CC BY
24
Мости та тунелк теорiя, дослщження, практика, 2015, № 8
МОСТИ ТА ТУНЕЛ1: ТЕОР1Я, ДОСЛ1ДЖЕННЯ, ПРАКТИКА
УДК 624.154.54.042.2:624.131.384
В. Л. седщ1*, К. М. Б1КУС2, В. В. КОВБА3
I Кафедра основ i фундаментш, Державний вищий навчальний заклад «Придншровська державна академш будiвництва та архтгектури», вул. Чернишевського, 24а, Дншропетровськ, Украша, 49600, ел. пошта geotecprof@mail.ru
2* Кафедра основ i фундаментш, Державний вищий навчальний заклад «Придншровська державна академш будiвництва та архтгектури», вул. Чернишевського, 24а, Дншропетровськ, Украша, 49600, тел. +38 (0562) 47-02-63, ел. пошта geotecprof@mail.ru
3* Кафедра основ i фундаментш, Державний вищий навчальний заклад «Придншровська державна академш будiвництва та архтгектури», вул. Чернишевського, 24а, Днгпропетровськ, Украша, 49600, тел. +38 (0562) 47-02-63, ел. пошта kovba-vladislav@mail.ru
ВПЛИВ ПОВТОРНОГО СТАТИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ОС1ДАННЯ БУРО1Н'еКЦШНО1 ПАЛ1
Мета. Дослщити вплив повторного статичного навантаження на осiдання бурош'екцшно! палi. Провести два цикли натурних випробувань бурош'екцшно! палi великого дiамегру статичними вдавлювальними нава-нтаженнями пiсля И «вщпочинку». Результати. Перше навантаження палi ввдбувалось шсля «вiдпочинку» 28 дiб, повторне навантаження - 26 дiб. При I цикт максимально проявляються пластичш деформаци. При
II циклi - залежнють освдання вiд навантаження демонструе практично лiнiйну залежнiсть до певного пока-зника, при навантаженнi що вiдповiдае Pmax при I цикт, освдання складае 1/5 частину вщ загального при I циклi. Повторне статичне навантаження палi зафiксувало зб№шення максимального навантаження на палю на 27 % i зменшення !! осiдання при цьому на 12 %. Наукова новизна. Отримано новi результати польових дослiджень впливу повторного статичного навантаження на оадання бурош'екцшно! палi великого дiамет-ру. Практична значимкть. Повторне статичне навантаження паль дозволяе виявити максимальний потен-шал !х несучо! здатностi у заданих iнженерно-геологiчних умовах, оскiльки навантаження ведеться до «зри-ву» палi. А також виключити послаблений грунт тд подошвою паль, викликаний технологiчною особливю-тю CFA-технологil.
Ключовi слова: бурош'екцшна паля; повторне навантаження; статичнi випробування; «ввдпочинок» та осiдання палi
Вступ
Стр1мке зростання висотного буд1вництва, зокрема на територ1ях з1 складними шженерно-геолопчними умовами, вимагае пошук надш-ного вар1анту проектування фундаменпв. За-стосування паль в таких випадках е найбшьш ефективним ршенням. Збшьшення наванта-жень на основи при висотному будхвнищга призводить до збшьшення як абсолютних, так { вщносних нер1вном1рних осщань пальових фундаменпв. Тому на перший план виходить проблема економ1чного \ ефективного застосуван-ня рхзних титв пальових фундамента, при за-безпеченнi надшносп будiвель i споруд протя-гом всього строку експлуатаци, а головним завданням геотехншв е використання максимального потенщалу грунтово! основи для передач! на не! максимально допустимих наван-
тажень, а також зменшення рiзницi осiдань у межах одше! будiвлi [9].
Сьогодш пошук надiйного варiанту фундаменту вимагае розроблення геотехнiчного об-грунтування для вибору оптимального проектного ршення i технологii його реалiзащi [8]. Широкого розповсюдження набула бурош'екцшна технолопя виготовлення паль CFA (eid англ. Continuous Flight Auger) - шнекового бура безперервноi дн [10, 12].
Дослiдження буроiн'екцiйних паль i техно-логii ix виготовлення широко опублшоваш [3, 5, 7, 8, 10, 12, 13], проте дос юнуе коло неви-ршених питань, пов'язаних з проектуванням бурош'екцшних паль i якiстю ix виконання, зокрема в складних iнженерно-геологiчниx умовах.
При використанш буроiн'екцiйноi техноло-гii у водонасичених глинистих грунтах, розущь
льнення масиву грунту довкола паль сприяе неконтрольованому надлишковому вилученню грунту при укручуваннi шнека, що призводить не лише до значних перевитрат бетонно! сумiшi [8], а також до осщання поверхнi дна котловану [7]. Не дивлячись на особливосп СБА-технологи та багато невиршених питань, пов'язаних з яюстю виконання буроiн'eкцiйних паль, зокрема в складних шженерно-геологiчних умовах, вони мають резерв факти-чно! несучо! здатностi порiвняно з розрахунко-вою чи прогнозованою. Оскiльки дiючi норми розглядають буроiн'eкцiйнi палi, практично, як i буронабивнi, це призводить до заниження ро-зрахунково! несучо! здатност таких паль i, як наслщок, до збiльшення !х геометричних роз-мiрiв чи кiлькостi на майданчику [5]. Тому несучу здатнють буроiн'eкцiйних паль необхiдно приймати виключно на основi натурних !х ви-пробувань [11].
Влаштування СБА-паль за технолопею коли нижня частина шнеку багаторазового викорис-тання вимагае шдняття шнеку для подачi бетону, що головною мiрою впливае на якють спи-рання палi i залежить вiд хисту бурового майс-тра. Зазначена технологiчна особливiсть здатна створювати послаблення грунтово! основи шд нижнiм торцем паль особливо у водонасичених пiщаних основах, що в подальшому сприяе шд-вищенiй деформативносп грунтово! основи та збiльшуе осщання паль, зокрема нерiвномiрнi.
На кожному будiвельному майданчику при будiвництвi багатоповерхових будiвель згiдно норм [4] проводять випробування натурних паль при дп статичних навантажень. За допомогою даного методу досягають найбiльш точного ви-значення значення несучо! здатностi паль.
Випробування статичним вдавлювальним навантаженнями бурош'екцшно! палi, викладе-ш у [7], виявили ефект доущшьнення розпуше-но! грунтово! основи, складено! з пилуватого пiску, пiд нижнiм торцем паль Встановлено що на процес розпушення впливае, швидюсть про-ходження свердловин, та швидюсть витягуван-ня бурового iнструменту (яка, до реч^ у нашiй кра!нi документально не нормуеться) сприяе створенню поршневого ефекту. Доведено, що попередне статичне навантаження знижуе де-форматившсть основ таких вцщв паль [6].
Аналiз результата натурних випробувань паль, викладених у [1], виявив значну кiлькiсть дослщних паль, якi мають недолiки, пов'язаш з
неякiсним спиранням !х нижнього торця з грунтом основи.
Необхiдно зазначити, що на практищ натурнi палi для випробувань, зазвичай, виготовляють шд пильним контролем, i !х яюсть завжди вища. Отже, за умови випробування уах робочих паль у складi фундаменту, вiдсоток паль з недолшами спирання, може бути набагато бшьше.
Ефективним методом зниження деформативносп грунтових основ, яким можна додатково досягти зменшення осiдань та шдвищення несучо! здатностi паль е повторш цикли навантажень паль, якими фактично е статичнi випробування.
Необхщно проводити подальшi дослiдження з вивчення впливу повторних статичних навантажень на осщання буро-iн'екцiйних паль (зокрема натурних) i деформатившсть !х основ для збирання нових дослiдних даних.
Мета
Дослiдити вплив повторного статичного на-вантаження на осщання буроiн'екцiйно! палi. Провести два цикли натурних випробувань бурош'екцшно! палi великого дiаметру статични-ми вдавлювальними навантаженнями пiсля !! «вщпочинку».
Методика
Натурнi статичнi випробування бурош'екцшно! палi великого дiаметру проведено на будiвельному майданчику багатоповерхово-го житлового-офюного комплексу з пiдземним паркшгом у м. Днiпропетровськ.
На дослщному будiвному майданчику вико-нано два цикли «навантаження - розвантажен-ня» експериментально! буроiн'екцiйно! палi дiаметром 520 мм (зпдно ДБН В.Б-10-2009 палями великого дiаметру вважаються палi дiаме-тром бiльше 300 мм), довжиною 15,7 м, схема розташування яко! показана на рис. 1. Експе-риментальний майданчик мае багатошарову будову: вш складений з пiщаних та глинистих грунтiв, детальне розташування яких наведено на iнженерно-геологiчному перерiзi (див. рис. 1). Геолопчну будову на даному майданчику розвщано до глибини 36 м за допомогою буршня свердловин та статичного зондування.
У геоморфолопчному вiдношеннi дослiдний майданчик приурочено до третьо! надпоймено! тераси правобережжя р. Днiпро, на з'еднанш з другою терасою [14].
Випробування nani проводилося з р1вня дна котловану (див. рис. 1). Несучим шаром паль слугують шски nилувaтi, щiльнi, водонaсиченi (1ГЕ-8), якi niдстеляються niскaми рiзнозернис-тими щшьними водонасиченими (1ГЕ-9), каол> нами (1ГЕ-10) та nлaгiогрaнiтaми (1ГЕ-11), 1ГЕ-1 - нaсиnнi грунти, 1ГЕ-2 - грунтово-рослинний шар.
Значення фiзико-мехaнiчних властивостей грунтiв за даними iнженерно-геологiчних ви-шукувань нaведенi у табл. 1.
З негативних фiзико-геологiчних явищ не-обхiдно вiдмiтити нaявнiсть лесових маловоло-гих грунтiв (1ГЕ-3, 1ГЕ-4), здатних проявляти влaстивостi nросiдaння при замочуванш вiд власно! ваги i додаткового навантаження.
Враховуючи нaявнiсть шaрiв лесових прось даючих суniскiв (1ГЕ-3) та суглинкiв (1ГЕ-4), сумарною потужшстю 3,85 м, випробування проводилось iз замочуванням грунтiв зазначе-них шaрiв (рис. 2). Перед випробуванням були пробуреш навкруги дослщно! naлi чотири дре-нaжнi свердловини дiaметром 150 мм, глиби-ною 3,9 м з подальшим засипанням !х щебенем фракци 25... 40 мм. Подача води вщбувалась через дренaжнi свердловини безпосередньо перед, та шд час проведення випробування naлi (рис. 3, а).
Рис. 1. 1нженерно-геолопчний перер1з майданчика з1 схемою розташування дослвдно! пал1
Рис. 2. Загальний вигляд анкерного стенду для статичних випробувань бурош'екцшно! пал1
Таблиця 1
Показники фiзико-механiчних властивостей грун^в дослiдного майданчику за даними
iнженерно-геологiчних вишукувань
№ 1ГЕ Назва шару Грунту Природна волопсть, д.о. Число пластичност!, Показник текучоста, Щшьшсть Грунту, г/см3 Коефкцент пористоста, д.о. Питоме зчеплення, кПа Кут внутршнього тертя, градуси Модуль деформаци, МПа
W Ip h р e с Ф E
3 Сутски лесов1, тверда проадаюч1 0,13 0,05 -1,06 1,58 0,82 8 26 6,5
4 Суглинки лесов1, тверд1 та нашвтверд1, просвдаюч1 0,2 0,08 -0,15/0,22 1,71 0,8 12 25 7,0
5 Сутски лесов1, пластичш 0,21 0,07 0,45 1,93 0,66 9 24 8,0
6 Суглинки лесов1, м'якопластичш 0,24 0,08 0,7 1,92 0,72 12 23 6,0
7 Сутски лесов1, пластичш 0,22 0,06 0,63 1,97 0,65 10 24 7,0
8 Шски кварцов1 пилувап, щшьт, неодно-рщт, водонасичеш 0,23 - - 2,03 0,61 5 31 24,0
9 Шски р1знозернисп, щшьт, неоднорвдш, водонасичеш - - - - - 41 32 33,0
10 Каолши первинш, тверд1 0,24 0,12 -0,23 1,95 0,72 42 21 29,0
11 Плапограшти, середньозернисл, масивш, слабовиветрил1 - - - 2,66 RcI =59,76 МПа RcII=59,85 МПа
Рис. 3. Елементи анкерного стенду:
а) подача води для замочування Грунту; передача навантаження на палю ввд двох домкратiв; б) прогиномiр 6ПАО
Дослщна бурош'екцшна паля д1аметром Soilmec CM-70 за технолопею CFA (нижня ча-520 мм була виготовлена буровою установкою стина шнеку багаторазового використання).
До початку випробування та шсля його за-вершення проводився контроль за геометрич-ними параметрами палi (довжина, суцiльнiсть стовбура за глибиною) неруйнiвним методом -ехолокащею.
Перше випробування експериментально! бурош'екцшно! пат статичним навантаженням вiдбувалось пiсля «вщпочинку» 28 дiб (I цикл «навантаження - розвантаження»). Повторне навантаження палi - пiсля «вiдпочинку» 26 дiб (II цикл «навантаження - розвантаження»).
Навантаження пат здiйснювалось статичним осьовим навантаженням ступенями по 100 кН (о^м перших трьох ступенiв, по 200 кН) за до-помогою двох гiдравлiчних домкратiв ДГ0-200 (див. рис. 2, б), сумарною площею поршнiв 1 000 см2 (2^500 см2), яю встановлювались на палю i спирались у систему упорних балок ме-талевого анкерного стенду з набором гвинтових металевих анкерних паль (див. рис. 2). Наванта-ження на палю визначалось по манометрам, з щною подшки 5 кгс/см2). Кожний стушнь навантаження витримувався до умовно! стабшзацп
осiдання палi: 0,1 мм деформаци за останню годину спостереження вiдповiдно [4].
Вiдлiки зшмалися одразу пiсля прикладення ступенi навантаження, а по^м чотири вiдлiки з штервалом 30 хв., iншi - через годину до на-стання умовно! стабiлiзацii. Вертикальнi пере-мщення палi фiксувались двома прогиномiра-ми 6ПАО, встановленими на реперних при-строях, з точнiстю 0,01 мм (див. рис. 3, б).
Yd прилади вимiрювань, що пiдлягають ме-трологiчнiй повiрцi, своечасно повiренi i атесто-ванi (права належать ТОВ «Пдробудпроект»).
За фактичне значення деформаци палi приймалося середне арифметичне по подшках двох приладiв.
Розвантаження пат здшснювалося ступенями, що рiвнi подвiйнiй величинi завантажува-льно! ступеш. Змiна деформацiй фiксувалася одразу шсля зняття навантаження i через 15 хв. очшування.
Результати статичних випробувань буро-iн'екцiйноi палi наведено у табл. 2.
Таблиця 2
Результати статичних випробувань бурош'екцшноТ пал
Д1аметр паль, мм Довжина, м Витрати бетону на палю, м3 Цикли «навантаження -розвантаження» Перюд «вщпочинку» з дати виготовлення, доби Перюд «в1дпочпнку» тсля першого навантаження, д1б Максимальне навантаження на палю Pmax, кН Оидання S, мм
проектш фактичш при максимальному навантаженш при розвантаженш
520 15,7 3,38 4,25 I 28 - 2 100 42,65 38,05
II 28+26 26 2 900 37,5 26,5
Результати
За даними журналу статичних випробувань експериментально! бурош'екцшно! палi побу-дованi графiки залежностi осiдання вщ навантаження S=f(P), параметри якого див. рис. 3.
З анатзу графшу (рис. 4) видно, що осщання голови палi вiд максимального навантаження при першому навантаженнi Pmax=2 100,0 кН склало 42,65 мм (лмя 1, див. рис. 3). Пюля розвантаження палi, яке вщбувалось ступенями по 200 кН, вщбувся !! пiдйом на 4,15 мм по лшп 2 (I цикл «навантаження - розвантаження»). При повторному навантаженш вщ Pmax=2 900,0 кН осiдання
склало 37,5 мм (тшя 3, див. рис. 3), тдйом палi пiсля !! розвантаження - 11 мм по лшп 4 (II цикл «навантаження - розвантаження»).
Майже будь-який матерiал (о^м iдеально пружних) при повторних навантаженнях де-монструе бiльший ошр, i грунт не е виключен-ням Загальнi деформацi! грунту мають двi складовi: пружна i пластична.
При першому навантаженш пат Ртах=2 100,0 кН максимально проявляються пластичш деформацi!. Деформацi! грунту при повторному навантаженш палi показують практично лшшну залежнiсть до навантаження Р=1 800,0 кН. При навантаженнi Р=2 100,0 кН
(що вщповщае Pmax при I цикт, пунктирна лiнiя рис. 3) осщання склало 9 мм, що складае 1/5 частину вщ осiдання при I навантаженнi.
О 200 400 000 000 1000 1200 1400 1G00 1800 2000 2200 2400 2000 2000 3000
1-4 1—1 Ч Ч i > кН
i— 1 —■- Першии цикл
— I ч (натурне випробування) —•—Другим цикл навантаження (натурне
I
V.
1
I
* * \
и Iii L-4
_2
> •я
4 ? 1 "ч 1 ~4
Рис. 4. Граф1ки «навантаження - осщання» бурош'екцшно1 палг
I - перший цикл «навантаження - розвантаження»;
II - другий цикл «навантаження - розвантаження»;
1, 3 - лшя навантаження при I та II випробуваннях в1дпо-вщно, 2, 4 - лшш розвантаження при I та II випробуваннях вщповщно
При багаторазовому прикладанш навантаження до палi загальш деформацiï грунту осно-ви наближаються до деякоï межi, пластичнi де-формацiï з кожним навантаженням палi мають тенденщю до зменшення.
При великiй кшькост циклiв «навантаження - розвантаження» проявляються переважно пружнi деформацiï (тобто грунт набувае пруж-но-ущiльненого стану) мае практичне значення для приведення осщань паль до однакових зна-чень, що особливо необхщно при зведенш бу-дiвель пiдвищеноï поверховостi.
Наукова новизна та практична значимкть
В робот отриманi новi результати польових дослiджень впливу повторного статичного навантаження на осщання бурош'екцшно1' палi великого дiаметру. Повторне статичне навантаження паль дозволяе виявити максимальний потенцiал ix несучо1' здатностi у заданих 1нже-нерно-геологiчниx умовах, оскшьки наванта-
ження ведеться до «зриву» палi. А також ви-ключити послаблений грунт пiд пiдошвою паль, викликаний технолопчною особливiстю CFA-технологи.
Висновки
При I циклi максимально проявляються пла-стичнi деформаци. При II цикл - залежнiсть осщання вщ навантаження демонструе практично лшшну залежнiсть до певного показника, при навантаженш що вщповщае Pmax при I цик-л1, осщання складае 1/5 частину вщ загального при I цикль
Повторне статичне навантаження палi зафь ксувало збшьшення максимального навантаження на палю на 27 % i зменшення ïï осщання при цьому на 12 %.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Бiкус, К. М. Вплив попереднього навантаження паль на зниження 1х осщань : Дис. ... канд. техн. наук [Текст] / Бшус Катерина Михамвна. -Дншропетровськ : ДВНЗ ПДАБА, 2015. - 210 с.
2. Бойко, I. П. Польовi методи випробування паль статичними навантаженнями [Текст] / I. П. Бойко // Основи i фундамента. - Кив : Ки-1в. нац. ун-т буд-ва i архггектури, 2015. - Вип. 36. - С. 3-8.
3. Зоценко, М. Л. До проектування i виготовлення бурош'екцшних паль [Текст] / М. Л. Зоценко,
B. П. Левченко, В. В. Мiрошниченко // Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. научн. трудов. - Днепропетровск : ГВУЗ ПГАСА, 2011. - Вып. 61. - С. 195-206.
4. ДСТУ Б В.2.1-27:2010 Палг Визначення несучо1 здатносп за результатами пальових випробувань [Текст]. - Кшв : М^егюнбуд Украши, 2011. - 11 с.
5. Романенко, А. В. Аналiз достовiрностi визначення несучо1 здатносп бурош'екцшних паль за дшчими методиками СНП [Текст] / А. В. Романенко, I. В. Маевська // Будiвельнi конструкций Випуск 75 : Мехашка Iрунтiв, геотех-шка та фундаментобудування : м1жвщ. наук.-техн. зб. наук. пр. / Н.-д. ш-т буд. конструкцiй (НДШК). - Кшв, 2011. - Кн. 2. - С. 164-169.
6. Седш, В. Л. Вплив вдавлювального навантаження на деформативнють основ бурош'екцшних паль [Текст] / В. Л. Седш, К. М. Бшус, А. М. Мельник // Основи i фундамента : мiжвiдом. наук.-техн. зб. - Кшв : Кшв. нац. ун-т буд-ва i архгт, 2014. - Вип. 35. -
C. 9-20.
Мости та тунелк теорiя, дослщження, практика, 2015, № 8
МОСТИ ТА ТУНЕЛ1: ТЕОР1Я, ДОСЛЩЖЕННЯ, ПРАКТИКА
7. Седш, В. Л. Особливосп влаштування бу-роiн'eкцiйних паль великого дiаметру в бага-тошарових глинистих грунтах [Текст] / В. Л. Седш, А. М. Мельник, К. М. Бшус, К. А. Шикотюк // Галузеве машинобудування, будiв-ництво. - Полтава : Полт. нац. техн. ун-т iM. Ю. Кондратюка, 2015. - Вип. 1(43). - С. 214-221.
8. Улицкий, В. М. Гид по геотехнике (путеводитель по основаниям, фундаментам и подземным сооружениям) [Текст] / В. М. Улицкий, А. Г. Шашкин, К. Г. Шашкин. - СанктПетер-бург : Геореконструкция, 2012. - 288 с.
9. Brandl H. Cyclic preloading of pails and box-shaped deep foundations. Geotechnical Challenges in Megacities: Proceedings of the International Conference on Geotechnical Engineering, [Moscow, 7-10 June 2010]. ISSMGE, Russian Society for Soil Mechanics, Geotechnics and Foundation. Moscow, 2010, Vol. 1, pp. 3-28.
10. Fleming K., Weltman A., Randolph M., Elson K. Piling Engineering. London, New York, Taylor and Francis, 2008. 398 p.
11. Schell P., Szepeshazi R., Szilvagyi L., Wolf A. Combined static and dynamic pile load test programme on the Hungarian M6-M60 motorway pro-
В. Л. СЕДИН1*, Е. М. БИКУС2, В. В. КОВБА3
ject. Proceedings of XV Danube-European Conference on Geotechnical Engineering (DECGE 2014) H. Brandl & D. Adam (eds.), 9-11 September 2014, Vienna, Austria. Vienna University of Technology, Vol. 1 & 2, no. 081, pp. 813-818.
12. Zhussupbekov A. Zh., Utepov Ye. B., Morev I. O. Piling Foundations on Challenging Ground Conditions in Kazakhstan. Proceedings of XV Danube-European Conference on Geotechnical Engineering (DECGE 2014) H. Brandl & D. Adam (eds.), 9-11 September 2014, Vienna, Austria. Vienna University of Technology, Vol. 1 & 2, no. 211, pp. 825830.
13. Линник, Г. О. Компресшш дослщження щебе-нево-грунтово1 cyMrni для повторного застосу-вання [Текст] / Г. О. Линник, В. Д. Петренко, О.Л. Тютьшн, I. М. Петрiвcька // Мости та ту-нелi : теорiя, дослщження, практика. - 2012. -Вип. 1. - С. 40-45.
14. Бабiч, Ф. В. Особливосп забудованого схилу над залiзничною станшею «Зycтрiчна» в Днш-ропетровську [Текст] / Ф. В. Бабiч, В. Л. Седш, Г. М. Левченко // Мости та тyнелi : теорiя, дослщження, практика. - 2012. - Вип. 3. - С. 9-13.
1 Кафедра оснований и фундаментов, Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24а, Днепропетровск, Украина, 49600,
тел. +38 (0562) 47-02-63, эл. почта geotecprof@mail.ru
2 Кафедра оснований и фундаментов, Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24а, Днепропетровск, Украина, 49600,
тел. +38 (0562) 47-02-63, эл. почта geotecprof@mail.ru
3 Кафедра оснований и фундаментов, Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24а, Днепропетровск, Украина, 49600,
тел. +38 (0562) 47-02-63, эл. почта kovba-vladislav@mail.ru
ВЛИЯНИЕ ПОВТОРНОГО СТАТИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ НА ОСАДКУ БУРОИНЪЕКЦИОННОЙ СВАИ
Цель. Исследование влияния повторного статического нагружения на осадки буроинъекционной сваи. Провести два цикла натурных испытаний буроинъекционной сваи большого диаметра статическими вдавливающими нагрузками после ее «отдыха». Результаты. Первое нагружение сваи происходило после «отдыха» 28 суток, повторное нагружение - 26 суток. При I цикле максимально проявляются пластические деформации. При II цикле - график «осадка - нагрузка» демонстрирует практически линейную зависимость до определенного показателя, при нагрузке соответствующей Ртзх при I цикле, осадка составляет 1/5 часть от общей при I цикле. Повторное статическое нагружения сваи зафиксировало увеличения максимального нагружения на сваю на 27 % и уменьшения ее осадки при этом на 12 %. Научная новизна. Получены новые результаты полевых исследований влияния повторного статичного нагружения на осадку буроинъекцион-ной сваи великого диаметру. Практична значимость. Повторное статическое нагружение свай позволяет выявить максимальный потенциал их несущей способности в заданных инженерно-геологических условиях, поскольку нагружения ведется до «срыва» сваи. А также исключать ослаблений грунт под подошвой свай, вызванный технологической особенностью изготовления буроинъекционных свай.
Ключевые слова: буроинъекционная свая; повторное нагружение; статические испытания; «отдых» и осадка сваи
Мости та тунелк теорiя, дослщження, практика, 2015, № 8
МОСТИ ТА ТУНЕЛ1: ТЕОР1Я, ДОСЛЩЖЕННЯ, ПРАКТИКА V. L. SEDIN1*, E. M. BIKUS2, V. V. KOVBA3
1 Foundation Engineering Department, State Higher Education Establishment «Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture», 24а, Chernishevskogo str., Dnipropetrovsk, Ukraine, 49600, tel. +38 (0562) 47-02-63,
e-mail geotecprof@mail.ru
2 Foundation Engineering Department, State Higher Education Establishment «Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture», 24а, Chernishevskogo str., Dnipropetrovsk, Ukraine, 49600, tel. +38 (0562) 47-02-63,
e-mail geotecprof@mail.ru
3 Foundation Engineering Department, State Higher Education Establishment «Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture», 24а, Chernishevskogo str., Dnipropetrovsk, Ukraine, 49600, tel. +38 (0562) 47-02-63,
e-mail kovba-vladislav@mail.ru
THE INFLUENCE OF REPEATED STATIC LOADING ON CFA-PILE SETTLEMENT
Purpose. To investigate the influence of repeated static preloading on CFA-pile settlement. To conduct two cycles of large diameter CFA-pile field tests with pressing loading after a stress-relief period. Methodology. The first pile preloading was performed after a 28-day stress relief period, the repeated pile preloading - in 26-day period. Plastic strains have become evident after the first cycle. In the course of the second cycle 'settlement-load' curve shows linear dependence on a definite index, when the loading is Pmax in the first cycle the settlement is 1/5 of the total. After repeated static pile loading, maximum pile load capacity has increased by 27% whereas its settlement has decreased by 12 %. Originality. New field tests results of the influence of repeated static loading on a CFA-pile settlement have been obtained. Practical value. The repeated static pile loading enables to determine the ultimate bearing capacity under certain engineering and geological conditions since the loading is performed until the pile is collapsed. It makes also possible to eliminate soil weakening under the pile heel due to technological fabrication features of continuous flight augering piles.
Keywords: CFA-pile; repeated static loading; static soil tests; pile stress-relief period; pile settlement
REFERENCES
1. Bikus K. M. Vplyv poperednjogho navantazhennja palj na znyzhennja jikh osidanj. Avtoreferat Diss. [Influence of the previous loading of piles on the decline of their settling]. Dnipropetrovsjk, 2015. 210 p.
2. Bojko I. P. Poljovi metody vyprobuvannja palj statychnymy navantazhennjamy [Field methods of piles test by the static loadings]. Osnovy i fundamenty - Bases and fundaments, Kyjiv, 2015, issue 36. pp. 3-8.
3. Zocenko M. L., Levchenko V. P., Miroshnychenko V. V. Do proektuvannja i vyghotovlennja buroin'jekcijnykh palj [About a planning and making of CFA-piles]. Stroyteljstvo, materyalovedenye, mashynostroenye -Building, science of materials, machine building. - Dnepropetrovsk, 2011, issue 61. pp. 195-206.
4. DSTU B V.2.1-27:2010. Pali. Vyznachennja nesuchoji zdatnosti za rezuljtatamy paljovykh vyprobuvanj [State Standard B V.2.1-27:2010 Piles. Determination of bearing strength as a result of piles tests]. Kyjiv, Minreghionbud Ukrajiny, 2011. 11 p.
5. Romanenko A. V., Majevsjka I. V. Analiz dostovirnosti vyznachennja nesuchoji zdatnosti buroin'jekcijnykh palj za dijuchymy metodykamy SNiP [Analysis of authenticity of bearing strength determination of CFA-piles after the operating BNIP methods]. Mekhanika gruntiv, gheotekhnika ta fundamentobuduvannja - Mechanics of soils, geotechnic and fundaments building, Kyjiv, 2011, Vol. 2. pp. 164-169.
6. Sedin V. L., Meljnyk A. M., Bikus K. M. Vplyv vdavljuvaljnogho navantazhennja na deformatyvnistj osnov buroin'jekcijnykh palj [Influencing of the stamp loading on deformability bases of CFA-piles]. Osnovy i fundamenty - Bases and fundaments, Kyjiv, 2014, issue 35. pp. 9-20.
7. Sedin V. L., Meljnyk A. M., Bikus K. M., Shykotjuk K. A. Osoblyvosti vlashtuvannja buroin'jekcijnykh palj velykogho diametru v baghatosharovykh ghlynystykh gruntakh [Features of arrangement of large diameter CFA-piles in multilayer clay]. Ghaluzeve mashynobuduvannja, budivnyctvo - Local machine building, building. - Poltava, 2015, 1(43). pp. 214-221.
8. Ulitskiy V. M., Shashkin A. G., Shashkin K. G. Gid po geotekhnike (putevoditel po osnovaniyam, fundamentam i podzemnym sooruzheniyam) [Geotechnical Guide. Guide of bases, fundaments and underground constructions]. Sankt-Peterburg, Georekonstruktsiya, 2012. 288 p.
9. Brandl H. Cyclic preloading of pails and box-shaped deep foundations. Geotechnical Challenges in Megacities: Proceedings of the International Conference on Geotechnical Engineering, [Moscow, 7-10 June 2010]. ISSMGE, Russian Society for Soil Mechanics, Geotechnics and Foundation. Moscow, 2010, Vol. 1, pp. 3-28.
10. Fleming K., Weltman A., Randolph M., Elson K. Piling Engineering. London, New York, Taylor and Francis, 2008. 398 p.
11. Schell P., Szepeshazi R., Szilvagyi L., Wolf Â. Combined static and dynamic pile load test programme on the Hungarian M6-M60 motorway project. Proceedings of XV Danube-European Conference on Geotechnical Engineering (DECGE 2014) H. Brandl & D. Adam (eds.), 9-11 September 2014, Vienna, Austria. Vienna University of Technology, Vol. 1 & 2, no. 081, pp. 813-818.
12. Zhussupbekov A. Zh., Utepov Ye. B., Morev I. O. Piling Foundations on Challenging Ground Conditions in Kazakhstan. Proceedings of XV Danube-European Conference on Geotechnical Engineering (DECGE 2014) H. Brandl & D. Adam (eds.), 9-11 September 2014, Vienna, Austria. Vienna University of Technology, Vol. 1 & 2, no. 211, pp. 825-830.
13. Lynnyk Gh. O., Petrenko V. D., Tjutjkin O. L., Petrivsjka I. M. Kompresijni doslidzhennja shhebenevo-gruntovoji sumishi dlja povtornogho zastosuvannja [Compression researches of the crushed stone-ground mixed for the repeated use]. Mosty ta tuneli : teorija, doslidzhennja, praktyka - Bridges and tunnels : theory, research, practice, 2012, issue 1, pp. 40-45.
14. Babich F. V., Sedin V. L., Levchenko Gh. M. Osoblyvosti zabudovanogho skhylu nad zaliznychnoju stancijeju «Zustrichna» v Dnipropetrovsjku [Features of built-up slope above the railway station «Zustrichna» in Dnepropetrovsk]. Mosty ta tuneli : teorija, doslidzhennja, praktyka - Bridges and tunnels : theory, research, practice, 2012, issue 1, pp. 9-13.
Стаття рекомендована до публ^кацИ' д.т.н., проф. В. Д. Петренком (Украта), д.т.н, проф. М. I. Нетесою (Украта).
Надшшла до редколеги 05.12.2015. Прийнята до друку 21.12.2015.
