Оценка устойчивости грузоподъемных средств при разработке котлованов в стесненных условиях

Введение. Показаны необходимость и место задачи оценки устойчивости грузоподъемных средств при разработке котлованов в стесненных условиях, характерных для городских территорий с плотной городской застройкой при прокладке подземных транспортных объектов на примере открытого способа работ по сооружению Московского метрополитена.

Материалы и методы. В целях исследования влияния геотехнических параметров на устойчивость и безопасность работы подъемных средств большой грузоподъемности рассмотрены два участка на территории г. Москвы и различные грузоподъемные краны компании Liebherr; проведено численное моделирование для определения перемещений и деформаций при различном расположении грузоподъемного крана относительно ограждения котлована.

Результаты. С помощью численного моделирования с применением геотехнических программных комплексов PLAXIS 2D и PLAXIS 3D получены горизонтальные и вертикальные перемещения и общие деформации ограждения котлована, в том числе при использовании аэродромных гладких плит, а также при устройстве верхнего яруса распорной системы с использованием инвентарных плит 1,5 × 1,5 м.

Выводы. Вопрос аналитического расчета для ситуаций, которые могут возникать при решении практических задач, в частности при разработке проекта производства работ при установке подъемного средства вблизи котлована с ограждением, актуален. Особое и первостепенное влияние на результат расчета оказывают поверхностные слои грунтов (до 6 м). При установке подъемного средства в условиях насыпного грунта природного происхождения обязательна его замена на более твердый или укладка дополнительных бетонных плит большей площади, уменьшающих непосредственную нагрузку на грунт. В особых случаях, при применении тяжелых автокранов грузоподъемностью 250 т и более, при условии, что ограждение выполнено без распорной системы («консольного типа»), численное моделирование целесообразно проводить индивидуально.

1. Голубев Г.Е. Метрополитены и город // Подземное пространство мира. 1995. № 2. С. 21–22.

2. Зерцалов М.Г., Конюхов Д.С., Меркин В.Е. Комплексное освоение подземного пространства. М. : Изд-во АСВ, 2015.

3. Конюхов Д.С. Основные принципы комплексного освоения подземного пространства при реновации жилой застройки Москвы // Метро и тоннели. 2019. № 2. С. 38–40. EDN HRVIXW.

4. Конюхов Д.С., Андреев А.А., Вдовин А.А., Петунина Д.С. Освоение подземного пространства — как решение градостроительных проблем // Метро и тоннели. 2017. № 3–4. С. 2–5. EDN ZJTGQJ.

5. Admiral H., Cornado A. Dankable and investment-ready underground space developments // 16th World Conference of the Associated Research Centers for the Urban Underground Space (ACUUS 2018). 2018.

6. Tang H., Behbahani S.S., Iseley T. Utility tunnelling: A solution for managing the urban underground space in China // ITA — AITES World Tunnel Congress, 21–26 April 2018. 2018. Pp. 348–354.

7. Конюхов Д.С. Критериальный анализ современных технологий подземного строительства // Геотехника. 2021. Т. 13. № 1. С. 40–55. DOI: 10.25296/2221-5514-2021-13-1-40-54. EDN QGZRZK.

8. Мангушев Р.А., Никифорова Н.С. Технологические осадки зданий и сооружений в зоне влияния подземного строительства. М. : Изд-во АСВ, 2017. 160 с.

9. Мангушев Р.А., Никифорова Н.С., Конюшков В.В., Осокин А.И., Сапин Д.А. Проектирование и устройство подземных сооружений в открытых котлованах. М. : Изд-во АСВ, 2017. 256 с.

10. Atzl G. Challenges and solutions for large scale tunnelling in urban environment // Proceeding of the World Tunnel Congress 2017. Surface challenges — Underground solutions. 2017.

11. Perminov N., Perminov A. Geotechnical protection of engineering infrastructure objects in large cities under intense anthropogenic impact and long term operation // Procedia Engineering. 2016. Vol. 165. Pp. 455–460. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.11.720. EDN WIJHUR.

12. Зерцалов М.Г., Казаченко С.А., Конюхов Д.С. Исследование влияния разработки котлована на окружающую застройку // Вестник МГСУ. 2014. № 6. С. 77–86. DOI: 10.22227/1997-0935.2014.6.77-86

13. Пачурин Г.В., Филиппов А.А., Шевченко С.М. Организация безопасной эксплуатации подъемных сооружений на строительном предприятии // Актуальные вопросы технических наук в современных условиях : сб. науч. тр. по итогам Междунар. науч.-прак. конф. 2018. С. 73–77. EDN YRIXLC.

14. Эпов Д.А. Использование приборов и устройств безопасности на подъемных сооружениях // Вестник современных исследований. 2021. № 3–5 (41). С. 12–15. EDN LUJGBD.

15. Yang T., Sun N., Chen H., Fang Y. Motion trajectory-based transportation control for 3-D boom cranes: Analysis, design, and experiments // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2019. Vol. 66. Issue 5. Pp. 3636–3646. DOI: 10.1109/tie.2018.2853604