Моделирование и оценка эффективности вертикально армированного основания плитного фундамента многоэтажного здания

Введение. Целью данного исследования является оценка конструкционного поведения и эффективности плитных фундаментов, армированных вертикальными элементами - метода, который все чаще применяется в гражданском строительстве для повышения надежности фундаментов на слабых и сильно сжимаемых грунтах. Традиционные плитные фундаменты часто подвержены чрезмерным осадкам и обладают низкой несущей способностью, особенно при воздействии высоких нагрузок от многоэтажных зданий. Армирование основания грунта представляет собой эффективное решение этих проблем за счет повышения жесткости и снижения деформаций. Методы и материалы. Исследование основано на численном моделировании с использованием метода конечных элементов (МКЭ) в программном обеспечении PLAXIS 3D, с применением модели упрочняющегося грунта (Hardening Soil) в соответствии с требованиями Еврокода 7. В качестве объекта моделирования рассматривалось 9-этажное здание с монолитным плитным фундаментом, для которого анализировались различные конфигурации вертикальных армирующих элементов. Основные варьируемые параметры в моделировании включали шаг (2x2 м, 3x3 м и 5x5 м) и длину (2,5 м, 5,5 м и 9,5 м) армирующих элементов. Свойства грунтов были получены по результатам инженерно-геологических изысканий. Результаты и обсуждение. Анализ показал, что армирование плитного фундамента позволило значительно снизить деформации (в 3 раза) и изгибающие моменты (до 60%) по сравнению с неармированным случаем. Наиболее эффективной конфигурацией признаны бетонные элементы длиной 9,5 м с шагом 2x2 м. Применение вертикального армирования не только увеличило несущую способность фундамента, но и способствовало оптимальному перераспределению напряжений в массиве грунта, что минимизировало неравномерные осадки.