1. ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РОБОТИ
СТОВПЧАСТИХ ПАЛЬОВИХ ФУНДАМЕНТІВ З
РОЗШИРЕННЯМ В ЛЕСОВИХ ГРУНТАХ
Державний науково-дослідний інститут будівельних
конструкцій
Міністерство регіонального розвитку та
будівництва України
Канд. техн. наук, професор М.В. Корнієнко
аспірант Д.А. Карпенко
Шоста всеукраїнська науково-технічна конференція
“Механіка ґрунтів, геотехніка та фундаментобудування”
м. Полтава, 3-7 листопада 2008р.

2. Існуючі методи розрахунку напружено-деформованого
стану (НДС) просідаючих основ можна розділити на
наступні групи:
1) інженерні, які основані на даних загально масштабних польових
експериментів і прийняті в діючих нормах;
2) методи, які основані на використанні теорії пружності;
3) методи, які основані на врахуванні коефіцієнту жорсткості ґрунтової
основи;
4) методи, які основані на використанні співвідношень
теорії пластичності.

3. 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)

4. Насипний грунт(суглинки
неодноднорідні в сумішку з
будівельним сміттям до 10%)
Суглинки лесові, пилуваті
жовто-бурі, тверді,
просідаючі
Супіски лесові пилуваті,
карбонатні, тверді, просідаючі
Суглинки лесові легкі, пилуваті,
жовто-бурі з червоним відтінком,
карбонатні, тверді, просідаючі
Супіски лесові пилуваті
палево-жовті, з прожилками
карбонатів, просідаючі
Суглинки лесові пилуваті, з
включенням карбонатів (IL= -0.5;
E=23МПа), просідаючі
Супіски лесові пилуваті, карбонатні,
від твердих до напівтвердих
(IL= -0.25; E=21МПа) просідаючі
Супіски лесові тяжкі, пилуваті, з
включенням карбонатів (IL= -0.14;
E=21.5МПа)
Глини пилуваті червоно-бурі,
тверді, з включенням карбонатних
стяжок (IL= -0.27; E=19МПа)
Глини пилуваті буровато-сірі,
тверді, з включенням карбонатів
(IL= -0.27; E=19МПа)
Піски середні з лінзами дрібних,
жовто-сірі, з прошарками супісків,
суглинків, маловологі і вологі,
щільні (E=41МПа)
Глини сірі, зеленовато-сірі, тверді, з
прошарками пісків і супісків
(E=18МПа)
Умовні
позначення
Літологічні види
грунтів
1-1
Посадка пальового фундаменту
на геологічний розріз

5. Рис. 1 – Поверхня головних
напружень Кулона-Мора у просторі
(с=0)
Рис. 2, 3 – Місцева нумерація розташування в
вузлів (·) і пунктів інтеграцій 15-ти вузлового елементу
(PLAXIS 3D - Introductory version)
Величина сил негативного (довантажуючого) тертя Рn
, враховувалась згідно
результатів моделювання одиночної буронабивної палі без розширення на
висмикуюче навантаження від денної поверхні землі і до відмітки, що відповідала
розрахунковій глибині проявлення негативного тертя ґрунту (в ґрунтах природної
вологості і з водонасиченням просідаючого ґрунту). Навантаження нарощувалось
ступенями до тих пір, поки програма не видасть помилку (тобто, зрив палі), що і буде
відповідати максимальному осьовому висмикуючому навантаженню (величині
негативного тертя).
Методика розрахунку

6. Рис.4 - Скінчено – елементна 3D модель “пальовий
фундамент – просідаюча основа”

7. Рис. 5 - Генерування тиску води, кН/м2

8. Рис. 6 - Ізополя переміщень ґрунту у вертикальному
напрямку Uy, м (переріз 1-1)

9. Рис. 7 - Ізополя переміщень ґрунту
у вертикальному напрямку Uy, м
(переріз 2-2)
а) палі з розширенням;
б) палі без розширення
а)
б)

10. Рис. 8 - Ізополя переміщень ґрунту у
вертикальному напрямку Uy, м
(переріз 3-3)
а) палі з розширенням;
б) палі без розширення
а)
б)

11. 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.
Довантажуючі сили тертя залежать від схеми замочування основи,
товщини замоченого шару ґрунту, властивостей просідаючого ґрунту основи та
інших факторів.
Замочування просідаючої основи знизу паралельними шарами являє
більшу небезпеку для буронабивних паль з розширенням, чим замочування
зверху.
Дана методика розрахунку дозволяє досліджувати роботу буронабивних
паль з розширенням у складі кущів в просідаючих ґрунтах від власної ваги при
різних випадках замочування і оцінювати НДС з точністю необхідною для
вибору конструктивних заходів при проектуванні.

12. ДЯКУЮ ЗА
УВАГУ
ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РОБОТИ
СТОВПЧАСТИХ ПАЛЬОВИХ ФУНДАМЕНТІВ З
РОЗШИРЕННЯМ В ЛЕСОВИХ ГРУНТАХ