Modelowanie numeryczne zagadnień stabilizacji osiadań konstrukcji za pomocą mikropali wciskanych
Autor:
Wiaczesław Bałakajew
Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej
Mentor:
dr hab. Inż. Andrzej Truty, prof. PK
O projekcie:
Celem niniejszej pracy było przeprowadzenie numerycznej analizy stabilizacji nadmiernie osiadającej konstrukcji budynku mieszkalnego poprzez zastosowanie rozwiązania naprawczego w postaci mikropali wciskanych. Wykorzystany przypadek pochodzi z rzeczywistej realizacji wykonanej w ubiegłych latach na terenie Polski południowej. Dotyczy budynku wielokondygnacyjnego posadowionego bezpośrednio na słabonośnych gruntach ilastych. W zakresie pracy przeprowadzono kompleksową analizę warunków gruntowych, wyprowadzono parametry fizyczne oraz wytrzymałościowe gruntów na podstawie badań laboratoryjnych i terenowych. W oparciu o faktyczne wyniki odczytów monitoringu geotechnicznego dokonano kalibracji modelu numerycznego podłoża. Docelowe obliczenia przeprowadzono w specjalistycznym oprogramowaniu Zsoil wykorzystującym metodę elementów skończonych. Zaproponowano układ oraz długości mikropali, a następnie przeprowadzono analizę porównawczą zachowania budynku niewzmocnionego oraz wzmocnionego, zarówno w perspektywie krótko- jak i długoterminowej. W pracy poruszono zagadnienia związane z modelowaniem numerycznym procesów występujących przy zastosowaniu technologii mikropali wciskanych takich jak: efekt wstępnej mobilizacji mikropali, zjawisko uniesienia fundamentu budynku wskutek procesu wciskania mikropali oraz wpływ wartości przyłożonej siły wciskającej na uzyskiwane wyniki. Poprzez zastosowanie proponowanego rozwiązania udało się znacząco ograniczyć dalsze przemieszczenia budynku oraz zredukować osiadania różnicowe w obrębie całości fundamentu.
Co było największym wyzwaniem inżynierskim?
Głównym wyzwaniem danej pracy było stworzenie zaawansowanego modelu numerycznego odzwierciedlającego w możliwie najdokładniejszym stopniu rzeczywiste zachowanie się konstrukcji. Przede wszystkim należało odwzorować współpracę mikropali z budynkiem i otaczającym gruntem, zarówno podczas etapu instalacji wzmocnienia, jak również w perspektywie długoterminowej. Ze względu na specyfikę podłoża przeprowadzono kalibrację modelu w sposób pozwalający na uchwycenie zjawiska pełzania gruntu charakterystycznego dla iłów trzeciorzędowych.
O autorze:
Wiaczesław Bałakajew, absolwent studiów magisterskich o specjalności budownictwo hydrotechniczne i geotechnika na Wydziale Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej. Głównym obszarem moich zainteresowań są zagadnienia związane z posadowieniem pośrednim budynków, wzmocnieniem podłoża pod infrastrukturą liniową oraz zabezpieczeniem głębokich wykopów. Nieustannie poszerzam swoją wiedzę poprzez udział w konferencjach, szkoleniach i targach branżowych. Na co dzień zajmuję się analizą oraz projektowaniem rozwiązań geotechnicznych w dziale ofertowo-projektowym jednej z największych polskich firm realizujących roboty palowe.
