Головко С. І. Теоретичні засади закріплення основ будівель та споруд ін'єкцією розчинів під високим тиском

Об'єкт дослідження - процес взаємодії ґрунтової основи з водо-цементно-силікатною сумішшю, яка нагнітається під високим тиском, та обумовлена цим зміна властивостей ґрунтової основи. Мета дисертаційної роботи - розробка теоретичних засад підсилення ґрунтових основ з використанням методу цементації під високим тиском та розрахунок армованих основ після підсилення. Методи дослідження: стандартні лабораторні методи визначення властивостей ґрунтів; радіоактивний гамма-каротаж для визначення щільності; метод кросс-хол для визначення сейсмічної жорсткості масиву; метод спостереження змін природного електромагнітного поля Землі; візуальне дослідження просторових структур після цементації; геофізичні методи; методи спостереження за осіданнями будівель та споруд; методи математичної статистики і математичного моделювання при визначенні напружено-деформованого стану основ. Теоретичні і практичні результати: науково обґрунтовано та теоретично розроблено методологію проектування підсилення основ цементацією під високим тиском, використання якої дозволяє обґрунтоване виконання проектування технологічних параметрів в залежності від характеристик міцності та деформаційних властивостей ґрунту, розрахунок основ з урахуванням підсилення. Наукова новизна: виконано класифікацію методу високонапірної цементації; вперше запропоновано фізичну модель та виконано математичну формалізацію процесу високонапірної цементації ґрунтових основ з описом напружено-деформованого стану у процесі ін'єктування, подальшими асимптотичними оцінками рішень та визначенням областей граничної рівноваги на основі просторового закону граничної рівноваги; вперше теоретичним шляхом визначені основні закономірності процесу ін'єктування, а саме критичний тиск цементації, розміри за ін'єктованої області основи, критична глибина занурення ін'єктора, час ін'єктування, деформації основи; вперше експериментальним шляхом виявлені особливості розповсюдження розчину в основі в залежності від тиску нагнітання, діаметру свердловини, глибини ін'єктування, часу ін'єктування; вперше запропоновані рішення для проектування підсилення основ та розрахунку армованих основ після цементації. Ступінь упровадження: результати розробки використані при розробці ДБН В 2.1-10-2009 "Основи та фундаменти споруд", керівного документу РД ЕО 0624-2005, впроваджені при проектуванні та підсиленні основ 55 об'єктів, в тому числі об'єкту "Укриття" Чорнобильської АЕС з економічним ефектом 7,0 млн. грн. Сфера використання: підсилення основ будівель і споруд вище та нижче рівня підземних вод, стабілізація осідань та кренів, усунення просадкових властивостей, кріплення стінок котлованів, консервація радіоактивних та інших відходів, створення протифільтраційних завіс.