1. БУРОВІ ПАЛІ З РОЗШИРЕННЯМ – ШЛЯХ
БЕЗПЕЧНОГО БУДІВНИЦТВА НА ЛЕСОВИХ
ПРОСІДАЮЧИХ ҐРУНТАХ ВІД ВЛАСНОЇ ВАГИ
ДПДП "Державний науково-дослідний інститут"Державний науково-дослідний інститут
будівельних конструкцій"будівельних конструкцій"
Канд. техн. наук, професор М.В. Корнієнко
Мол. наук. спів. Д.А. Карпенко
Всеукраїнський науково-практичний семінар
“ВІДМОВИ В ГЕОТЕХНІЦІ”
м. Полтава, 3-4 листопада 2010р.
2. Ëóöüê
Ëüâ³â
Óæãî ðî ä
²âàí î -
Ôðàí ê³âñüê
Òåðí î ï ³ëü
гâí å
Æèòî ì èð
Õì åëüíèöüêèé
³í í èöÿ
Êè¿â
×åðí ³ã³â
Ñóì è
Ïî ëòàâà Õàðê³â
Ëóãàí ñüê
Äî í åöüê
Çàï î ð³ææÿ
Äí ³ï ðî ï åòð³âñüê
Õåðñî í
ѳì ôåðî ï î ëü
Ì èêî ëà¿â
Îäåñà
ʳðî âî ãðàä
×åðêàñè
×åðí ³âö³
- òåðèòî ð³¿, ùî ì î æóòü ï ðî ñ³äàòè ï ³ä 䳺þ
âëàñí î ¿ âàãè ï ðè âî äî í àñè÷åí í ³
Рис. 1 - Схема поширення лесових ґрунтів на території України,
які можуть просідати під дією власної ваги
3. Рис. 2 – Приклади деформацій будівель на лесових ґрунтах, які просідають
під дією власної ваги при замочуванні
4. 1 – палі; 2 – джерело замочування; 3 – крива розповсюдження води в
сторони від джерела замочування; 4 – підйом рівня ґрунтових вод;
5 – підстеляючий шар
- джерело замочування розташоване безпосередньо у межах
пальового фундаменту, коли грунт по всій площі контакту
палі з оточуючим і просідаючим ґрунтом знаходяться в
задовільному стані;
- джерело розташоване на деякій відстані від пальового фундаменту,
внаслідок чого у верхній його частині грунт має природну або
встановлену вологість, а в нижній – близьку до повного
водонасичення;
- поступовий підйом рівня ґрунтових вод, який призводить до
підвищення вологості ґрунтів аж до повного водонасичення, в зв’язку
з чим у верхній частині взаємодія палі з ґрунтом визначається
природною або встановленою вологістю, а в нижній – повним
водонасиченням ґрунту.
ВИПАДКИ ЗАМОЧУВАННЯ ПАЛЬОВОГО
ФУНДАМЕНТУ
I)
II)
III)
5. N
R
q
1
2
3
-f
+f
f=0
- ÷àñòèí à ëåñî âî ¿ òî âù³, ùî ï ðî ñ³äàº
ï ðè 䳿 âëàñí î ¿ âàãè ãðóí òó;1
- ëåñî âèé ï ðî ñ³äàþ÷èé ãðóí ò, äåôî ðì àö³¿
ÿêî ãî í åï åðåâèùóþòü î ñ³äàí í ÿ ï àë³ ï ³ä
í àâàí òàæåí í ÿì ;
2
- ï ³äñòåëÿþ÷èé øàð í åï ðî ñ³äàþ÷î ãî
ãðóí òó.3
Óì î âí ³ ï î çí à÷åí í ÿ:
Рис. 3 – Опір грунту по бічній поверхні палі при розвитку сил
негативного (довантажуючого) тертя
6. Причини виникнення негативного (довантажуючого)
тертя в умовах сучасної міської забудови при наявності
лесових просідаючих ґрунтів
просідання поверхневих шарів лесової товщі під власною вагою при
їх водонасиченні, коли опереджаючі деформації оточуючого ґрунту
викликають нависання його на стовбурі палі;
додаткове привантаження основи при плануванні будівельних
майданчиків підсипкою з метою підвищення відмітки території;
завантаження поверхні ґрунту тривалими діючими навантаженнями
(на деяких промислових підприємствах навантаження на підлоги
перевищують 300 кН/м2
);
змінення об’ємної ваги ґрунтів (зняття виважувальної дії води) в
результаті пониження рівня ґрунтових вод;
дія на грунт автотранспорту і промислових установок, які здатні
визвати додаткове просідання лесових водонасичених товщ передусім
всього за рахунок динамічної дії.
7. fi,ï ð. f i,ï ð. f i,ï ð.
f i,ï ð.
fi,í åï ð. fi,í åï ð. fi,í åï ð. fi,í åï ð.
h'sl.g
Hsl
Hsl
Hsl
Hsl
mt
à) ³ â) - ëåñî âèé ãðóí ò ï ðèðî äí î ¿ âî ëî ãî ñò³;
á) ³ ã) - âî äî í àñè÷åí èé ëåñî âèé ãðóí ò
hsl.g
h'sl.g
hsl.g
mt
Рис. 4 – Розрахункові схеми одиночних паль в лесових ґрунтах, що просідають під дією власної ваги:
Hsl
– лесова товща; h’
sl.g
– товща лесового ґрунту, що просідає під дією власної ваги
на величину осідання палі під навантаженням; hsl.g
– зона просідання лесового ґрунту від власної ваги
8. Рис. 5 - Графіки залежності S = f (N) за результатами випробування одиночних
буронабивних паль різної конструкції на стиск:
1 – паля звичайного діаметру; 2 – паля з розширенням
9. Рис. 7 - Просторова задачаРис. 6 - Плоска задачі
інтерфейс тертя
бетону по ґрунту
Скінченно-елементна модель взаємодії ґрунтового
масиву і палі з розширенням
10. Процес буріння
Процес буріння
Рис. 8 - Буріння свердловини до заданої позначки
Поетапний метод числового моделювання
технологічного процесу
11. Процес розширення Бетонування
Рис. 9 - Розширення в нижній частині палі Рис. 10 - Заповнення свердловини бетонною сумішшю
Поетапний метод числового моделювання
технологічного процесу
12. Бетонування
Рис. 11 - Заповнення бетонною сумішшю
свердловини
Рис. 12 - Поетапне прикладання навантаження
на палю
Поетапний метод числового моделювання
технологічного процесу
13. Рис. 13 - Ізополя осідання палі з розширенням
(плоска і тривимірна постановка задачі)
14. ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
На будівельних майданчиках з лесовими ґрунтами, які при
замочуванні просідають під дією власної ваги - буронабивні
палі з розширенням мають значні переваги над палями без
розширення, як за деформаціями, так і за несучою здатністю.
Проявлення сил негативного тертя пов’язане зі зміною НДС на значній відстані
від стовбура палі і при цьому зона зміни збільшується до поверхні. На величину
несучої здатності значно впливають зміни ґрунту під розширенням за рахунок
ущільнення ґрунту.
Приведена вище методика розрахунку, дозволяє досліджувати роботу
буронабивних паль з розширенням в просідаючих ґрунтах від власної ваги при
різних випадках замочування і оцінювати НДС з точністю необхідною для
вибору конструктивних заходів при проектуванні.
У всіх випадках палі з розширенням мають достатню несучу здатність для
зведення будівель і споруд з підвищеними навантаженнями. При цьому
деформації основи є мінімальними. Це дає можливість уникнути відмови
пальових фундаментів в умовах підтоплення лесових територій, для яких
спостерігаються просідання під власною вагою.
