Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика

УДОСКОНАЛЕННЯ ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ РІШЕНЬ ПРИ БУДІВНИЦТВІ ТА МОНТАЖІ ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧИХ ЦИВІЛЬНИХ БУДІВЕЛЬ НА ОСНОВІ МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

І. А. АРУТЮНЯН, С. В. ПАСТУХОВА — пн, 01 гру 2025 00:00:00 +0200

Мета. Дослідження спрямоване на розробку інтегрованого підходу до удосконалення організаційно-технологічних рішень при зведенні енергозберігаючих цивільних будівель шляхом застосування математичного моделювання, що безпосередньо пов’язує технологічний графік будівництва з прогнозом енергетичної ефективності об’єкта. Методологія. Запропоновано гібридну імітаційну модель, що поєднує дискретно-подійне моделювання (DES) будівельного процесу з параметричною оцінкою впливу монтажних відхилень на тепловтрати. Для верифікації використано типовий проєкт nZEB-будинку. Методологія інтегрує спеціалізовані підходи: оптимізацію розміщення візуального нагляду на основі 4D-BIM та графіка будівництва, яка дозволяє визначати «ядерні» зони робіт у кожен період, та аналіз чутливості енергетичної продуктивності до локальних відхилень, адаптований із методики оцінки повітряних потоків у центрах обробки даних, де використовуються метрики ефективності розподілу повітря (наприклад, RCI, SHI) – у нашому випадку ці метрики перетворено на показники «технологічної цілісності» огорожі. Моделювання реалізовано в середовищі AnyLogic з використанням імітаційних прогонів (n = 100) та аналізу чутливості за методом Соболя. Результати. Застосування оптимізованої стратегії (паралельний монтаж спеціалізованих систем + проміжний контроль герметичності в точках, визначених 4D-BIM) дозволило: скоротити загальну тривалість будівництва з 218 до 196 днів (-10 %), зменшити середнє енергоспоживання з 24,3 до 16,1 кВт·год/м²/рік (відхилення від цільового значення nZEB скорочено з +62 % до +7 %), а кількість критичних монтажних помилок у 5,3 разів. Аналіз чутливості підтвердив, що якість монтажу пароізоляції та часова затримка між утепленням і герметизацією є домінуючими факторами (56 % сумарної дисперсії енергоспоживання). Наукова новизна. Вперше запропоновано математичну модель, яка трансформує організаційно-технологічне планування в інструмент забезпечення енергоефективності, а не лише в управління термінами та витратами. На відміну від існуючих BIM-to-energy підходів, модель враховує динамічні умови будівництва (зміна складу бригад, погода, логістика) як джерела ризику відхилення від енергетичних цілей. Також вперше адаптовано метрики аналізу повітряних потоків із ЦОД до оцінки якості монтажу огорож, що створює новий методологічний міст між галузями. Практичне значення. Розроблений підхід є технологічно нейтральний, легко інтегрується в існуючі системи управління проєктами і дозволяє підрядникам, енергоаудиторам та державним інспекторам обґрунтовано приймати рішення, що гарантують фактичну енергоефективність. Це особливо актуально в умовах впровадження nZEB-вимог у законодавство України.

АНАЛІЗ ПЕРЕДУМОВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ВИЗНАЧЕННЯ ТИСКУ СИПУЧОГО МАТЕРІАЛУ НА ДНИЩЕ СИЛОСНОЇ ЄМНОСТІ

Д. О. БАННІКОВ, І. М. ЛЕБІДЬ — пн, 01 гру 2025 00:00:00 +0200

Мета. Основною метою публікації є опис досвіду підготовки та планування експерименту з визначення тиску сипучого матеріалу на днище силосної ємності. Аналіз світового досвіду з проведення аналогічних експериментів, аналіз можливих проблем та ускладнень при підготовці до експерименту, особливості матеріально-технічної бази для проведення аналогічних експериментів в Україні. Методика. Для досягнення основної мети було детально розглянуто світовий досвід з проведення аналогічних експериментів. Вивчено переваги й недоліки наявних способів експериментального визначення тиску сипучого матеріалу на днище силосу. Проаналізовано доступність в Україні необхідних технічних засобів. Результати. Виявлено, що основними проблемами підготовки аналогічних експериментів є важкодоступність необхідного обладнання, особливості технологічної роботи більшості не портових елеваторів в Україні. Також було проведено аналіз ризиків, які можуть завадити якісному проведенню експерименту, розроблено методику підготовки до експерименту. Наукова новизна. У публікації виконано опис процесу планування та підготовки експерименту, можливі методи його проведення, оцінка можливих складнощів і ризиків при проведенні експерименту, шляхи усунення цих ризиків при підготовці до експерименту. Уперше запропоновано спосіб використання тензометричних датчиків для вимірювання тиску всередині силосу, описано спосіб їх підбору та встановлення. Практична значимість. У статті розроблено покрокову інструкцію підготовки до експерименту та описані можливі методи дослідження тиску сипучого матеріалу на днище силосної ємності. Наведені необхідні інструменти та розрахунки. Матеріали статті спростять процес організації та проведення майбутніх експериментів із вимірювання тиску сипучого матеріалу на днище силосної ємності.

СУЧАСНІ ОРГАНІЗАЦІЙНІ ТА ТЕХНОЛОГІЧНІ МОДЕЛІ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ В БУДІВНИЦТВІ

Д. В. ГАЛУШКО — пн, 01 гру 2025 00:00:00 +0200

Мета. Дослідження присвячене вирішенню важливої науково-практичної проблеми, яка полягає у створенні та впровадженні інтегрованих організаційно-технологічних моделей будівництва (ІОТМБ). Такі моделі призначені для забезпечення високого рівня енергоефективності будівельних об'єктів на всіх етапах їх життєвого циклу. Основною метою є розробка методологічних засад комплексного управління будівельними процесами, що дає змогу ефективно використовувати матеріальні, трудові та енергетичні ресурси, знижувати експлуатаційні витрати, підвищувати технологічну продуктивність будівельних робіт. Методика. В основі методики лежить інтеграція організаційних і технологічних рішень, спрямованих на комплексне зниження енергоспоживання. До таких рішень можна віднести оптимізацію послідовності будівельних операцій, застосування технологічно ефективних методів монтажу та фінішної обробки, управління матеріальними потоками з мінімізацією втрат ресурсів, а також контроль рівня енергоспоживання на кожному етапі будівництва. Комплексне впровадження цих організаційних і технологічних заходів забезпечує підвищення енергетичної ефективності будівель, зниження експлуатаційних витрат, раціональне використання ресурсів як в процесі будівництва, так і протягом всієї подальшої експлуатації об'єктів. Результати. Аналіз сучасних підходів до організації будівельних процесів свідчить про необхідність впровадження інтегрованих методів управління, які поєднують організаційні та технологічні рішення з урахуванням енергетичної ефективності будівельних проектів. Традиційні моделі в першу чергу орієнтовані на терміни і фінансові показники, в той час як управління споживанням енергії і ресурсами залишається недостатньо розвиненим. Оптимізація будівельних процесів вимагає узгодження робіт і технологічних схем, спрямованих на мінімізацію енерговитрат на підготовчому, монтажному, фінішному та експлуатаційному етапах. Наукова новизна. Розроблено концепцію інтегрованого управління енергетичними ресурсами в будівельному виробництві, яка орієнтована на забезпечення енергоефективності. Ця концепція поєднує планування, координацію та контроль технологічних процесів з метою досягнення оптимального балансу між якістю виконання робіт, термінами будівництва та раціональним використанням енергетичних, матеріальних і трудових ресурсів. Практична значимість. Впроваджено в практику математичний та імітаційний інструментарій оптимізації інтегрованих організаційних та технологічних процесів енергоефективного будівництва. Вона розроблена на основі методів системного аналізу, математичного програмування та теорії графів і дає змогу визначати раціональні послідовності виконання робіт, мінімізувати енерговитрати, підвищувати продуктивність будівельного виробництва.

ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ПІДСИЛЕННЯ ГОЛОВНИХ БАЛОК МОСТА ЗОВНІШНІМ АРМУВАННЯМ, ПРИКЛЕЄНИМ МЕТИЛМЕТАКРИЛАТНИМИ КОМПОЗИЦІЯМИ, ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ ДИНАМІЧНИХ ВИПРОБУВАНЬ

В. В. КОВАЛЬЧУК, М. П. КОВАЛЬ, О. І. РИКОВЦЕВ — пн, 01 гру 2025 00:00:00 +0200

Мета. Метою роботи є отримання об’єктивних даних про роботу залізобетонної прогонової будови моста до та після підсилення головних балок зовнішнім армуванням, приклеєним метилметакрилатними композиціями, а також їх аналіз з оцінюванням ефективності обраного методу підсилення. Методика. Застосування метилметакрилатних композицій є перспективним напрямком не лише при ремонті залізобетонних конструкцій мостів, а й при їх підсиленні. Методика дослідження ґрунтується на вимірюванні вертикальних прогинів головних балок моста до та після підсилення зовнішнім армуванням, приклеєним метилметакрилатними композиціями, за допомогою сучасного обладнання, із подальшим порівнянням цих прогинів та визначенням ступеня ефективності обраного методу підсилення. Результати. Результати динамічних випробувань дозволили встановити, що зовнішнє армування, приклеєне метилметакрилатними композиціями, включилося у спільну роботу із бетоном балок, підвищило загальну жорсткість прогонової будови та суттєво зменшило її деформативність: у всіх балок максимальні прогини зменшилися у межах 26...52 %, середнє значення зменшення становить 41 %. Використання метилметакрилатних композицій у транспортному будівництві заслуговує на подальші теоретичні та практичні дослідження з метою встановлення особливостей напружено-деформованого стану конструкцій, ремонтованих та підсилених із використанням цих композицій, при різних режимах завантаження та роботи. Наукова новизна. Вперше отримані експериментальні дані щодо прогинів залізобетонних балок мостів до та після підсилення зовнішнім армуванням, приклеєним метилметакрилатними композиціями, при дії динамічного навантаження, що дозволило оцінити ефективність цього способу підсилення. Практична значимість. Практичне значення дослідження полягає у отриманні об’єктивних наукових даних щодо роботи залізобетонних конструкцій мостів, підсилених зовнішнім армуванням, приклеєним метилметакрилатними композиціями, зробленими висновками про перспективність цього способу підсилення та визначенні потреби у необхідності проведення подальших досліджень.

МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ НА МІЦНІСТЬ ЗА УМОВОЮ ЗСУВОСТІЙКОСТІ АСФАЛЬТОБЕТОННОГО ПОКРИВУ НА ОРТОТРОПНІЙ ПЛИТІ ПРОЇЗНОЇ ЧАСТИНИ АВТОДОРОЖНІХ МОСТІВ

Р. С. ЛІСНЕВСЬКИЙ — пн, 01 гру 2025 00:00:00 +0200

Мета. Метою дослідження є розробка методики розрахунку на міцність зчеплення гідроізоляції між асфальтобетоном та ортотропною плитою за зсуву за умовою зсувостійкості на проїзній частині автодорожніх мостів, зокрема мостів через водотоки, естакад, шляхопроводів тощо. Методика. Охоплює основні методи та підходи для оцінювання зсувостійкості асфальтобетону, укладеного на гідроізоляцію і ортотропну плиту, під дією статичних, короткочасних та динамічних навантаг, які виникають у процесі експлуатування транспортних споруд. Результати. Для забезпечення рівномірного розподілення зусиль між балками прогонової будови мосту умовно приймається жорсткість плити проїзної частини, яка забезпечує виконання умов міцності та деформативності за граничними станами. Зважаючи на це, до уваги прийнято лише асфальтобетонні шари дорожнього одягу. В моделі розрахунку, що пропонується, не враховується можливість досягнення будь-якого граничного стану, а розрахунку виконуються за умови нормальної експлуатації споруди. Такий підхід розрахунку направлений на спрощення роботи інженера та зменшення трудовитрат під час прийняття проєктних рішень. Наукова новизна. Науковою новизною досліджень є визначення напружено-деформованого стану системи «асфальтобетон – гідроізоляція – ортотропна плита», що дозволяє розрахунок за допомогою числового моделювання з використанням методу скінчених елементів та/або з використанням аналітичних рішень теорії пружності, що дає можливість визначити вірність виконаних розрахунків гранично допустимих зсувних дотичних напружень для доріг місцевого значення. Практичне значення Дана методика розрахунку призначена для використання під час проєктування автодорожніх мостів фахівцями організацій незалежно від форм власності та може застосовуватись інженерами-проєктувальниками, фахівцями з технічного обслуговування та моніторингу стану транспортних споруд, а також експертами у сфері дорожнього будування та інфраструктури.

ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ НАДІЙНОСТІ МОСТОВИХ КОНСТРУКЦІЙ

К. В. МЕДВЕДЄВ, Ю. Б. ЄВСЕЙЧИК, В. І. КАСЬКІВ, М. Є. БАБИЧ, К. П. КОЗАЧЕНКО — пн, 01 гру 2025 00:00:00 +0200

Мета. Основною метою роботи було аналізування методів оцінювання надійності мостів, порівняння підходів українських державних будівельних норм із європейськими стандартами до визначення надійності, а також надання рекомендацій для вдосконалення нормативної бази України. Методика. Статтю присвячено дослідженню надійності мостів як ключового аспекту їхнього проєктування та експлуатування. Розглянуто теоретичні основи теорії надійності будівельних конструкцій, яка базується на ймовірнісному підході до оцінювання безпеки з урахуванням випадкового характеру навантажень і опору матеріалів. Результати. У першому розділі статті на основі теорії множення ймовірностей для залежних подій показано, що надійність конструкції можна представити як добуток P(t) = P₀∙P_t(t), де P₀– надійність на момент початку експлуатації, P_t(t) – функція, яка характеризує зміну надійності з часом і задовольняє умові P_t(t) = 1 при t = 0. У другому розділі розглянуто знаходження надійності P₀, яка дорівнює ймовірності того, що узагальнене навантаження Е буде менше ніж узагальнений опір R. Доведено, якщо інтенсивність відмов конструкції залишається незмінною, то підвищення її початкової надійності Р₀ дуже мало впливає на величину залишкового ресурсу (тобто час її роботи до переходу в непрацездатний стан). Наукова новизна. У роботі показано, що функція інтенсивності відмов (функції ризику) l_fr(t), що характеризує процеси деградації конструкції, не залежить від початкової надійності P₀, а визначається лише функціональною залежністю від P_t(t). Це, в свою чергу, призводить до того, що залишковий ресурс конструкції залежить в основному не стільки від початкової надійності P₀, скільки від функції деградації P_t(t). Практична значимість. Сучасні вітчизняні норми завищують початкову надійність, що може призвести до суттєвого збільшення матеріальних витрат без відповідного збільшення ресурсу її роботи. Тому рекомендується розглянути можливість щодо внесення змін до ДБН і гармонізувати з вимогами Єврокоду, з урахуванням реальних умов забезпечення надійності конструкцій.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЗАМІНА ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ҐРУНТОБЕТОННИХ ПАЛЬ ЗА ДОПОМОГОЮ ЦЕМЕНТНО-ПОВІТРЯНОГО СТРУМЕНЯ

К. М. МІШУК, Р. С. КОНДРАТЮК — пн, 01 гру 2025 00:00:00 +0200

Мета. Розробити та експериментально перевірити інноваційну технологію формування ґрунтобетонних паль на основі цементно-повітряного струменю, спрямовану на інтеграцію процесів розпорошення ґрунту, дозованого введення в’яжучого та ущільнення суміші в єдиний безперервний технологічний цикл, що підвищує якість, несучу здатність і ресурсоекономічність елементів ґрунтового армування. Методика. Проведено серію лабораторно-польових випробувань із виготовлення моделей паль за фіксованого водоцементного співвідношення та трьох рівнів вмісту цементу (200, 325 та 400 кг/м³ ґрунту). Досліджено вплив тиску струменю, інтенсивності подачі повітря, швидкості підйому інструменту та конструкції бурової головки на геометрію та міцнісні характеристики сформованих елементів. Результати. Технологія цементно-повітряного струменю забезпечує рівномірне насичення ґрунту в’яжучим, збільшення діаметра палі на 100 % (наприклад, із 300 до 600 мм) та досягнення міцності на стиск до 12,09 МПа при вмісті цементу 400 кг/м³. Встановлено прямий кореляційний зв’язок між параметрами нагнітання та кінцевими властивостями ґрунтобетону. Дослідження підтверджує наукову новизну та практичну перспективність цементно-повітряного струменю як інноваційного напрямку у сфері ґрунтового армування, спрямованого на підвищення ефективності, надійності та ресурсозбереження сучасного будівництва. Наукова новизна. Запропоновано новий підхід до струминного ґрунтового армування, де стиснене повітря виступає не лише допоміжним, а активним технологічним компонентом, що забезпечує ефективне диспергування цементу, інтенсифікацію змішування та розширення зони обробки без збільшення енерговитрат. Практичне значення. Завдяки збільшеному діаметру та міцності паль, технологія дозволяє зменшити їх кількість у проєкті, скоротити обсяги матеріалів, працевитрати та тривалість робіт. Це особливо актуально для реконструкції, робіт у стіснених умовах та на ділянках із нестабільними ґрунтами.

АНАЛІЗ МОДЕЛЕЙ НАДІЙНОСТІ ЕЛЕМЕНТІВ ДОРОЖНІХ ТРУБ, ЩО ПРОЄКТУЮТЬСЯ У ВІДПОВІДНОСТІ ДО ЄВРОКОДУ

А. М. ОНИЩЕНКО, Я. С. ДУХНЕНКО — пн, 01 гру 2025 00:00:00 +0200

Мета. Головна мета роботи – аналіз моделей надійності елементів дорожніх труб, що проєктуються відповідно до Єврокоду (EN 1990), шляхом теоретичного дослідження. Додаткові завдання включають: 1) теоретичне дослідження та огляд ретроспективи розвитку теорії надійності у будівництві; 2) розкриття причин впровадження Єврокоду як першої у світі системи проєктування, що базується на принципі керованої надійності; 3) детальний опис трьох рівнів (форматів) оцінки надійності, що пропонуються стандартом EN 1990. Методика. Методика дослідження базується на теоретичному вивченні концепцій надійності, починаючи з перших імовірнісних методів 1930-х років. 1. Аналіз історичної основи: Вивчення концепції структурної безпеки А. Р. Ржаніцина (1952 р.), відомої як «метод другого моменту». У цьому підході опір елемента (R) та навантаження (E) розглядаються як випадкові некорельовані змінні. 2. Вивчення форматів надійності EN 1990: Аналіз трьох рівнів оцінки надійності: – Рівень I (Напівімовірнісний метод): Вивчення класичного підходу, де використовуються часткові коефіцієнти надійності. (g_k); – Рівень II (FORM): Аналіз Методу першого порядку оцінки надійності, який є базовим методом для Єврокоду; – Рівень III (SORM): Аналіз «Точної процедури» теорії надійності, що передбачає аналітичний або чисельний розрахунок інтеграла ймовірності відмови з довільними функціями розподілу. 3. Застосування до дорожніх труб: Розгляд практичного застосування цих форматів до елементів дорожніх труб, які є критично важливими інженерними спорудами, що працюють під складним поєднанням постійних навантажень (ґрунтовий насип) та тимчасових навантажень (рухомий склад). Результати. Керована надійність: Єврокод є першою у світі системою проєктування, заснованою на принципі керованої надійності. Цей принцип надає проєктувальнику інструментарій для кількісної оцінки та модифікації рівня надійності. Базовий метод Єврокоду: Обґрунтовано, що Метод першого порядку оцінки надійності (FORM), який відповідає Рівню II, є базовим методом для Єврокоду і став визнаним інструментом управління надійністю в усьому світі. Функція надійності: Концепція надійності в Єврокоді забезпечує безпеку споруд. Вона також слугує критерієм оптимальності проєкту та структурної довговічності. Застосування до дорожніх труб: – Рівень I є основним підходом для рутинного проєктування дорожніх труб; – Рівень II (FORM) використовується для критичних та великих труб. Він дозволяє кількісно оцінити індекс надійності (b) та забезпечити його відповідність мінімально допустимому рівню; – Рівень III (SORM) практично не використовується в рутинному проєктуванні, але може бути застосований для унікальних об’єктів або в наукових дослідженнях для отримання найточнішої оцінки ймовірності відмови. Наукова новизна. Обґрунтовується, що концепція надійності забезпечує безпеку дорожніх труб та надає проєктувальнику інструментарій для кількісної оцінки та керування рівнем надійності, слугуючи критерієм оптимальності проєкту та довговічності. Практична значимість. Управління безпекою: Концепція надійності в Єврокоді забезпечує безпеку будівель і споруд. Інструмент оптимізації: Основний принцип керованої надійності дозволяє проєктувальнику кількісно оцінювати та змінювати рівень надійності, що є не лише мірою безпеки, але й критерієм оптимальності проєкту та довговічності споруди. Актуальність для дорожніх труб: Застосування трирівневої системи оцінки надійності є особливо актуальним для елементів дорожніх труб, оскільки дозволяє точно врахувати складний вплив ґрунтового насипу та транспортного навантаження, забезпечуючи їхню оптимальність і довговічність.

МЕТОДИ ПІДВИЩЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНОЇ НАДІЙНОСТІ БУДІВЕЛЬ ТА СПОРУД НА ОСНОВІ ІНТЕГРАЦІЇ PERFORMANCE-BASED ПІДХОДУ, МОНІТОРИНГУ СТАНУ КОНСТРУКЦІЙ ТА ОЦІНКИ ЇХ ЖИТТЄВОГО ЦИКЛУ

В. О. ПАСТУХОВ, Є. Е. АРУТЮНЯН — пн, 01 гру 2025 00:00:00 +0200

Мета. Розробити науково обґрунтовані методи підвищення експлуатаційної надійності будівель шляхом інтеграції performance-based підходу, інструментального моніторингу стану конструкцій та оцінки життєвого циклу. Методика. У дослідженні застосовано системний аналіз міжнародного досвіду (CIB, ISO 15686, SHM-практики), методи моделювання життєвого циклу будівлі, а також підхід до формалізації експлуатаційних вимог на основі performance-based design. Запропоновано інтегровану методику, що поєднує кількісну оцінку надійності, безперервний збір даних про стан конструкцій (за допомогою сенсорних систем) та прогнозування залишкового ресурсу. Результати. Створено модель оцінювання експлуатаційної надійності будівлі, яка дозволяє встановлювати динамічні критерії безпеки та якості на всіх етапах життєвого циклу – від початку експлуатації до реконструкції. Методика передбачає адаптивне управління технічним станом об’єкта на основі реальних даних моніторингу. Валідація моделі на даних NIST NEES показала, що похибка прогнозування терміну досягнення критичного стану не перевищує 9,3 %. У тестовому сценарії для залізобетонної колони модель передбачила необхідність втручання за 14 місяців до появи видимих ознак пошкодження. Крім того, розрахунки показали, що застосування полімерного посилення збільшує залишковий ресурс з 12,4 до 23,7 років. Наукова новизна. Уперше в українській науковій літературі запропоновано синтез performance-based design, structural health monitoring та life-cycle assessment у єдину систему управління надійністю будівель, що забезпечує перехід від нормативно-попереджувального до даних-орієнтованого підходу. Практична цінність. Розроблена методика може бути використана при розробці державних стандартів з оцінки технічного стану будівель, у системах технічного нагляду, а також під час експлуатації об’єктів критичної інфраструктури (житлові, громадські, промислові споруди).

ТЕХНОЛОГІЯ ВІДНОВЛЕННЯ ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ БУДІВЕЛЬ ПРИЗМАТИЧНОЇ ТА ІНШИХ ФОРМ УПРАВЛІННЯ ЖОРСТКОСТІ ОСНОВ

Р. В. САМЧЕНКО, А. І. ЮХИМЕНКО — пн, 01 гру 2025 00:00:00 +0200

Мета. Стаття спрямована на представлення ефективних технологій та інженерних методів, розроблених для відновлення деформованого стану будівель і споруд, що зазнали нерівномірних осідань фундаментів, з особливим акцентом на усунення кренів та забезпечення подальшої безпечної і надійної експлуатації таких об’єктів. Методика. Запропонований підхід до відновлення ґрунтується на керуванні жорсткістю ґрунтів основ шляхом буріння горизонтальних свердловин зі змінними геометричними параметрами під менш осілою частиною споруди. Часткове видалення ґрунту викликає регульоване зменшення жорсткості основи, що дозволяє конструкції поступово повернутися до проєктного положення. Регулювання жорсткості обґрунтовується деформаційними характеристиками ґрунту та виражається відношенням середнього тиску під підошвою фундаменту до відповідного осідання. У випадках складної форми крену додаткова стабілізація забезпечується горизонтальним армуванням ґрунтів за технологією ґрунтоцементації з формуванням жорстких ґрунтоцементних елементів. Реалізація методу здійснюється за допомогою спеціалізованого технологічного обладнання, зокрема багатошвидкісних горизонтальних і вертикальних бурових установок, адаптованих до роботи в умовах змінних властивостей ґрунтів. Результати. Метод продемонстрував ефективність в усуненні кренів будівель призматичної форми в поперечному, поздовжньому та комбінованому напрямках. Він також показав результативність при усуненні супутніх деформацій, таких як прогини, вигини, перекоси та крутіння. Понад 70 будівель і споруд різного призначення було успішно відновлено в різних регіонах України без припинення їхньої функціональної діяльності та без відселення мешканців. Наукова новизна. Ефект відновлення досягається не шляхом прикладення сил безпосередньо до конструкцій будівлі, а через керовану зміну жорсткості ґрунтової основи, що суттєво зменшує конструктивні ризики та усуває потребу у застосуванні домкратних систем або розрізанні конструктивних елементів. Практична значимість. Запропоновані технології забезпечують безпечне та економічно доцільне відновлення будівель, подовжують термін їх експлуатації та гарантують стабільну роботу в умовах реальних міських і геологічних обмежень.

ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ТА РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ КОНСТРУКЦІЇ, ЩО ЗАБЕЗПЕЧУЄ СТІЙКІСТЬ ҐРУНТОВОГО СХИЛУ

В. Г. ШАПОВАЛ, Г. П. ІВАНОВА, С. О. ОЛІШЕВСЬКА, І. В. ЧУШКІНА — пн, 01 гру 2025 00:00:00 +0200

Мета. У статті розглянуто питання забезпечення стійкості ґрунтового схилу в умовах природного та водонасиченого станів. Об’єктом дослідження є схил Тунельної балки у м. Дніпро, для якого виконано аналіз стійкості та обґрунтовано доцільність використання підпірної стінки з буронабивних паль, укріплених ґрунтовими анкерами. Метою роботи є обґрунтування вибору та розрахунок параметрів конструкції, що забезпечує стійкість ґрунтового схилу й запобігає деформаціям основ і несучих елементів будівель, розташованих у межах зсувонебезпечної ділянки. Методика. Дослідження базується на поєднанні аналітичних методів визначення зсувного тиску та чисельного моделювання в програмному комплексі Phase2 для визначення поверхні ковзання та коефіцієнта стійкості схилу. Розрахунок параметрів буронабивних паль і ґрунтових анкерів виконано з використанням програмного комплексу ЛІРА-САПР і нормативних документів ВСН, ДСТУ та Єврокоду 2. Як критерій руйнування застосовано модифікований критерій міцності Парчевського-Шашенка. Результати. Результати дослідження показали, що в природному стані коефіцієнт стійкості схилу становить K_st =1,30, а у водонасиченому стані K_st =1,17, що свідчить про необхідність укріплення. Запропонована підпірна стінка з буронабивних паль діаметром 500 мм, укріплена анкерами, забезпечує підвищення коефіцієнта стійкості до K_st =2,01. Визначено оптимальну відстань розташування конструкції – 13 м від закольної тріщини та глибину закладення паль у піщаний ґрунт – 6,67 м. Наукова новизна полягає у використанні модифікованого критерію Парчевського-Шашенка для моделювання системи «ґрунт - підпірна стіна з буронабивними палями», що дозволяє точніше оцінити напружено-деформований стан та стійкість схилу. Запропоновано методологію комплексного розрахунку системи «ґрунт - палі - анкери» з урахуванням гідрогеологічних умов. Практична значимість полягає в розробці інженерно обґрунтованих параметрів підпірної стіни, які забезпечують стійкість реального ґрунтового схилу. Отримані результати можуть бути використані при проектуванні підпірних конструкцій у зсувонебезпечних районах. Порівняння проектних розрахунків показало, що використання українських стандартів дозволяє зменшити витрату арматури на 10 % (22 кг на елемент) порівняно з Єврокодом 2.