CC BY
48
construction site.
Results: The use of the developed blades of complicated shape permits to get homogeneous fibre concrete compounds. Due to the high quality of mixing, the time of mixture making reduces. This helps to reduce repair equipment and electric power costs. Such introduced mobile production technology techniques permit to enhance essentially the application fields of fibre reinforced fine concretes.
Conclusion. The article deals with the use of geometric simulation elements to develop the efficient mixer blade of complicated shape. The application of such a blade provides the efficient operation of fibre concrete compounds mixing.
REFERENCES
1. Korolev K. M. Intensifikaciya prigotovleniya betonnoj smesi / K. M. Korolev - M. : Strojizdat, 1976. - 58 s.
2. Korolev K. M. Effektivnost prigotovleniya betonnyx smesej / K. M. Korolev // Mexanizaciya stroitelstva. - 2003. - № 6. - S. 7 - 8.
3. Emelyanova I. A. Novyj princip sozdaniya betonosmesitelej prinuditelnogo dejstviya / I. A. Eemelyanova, A . M. Baranov, V. V . Blazhko // Trudy mezhdunarodnoj nauchno-texnicheskoj konferencii "Interstrojmex-2005". - Tyumen, 2005. - S. 38 - 43.
4. Emelyanova I. A. Osobennosti processa prigotovleniya betonnoj smesi v trexvalnom smesitele / I. A. Emelyanova, A. M. Baranov, V. V. Blazhko // Texnologii betonov v luchshix betonax Rossii. -M., 2007. - № 3. - S. 44 - 46.
5. Patent 54096 Ukraini, MPK 7 V 28 S 5/16. Zmishuvach / K. K. Miroshnichenko; Zayavnik i patentovlasnik pdaba, miroshnichenko k. k. - zayavl. 10.05.2002; opubl. 17.02.2003, Byul. № 2.
6 Kozhevnikov S. N. Teoriya mexanizmov i mashin / S. N. Kozhevnikov - M. : Mashinostroenie, 1969. - 583 s.
7 Kolchin K. M. Mexanika mashin / K. M. Kolchin. - L : Mashinostroenie, 1972. - T. 2. - 456 s.
8 Miroshnichenko K. K. Uvelichenie nadezhnosti i dolgovechnosti zdanij pri ix rekonstrukcii putem primeneniya fibroarmirovannyx kompozicionnyx materialov / K. K. Miroshnichenko // Novini nauki Pridniprov'ya. - D. - № 1. - 2006. - S. 32 - 34.
9 Nagrockiene D. The effect of cement type and plasticizer addition on concrete properties / DrigitaNagrockiene, Ina Pundiene, AstaKicaite // Construction and building materials. - 2013. -Vol. 45. - P. 324 - 331.
BidoMocmi про автора:
М1рошниченко Костянтин Кирилович, д. т. н., проф., доц. кафедри нарисног геометрИ та графти Придмпровськог державног академИ буд1вництва та архтектури, e-mail: [email protected].
УДК 624.154
ПАЛЬОВ1 ФУНДАМЕНТИ ВИСОТНИХ БУДИНК1В У СКЛАДНИХ ГРУНТОВИХ УМОВАХ
I. П. Бойко, д. т. н., проф., В. Л. Шдлуцький, к. т. н., доц.
Кигвський нащональний утверситет будiвництва та архтектури
Ключовi слова: пальовий фундамент, палi рiзног довжини, складт грунтовi умови, висотний будинок
Постановка проблеми. Будiвництво висотних споруд у сучасних умовах у мегаполюах досить часто супроводжуеться зведенням одразу декшькох житлових будинюв або житлово-офюних комплекшв з елементами шфраструктури, щоб забезпечити комфортш умови проживання. Досить часто таю комплекси зводяться в щшьнш мюькш забудовi в складних грунтових умовах, де необхвдно враховувати багато чинниюв для визначення напружено-деформованого стану (НДС) основи, на якш будуть зведеш будiвлi та споруди. Важливу роль у даних умовах вщграють нерiвномiрне нашарування грунпв основи з особливими характеристиками та наявшсть iнженерних конструкцш для захисту котловашв шд час
освоення пiдземних просторiв.
Аналiз публiкацiй. У працях багатьох науковщв [1 - 4; 9; 10] висв^люеться проблема впливу нашарування грунпв основи на вибiр довжини паль у фундамент висотних будинкiв. Переважно у публшащях звучить те, що грунти з особливими характеристиками бажано прорiзати палями для надшно! роботи фундаменпв висотних будинкiв.
Мета статть Дослiдити роботу пальових фундаментiв висотних будинюв у складних грунтових умовах за наявносп нахилених шарiв грунпв з особливими характеристиками та встановити ращональну довжину паль у фундамент на прикладi реального житлового будинку.
Виклад матерiалу. Проектування пальових фундаменпв висотних будинкiв супроводжуеться розмiщенням необхщно! кiлькостi паль у межах фундаменту. Такий процес вимагае ч^кого уявлення про зони фундаменту, вiдповiдно до яких визначаеться робота паль [2; 7]. Кутов^ периферiйнi та середш палi у фундаментi в умовах однакових геометричних та фiзичних параметрiв працюють по-рiзному, а тому вимагають особливого пiдходу до визначення !х мiсця розташування. Вид rрунтiв основи, а також прошарки rрунтiв з особливими характеристиками (рис. 3) е одним iз важливих факторiв, як впливають на перерозподiл зусиль у палях, а вщповщно i на !х геометричне розташування.
Рис. 1. Загальний вигляд будинку Рис. 2. План т ипового поверху
Тому досить часто вибiр та влаштування варiанта фундаменпв визначають rрунтовi умови. Так, на дослщному майданчику саме характер залягання шарiв rрунтiв визначив остаточне ршення щодо прийняття та розробки фундаменпв житлового будинку.
На даному майданчику в м. Ки!в планувалося побудувати житловий будинок iз пiдземним паркiнгом та вбудовано-прибудованими примщеннями iз загальною поверховiстю 22 поверхи, два з яких паркшги та один офюний (рис. 1). Будинок мае складну П - подiбну конфiгурацiю в планi, план типового поверху зображено на рисунку 2.
За конструктивною схемою будинок каркасно-монол^ний з несуними вертикальними елементами (колонами, пшонами, стшами тощо), якi перекрип жорсткими дисками - плитами перекриття. Будинок мае два окремi лiфтово-сходовi вузли, не повзв'язанi мiж собою. Товщина пiлонiв та стiн складае 250 - 300 мм, плит перекритпв - 250 мм у межах техшчних поверхiв та 200 мм у межах житлових поверхiв.
По периметру проектованого будинку передбачений двоповерховий паркшг складно! конфнурацн в плаш, який з трьох боюв огороджений пiдпiрними стiнами рiзноl конструкцн, оскiльки перепад висот розробленого котловану розподшяеться таким чином: з головного фасаду нижнш поверх пiдземного паркшгу та будинку виходять на рiвень денно! поверхнi майданчика, а з протилежного боку щ два поверхи паркшпв повнiстю розташованi в межах котловану. Тобто бущвля вписана в рельеф майданчика.
Рис. 3.1нж енерно-геолопчний розр1з майданчика буд1вницт ва за даними ут очнених ¡нж енерно-геолопчнихвишукувань т а посадка фундамент 1в ост ат очного вар1ант а
Житловий будинок планувалося споруджувати в складних шженерно-геолопчних умовах (рис. 3). Зпдно з даними шженерно-геолопчних вишукувань дшянка буд1вництва в геоморфолопчному вщношенш приурочена до л1вого пологого схилу долини р. Либщь та межуе 1з зандровим районом.
У геолопчнш будов1 д1лянки до розвщано! глибини 30 м беруть участь флювюглящальш вщклади, складеш тсками др1бними та пилуватими середньо'1 щшьносп, сутсками текучими, суглинками м'якопластичними та текучими. Р1вень грунтових вод на дшянщ буд1вництва зафшсований на вщмггках 151,2 - 151,4 м, що мютяться безпосередньо тд тдошвою ростверку.
Основною негативною шженерно-геолопчною особливютю дано!' дшянки е наявшсть нахилених шар1в глинистих грунт1в 1з низькими характеристиками (сутску текучого 1ГЕ-4 та суглинку текучого 1ГЕ-6), перемшних по товщиш, що розташоваш як безпосередньо тд тдошвою фундаментно'1 плити, так 1 на глибинах близько 20 - 27 м. Наявтсть даного шару спричинила проведения дослщжень щодо вибору довжини паль. Характерний шженерно-геолопчний розр1з буд1вельного майданчика показано на рисунку 3. У таблиц наведено основн ф1зико-мехатчш характеристики грунт1в основи.
1нженерно-геолопчш вишукування проводились у два етапи. Це вщбувалося таким чином. Зпдно з даними першого шженерно-геолопчного зв1ту, в якому нахилений прошарок 1ГЕ-4 (сутсок текучий) не виявлений, було розроблено вар1ант пальового поля з палями довжиною 16,0 м д1аметром 620 мм за бурош'екцшною технолопею. Наступним етапом стала розробка програми випробування паль статичним вдавлювальним навантаженням [6] для уточнення розрахункового навантаження на пал1.
Та блиця
Показники ф1зико-мехатчнихвласт ивост ейТрунт 1в буд1вельного майданчика
Щшьшсть Природна Коефщент Кут Питоме Модуль
№ Трунту, волопсть, пористосп, внутршнього зчеплення, деформацп,
1ГЕ г/см3 д. о. д. о. тертя, градуси кПа МПа
р IV е Ф с Е
2 1,95 0,14 0,68 30 2 25
4 1,75 0,16 0,75 20 8 10
6 1,85 0,18 0,78 18 10 12
11 1,98 0,15 0,60 32 1 30
14 1,86 0,24 0,62 22 26 16
На дослщному майданчику було проведено два випробування паль. Результати випробувань, згiдно з даними зв^у випробування Трунту статичним вдавлювальним навантаженням на палi на дослщному об'eктi, показали такi результати (рис. 4): осщання достдно! палi куща № 1 при максимальному навантаженш Р = 3500 кН склало Б = 20,69 мм, на попередньому ступеш навантаження Р = 3300 кН склало Б = 17,38 мм; осщання достдно! палi куща № 2 при навантаженш Р = 2400 кН склало Б = 45,51 мм, на попередньому ступеш навантаженш Р = 2 100 кН склало Б = 28,04 мм. Втрата несно! здатносп палi по бiчнiй поверхш вщбулася при навантаженi Р = 1 200 кН та вщповщному осщанш Б = 3,42 мм, що свiдчить про вiдсутнiсть опору Трунту тд п'ятою палi другого дослщного куща. Зважаючи на результати випробування дослщно! палi № 2, зпдно з висновками про випробування паль було рекомендовано провести обстеження палi неруйнiвним методом контролю та виконати додатковi iнженерно-геологiчнi вишукування в межах дослщжувано! палi. В подальшому пiдтвердити несучу здатнiсть паль випробуванням робочо! палi на проектне навантаження [6].
Пюля виконання додаткових уточнювальних iнженерно-геологiчних вишукувань виявили шар 1ГЕ-4 (супiсок текучий) значно! потужносп iз значним кутом падiння Трунпв та з низькими характеристиками, який простягаеться на рiзних глибинах, що наочно видно на iнженерно-геолопчному розрiзi (рис. 3). Пiд час попередшх вишукуванно даний шар вважали лшзами; вiн не був зафшсований у всiх свердловинах та не воображений на вiдповiдних iнженерно-геолопчних розрiзах.
У результатi отриманих даних випробувань паль та уточнення шженерно-геолопчних умов було розроблено нове проектне ршення фундаментiв iз збiльшеною довжиною паль до 22,5 м, завдяки чому значно збшьшувалися обсяги бущвельних матерiалiв та будiвельно-монтажних робiт, що не влаштовувало замовника. Тому постало питання про пошук оптимального ршення та розробку нового вар1анту фундамент!в.
Навантаження, кН
О 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
0 5 10 15
20
я
¡25 | 30 35 40 45 50
Рис. 4. Графки залежност1 осдання пал вд навантаження для дослдних паль ДП-1 (кущ№ 1) та ДП-2 (кущ№2): 1 - глка навантаження; 2- глкарозвантаження На основi цього виникла необхщшсть у детальному дослщженш впливу прошарюв Трунпв
iз низькими характеристиками (1ГЕ-4) на змiну НДС системи «основа - фундамент - надземш конструкцп» при !х урахуванш та влаштуваннi паль рiзно! довжини. Для цього планувалося дослiдити пальовий фундамент з палями тако! довжини, яю не доходять до наведеного шару або яю його прор1зають.
Рис. 5. Сюнченноелемент на модель житлового будинкузпалями pi3Hoi довжиниз наявнст ю похилого шару грунту
Для виконання поставленого завдання було розроблено сюнченноелементну модель висотного будинку (рис. 5) з урахуванням реально! геометри його конструкцш та ф1зико-мехашчних характеристик. Грунтову основу було задано як багатошаровий об'емний масив з ф!зико-мехашчними характеристиками, отриманими за результатами ¿нженерно-геолопчних дослщжень. Нахилеш шари грунпв у скшченноелементнш модел1 задавалися ступшчато, а якщо !х ухил складав менше 10 % - горизонтально.
Пщ час проведення розрахунюв скшченноелементна модель була максимально наближена до реальних умов бущвництва та експлуатаци висотних будинюв. Ураховано геометричне розташування кожно! конструкцп будинку; нашарування грунтових умов, !х ф!зико-мехашчш характеристики; взаемодда конструкцш бущвл! з паркшгами, як на даний час зводяться шд будинками та навколо них; а також взаемодда з огороджувальними конструкщями. Цедосить складно, але в сучасних умовах так розрахунки необхщно проводити для виявлення небезпечних фактор1в та встановлення дшсно! роботи конструкцш будинюв шавколишшх споруд з одночасним пор1внянням !х ¿з бшьш спрощеними розрахунковими схемами. При цьому необхщно ч1тко усвщомлювати, що не кожний програмний комплекс може вщобразити та реал1зувати наведений клас задач, у такому випадку необидно контролювати можливост розрахункового апарату, що закладений у програмний комплекс, та формулювати задач! тд його можливосп. Так, обраний програмний комплекс VESNA [8], дозволяе виршувати поставлене коло питань.
1з появою потужно! обчислювально! техшки та використанням метод1в числового моделювання, зокрема, методу скшченних елеменпв (МСЕ), у раз! застосування теорй пластично! течй з неасоц!йованим законом деформування та критер!ем М!зеса - Шлейхера -Боткша е можлив!сть коректно прогнозувати процес перерозпод!лу внутр!шн!х зусиль як у надземних, так i у фундаментних конструкц!ях будинку [3; 8].
Рис. 6. Пром1жт результ ат ипроведених дослдж ень: а, в - загальнийвид фундамент них конструкццйта грунт ового масивувплощит YOZвщповщно при довжин паль 12,0м та 18,0 м; б, г - осщання фундаментно!' плити (см) половини будинку, вщповщно, при довж иш
паль 12,0м та 18,0м
Необхщно звернути увагу на те, що при числовому моделюванш наведено! задачi було проведено щентифшащю параметрiв грунтового середовища за результатами польових дослщжень грунпв палями [2; 3; 5; 7].
Дослщження змши довжини паль в наведених грунтових умовах iз присутшм нахиленим шаром (1ГЕ-4) полягало у проведеннi багатьох розрахункiв з урахуванням рiзно! довжини паль та наступним анатзом НДС елементiв системи «основа - фундамент - надземш конструкцй». На рисунку 6 наведено результати окремих варiантiв урахування довжини паль: влаштоваш палi довжиною 12 м, коли пщошва паль розташована вище шару 1ГЕ-4 та на окремих дшянках заходить у нього; влаштоваш палi довжиною 18 м, коли шдошва паль мютиться в шарi 1ГЕ-4 та частково прорiзаe його. Так, при довжинi паль 12 м спостер^аемо завищенi значення осщання фундаментно! плити вiдносно до нормативних вимог. Максимальнi значення становлять 17,09 см. У другому випадку при влаштуванш паль довжиною 18 м спостерпаемо те, що характер осщання фундаментно! плити змшився - максимальш осщання зосередилися в зош, де палi не прорiзають шар основи 1ГЕ-4, що спричинило додаткове осщання. Значення максимального осщання становить 15,54 см та сформувалося з одного боку будинку, що створило переюс фундаментно! плити, який виходить за меж допустимих значень.
У результат проведених дослщжень було прийнято ршення про необхщшсть використання паль рiзно! довжини в межах одного фундаменту, тому що на бущвельному майданчику присутнiй шар грунтiв (1ГЕ-4), який розташований нахилено на рiзних глибинах та досить суттево впливае на несну здатнiсть паль. Так, новим проектом пальових фундаментiв передбачено використання основних паль пщ будинком довжиною 20,0 м - 246 шт., а у зош осей «А-Б», де за даними шженерно-геолопчних вишукувань значна потужнiсть грунту 1ГЕ-4 на глибинi 15 - 22 м вщ пiдошви фундаментно! плити, запроектоваш палi довжиною 24,0 м -22 шт. Також пщ час детального анатзу перерозподiлу зусиль мiж палями виявилося, що окремi кутовi палi перевантаженi. Тому вщповщно до розроблено! методики, яка наведена в [7],
довжину даних паль було зменшено до 15,0 м - 4 шт. План паль остаточного варiанта фундаменпв та перерозподш зусиль мiж палями наведено на рисунку 7, посадку паль на геолопчний перерiз - на рисунку 3. Розрахункове навантаження на палю, прийняте у проекп, складае 2 300 кН. Пiсля влаштування паль на будiвельному майданчику були проведен контрольнi випробування робочих паль, результати яких пiдтвердили прийняту у проекп несучу здатшсть паль.
ПЛАН РОЗТАШ УВАННЯ ПАЛЬ
УМО0Н11ЮЗНАЧЕННЯ:
№ сГ б"
ЯЯ! 1М1 ИИ юи ™|
в о а
б"сг
сГ
(То' б" о~ о"
г
■
«
сГ
?сГ сГс5" сг
и»«*
с?"
о о б" сГ Сс5Г' б
б" о" б" б' о
о" сГ
о"'б1
д'О" У О»
СГ О"
СГ б" о~ б"
¿гсг
сГ -СГ ГЫГ о" о
|осГ б" б" б" ег1еГ б*' сТ'&Ъо сГ о"4
0-сГсГ б' йиСГ'°„, сГ о™ <Г <?
сГсГ б" сг б" ^ ° б' б" б"' б" ег*
-- СГ ^ ™
0™ эр
^сГб" о"1 б"б"сГ б' б" СГ'^ о';
«и Яи ЯП «и О
о^-ег-ф™ с?® сг'^гсг о о о Од _сГ сг огсг^ ^ ^.^сг СГ СГ
оГ^Т б" сГ СГ СГ о"' б" сг;,„
сГ б" о" °"сГ сГ о""
Си „. .... сГ'
(Г еГеГ'-сГ „ ег еГ сг^ сГсГ о"" б"
б- 6- ¿л,
оГ" ° в
с СГ <Г аГ«"" «Пй" #
пб" б^г-б
О"' б" б",
сГсГ^ СГ СГ 4Г
б" "Ь
сГ' б" сГб"с#
ГГ' 9"
^Г СГ сГ сг
сг б" б'б" ®2Г
ж.,
&ХГ ° ° йГ
б" о"" <ГаГ{Г {Таг
Рис. 7. Ост ат очний вар1ант пальового поля та зусилля в палях (кН)
Аналiз НДС фундаментних конструкцiй, зокрема фундаментно! плити, показуе, що осiдання зосередженш в ядрi жорсткостi будинку в зон сходово! клiтки та лiфтових шахт. За результатами прийнятого варiанту пальового поля значення осiдання перебувають у межах 6,1 - 17,49 см (рис. 8), це в межах норм. Найменше осщае зона на виступаючих частинах будинку, що цшком iмовiрно (6,11 см).
Завдяки розташуванню паль у вiдповiдностi з надземними конструкцiями та з урахуванням центрiв ваги фундаментних та надземних конструкцш, значення згинальних моментiв у фундаментнш плитi виявилися невеликими i рiвномiрними (рис. 8), максимальнi значення в напрямку «К> становлять 745,5 кНм/м. В напрямку «Х> значення згинальних моментов мають iдентичний порядок цифр. Це дозволило не витрачати значш кошти на армування фундаментно! плити.
Таким чином, за рахунок проведення детальних дослщжень було знижено сяги матерiалiв на влаштування паль за рахунок зменшення !х довжини та кшькосто. Дану методику впроваджено у практику бущвництва. На сьогодшшнш день дослiджуваний житловий будинок побудований та здаеться в експлуатацiю.
Рис. 8.1зополя ос дань, см (а) та згинальних момент ¡в, кНм/м (б) у фундаментной плит 1
дослдж.уваного будинку
Висновки. Установлено, що влаштування фундаменпв у складних грунтових умовах iз паль рiзно! довжини дозволяе досягнути рiвномiрного перерозподшу зусиль у фундаментних конструкцiях.
Рацюнальне розташування паль та !х розмiр забезпечуе зменшення осiдання фундаментно! плити майже удвiчi.
Показано, що всебiчне дослiдження напружено-деформованого стану елементiв системи «основа - фундамент - надземш конструкцй» дозволяе отримати надшш та економiчнi рiшення фундаментних конструкцiй з рацюнальним розташуванням паль у фундамент та !х рiзною довжиною з урахуванням нашарування грунтових умов.
ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА
1. Бартоломей А. А. Прогноз осадок свайных фундаментов [под ред. А. А. Бартоломея] / А. А. Бартоломей, И. М. Омельчак, Б. С. Юшков. - М. : Стройиздат, 1994. - 384 с.
2. Бойко I. П. Особливост взаемодй пальових фундаменпв шд висотними будинками з !х основою / I. П. Бойко // Основи i фундаменти: Мiжвiдомчий науково-техшчний збiрник. -К. : КНУБА, 2006. - Вип. 30. - С. 3 - 8.
3. Бойко И. П. Свайные фундаменты на нелинейно-деформируемом основании: дисс. ... д-ра техн. наук: 05.23.02 / Игорь Петрович Бойко. - М. : НИИОСП, 1988. - 372 с.
4. Зоценко М. Л. Сучасш проблеми пальового фундаментобудування / М. Л. Зоценко // Будiвельнi конструкцй. - К. : НД1БК. - 2004. - Вип. 61. - Т. 2. - С. 33 - 39.
5. Носенко В. С. Напружено-деформований стан пальово-плитних фундаменпв секцшних висотних будинюв: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.02 / Вштор Сергшович Носенко. -К. : КНУБА, 2012. - 175 с.
6. Основи та фундаменти споруд. Змша № 1: ДБН В.2.1-10-2009. - [Чинний вщ 2011-0701]. - К. : Мшрегюнбуд Укра!ни, 2011. - 55 с.
7. Пщлуцький В. Л. Взаемодiя фундаментно! плити з палями рiзно! довжини з грунтовою багатошаровою основою: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.02 / Василь Леошдович Пщлуцький. - К. : КНУБА, 2013. - 230 с.
8. Сахаров В. О. Моделювання взаемодй пальового фундаменту з нелшшною основою в умовах прибудови: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.02 / Володимир Олександрович Сахаров. -К. : КНУБА, 2005. - 215 с.
9. Улицкий В. М. Расчеты и интерактивный мониторинг при строительстве зданий в сложных грунтовых условиях / В. М. Улицкий, К. Г. Шашкин, А. Г. Шашкин // Технологии
безопасности и инженерные системы № 2 (13). - СПб: Стройиздат. - 2007. - С. 16 - 19.
10. Шашкин К. Г. Взаимодействие здания и основания: Методика расчета и практическое применение при проектировании / К. Г .Шашкин, А. Г .Шашкин. - СПб: Стройиздат, 2002. - 48с.
SUMMARY
Problem definition.When building the foundations of high-rise building should take into account a number of factors that affect the stress-strain state of the base. The important role played by nonuniform deposition of soils with special characteristics whose presence affects the choice of the length of the piles in the foundation.
Purpose:Explore the work of pile foundation high-rise building in difficult soil conditions in the presence of inclined soil layers with specific characteristics and installed a rational length of piles in the foundation on an example of a real residential building.
Analysis of recent research: In the work of many scientists reveals the problem of the influence of soil layering basics to choose the length of the pile in the foundation of high-rise buildings. Preferably, in publications sounds that soils with special characteristics must cut piles for reliable operation foundations of high-rise buildings.
Results:For the comparison of variants selected foundations of foundation piles 12 m long when the sole piles is above the soil layer with special characteristics; and length of 18 m, when the sole piles located in this soil layer and partially cuts through it.In both cases the value of settlement foundation plate larger in relation to regulatory requirements.In addition, the second version of the character settling foundation slab changed - maximum settling concentrated in the area where the pile is not cut through a layer of weak bases.This has skewed foundation slab, going beyond acceptable values.Therefore a new design of pile foundation piles must perform different lengths: the main piles under the building length of 20 m, in an area of weak layer length of 24 m for its cutting in corner areas - 15 m in order to reduce their effort.The final version of foundation settling decreased to 7,5 cm and are within the standards values bending moments in the foundation slab were small and uniform.
Conclusion.Established that the arrangement of foundations in difficult ground conditions with piles of different lengths allows to achieve a uniform redistribution efforts in foundation construction and settling of foundation slab reduced to 2 times.
REFERENCES
1. Bartolomej А. А. Prognoz osadok svajnykh fundamentov [podred. А. А. Bartolomeja] / А. А. Bartolomej, I. M. Omel'chak, B. S. Jushkov. - М. : Strojizdat, 1994. - 384 s.
2. Bоjko I. P. Osoblyvosti vzaemodiji paljovyh fundamentiv pid vysotnymy budynkamy z jikh osnovoju / I. P. Bojko // Osnovu i fundamenty: Mizhvidomchyj naukovo-tekhnichnyj zbirnyk. - K. : KNUBA, 2006. - Vup. 30. - S. 3 - 8.
3. Bоjko I. P.Svajnye fundamenty na nelinejno-deformiruemom osnovanii: dis. ... d-ra tekhn. nauk: 05.23.02 / Igor' Petrovich Bojko. - М. : NIIOSP, 1988. - 372 s.
4. Zocenko М. L. Suchasni problem pal'ovogofundamentobuduvannya / M. L. Zocenko // Budivel' nikonstrukciyi. - K. : NDIBK. - 2004. - Vyp. 61. - Т .2. - S. 33 - 39.
5. Nosenko V. S. Napruzheno-deformovanyj stan paljovo-plutnykh fundamentiv sekcijnykh vysotnykh budynkiv: dys. ... kand. tekhn. nauk: 05.23.02 / Viktor Sergijovych Nosenko. - K. : KNUBA, 2012. - 175 s.
6. Osnovy ta fundamentysporud. Zmina № 1: DBN V.2.1-10-2009. - [Chynnyj vid 2011-7-01]. -K. : Minregionbud Ukrayiny, 2011. - 55 s.
7. Pidluc'kyj V. L.Vzayemodiya fundamentnoyi plyty z palyamy riznoyi dovzhyny z gruntovoyu bagatosharovoyu osnovoyu: dys. ... kand. tekhn. nauk: 05.23.02 / Vasyl' Leonidovych Pidluc'kyj. -K. : KNUBA, 2013. - 230 s.
8. Sakharov V. O. Modelyuvannya vzayemodiyi paljovogo fundamentu z nelinijnoyu osnovoyu v umovakh prybudovy: dys. ... kand. tekhn. nauk: 05.23.02 / Volodymyr Oleksandrovych Sakharov. -K. : KNUBA, 2005. - 215 s.
9. Ulickij V. M. Raschjotyiinteraktivnyj monitoring pristroitel'stvezdanij v slozhnykh gruntovykh usloviyakh / V. M. Uliczkij, K. G. Shashkin, A. G. Shashkin // Tekhnologii bezopasnosti I inzhenernye sistemy № 2 (13). - SPb : Strojizdat, 2007. - S. 16 - 19.
10. Shashkin K. G. Vzaimodejstvie zdaniya i osnovaniya: Metodika rascheta i prakticheskoe
primenenie pri proektirovanii / K. G. Shashkin, A. G. Shashkin. - SPb : Strojizdat, 2002. - 48 s.
BidoMocmi про aemopie:
Бойко 1гор Петрович, д. т. н., проф. кафедри основ i фундамент1в Кигвського нащональногоутверситету будiвництва та архтектури, e-mail: [email protected].
Шдлуцький Василь Леотдович, к. т. н., доц., кафедри основ i фундаментiв Кигвського нацюнального утверситету будiвництва та архтектури, e-mail: [email protected].
УДК.624.154.624.151
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЗАБИВНЫХ СВАЙ (ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПОГРУЖЕНИЯ И РАБОТЕ, СВАЙ В ГРУНТЕ)
А. Н. Моторный, магистр, с. н. с., Н. А. Моторный, к. т. н., доц.
Ключевые слова: несущая способность сваи, забивная свая, отказ сваи, энергия удара молота, уплотненное ядро, межсвайное пространство
Введение. Согласно действующим нормативным документам по свайным фундаментам ДБН В.2.1-10-2009 Змша 1, ДСТУ.БВ.2.1-27:2010 несущую способность сваи определяют:
1. по данным статических испытаний свай вдавливающей нагрузкой с коэффициентом надежности по грунту Кг = 1.2;
2. по расчетным формулам ДБН В.2.1-10-2009 Змша 1 с коэффициентом надежности по грунту Кг = 1.4;
3. контроль несущей способности сваи в процессе забивки, по отказу сваи (е) с коэффициентом надежности по грунту Кг = 1.4.
Рассматривается формирование несущей способности сваи в процессе забивки. В
начальный период погружения свая вдавливается в грунт массой молота. В этом случае в грунте под острием сваи (клин, пирамида, конус) от передачи статической вдавливающей нагрузки формируется напряженная зона значительно превышающая расчетное сопротивление грунта под острием б >>R, в результате чего проявляются запредельные деформации грунта в области острия, где, за счет деформации грунта острие раздвигает грунт в стороны и свая перемещается вниз по направлению движения молота, встречая на пути только сопротивление сил трения грунта на боковую поверхность сваи. Это явление проявляется до глубины г, на которой выполняется условие равновесия: у •
где: у - удельный вес грунта прорезаемого сваей (кН/м3);
г - переменная ордината - фиксированная глубина погружения сваи, м;
б - напряжение в грунте в уровне острия сваи от вдавливающей нагрузки, кПа (кН/м2);
а = % кПа
А
/ - силы трения грунта (окружающего сваю) на боковую поверхность сваи (кПа). Тогда условия равновесия приобретают вид:
уи-22+и-2-/>(Г-А (1)
где: и - периметр сечения ствола сваи, м;
А - площадь боковой поверхности острия сваи (клин, пирамида), м , А=2й; й - сторона поперечного сечения ствола сваи, м; Qм - вес ударной части молота, кН (по паспорту).
Из условия равновесия (1) определяется глубина «г» от уровня поверхности дна котлована до глубины где давление от собственного веса грунта уг и силы трения на боковой поверхности ствола свай нейтрализуют напряжение сформированное под острием, за счет которого формируется напряженный выпор грунта из под острия сваи (буферный слой), ниже которого начинает формироваться несущая способность сваи в процессе ее погружения ударной нагрузкой.
_ -/-и±-у/(/-«)2+4 уи-а-А 2 у-и
Формирование естественного (и проектного) отказа сваи «е» в процессе погружения ее ударной нагрузкой. Начиная с глубины г от дна котлована, под острием сваи начинает
формироваться уплотненное ядро, которое распространяется по глубине под углом /'^от
