Анотація до роботи:

Пресняков О. Б. Несуча здатність вдавлюваних паль у піщаних та глинистих ґрунтах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.02 – Підвалини і фундаменти. – Київський національний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, Київ, 2005.

На основі лабораторних модельних , напівнатурних та натурних польових випробувань несучої здатності вдавлюваних та забивних паль виявлено різницю у значеннях їх F_d. Встановлено розподіл несучої здатності по нижньому кінцю палі та її бічній поверхні. Детальними експериментальними дослідженнями та числовим моделюванням виявлено різницю у формуванні напружено-деформованого стану основи навколо стовбуру вдавлюваної та забивної одиночної призматичної палі. Виявлено фактори впливу на несучу здатність вдавлюваної палі у дрібних пісках середньої щільності та у глинистих ґрунтах з показником консистенції I_L > 0,3. Розроблено методики визначення несучої здатності вдавлюваних паль за зусиллям їх вдавлювання та за результатами статичного зондування.

1. Досліджено несучу здатність вдавлюваних паль у піщаних та глинистих ґрунтах, що дало змогу запропонувати та уточнити вже існуючі методики визначення несучої здатності вдавлюваних паль, оскільки в діючих нормах відсутні прямі вказівки на визначення їх несучої здатності за зусиллям вдавлювання чи за даними статичного зондування. Вдавлювані палі в цих нормах прирівнюються до забивних, а тому розрахунок їх несучої здатності дає результат, що суттєво відрізняється від фактичного.

2. При лабораторних випробуваннях моделей одиночних паль у піщаному ґрунті виявлено, що несуча здатність вдавлюваних паль є більшою на 11 - 30 %, ніж забивних, і формується в основному за рахунок опору по нижньому кінці палі. Для моделей вдавлюваних паль вона складає 94 - 97 % по вістрю, а для забивних – 91 - 93 %. Несуча здатність по бічній поверхні забивних моделей паль становить 7 - 9 % від загальної несучої здатності палі, а для вдавлюваних – 3 - 5 %. Розміри деформованої зони навколо стовбуру вдавлюваних і забивних паль відрізняються між собою. Так, по глибині розміри активної зони нижче вістря вдавлюваної палі становлять близько 1,6 d, а для забивної – 1,4 d. У горизонтальному напрямку ці показники значно відрізняються: 5 d для забивної палі і 8 d для вдавлюваної.

3. Випробуваннями напівнатурних вдавлюваних та забивних паль встановлено вплив лідерної свердловини на величину F_d та формування зони ущільнення грунту навколо їх стовбуру. Співставлення цих результатів з лабораторними модельними випробуваннями показало, що зменшений вплив лідерної свердловини на загальну величину F_d для вдавлюваних паль пояснюється більшою часткою несучої здатності, що приходиться на їх нижній кінець.

4. Лабораторні модельні та напівнатурні дослідження довели, що причиною відмінностей у несучій здатності є різна зона ущільнення грунту основи навколо забивної і вдавлюваної палі. Так, грунт ущільнюється краще поблизу поверхні стовбуру забивної палі за рахунок динамічного навантаження в той час, як менша ступінь ущільнення, але в більшій зоні, спостерігається для вдавлюваної палі.

5. Числове моделювання за методом скінченних елементів, із введенням у розрахункову схему зон ущільнення, встановлених при лабораторних та напівнатурних дослідженнях, з прийняттям осереднених значень модулів деформацій у зоні ущільнення та у природному стані підтвердило гіпотезу впливу зони ущільнення на роботу як вдавлюваних, так і забивних паль.

6. Випробуванням натурних паль на дослідних майданчиках м. Києва та Київської області дозволили виявити вплив на несучу здатність вдавлюваних паль таких факторів, як: стан ґрунтової основи, зусилля вдавлювання, геометричні розміри палі, наявність лідерної свердловини, заглиблення палі в несучий шар основи. Це дало змогу створити диференційований підхід у визначенні несучої здатності вдавлюваних паль за ґрунтом основи.

7. Зроблено пропозицію про можливість підвищення несучої здатності вдавлюваних паль за рахунок різних технологічних операцій: замивання грунту навколо стовбуру палі, попереднього ущільнення грунту за рахунок використання трубчатого шнеку для утвореної лідерної свердловини, подвійного вдавлювання, яке дозволяє додатково ущільнити грунт під нижнім кінцем паль після релаксації напружень у піщаних ґрунтах.

8. Розроблено методику визначення несучої здатності вдавлюваних паль за зусиллям вдавлювання з врахуванням впливу зусилля вдавлювання, геометричних розмірів палі, наявності лідерної свердловини, глибини заглиблення палі в несучий шар грунту основи, ґрунтових умов.

9. Розроблено методику розрахунку несучої здатності вдавлюваних паль по грунту основи за даними статичного зондування зондом ІІ-го типу, що базується на основі методики визначення F_u для забивних паль, яка приводиться в діючих нормах. Величини R_s та f в розробленій формулі корегуються введенням додаткових коефіцієнтів надійності, що встановлені при виконанні даних досліджень.

10. Розроблено рекомендації до визначення несучої здатності вдавлюваних паль у піщаних та глинистих ґрунтах, які включають розрахунок величини F_d за зусиллям вдавлювання паль та за даними статичного зондування. Порівняльна оцінка результатів розрахунків F_d, що були одержані за цими рекомендаціями, з фактичними значеннями несучої здатності натурних паль, вказала на високу їх точність – 6 % та 11 % відповідно.

11. Результати виконаних досліджень впроваджено на будівництві двох житлових будинків у м. Києві та у м. Енергодар Запорізької області. За рахунок зменшення кількості паль, що підлягають статичному випробуванню, на цих об’єктах було досягнуто економічний ефект на суму 51 956грн.

Основні положення дисертації викладено у працях:

1. Корниенко Н.В., Пресняков А.Б. Применение вдавливаемых свай повышенной несущей способности в условиях плотной городской застройки// Строительство и техногенная безопасность.: Сб. науч. тр.- Симферополь, 2004. - Вып. 9. - С. 55 - 57.

2. Корниенко М.В., Пресняков О.Б. Про визначення несучої здатності вдавлюваних паль// Будівельні конструкції.: Міжвід. Наук. – техн. зб. – К.: НДІБК, 2003,- Вип. 58. – С. 211 – 216.

3. Корниенко Н.В, Пресняков А.Б. Балакшин А.И. Опыт применения вдавливаемых свай на строительных площадках г.Киева.// Геотехника Беларуси. Наука и практика.: Тр. Междунар. Науч.-техн. Конф.- Мінськ: Беларусь, 2003. - С. 103 – 107.

4. Корнієнко М.В., Пресняков О.Б., Ращенко А.М. Характер ущільнення грунту навколо вдавлюваної та забивної напівнатурних паль// Будівельні конструкції.: Міжвід. Наук. – техн. зб.- Одеса: НДІБК, 2004,- Вип. 61. т. 2.-С. 40 - 44.

5. Корнієнко М.В., Пресняков О.Б., Ращенко А.М. Характер ущільнення грунту навколо забивної та вдавлюваної палі // Тези доповідей 65-ї науково-практичної конференції.: – Київ: КНУБА, 2004,- ч. 3. – С.47.