Спасибо! Форма отправлена
Обратный звонок
с 9:00 до 19:00 без выходных
Заказать звонок
Диагностика состояния устойчивости при обследовании свайных фундаментов
- Diagnostics of the stability state when examining pile foundations
Одна из актуальных проблем диагностики устойчивости свай связана именно с появлением потери устойчивости свай.
- One of the urgent problems in diagnosing pile stability is associated precisely with the appearance of loss of pile stability.
Потеря устойчивости может возникать вследствие размыва грунта, сезонных изменений, вызванных пучением грунта при замерзании и проседанием при оттаивании и т.д.
- Loss of stability can occur due to soil erosion, seasonal changes caused by soil heaving during freezing and subsidence during thawing, etc.
Для исследования собственных колебаний свай зданий применяются импульсный метод, вибродиагностика а также микросейсмический метод, основанный на выделении стоячих волн из сейсмоакустических шумов. В примере рассмотрен именно этот метод.
- To study the natural vibrations of piles of buildings, the pulse method, vibration diagnostics as well as the microseismic method based on the separation of standing waves from seismoacoustic noise are used. This particular method is considered in the example.
Суть метода сводится к накоплению большого числа амплитудных спектров шумовых записей, в результате чего на усредненных (или накопленных) спектрах появляются последовательности пиков, соответствующие семействам стоячих волн разных типов.
The essence of the method comes down to accumulating a large number of amplitude spectra of noise records, as a result of which sequences of peaks corresponding to standing waves modes of different types appear on the averaged (or accumulated) spectra.
На рисунке 1 приведены результаты амплитудных спектров, полученных с горизонтальных геофонов.
- Figure 1 shows the results of the amplitude spectra obtained from horizontal geophones.
Амплитудные спектры получились несколько иного характера, для свай потерявших устойчивость наблюдаются квазирегулярные пики, которые, как будет показано ниже, соответствуют именно изгибным стоячим волнам (рис 1а).
- The amplitude spectra turned out to be of a slightly different nature; for piles that have lost stability, quasi-regular peaks are observed, which, as will be shown below, correspond precisely to flexural standing waves (Fig. 1a).
А для остальных свай не наблюдаются резкие пики, что говорит о том, что сдвиговой компоненты у них нет и не требуют дальнейшего рассмотрения (рис.1б).- For the rest of the piles, sharp peaks are not observed, which indicates that they have no shear component and do not require further consideration (Fig. 1b).
Рис. 1. Амплитудные спектры стоячих волн в сваях не устойчивых (а) и устойчивых (б) Горизонтальная составляющая
.Fig. 1. Amplitude spectra of standing waves in piles of unstable (a) and stable (b) Horizontal component.
На рисунке 2 показана схема расположения свай.
- Figure 2 shows the layout of the piles.
Рис. 2. Схема расположения свай. Красным цветом показаны сваи, потерявшие устойчивость, зеленым устойчивые. При совместной визуализации амплитудных распределений и свай (устойчивых, не устойчивых), наглядно видно, что зоны повышенных амплитудных колебаний распределились по краям устойчивых скважин, во многих из этих зон наглядно наблюдаются трещины в самом здании.
На рис. 3 показано пространственное распределение амплитуд собственных
колебаний здания мода Y 5.12 Гц и свай (устойчивых и не устойчивых).
Рис. 3. Пространственное распределение амплитуд собственных колебаний здания мода Y 5.12 Гц и свай (устойчивых и неустойчивых).
- Fig. 2. The layout of the piles. Piles that have lost stability are shown in red, stable ones in green. With the joint visualization of amplitude distributions and piles (stable, not stable), it is clearly visible that zones of increased amplitude fluctuations that are distributed along the edges of stable holes are clearly observed in different zones cracks of the building. Figure 3 shows the spatial distribution of the amplitudes of the natural oscillations of the building of the 5.12 GHz mode Y and piles (stable and unstable).
При проведении обследования свайных конструкций микросейсмическим мониторингом объекта изучено состояние 133 сваи. Для каждых их этих свай был определен характер их закрепления (с опорой и без опоры на скальную массу, а так же с опорой на лед).
- During the inspection of pile structures of the study object by microseismic monitoring, the condition of 133 piles were studied. For each of these piles, the nature of their fastening was determined (with and without support on a rock mass, as well as with support on ice).
Из рассматриваемых свай 51 потеряли устойчивость (произошло разуплотнение свай с грунтом, находятся в висячем положении, нет опоры на основание).
- Of the considered piles, 51 lost their stability (there was a decompaction of the piles with soil, they are in a hanging position, there is no support on the base).
Определены длины свай для 117 свай из 133 с погрешностью 2-3%, на 16 сваях не удалось определить длину свай (из-за хорошего контакта их с грунтом, волна не отражается от нижней границы сваи).
- Pile lengths were determined for 117 piles out of 133 with an error of 2-3%, on 16 piles it was not possible to determine the length of the piles (due to their good contact with the ground, the wave does not reflect from the lower boundary of the pile).
Исследование показало, что все сваи, потерявшие устойчивость, находятся под зданием в середине, ближе к левому краю согласно плана.- The study showed that all the piles that have lost their stability are located under the building in the middle, closer to the left edge according to the plan.
Полученные экспериментальные результаты показали, что метод стоячих волн может с успехом применяться для обнаружения потери устойчивости свай в разных условиях состояния грунта, в том числе в вечной мерзлоте на Крайнем Севере.
- The experimental results obtained have shown that the standing wave method can be successfully applied to detect the loss of stability of piles in different conditions of the state of the soil, including in permafrost in the Far North.
Стоячие волны выделяются из шумового поля с помощью накопления большого числа амплитудных спектров шумовых сигналов. Получены длины свай по вертикали. Определены типы закрепления свай в основании.- Standing waves are isolated from the noise field by accumulating a large number of amplitude spectra of noise signals. The vertical lengths of the piles and the types of pile fastenings at the base were determined.
На качественном уровне это распределение согласуется с результатами проведенного компьютерного моделирования методом конечных элементов. Тот факт, что под воздействием акустического шума на некоторых сваях по горизонтали образуются изгибные стоячие волны, которые отсутствуют на других сваях, свидетельствует об отсутствии жесткого контакта с массивом породы, т.е. произошло разуплотнение грунта.
- At qualitative level, this distribution is consistent with the results of the computer simulation by the finite element method. The fact that under the influence of acoustic noise on some piles horizontally flexual standing waves are formed, which are absent on other piles, indicates the absence of rigid contact with the rock mass, i.e. there was a decompaction of the soil.
Показано, что анализ стоячих волн вертикального сжатия-растяжения, возникающих в свае под воздействием шумов, позволяет контролировать её длину и на качественном уровне оценивать соотношение акустических жесткостей верха и низа скважины, что также является диагностическим признаком, свидетельствующим об отсутствии жесткого контакта с массивом породы.
- It is shown that the analysis of standing waves of vertical compression-tension, arising in the pile under the influence of noise makes it possible to examine its length and qualitatively assess the ratio of acoustic stiffness of the top and bottom of the study object, which is also a diagnostic sign indicating the absence of rigid contact with the rock mass.
.В качестве конечного результата разрабатывается методика по определению потери устойчивости свай, которая включает в себя сбор данных , обработку и интерпретацию данных и, программное обеспечение для обработки полученных данных.
– Then lastly, a methodology to determine the loss of stability of piles, which includes data collection, data processing and interpretation, and software for processing the received data is employed.
Одна из актуальных проблем диагностики устойчивости свай связана именно с появлением потери устойчивости свай.
- One of the urgent problems in diagnosing pile stability is associated precisely with the appearance of loss of pile stability.
Потеря устойчивости может возникать вследствие размыва грунта, сезонных изменений, вызванных пучением грунта при замерзании и проседанием при оттаивании и т.д.
- Loss of stability can occur due to soil erosion, seasonal changes caused by soil heaving during freezing and subsidence during thawing, etc.
Для исследования собственных колебаний свай зданий применяются импульсный метод, вибродиагностика а также микросейсмический метод, основанный на выделении стоячих волн из сейсмоакустических шумов. В примере рассмотрен именно этот метод.
- To study the natural vibrations of piles of buildings, the pulse method, vibration diagnostics as well as the microseismic method based on the separation of standing waves from seismoacoustic noise are used. This particular method is considered in the example.
Суть метода сводится к накоплению большого числа амплитудных спектров шумовых записей, в результате чего на усредненных (или накопленных) спектрах появляются последовательности пиков, соответствующие семействам стоячих волн разных типов.
The essence of the method comes down to accumulating a large number of amplitude spectra of noise records, as a result of which sequences of peaks corresponding to standing waves modes of different types appear on the averaged (or accumulated) spectra.
На рисунке 1 приведены результаты амплитудных спектров, полученных с горизонтальных геофонов.
- Figure 1 shows the results of the amplitude spectra obtained from horizontal geophones.
Амплитудные спектры получились несколько иного характера, для свай потерявших устойчивость наблюдаются квазирегулярные пики, которые, как будет показано ниже, соответствуют именно изгибным стоячим волнам (рис 1а).
- The amplitude spectra turned out to be of a slightly different nature; for piles that have lost stability, quasi-regular peaks are observed, which, as will be shown below, correspond precisely to flexural standing waves (Fig. 1a).
А для остальных свай не наблюдаются резкие пики, что говорит о том, что сдвиговой компоненты у них нет и не требуют дальнейшего рассмотрения (рис.1б).- For the rest of the piles, sharp peaks are not observed, which indicates that they have no shear component and do not require further consideration (Fig. 1b).
Рис. 1. Амплитудные спектры стоячих волн в сваях не устойчивых (а) и устойчивых (б) Горизонтальная составляющая
.Fig. 1. Amplitude spectra of standing waves in piles of unstable (a) and stable (b) Horizontal component.
На рисунке 2 показана схема расположения свай.
- Figure 2 shows the layout of the piles.
Рис. 2. Схема расположения свай. Красным цветом показаны сваи, потерявшие устойчивость, зеленым устойчивые. При совместной визуализации амплитудных распределений и свай (устойчивых, не устойчивых), наглядно видно, что зоны повышенных амплитудных колебаний распределились по краям устойчивых скважин, во многих из этих зон наглядно наблюдаются трещины в самом здании.
На рис. 3 показано пространственное распределение амплитуд собственных
колебаний здания мода Y 5.12 Гц и свай (устойчивых и не устойчивых).
Рис. 3. Пространственное распределение амплитуд собственных колебаний здания мода Y 5.12 Гц и свай (устойчивых и неустойчивых).
- Fig. 2. The layout of the piles. Piles that have lost stability are shown in red, stable ones in green. With the joint visualization of amplitude distributions and piles (stable, not stable), it is clearly visible that zones of increased amplitude fluctuations that are distributed along the edges of stable holes are clearly observed in different zones cracks of the building. Figure 3 shows the spatial distribution of the amplitudes of the natural oscillations of the building of the 5.12 GHz mode Y and piles (stable and unstable).
При проведении обследования свайных конструкций микросейсмическим мониторингом объекта изучено состояние 133 сваи. Для каждых их этих свай был определен характер их закрепления (с опорой и без опоры на скальную массу, а так же с опорой на лед).
- During the inspection of pile structures of the study object by microseismic monitoring, the condition of 133 piles were studied. For each of these piles, the nature of their fastening was determined (with and without support on a rock mass, as well as with support on ice).
Из рассматриваемых свай 51 потеряли устойчивость (произошло разуплотнение свай с грунтом, находятся в висячем положении, нет опоры на основание).
- Of the considered piles, 51 lost their stability (there was a decompaction of the piles with soil, they are in a hanging position, there is no support on the base).
Определены длины свай для 117 свай из 133 с погрешностью 2-3%, на 16 сваях не удалось определить длину свай (из-за хорошего контакта их с грунтом, волна не отражается от нижней границы сваи).
- Pile lengths were determined for 117 piles out of 133 with an error of 2-3%, on 16 piles it was not possible to determine the length of the piles (due to their good contact with the ground, the wave does not reflect from the lower boundary of the pile).
Исследование показало, что все сваи, потерявшие устойчивость, находятся под зданием в середине, ближе к левому краю согласно плана.- The study showed that all the piles that have lost their stability are located under the building in the middle, closer to the left edge according to the plan.
Полученные экспериментальные результаты показали, что метод стоячих волн может с успехом применяться для обнаружения потери устойчивости свай в разных условиях состояния грунта, в том числе в вечной мерзлоте на Крайнем Севере.
- The experimental results obtained have shown that the standing wave method can be successfully applied to detect the loss of stability of piles in different conditions of the state of the soil, including in permafrost in the Far North.
Стоячие волны выделяются из шумового поля с помощью накопления большого числа амплитудных спектров шумовых сигналов. Получены длины свай по вертикали. Определены типы закрепления свай в основании.- Standing waves are isolated from the noise field by accumulating a large number of amplitude spectra of noise signals. The vertical lengths of the piles and the types of pile fastenings at the base were determined.
На качественном уровне это распределение согласуется с результатами проведенного компьютерного моделирования методом конечных элементов. Тот факт, что под воздействием акустического шума на некоторых сваях по горизонтали образуются изгибные стоячие волны, которые отсутствуют на других сваях, свидетельствует об отсутствии жесткого контакта с массивом породы, т.е. произошло разуплотнение грунта.
- At qualitative level, this distribution is consistent with the results of the computer simulation by the finite element method. The fact that under the influence of acoustic noise on some piles horizontally flexual standing waves are formed, which are absent on other piles, indicates the absence of rigid contact with the rock mass, i.e. there was a decompaction of the soil.
Показано, что анализ стоячих волн вертикального сжатия-растяжения, возникающих в свае под воздействием шумов, позволяет контролировать её длину и на качественном уровне оценивать соотношение акустических жесткостей верха и низа скважины, что также является диагностическим признаком, свидетельствующим об отсутствии жесткого контакта с массивом породы.
- It is shown that the analysis of standing waves of vertical compression-tension, arising in the pile under the influence of noise makes it possible to examine its length and qualitatively assess the ratio of acoustic stiffness of the top and bottom of the study object, which is also a diagnostic sign indicating the absence of rigid contact with the rock mass.
.В качестве конечного результата разрабатывается методика по определению потери устойчивости свай, которая включает в себя сбор данных , обработку и интерпретацию данных и, программное обеспечение для обработки полученных данных.
– Then lastly, a methodology to determine the loss of stability of piles, which includes data collection, data processing and interpretation, and software for processing the received data is employed.
_______________________________________________________________________________________
Схема свайного поля объекта
Рис.2 Собственные частоты первых трех мод:
- По компоненте X 3 Гц, 3.8 Гц, 5.2Гц.
- По компоненте Y 3.6 Гц, 5.12 Гц, 6.32Гц.
- По компоненте Z 3.6 Гц.
Пространственное распределение амплитуд собственных колебаний
При совместной визуализации амплитудных распределений и свай (устойчивых, не устойчивых), наглядно видно, что зоны повышенных амплитудных колебаний распределились по краям устойчивых скважин, во многих из этих зон наглядно наблюдаются трещины в самом здании.
На рис. 3 показано пространственное распределение амплитуд собственных
колебаний здания мода Y 5.12 Гц и свай (устойчивых и не устойчивых).
На рис. 3 показано пространственное распределение амплитуд собственных
колебаний здания мода Y 5.12 Гц и свай (устойчивых и не устойчивых).
Нормативная литература, статьи, аннотации
1.ГОСТ31937–2011 ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ Правила обследования и мониторинга технического состояния.
2.ГОСТ 34081-2017 ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ. Определение параметров основного тона собственных колебаний.
3. МЧС России Федеральный центр науки и высоких технологий «Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций» Методика оценки и сертификации инженерной безопасности зданий и сооружений Москва 2003 г..
2.ГОСТ 34081-2017 ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ. Определение параметров основного тона собственных колебаний.
3. МЧС России Федеральный центр науки и высоких технологий «Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций» Методика оценки и сертификации инженерной безопасности зданий и сооружений Москва 2003 г..
4.ГОСТ 32019-2012 Мониторинг технического состояния уникальных зданий и сооружений.
5.ГОСТ Р 52892-2007 Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибрации оценка ее воздействия на конструкцию.
6.СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.
7.СП 385.1325800.2018 «Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения».
8.Методические рекомендации
- методическое пособие по назначению срока службы бетонных и железобетонных конструкций с учетом воздействия среды эксплуатации на их жизненный цикл М2019;
- правила оценки физического износа многоквартирных домов М 2018;
- методика оценки остаточного ресурса несущих конструкций зданий и сооружений
6.СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.
7.СП 385.1325800.2018 «Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения».
8.Методические рекомендации
- методическое пособие по назначению срока службы бетонных и железобетонных конструкций с учетом воздействия среды эксплуатации на их жизненный цикл М2019;
- правила оценки физического износа многоквартирных домов М 2018;
- методика оценки остаточного ресурса несущих конструкций зданий и сооружений
М 2019;
- методика оценки остаточного ресурса долговечности мостов по результатам натурных исследований М 2019;
- методика по оценке надежности строительных конструкций зданий и сооружений по внешним признакам М 2001;
- методика оценки остаточного ресурса долговечности мостов по результатам натурных исследований М 2019;
- методика по оценке надежности строительных конструкций зданий и сооружений по внешним признакам М 2001;
- методические указания по расчету осадок вертикально-нагруженных свай групп с учетом их взаимного влияния М 2020;
-методика оценки несущей способности и остаточного ресурса элементов конструкций
Антонова Ю. В., Гудовичев В. В., Раенко А. В., Борчев К. С., Саралидзе З. У., Соколов С. В. АО НПЦ «Эталон», г. Москва;
Антонова Ю. В., Гудовичев В. В., Раенко А. В., Борчев К. С., Саралидзе З. У., Соколов С. В. АО НПЦ «Эталон», г. Москва;
9. Г.А. Смоляго, Н.В. Фролов,
Современные подходы к расчету остаточного ресурса изгибаемых железобетонных элементов с коррозионными повреждениями;
Современные подходы к расчету остаточного ресурса изгибаемых железобетонных элементов с коррозионными повреждениями;
10.Сущев С.П., Самарин В.В., Ларионов Ю.В., Сорокина И.Ю.
Некоторые теоретические обоснования появления в кирпичной кладке несквозных одиночных вертикальных на всю высоту здания трещин.
11.С.П. Сущев, В.В. Самарин, А.А. Суслонов, А.М. Новгородова S.P. Suschyov, V.V. Samarin, А.А. Suslonov, A.M. Novgorodova
Исследование влияния размеров и расположения локальных дефектов на изменение спектра частот собственных колебаний стальных конструкций
Change in the Natural Vibration Frequency Spectrum of the Steel Pipe Mathematic Model Depending on Sizes, Location, and Number of Local Defects
12. к.т.н., доцент Т.Л. Симанкина ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет»
Методика оценки ресурса работоспособности конструктивных элементов жилых зданий.
13.К.т.н., доцент Г.М.Нигметов, Т.Г. Нигметов, А.М. Савинов, А.С.Маклаков, А.Х. Авгуцевич
«Оценка несущей способности высоковольтных опор ЛЭП с учетом грунтового основания методом динамико-геофизических испытаний» М2020.
14.К.т.н., доцент Г.М. Нигметов
Физическое моделирование динамических процессов воздействия сейсмоимпульсов на подземные сооружения. М 2011
15.А.В. Патрикеев ООО «ЦДМ»М 2013
СИСТЕМА ДИНАМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ИНЖЕНЕРНОГО СООРУЖЕНИЯ КАК КЛЮЧЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ ЕГО ТЕХНИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
16.RESPONSE SPECTRA AS A USEFUL DESIGN AND ANALYSIS TOOLFOR PRACTICING STRUCTURAL ENGINEERS Sigmund A. Freeman Wiss, Janney, Elstner Associates, Inc.
2200 Powell Street, Suite 925 Emeryville, CA 94608, U.S.A. 2007
17.К.В.Федин, А.А.Гриценко, Е.Э.Косякина
Диагностика состояния устойчивости Бугринского моста методом выделения стоячих волн из микросейсм
18.Котляревский В.А.
Расчет надежности сейсмостойкости сооружений
19. К.В.Федин, Ю.И.Колесников, Л.Нгомайезве
Диагностика технического состояния опор трубопроводов по стоячим волнам
20. К.В.Федин, Ю.И.Колесников, Л.Нгомайезве
Выявление потери устойчивости опор в трубопроводах по микросейсмам
21. К.В.Федин, Ю.И.Колесников
Обнаружение подземных пустот по микросейсмам: физическое моделирование.
22. К.В.Федин, Ю.И.Колесников, К.В.Каргаполов, А.Ф.Еманов
О диагностике состояния конструктивных элементов сооружений по шумовому полю (по данным физического моделирования)
23. К.В.Федин, Ю.И.Колесников, К.В.Каргаполов
Об определении собственных частот и форм колебаний трубопроводов по акустическим шумам
24.К.В.Федин, К.В.Каргаполов
Методика физического моделирования обследования зданий и сооружений стоячими волнами с использованием поля микросейсм.
25.К.В.Федин, Е.Э.Косякина,Ю.И.Колесников
Влияние температурных изменений на сейсмобезопасность зданий
26.Fedin K.V.,Kolesnikov Y.I.,Ngomayezwe L.
Determination of Cavities Under the Concrete Slab Anchoring the Upper Slopes of the Novosibirsk Hidroelectric Power Station Using Standing Waves
Processes in GeoMedia-Springer Verlag - Berlin - том V.4 -с.1-8-2022
Наш адрес:
625003, г. Тюмень, ул. Герцена 53, оф. 509
График работы:
Пн-Пт с 9:00 до 18:00
Наш телефон:
Email:
Copyright © 2020 - 2024 ООО Импульс-А
Создание сайта Мегагрупп
Спасибо! Форма отправлена
Спасибо! Форма отправлена