Сучасні методи проектування та влаштування набивних паль у пробитих свердловинах

Abstract

UK: Набивні палі у пробитих свердловинах (НППС) вирізняє високий ступінь використання несучої здатності основи внаслідок формування в ній ущільненої зони за рахунок витиснення ґрунту в об’ємі трамбівки і втрамбованого матеріалу розширення. Спосіб їх зведення майже вилучає земляні й опалубні роботи, знижує витрати бетону й металу, прискорює нульовий цикл порівняно з фундаментами, що зводяться із вийманням ґрунту та заглибленням у ґрунт збірних елементів. Для подальшого впровадження НППС у геотехнічну практику потрібне розширення нормативної бази їх проектування та зведення. Мета роботи – удосконалити методи проектування та зведення НППС. Слід удосконалити метод визначення осідань НППС у складі ростверків, який би враховував взаємодію зон впливу паль. Найбільш достовірний шлях розв’язання цієї задачі – порівняння розрахованих і виміряних осідань натурних об’єктів. Необхідно довести коректність геомеханічних моделей плоскої та просторової версій методу скінчених елементів (МСЕ) щодо розрахунків спільної роботи НППС у складі ростверків з основою. Слід виділити найбільш ефективні різновиди обладнання та технологічні схеми зведення НППС. Висновок. Наведено основні положення з проектування та влаштування НППС, що відповідають державним будівельним нормам України. Їх базу склали результати експериментальних і теоретичних досліджень, проведених авторами протягом тридцяти років, і досвід використання цих паль на об’єктах цивільного, промислового й сільськогосподарського будівництва. Обґрунтовано використання пружно-пластичної моделі з критерієм міцності Мора-Кулона для моделювання системи «ростверк – НППС – ґрунт». Моделюванням за плоскою та просторовою задачами МСЕ доведено, що при відстані між осями сусідніх паль до п’яти діаметрів коректним є вибір плоскої версії і спрощення розрахункової схеми до умовного стрічкового фундаменту. Удосконалено метод розрахунку НППС у складі стрічкових ростверків, за яким за ширину умовного фундаменту прийнято діаметр розширення палі, а глибина закладення відповідає його низу. Несучий шар основи під фундаментом складено з верхньої зони, достатнього ущільнення, і нижньої, природного ґрунту

RU: Постановка проблемы. Набивные сваи в пробитых скважинах (НСПС) отличает высокая степень использования несущей способности основания вследствие формирования в ней уплотненной зоны за счет вытеснения грунта в объеме трамбовки и втрамбованного материала уширения. Способ их возведения почти исключает земляные и опалубочные работы, снижает расход бетона, металла, ускоряет нулевой цикл по сравнению с фундаментами, возводимыми с выемкой грунта и погружением в грунт сборных элементов. Для дальнейшего внедрения НСПС в геотехническую практику необходимо расширение нормативной базы их проектирования и возведения. Цель работы – усовершенствовать методы проектирования и возведения НСПС. Следует усовершенствовать метод расчета осадок НСПС в составе ростверков, который бы учитывал взаимодействие зон влияния свай. Самый достоверный путь решения этой задачи – сравнение расчетных и измеренных осадок натурных объектов. Необходимо доказать корректность геомеханических моделей плоской и пространственной версий метода конечных элементов (МКЭ) для расчетов совместной работы НСПС в составе ростверков з основанием. Следует выделить наиболее эффективные разновидности оборудования и технологические схемы возведения НСПС. Выводы. В работе представлены основные положения по проектированию и устройству НСПС, соответствующие строительным нормам Украины. Их базу составили итоги экспериментальных и теоретических исследований, проведенных авторами на протяжении тридцати лет, и опыт использования этих свай на объектах гражданского, промышленного и сельскохозяйственного строительства. Обосновано использование упруго-пластической модели с критерием прочности Мора-Кулона для моделирования системы "ростверк – НСПС – грунт". Моделированием в плоской и пространственной задачах МКЭ доказано, что при расстоянии между осями соседних свай до пяти диаметров корректен выбор плоской версии и упрощение расчетной схемы к условному ленточному фундаменту. Усовершенствован метод расчета НСПС в составе ленточных ростверков, в котором в качестве ширины условного фундамента принят диаметр уширения сваи, а глубина его заложения соответствует его низу. Несущий слой основания под фундаментом состоит из верхней зоны, достаточного уплотнения, и нижней, природного грунта

EN: Problem statement. Ramming piles in punched holes (RPPH) differ of high degree of use of supporting capacity of base because of forming in it a compacted zone at the expense of displacement of soil in the volume rammer and compacted material of expansion. The method of their construction almost exclude excavation and formwork, reducing the consumption of concrete, metal, accelerates zero cycle compared to the foundations raised and excavation and immersion into the soil of precast elements. The expansion of the normative base, their design and construction should be for further implementation of of natural objects. The correctness of the geomechanical model of plane and spatial version of finite element method (FEM) should be proved for the calculation of cooperative work of RPPH as part of grillages with base. The most effective kinds of equipment and technological schemes of construction of RPPH should be noticed.

Conclusions. The paper presents the main regulations on the design and the arrangement RPPH, corresponding of construction norms of Ukraine. The results of experimental and theoretical studies conducted by the authors for over thirty years, and the experience of the use of these piles on the objects of civil engineering, industrial and agricultural construction made their base. The use of the elastoplastic model with the criterion of Mohr-Coulomb strength for designing of the system "grillage -RPPH- soil" was substantiated. The designing in plane and spatial problems of FEM is proved that in the distance between the axes of adjacent piles up to five diameters is a correct choice of a flat version and simplifying of calculating scheme to the conventional strip foundation. An improved. The method of calculating of RPPH as part of grillages ribbon, where as the width of the foundation was taken a diameter of the broadening of the pile, and the depth of its inception corresponds to the bottom of it. The supporting layer of base under the foundation consist of upper zone, of sufficient sealing and a RPPH in geotechnical practice. The purpose is improvement of the methods of design and construction of RPPH. It should be improved the method of calculating the sediment of RPPH as part of grillages, considering the interaction of zones of influence of the piles. The most reliable way of solving this problem is a comparison of the calculated and measured of sinking lower of natural soil