места расположения и размеров зоны нагнетания, состава укрепляющих растворов, технологии и режима нагнетания, строго соответствующих конкретным условиям строительства, что подтверждает необходимость расчетного обоснования метода компенсационного нагнетания для обеспечения эксплуатационной пригодности зданий в зоне строительства подземного сооружения и определяет цель данной работы. Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи.

1. Разработать конечно-элементную модель и рассчитать НДС фундамента здания, попадающего в зону влияния строительства станционного комплекса при различных вариантах моделирования защитных мероприятий.

2. Выполнить сравнительный анализ полученных результатов осадок фундамента при разных методах защиты.

3. Выбрать технологию с наиболее управляемым процессом предупреждения дополнительных деформаций здания, попадающего в зону влияния нового строительства.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объект исследования — современные технологические решения по предотвращению сверхнормативных дополнительных деформаций фундаментов эксплуатируемых зданий, подпадающих в зону влияния подземного строительства. Предмет исследования — принципы расчетного обоснования выбора эффективного технологического решения, в том числе с использованиемметода конечных элементов

(МКЭ). Для решения поставленных задач была применена следующая последовательность выполнения исследования.

1. Оценка предварительной зоны влияния нового строительства на существующие здания.

2. Определение категории технического состояния зданий, попадающих в зону строительства.

3. Разработка системы критериев для принятия решения по выбору эффективной технологии защиты.

4. Определение максимально допустимых значений дополнительных перемещений с учетом технического состояния зданий.

5. Моделирование задачи в плоской постановке МКЭ на базе программно-вычислительного комплекса (ПВК) Z_Soil ^18.24 без учета проведения защитных мероприятий.

6. Анализ и сравнение полученных результатов с предельно допустимыми значениями.

7. Повторное моделирование задачи с учетом выполнения защитных мероприятий.

8. Анализ и сравнение полученных результатов с предельно допустимыми значениями.

9. Моделирование задачи в пространственной постановке для увеличения точности полученных результатов.

10. Окончательный выбор оптимального решения рассматриваемой проблемной ситуации на основе разработанной системы критериев.

Современными методами, применяемыми для обоснования инженерных решений при проектировании и строительстве сооружений, оценки взаимовлияния строящихся и существующих зданий и сооружений в условиях городской застройки, являются численные методы решения систем дифференциальных уравнений эллиптического либо гиперболического типа, описывающих уравнения равновесия. В работе рассматривается возможность применения указанных методов для получения модели НДС фундамента здания, находящегося в зоне ведения работ нового строительства. В рассматриваемом случае решается задача статики, которая описывается системой дифференциальных уравнений эллиптического типа. Для численного решения этой системы был применен МКЭ, использование которого позволяет моделировать сложные процессы взаимодействия сооружений с грунтовыми массивами. Инструментом для реализации возможностей МКЭ в конкретных приложениях является компьютерная программа Z_Soil или, в зависимости от используемой терминологии, пакет программ.

В ходе решения данной геотехнической задачи были рассмотрены следующие варианты инъекционных работ [26]:

1) метод отсечной стены в вертикальном исполнении (вертикальный геотехнический барьер);

2) метод компенсационного нагнетания в вертикальном и наклонном исполнении с параллельной разработкой котлована.

Одним из факторов, определяющих выбор эффективной технологии защиты, является управление эксплуатационной пригодностью здания, основанное на поддержании допустимой категории технического состояния [28, 29] как на этапе строительства подземного сооружения, так и в процессе последующей эксплуатации. Поэтому в работе была предложена система критериев для принятия управленческого решения по выбору эффективной технологии защиты.

1. Критерий Х1 характеризует степень влияния технологии защиты на техническое состояние объекта, расположенного в зоне строительства подземного сооружения.

2. Критерий Х2 характеризует степень управления величиной дополнительных деформаций фундамента объекта, расположенного в зоне строительства подземного сооружения.

Основываясь на анализе нормативных требований к техническому состоянию зданий и сооружений для первого критерия Х1, предложена бинарная шкала оценивания: 0 — несоответствие нормативным требованиям; 1 — соответствие нормативным требованиям. Присвоение балла выполняется исходя из условия:

х=|и/, ^,

где ^

— величина фактической дополнительной осадки фундамента эксплуатируемого здания, мм;

— предельно допустимое значение дополнительной осадки фундамента эксплуатируемого здания, мм.

Для второго критерия Х2 предложена качественная шкала оценивания, разработанная на основе метода экспертной оценки, с базовой интерпретацией балльных значений: 1 — управляемый метод; 2 — частично управляемый метод; 3 — неуправляемый метод. Возможность управления процессом предупреждения деформаций оценивается на основе математического моделирования путем технической возможности увеличения объемов конечных элементов в зоне расположения инъектора при заданном объеме нагнетания раствора. Для этого выбранным конечным элементам присваивается функция нагрузки и коэффициент начальной деформации, фиксирующий их увеличение на заданный объем [1]. При этом расчетный объем нагнетания раствора может быть определен по формуле:

< п

е ¡я с

о Г сС

У

О СО § СО

У 1

о со

^ I § °

О

=! (

О?

о §

Е м § 2 § 0

2 6 > 6 £ (

ф ) Г;

ф

(Л

К = У0 ((Лес,, +1)3 -1),

ш а

г

<л п (Я у с о

ГГ

им

О О 10 10 О О

где У0 — начальный объем конечных элементов, м3; Лео,,- — коэффициент начальной деформации при заданном шаге расчета.

В результате задача сводится к последовательному принятию решения: сначала по показателю Х1, исключая заведомо недопустимые решения, затем по показателю Х2, характеризующему возможность управления эксплуатационной пригодностью здания.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводились на примере многоэтажного здания гражданского назначения (здание МГТС) с железобетонным каркасом, расположенного в ЮВАО г. Москвы, попадающего в зону влияния работ по возведению станционного комплекса

«Стахановская улица» (рис. 1). Выполненное обследование показало, что, согласно ГОСТ 31937-2011, здание находится в работоспособном техническом состоянии и в соответствии со СП 22.13330.2011 предельные дополнительные деформации не должны превышать 30 мм.

Для решения поставленной первой задачи, сформулированной в статье, была разработана конечно-элементная модель (рис. 2). В качестве анализируемых данных рассмотрены дополнительные вертикальные перемещения фундаментов эксплуатируемого здания в процессе разработки котлована для сооружения монтажно-щитовой камеры.

Далее в процессе моделирования построены изополя вертикальных перемещений фундамента

о о

N N О О СЧ СЧ

coco к (V и з

> (Л

с и он in

«J

ф <u

о ё

о о со

со

о со СЧ

Котлован для монтажно-щитовой

камеры / Foundation pit for the shield chamber

а b c

Рис. 1. Здание, расположенное в зоне влияния котлована для сооружения монтажно-щитовой камеры станционного комплекса «Стахановская улица»: а — схема расположения здания; b — трещина на стыке стены и перегородки раскрытием до 1 мм; с — трещины в цоколе раскрытием до 3 мм

Fig. 1. A building located in the area of influence of the pit for the construction of the mounting and shield chamber of the Stakhanovskaya Street station complex: a — layout of the building; b — crack at the junction of the wall and the partition opening up to 1 mm; c — cracks in the base opening up to 3 mm

со

CO

w (9

CO CO

£= О

CL ° • с Ю О

s «

о EE a> ^

S Рис. 2. Модель эксплуатируемого здания МГТС и котлована для сооружения монтажно-щитовой камеры в ПВК Z_Soil * с

¡3 ^ Fig. 2. The model of the operated MGTS building and the foundation pit for the construction of the mounting-shield chamber

Ijq ^ in thesoftware package Z_Soil

c d

Рис. 3. Изополя вертикальных перемещений фундамента здания: а — без проведения мероприятий по усилению; b — при моделировании усиления методом отсечной стены; с — при моделировании усиления методом компенсационного нагнетания в вертикальном исполнении; d — при моделировании усиления методом компенсационного нагнетания в наклонном исполнении

Fig. 3. Isopole of vertical movements of the foundation of the building: a — without taking measures to strengthen; b — when modeling gain by the cut-off wall method; c — when modeling amplification by the method of compensatory injection in vertical design; d — when modeling gain by the method of compensatory discharge in an inclined design

рассматриваемого здания и определены его расчетные осадки (рис. 3, табл. 1).

Результатом моделирования стало решение второй задачи, поставленной в статье. На основании сравнительного анализа результатов серии предварительных расчетов в плоской постановке минимальное влияние на фундаменты здания получено при методе компенсационного нагнетания в наклонном исполнении.

Далее для увеличения точности полученных результатов было произведено моделирование задачи в пространственной постановке на момент окончания строительства монтажно-щитовой камеры (рис. 4).

Результаты расчета показали, что на момент окончания подземного строительства расчетные осадки фундамента эксплуатируемого здания составят 21,6 мм, т.е. не превысят допустимого значения на 28 %, следовательно, будет обеспечено работоспособное состояние здания.

В заключение представлены результаты ранжирования инъекционных технологий защиты на основе представленной в работе системы критериев принятия решения (табл. 2).

Табл. 1. Результаты численного моделирования значений дополнительных перемещений фундамента эксплуатируемого здания в ПВК Z_Soil

Table 1. The results of numerical simulation of the values of additional displacements of the foundation of the operated building in the software package Z_Soil

Вариант моделирования / Simulation option Расчетные осадки sf, мм / Settlement precipitation sf, mm

Без мероприятий по усилению / No reinforcement measures 39,7

Метод отсечной стены / Shut-off wall method 32,3

Метод компенсационного нагнетания в вертикальном исполнении / Vertical compensatory discharge method 19,9

Метод компенсационного нагнетания в вертикальном исполнении / Vertical compensatory discharge method 15,3

< DO

<d е t о

i G Г

сС

У

o n

l S y 1

J to

El I

n

s 3 o

=s ( n

)

СЛ

It —

E CO о CO

§ 2

CO

о

r 66 о

о

0)

о

S ) ¡1

<D

(Л

№ DO ¡

s у

с о ¡¡

WW 22 о о 10 10 о о

Фундамент / Foundation

Наклонный компенсационный экран / Inclined compensation screen

_________Существующее здание /

Existing building

Манжетная колонна / ' * Cuff column

I Котлован / X Foundation pit

rt

Фундамент существующего здания / Foundation of an existing building

Вертикальное перемещение фундамента / Vertical displacement of the foundation

111.20 .1000

Котлован для монтажно-щитовой камеры / Foundation pir for a shield chamber

b

Рис. 4. Моделирование задачи в пространственной постановке: а — схема расположения наклонного компенсационного экрана; b — расчетная схема в ПВК Z_Soil 3D; с — моделирование вертикальных перемещений столбчатых фундаментов эксплуатируемого здания

Fig. 4. Modeling the problem in a spatial setting: a — layout of the inclined compensation screen; b — design scheme in the software package Z_Soil 3D; c — modeling of vertical movements of columnar foundations of an operated building

Табл. 2. Экспертная оценка приоритетности при выборе технологии защиты от сверхнормативных деформаций Table 2. Expert assessment of priority when choosing technology for protection against excess deformations

Технология усиления / Gain technology Отклонение расчетных осадок от предельно допустимого значения, % / Deviation of calculated precipitation from the maximum permissible value, % sf — Sreg --100 % sreg Категория технического состояния здания в зоне подземного строительства / Category of the technical condition of the building in the underground construction zone Результат принятия решения / Decision Result

Метод отсечной стены / Shut-off wall method +7,6 Аварийная / Emergency 0 3

Метод компенсационного нагнетания в вертикальном исполнении / Vertical compensatory discharge method -33,7 Работоспособная / Workable 1 1 Метод компенса-

Метод компенсационного нагнетания в вертикальном исполнении / Vertical compensatory discharge method -49,0 Работоспособная / Workable 1 1 ционного нагнетания в вертикальном исполнении / Vertical

Метод компенсационного нагнетания в вертикальном исполнении при моделировании задачи в пространственной постановке / Compensatory injection method in vertical execution when modeling a task in a spatial setting -28,0 Работоспособная/ Workable 1 1 compensatory discharge method

О о

N N

О О

СЧ СЧ

гТ м

х а " 3

> м с и 2

ta un

. г

л а

П

ф ф

О ё

о

о

о _

s -™ §

со "

ю Е —

<Л с

Ç= о CL

с

ю о

S «

о Е

fe ° СП ^

V-

£

w S ю °

ÏS

и Irt

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ

В проведенном исследовании выполнен анализ существующих и наиболее распространенных современных технологий, обеспечивающих безопасность зданий, подпадающих в зону влияния строительства подземных сооружений. Определено, что одним из перспективных направлений развития технологий защиты зданий и сооружений при освоении подземного пространства в Москве и других

мегаполисах страны является применение компенсационного нагнетания в грунты основания.

В работе методом математического моделирования для действующего административного здания, попадающего в зону влияния работ по возведению станционного комплекса «Стахановская улица», проведено исследование НДС грунтового массива при строительных работах. Установлено, что расчетные осадки здания при устройстве отсечной стены превысили предельно допустимое зна-

a

c

чение, при методе компенсационного нагнетания в среднем составили 60 % от предельного значения.

Следовательно, полученные данные свидетельствуют о том, что технология компенсационного нагнетания за счет возможности корректировки объемов конечных элементов в зоне инъектирования является управляемой с точки зрения возможности

влияния на процесс деформации грунтового массива. При этом применение датчиков гидростатического нивелирования позволяет обеспечить постоянный режим мониторинга и тем самым гарантировать эксплуатационную пригодность действующего здания в течение всего периода строительства монтажно-щитовой камеры.

ЛИТЕРАТУРА

1. Харченко И.Я., Зерцалов М.Г., Симутин А.Н., Харченко А.И. Расчетно-технологические основы управления напряженно-деформируемым состоянием грунта при компенсационном нагнетании // Метро и тоннели. 2015. № 5. С. 20-23.

2. Yin Z.Z. Application of hydrostatic leveling system in metro monitoring for construction deep excavation above shield tunnel // Applied Mechanics and Materials. 2013. Vol. 333-335. Pp. 1509-1513. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.333-335.1509

3. Shen X., Lu M, Mao S., Wu X. Integrated approach to machine guidance and operations monitoring in tunnel construction // The 31st International Symposium on Automation and Robotics in Construction and Mining

4. Дремов В.И., Мазеин С.В., Прудников А.Д., Акутин Д.В. Мероприятия промышленной безопасности при проектировании строительства московского метрополитена // Метро и тоннели. 2016. № 5. С. 31-38.

5. Дементьева М.Е., Уткин Р.М. Обзор особенностей эксплуатации подземных сооружений в условиях Крайнего Севера // Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании : сб. мат. Междунар. науч. конф. Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2017. С. 814-817.

6. Гарбер В.А. Нештатные ситуации при строительстве и эксплуатации Московского метрополитена за последние 40 лет // Метро и тоннели. 2014. № 3. С. 34-35.

7. Корнилков M.B., Половов Б.Д., Кряжевс-ких А.Н., Кузьмин Н.Г. Объемно-планировочные и конструктивно-технологические решения по строительству и эксплуатации линий Екатеринбургского и Челябинского метрополитенов // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2014. № 6. С. 70-78.

8. Алпатов С.Н. Развитие метрополитена открывает перспективы комплексного освоения подземного пространства // Метро и тоннели. 2014. № 4. С. 16-17.

9. Дементьева М.Е., Минин К.Е. Анализ эксплуатационной пригодности плиты покрытия блока

станции метрополитена // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2018. № 7. С. 42-52. DOI: 10.12737/ article_5b4f02b82615c0.05783178

10. Daller J., Zibert M, Exinger C., Lah M. Implementation of BIM in the tunnel design — Engineering consultant's aspect // Geomechanics and Tunnelling. 2016. Vol. 9. Issue 6. Pp. 674-683. DOI: 10.1002/ geot.201600054

11. Schweiger H.F., Falk E. Reduction of settlements by compensation grouting Numerical studies and experience from Lisbon underground // Tunnels and Metropolises. Balkema, Rotterdam, 1998. P. 1047-1052. < n

12. Knitsch H. Visualization of relevant data for t с compensation grouting // Tunnel. 2008. No. 3. P. 38-45. i i

13. Мареева О.В., Кловский А.В. Оценка эф- ^ к фективности способов усиления железобетонных q Г колонн при реконструкции // Природообустройство. U О 2017. № 2. С. 33-41. •

14. Полищук А.И., Петухов А.А. Способы уси- о w ления фундаментов и строительных конструкций l < цокольной части реконструируемых, восстанавли- o § ваемых зданий // Вестник Пермского национального о 0 исследовательского политехнического университе- < 3 та. Строительство и архитектура. 2018. Т. 9. № 1. < PP С. 42-51. DOI: 10.15593/2224-9826/2018.1.04 0 |

15. GruzinA.V., Gruzin V.V. Method of the cast- Г I

in-place friction pile well walls local soil compaction //

Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 1050. 0 2

P. 012031. DOI: 10.1088/1742-6596/1050/1/012031 0 0

d —

16. Paul A., Ponomaryov A. The bearing behavior < 6 of geogrid reinforced, crushed stone columns in Sg comparison to nonreinforced concrete pile foundations // CC о Proceedings of the Eurogeo 3. 2004. Vol. II. P. 285-289. r |

17. Гладков И.Л,Жемчугов А.А., Малинин Д.А. §2 Технология струйной цементации грунтов в услови- 0 н ях плотной городской застройки // Жилищное стро- с | ительство. 2013. № 9. С. 6-9. e 1

(Л

18. Софьин Р.И., Шенкман Р.И. Технология

. Я

усиления фундаментов реконструируемых зданий г

инъекционными сваями // Master's Journal. 2017. s у

№ 2. С. 74-84. §

19. Харченко И.Я., Меркин В.Е, Симутин А.Н., ,w..w Зерцалов М.Г. Применение технологии компенсаци- 0 0 онного нагнетания для защиты зданий и сооружений 0 0

о о

сч N

о о

сч сч

cífi X (V и з

> (Л С И

m in

i]

<u <и

о ё —

о о

со <т 8 «

от от

о О

ю со

СП

о

I

СП СП

от от

¡1 w

iï iE 3s

ü tn Ф Ф СО >

при строительстве тоннелей // Транспортное строительство. 2015. № 1. С. 6-9.

20. Жан-Луи Валет. Компенсационное нагнетание: технология в реальном времени // Метро и тоннели. 2002. № 4. С. 16-19.

21. Кравченко В.В. Исследование укрепления грунтового массива при строительстве тоннелей закрытым способом методом компенсационного нагнетания // Исследования автодорожных и городских мостов и тоннелей: сб. науч. тр. М. : МАДИ (ГТУ), 2009. С. 20-28.

22. Маковский Л.В., Кравченко В.В. Применение компенсационного нагнетания при строительстве подземных сооружений в сложных градостроительных условиях // Транспортное тоннелестроение. Современный опыт и перспективные разработки : сб. науч.тр. / под ред. В.Е. Меркина. М. : цниис, 2008. С. 112-120.

23. Маковский Л.В, Кравченко В.В. Определение параметров компенсационного нагнетания при строительстве тоннелей в сложных градостроительных условиях // Проектирование автомобильных дорог : сб. науч. тр. М. : МАДИ (ГТУ), 2009. С. 119-124.

24. BezuijenA., van TolF. Compensation grouting in sand, fractures and compaction // Proceedings of the 14th European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Rotterdam, 2007. Pp. 1257-1262.

Поступила в редакцию 14 января 2020 г. Принята в доработанном виде 6 февраля 2020 г. Одобрена для публикации 27 февраля 2020 г.

Об авторах: Эмиль Имран Оглы Алирзаев — инженер; Мосинжпроект; 101100, г. Москва, Сверчков пер., д. 4/1; emil-alirzaev@yandex.ru;

Марина Евгеньевна Дементьева — кандидат технических наук, доцент кафедры жилищно-коммунального комплекса; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; SPIN-код: 2467-3290, Scopus: 57194452801, ResearcherlD: Q-3399-2017, ORCID: 0000-0002-1469-7297; DementevaME@gic.mgsu.ru.

25. Зерцалов М.Г., Симутин А.Н., Александров А.В. Технология компенсационного нагнетания для защиты зданий и сооружений // Вестник МГСУ. 2015. № 6. С. 32-40. DOI: 10.22227/19970935.2015.6.32-40

26. Алирзаев Э.И, Иванова А.И. Выбор защитных мероприятий для предотвращения сверхнормативных осадок здания при строительстве станционного комплекса «Стахановская улица» // Дни студенческой науки : сб. НИУМГСУ, 2018. С. 1208-1210.

27. Bellendir E.N., Aleksandrov A.V., Zertsa-lovM.G, Simutin A.N. Building and Structure Protection and Leveling Using Compensation Grouting Technology // Power Technology and Engineering. 2016. Vol. 50. Issue 2. Pp. 142-146. DOI: 10.1007/s10749-016-0674-y

28. СоколовН.С. Алгоритм выбора геотехнических технологий для целей усиления слабых оснований // Жилищное строительство. 2019. № 8. С. 50. DOI: 10.31659/0044-4472-2019-8-50-54

29. Dement'eva М.Е. Algorithm for determining the suitability for exploitation of structures of buildings // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 463. P. 032022. DOI: 10.1088/1757-899X/463/3/032022

REFERENCES

1. Kharchenko I., Zertsalov M., Simutin A., Harchenko A. Basic calculation and technology of control of strain-stress soil conditions by compensation grouting. Metro and tunnels. 2015; 5:20-23. (rus.).

2. Yin Z.Z. Application of hydrostatic leveling system in metro monitoring for construction deep excavation above shield tunnel. Applied Mechanics and Materials. 2013; 333-335:1509-1513. DOI: 10.4028/ www.scientific.net/AMM.333-335.1509

3. Shen X., Lu M., Mao S., Wu X. Integrated approach to machine guidance and operations monitoring in tunnel construction. The 31st International Symposium on Automation and Robotics in Construction and Mining (ISARC). 2014; 103-109. DOI: 10.22260/ isarc2014/0014 URL: http://www.iaarc.org/publica-

tions/fulltext/isarc2014_submission_78.pdf

4. Dremov V.I., Mazein S.V., Prudnikov A.D., Aku-tin D.V. Projected industrial safety activities in the Moscow subway construction. Metro and tunnels. 2016; 5:31-38. (rus.).

5. Dement'eva M.E., Utkin R.M. Features of exploitation of underground facilities in the far north. International scientific seminar on modern construction technologies and materials: сollection of materials of the international scientific conference. 2017:814-817. (rus.).

6. Garber V.A. Abnormal situations during the construction and operation of the Moscow Metro over the past 40 years. Metro and tunnels. 2014; 3:34-35. (rus.).

7. Kornilkov M.V., Polovov B.D., Kriazhevskikh A.N., Kuzmin N.G. Analysis of space-planning and design and

technological solutions for construction and operation of Yekaterinburg and Chelyabinsk metro. News of the Higher Institutions. Mining Journal. 2014; 6:70-78. (rus.).

8. Alpatov S.N. The development of the subway opens up the prospects for integrated development of the underground space. Metro and tunnels. 2014; 4:16-17. (rus.).

9. Dement'eva M.E., Minin K.E. Analysis of overlap subway station suitability exploitation. Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2018; 7:42-52. DOI: 10.12737/article_5b4f02b82615c0.05783178 (rus.).

10. Daller J., Zibert M., Exinger C., Lah M. Implementation of BIM in the tunnel design — Engineering consultant's aspect. Geomechanics and Tunnelling. 2016; 9(6):674-683. DOI: 10.1002/geot.201600054

11. Schweiger H.F., Falk E. Reduction of settlements by compensation grouting Numerical studies and experience from Lisbon underground. Tunnels and Metropolises. Balkema, Rotterdam, 1998; 1047-1052.

12. Knitsch H. Visualization of relevant data for compensation grouting. Tunnel. 2008; 3:38-45.

13. Mareeva O.V., Klovskiy A.V. Assessment of the efficiency of strengthening of reinforced concrete columns during reconstruction. Prirodoobustrojstvo. 2017; 2: 33-41. (rus.).

14. Polishchuk A.I., Petukhov A.A. Methods of strengthening foundations and basement constructions of reconstructed buildings. Bulletin of PNRPU. Construction and Architecture. 2018; 9(1):42-51. DOI: 10.15593/2224-9826/2018.1.04 (rus.).

15. Gruzin A.V., Gruzin V.V. Method of the cast-in-place friction pile well walls local soil compaction. Journal of Physics: Conference Series. 2018; 1050:012031. DOI: 10.1088/1742-6596/1050/1/012031

16. Paul A., Ponomaryov A. The bearing behavior of geogrid reinforced, crushed stone columns in comparison to nonreinforced concrete pile foundations. Proceedings of the Eurogeo 3. Munich, 2004; II:285-289.

17. Gladkov I.L., Zhemchugov A.A., Malinin D.A. Technology of jet cementation of soils in dense urban areas. Housing construction. 2013; 9:6-9. (rus.).

18. Sofin R.I., Schenkman R.I. Technology of strengthening the foundations of reconstructive buildings by injection piles. Master's Journal. 2017; 2:74-84. (rus.).

19. Kharchenko I.Ya., Merkin V.E., Simutin A.N., Zertsalov M.G. Application of compensation grouting technology for protection of buildings and constructions during tunneling. Transport construction. 2015; 1:6-9. (rus).

20. Zhan-Lui Valet. Compensatory injection: realtime technology. Metro and tunnels. 2002;4:16-19. (rus.).

21. Kravchenko V.V. Study of strengthening the soil mass during the construction of tunnels in a closed way by the method of compensatory injection. Research of road and city bridges and tunnels: a collection of scientific works. Moscow, MADI (GTU), 2009; 20-28. (rus.).

22. Makovsky L.V., Kravchenko V.V. The use of compensatory injection in the construction of underground structures in difficult urban conditions. Transport tunneling. Modern experience and promising developments: collection of scientific papers. Moscow. TsNIIS. 2008; 112-120. (rus.).

23. Makovsky L.V., Kravchenko V.V. Determination of compensation injection parameters during the construction of tunnels in difficult urban conditions. Road design: a collection of scientific works. Moscow, MADI (GTU), 2009; 119-124. (rus.).

24. Bezuijen A., van Tol F. Compensation grouting in sand, fractures and compaction. Proceedings of the 14th European Conference on Soil Mechanics and Geotechni-cal Engineering. Rotterdam, 2007; 1257-1262.

25. Zertsalov M.G., Simutin A.N., Aleksan-drov A.V. Application of compensation grouting technology for protection of buildings and structures. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2015; 6:32-40. DOI: 10.22227/1997-0935.2015.6.32-40. (rus.).

26. Alirzaev E.I., Ivanova A.I. The choice of protective measures to prevent excessive precipitation of the building during the construction of the station complex "Stakhanovskaya street". Days of student science: collection. NIU MGSU, 2018; 1208-1210. (rus.).

27. Bellendir E.N., Aleksandrov A.V., Zertsalov M.G. et al. Building and Structure Protection and Leveling Using Compensation Grouting Technology. Power Technology and Engineering. 2016; 50:142-146. DOI: 10.1007/s10749-016-0674-y

28. Sokolov N.S. Algorithm for Selection of Geo-technical Technologies for Strengthening of Weak Bases. Housing Construction. 2019; 8:50. DOI:10.31659/0044-4472-2019-8-50-54 (rus.).

29. Dement'eva M.E. Algorithm for Determining the Suitability for Exploitation of Structures of Buildings. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018; 463:032022. DOI: 10.1088/1757-899X/463/3/032022

Received October 14, 2020.

Adopted in a revised form on February 6, 2020.

Approved for publication February 27, 2020.

Bionotbs: Emil Imran Оglu Alirzaev — engineer; Mosinzhproekt; 4/1 Sverchkov st., Moscow, 101100, Russian Federation; emil-alirzaev@yandex.ru;

Marina E. Dement'evа — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Housing and Communal Services; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; SPIN-code: 2467-3290, Scopus: 57194452801, ResearcherlD: Q-3399-2017, ORCID: 0000-0002-1469-7297; DementevaME@gic.mgsu.ru.

< DO

<d е t с

Î.Ï

G Г сС

У

0 с/з § с/з

1 z y 1

J CD

^ I

n °

S 3 o

=s (

о §

E w

§ 2

n g

S 6

A CD

Г œ t (

SS ) ii

<D

01

« DO  £

s

s У с о <D Ж WW

M 2 О О 10 10 О О