Роль геотехнического мониторинга при проектировании фундаментов и верификации принятых решений. Часть 2

Друза М.

Кафедра геотехники, строительный факультет, Жилинский университет, г. Жилина, Словакия drusa@fstav.uniza.sk

Михалик Д.

Кафедра геотехники, строительный факультет, Жилинский университет, г. Жилина, Словакия

Музик Я.

Кафедра геотехники, строительный факультет, Жилинский университет, г. Жилина, Словакия

Гаго Ф.

Кафедра геотехники, строительный факультет, Жилинский университет, г. Жилина, Словакия

Штефаник М.

Кафедра геотехники, строительный факультет, Жилинский университет, г. Жилина, Словакия

Рыбак Я.

Строительный факультет, Вроцлавский политехнический университет, г. Вроцлав, Польша

Скачать статью

Предлагаем вниманию читателей немного сокращенный и адаптированный перевод статьи словацких геотехников «Роль геотехнического мониторинга при проектировании фундаментов и верификации принятых решений. Часть 2» (Drusa et al., 2021). Она была опубликована в международном рецензируемом научном журнале Civil and Environmental Engineering («Гражданское строительство и инженерная защита окружающей среды») в 2021 году – через пять лет после первой части. Временной разрыв в 5 лет между этими двумя публикациями объясняется тем, что они имели разные цели и рассматривали поведение одного и того же объекта (торгово-развлекательного центра «Аупарк» в словацком городе Жилина) на разных этапах его жизненного цикла. В первой части авторы кратко описали инженерно-геологические условия исследуемой площадки, особенности проектируемого здания, выбранный тип фундаментов и сопоставили расчетные осадки с результатами геодезических измерений в период строительства. Во второй же части акцент сместился на анализ надежности принятых проектных решений путем сопоставления результатов компьютерного моделирования с фактическим поведением здания уже под эксплуатационной нагрузкой. Пауза была необходима для накопления данных долгосрочного мониторинга и применения новых расчетных технологий с целью верификации проекта. Полная ссылка на первоисточник (Drusa et al., 2021), который находится в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0, приведена в конце.

Основная цель статьи – продемонстрировать успешность реализованного проекта отдельных фундаментов мелкого заложения для здания торгового центра. Проверить эффективность проектных решений и оценить достоверность расчетов путем сопоставления с фактическими осадками зданияпомог долгосрочный геотехнический мониторинг.

У геотехников бывает не так много возможностей оценить свои проекты, особенно когда они реализуются успешно. Представленный авторами практический пример – один из тех случаев, который позволил выполнить оценки с точки зрения индекса надежности проекта, скорректированного с учетом реальных геодезических измерений. Индекс надежности выбранных фундаментов рассчитывался с помощью детерминированного подхода к вероятностному анализу. Для оценки тысяч комбинаций статистических данных был разработан программный инструмент на языке Python для пакетных расчетов вертикальных смещений фундаментов в программном комплексе PLAXIS. В дискуссионной части статьи также кратко описано текущее состояние теории надежности в европейских строительных стандартах.

DOI: 10.58339/2949-0677-2026-8-1-128-139

УДК: 624.151.5; 624.131.542; 69.058.4; 004.94

Финансирование: Нет информации

Ссылка для цитирования: Друза М., Михалик Я., Музик Ю., Гаго Ф., Штефаник М., Рыбак Я. Роль геотехнического мониторинга при проектировании фундаментов и верификации принятых решений. Часть 2 (пер. с англ.) // Геоинфо. 2026. Т. 8. № 1. С. 128–139. DOI:10.58339/2949-0677-2026-8-1-128–139

Статья в РИНЦ: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=91898871

Ключевые слова: геотехнический мониторинг; индекс надежности; пакетная обработка; трехмерная конечноэлементная модель; вероятность отказа

Список литературы

Geotechnique.info website. Available at: http://www.geotechnique.info/SI/SI%20Book%20Chapter%209.pdf (accessed: 20.07.2021).
Drusa M., Vlček J., Orininová L. The role of geotechnical monitoring at design of foundation structures and their verification – part 1 // Civil and Environmental Engineering. 2016. Vol. № P. 21–26. DOI:10.1515/cee-2016-0003.
Pilarčík R. Monitoring of settlement of foundations of Aupark Žilina and their verification with design: diploma thesis. University of Žilina, 2011 (in Slovak).
Drusa M., Vlček J., Gago F., Bulko R. Modern Methods of Designing Geotechnical Structures. University of Žilina, 2019 (in Slovak).
Lancellotta R. Geotechnical Engineering. Taylor &Francis, 2007.
Baecher G.B., Christian J.T. Reliability and Statistics in Geotechnical Engineering. John Wiley & Sons, 2003.
Engineering and design: introduction to probability and reliability methods for use in geotechnical engineering: engineer technical letter 1110-2-547. Washington, D.C., USA: U.S. Army Corps of Engineers, Dept. of the Army, 1997.
Cornell C.A. Engineering seismic risk analysis // Bulletin of the Seismological Society of America. Vol. 58. № 5. P. 1583–
EN-ISO 2394: 2015. General Principles on Reliability for Structures.
Duncan J.M. Factors of safety and reliability in geotechnical engineering // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. Vol. 126. № 4.
Phoon K., Kullhawy F. Characterisation of geotechnical variability // Canadian Geotechnical Journal. Vol. 36. № 4. P. 612–624.
Puła W, Chwała M. Random bearing capacity evaluation of shallow foundations for asymmetrical failure mechanisms with spatial averaging and inclusion of soil self-weight // Computers and Geotechnics. 2018. Vol. 101. P. 176–195. DOI:10.1016/j.compgeo.2018.05.002.
Borowiec A. Use of probabilistic analysis in design of shallow and deep foundations // Mater. Sci. Eng. (Book Series: IOP Conf. Ser.). Vol. 471. Article 042027.
Decky M., Remisová E., Mecar M., et al. In situ determination of load bearing capacity of soils on the airfields // Proceedings of the World Multidisciplinary Earth Sciences Symposium (Book Series: Procedia Earth and Planetary Science), 2015. Vol. 15. P. 11–18. DOI:10.1016/j.proeps.2015.08.004.
Vlcek J., Ďureková D., Zgútová K. Evaluation of dynamic methods for earthwork assessment // Civil and Environmental Engineering. 2015. Vol. 11. № 1. P. 38–44. DOI:10.1515/cee-2015-0005.
Zgutova K., Decky M. Sramek J., et al. Using of alternative methods at earthworks quality control // Proceedings of the World Multidisciplinary Earth Sciences Symposium, 2015. P. 263–270. DOI:10.1016/j.proeps.2015.08.064.
Craig R.F. Soil Mechanics (7th edition). Chapman & Hall, 2004.
Rahelison L.H. Analysis of in situ test derived soil properties with traditional and finite element methods: dissertation thesis. University of Florida, 2002.
STN EN 1990: 2009 (Eurocode 0). Basis of structural design.
Pula W., Zaskorski L. On some methods in safety evaluation in geotechnics // Studia Geotechnica et Mechanica. 2015. Vol. 37. № 2. DOI:10.1515/sgem-2015-0016.
Kia S., Shahhosseini V., Sebt M.H., Meilich O.: Reliability-based life cycle assessment of the concrete slab in bridges // Civil and Environmental Engineering. Vol. 16. № 1. P. 170–183. DOI:10.2478/cee-2020-0017.
Holicky M., Diamantidis D., Sykora M. Determination of target safety for structures // Proceedings of the 12th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering (ICASP12), Vancouver, Canada, July 12–15, 2015. 8 p. DOI:10.14288/1.0076258.
Major M., Major I., Kuchárová D., Kuliński K. On the eccentrically loaded socket footings with cut-off pyramid shaped socket // Civil and Environmental Engineering. Vol. 15. № 1. P. 58–69. DOI:10.2478/cee-2019-0009.
Li D.-Q. et al. Reliability analysis of strip footing considering spatially variable undrained shear strength that linearly increases with depth // Soil and Foundations. 2015. Vol. 55. № 4. P. 866–880.
Fenton G., Griffiths D.V. Probabilistic foundation settlement of specially random soil // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2002. Vol. № P. 381–390.
Dodigović F., Ivandić K., Kovačević M.S., Soldo B. Error evaluation and suitability assessment of common reliability methods in the case of shallow foundations // Applied Sciences. 2021. Vol. 11. № 2. Article 795. DOI:10.3390/app11020795.
Kozubal J., Steshenko D., Galay B. The improvement of loess substrates with a new type of soil column with a reliability assessment // Road Materials and Pavement Design. Vol. 15. № 4. P. 856–871. DOI:10.1080/14680629.2014.939695.
Reddy S.C. Ultimate and serviceability limit state reliability-based axial capacity of deep foundations: PhD dissertation. Oregon State University, 2014.
Kozubal J., Puła W., Wyjadłowski M., Bauer J. Influence of varying soil properties on evaluation of pile reliability under lateral loads // Journal of Civil Engineering and Management. 2013. Vol. 19. № 2. P. 272–284. DOI:10.3846/13923730.2012.756426.
Wyjadłowski M., Bagińska I., Reiner J. Probabilistic assessment of pile capacity based on CPTu probing including random pile foundation depth // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 196. Article 01058. DOI:10.1051/matecconf/201819601058.
Rybak J. Non-destructive determining of foundation pile length variability for reliability analysis // Journal of Physics (Conference Series). 2020. Vol. 1425. № 1. Article 012205. DOI:10.1088/1742-6596/1425/1/012205.
Vessia G., Kozubal J., Puła W. High dimensional model representation for reliability analyses of complex rock-soil slope stability // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2017. Vol. 17. № 4. P. 954–963. DOI:10.1016/j.acme.2017.04.005.
Gorska K., Muszynski Z., Rybak J. Displacement monitoring and sensitivity analysis in the observational method // Studia Geotechnica et Mechanica. 2013. Vol. 35. № 3. P. 25–43. DOI:10.2478/sgem-2013-0028.
Wyjadłowski M., Puła W., Bauer J. Reliability of diaphragm wall in serviceability limit states // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2015. Vol. 15. № 4. P. 1129–1137. DOI:10.1016/j.acme.2015.02.001.
Kawa M., Bagińska I., Wyjadłowski M. Reliability analysis of sheet pile wall in spatially variable soil including CPTu test results // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2019. Vol. 19. № 2. P. 598–613. DOI:10.1016/j.acme.2018.10.007.