Порівняння несучої здатності бурової палі малого діаметру, отриманої за результатами натурних випробувань і числового моделювання
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Представлено порівняння результатів моделювання статичних випробувань ґрунтів буровою палею малого діаметру з даними, отриманими з натурних випробувань. Розрахунки виконувались методом числового моделювання за допомогою програмного забезпечення ПК «Plaxis», в основу якого покладено метод скінченних елементів. Дана задача була реалізована в плоскій (2D) постановці для осесиметричної моделі, яка дає змогу аналізувати напружено-деформований стан (НДС) та взаємодію елементів системи «паля-ґрунтове середовище».
Створено окремі розрахункові моделі для двох типів паль, виконаних за різними технологіями: буроін’єкційна СFA паля та бурова паля з частковим витісненням ґрунту. Для врахування історії попереднього навантаження з метою максимального наближення моделей до реальних умов, розрахунки виконані в 4 етапи у відповідності до послідовності будівництва : 1 етап – початковий етап (визначення початкових напружень в ґрунтовому масиві в природному стані), 2 етап – розробка ґрунту до проектної відмітки дна котловану, 3 етап – випробування ґрунтів палею статичним вдавлювальним навантаженням. 4 етап – розвантаження палі. За результатами розрахунків було проведено аналіз НДС та взаємодії елементів системи «паля-ґрунтове середовище» та виконано співставлення графіків осідань, отриманих за результатами розрахунків та даними натурних випробувань.
Показано, що використання плоскої осесиметричної СЕМ є достатньо ефективним підходом для оцінки напружено-деформованого стану та розуміння взаємодії елементів системи «паля-ґрунтове середовище», а також прогнозування несучої здатності паль для подальшого проектування пальової основи до отримання результатів натурних випробувань. Крім того, трудомісткість та затрати часу при даному підході порівняно невисокі відносно інших альтернативних методів.
За відповідного досвіду використання даного підходу в різних ґрунтових умовах з відповідним співставленням з даними натурних випробувань, він може бути застосований при техніко-економічному обґрунтуванні та прийнятті остаточних рішень про вибір того чи іншого типу фундаментів
За результатами розрахунків було визначено, що різниця в отриманих значеннях несучої здатності отриманих в результаті числового моделювання та натурних випробувань складає 3-4% . При цьому значення несучої здатності PDP палі вище на 69% ніж несуча здатність буроін’єкційних CFA паль.
Блок інформації про статтю
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).Посилання
Бойко І.П. Визначення несучої здатності буроін’єкційної палі великого діаметру за допомогою різних методів. / І.П. Бойко, Ю.В. Карпенко, С.М. Новофастовський, В.С. Подпрятов // Основи і фундаменти: Міжвідомчий науково-технічний збірник. – К.: КНУБА – 2004. – Вип. 28. ‒ С. 79-94.
Маєвська І. В. Вдосконалення методики визначення несучої здатності бурових паль. / І. В. Маєвська, Н. В. Блащук, С. В. Романов // Будівельні конструкції. Міжві-домчий науково-технічний збірник. – К.: НДІБК. – 2016. – вип. 83. – С.616-625.
Винников Ю. Л. Математичне моделюван-ня влаштування та роботи буро-ін’єкційних паль / Ю. Л. Винников, В. П. Левченко, А. М. Пащенко // Будівельні конструкції. Міжвідомчий науково-технічний збірник. – К.: НДІБК. – 2011. – вип. 75: В 2-х кн.: Книга 2 – С.140-149.
Зоценко М. Л. Особливості влаштування буроін’єкційних паль у водонасичених піщаних ґрунтах / М. Л. Зоценко та ін. // Збірник наукових праць (галузеве машино-будування, будівництво). – Полтава: ПНТУ, 2010. – Вип. 3 (28). –– с. 82-88.
Tol F. Modelling the bearing capacity of dis-placement piles in sand. / Tol F, Broere W. // Proceedings of The Institution of Civil Engi-neers-geotechnical Engineering – E.: ICE Publishing, 2006 – pp.195-206.
Cabella E. Axially loaded pile; numerical models vs. experimental data. / Cabella E., Passalacqua R // Application of Numerical Methods to Geotechnical Problems – Vien-na: Springer, 1998 – pp. 97–106.
Kos J. Non-linear analyses of axially and laterally loaded bored piles. / Kos J // Appli-cation of Numerical Methods to Geotech-nical Problems – Vienna: Springer, 1998 – pp. 121–130.
Wenhert M. Numerical analyses of load tests on bored piles. / Wenhert M., Vermeer P. A. // Proceedings of the 9th International Sym-posium on Numerical Methods in Geome-chanics – Ottawa: Balkema, Leiden, 2004 – pp. 505–511.
ДСТУ Б В.2.1-1-95 (ГОСТ 5686-94) Ґрун-ти. Методи польових випробувань паля-ми. – К: Укрархбудінформ, 1997. – 58 с.
ДСТУ Б EN 1536:2015 Виконання спеціа-льних геотехнічних робіт. Палі бурові (EN 1536:2010, IDT) – К.: ДП «ДНДІБК», 2016. – 116 с.
ДСТУ Б В.2.1-27:2010 Основи та фунда-менти споруд. Палі. Визначення несучої здатності за результатами польових ви-пробувань. – К.: ДП «ДНДІБК», 2010. – 10 с.
Boyko I.P, Karpenko Y.V., Novofastovskyi S.M., Podpriatov V.S. (2004) Vyznachennia nesuchoi zdatnosti buroiniektsiinoi pali velykoho diametru za dopomohoiu riznykh metodiv [Determination of the bearing ca-pacity of a large-diameter borehole injection pile with the help of various methods]. Os-novy i fundamenty: Mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. Kyiv: KNUBA, 28, 79-94 (in Ukrainian).
Mayevska, I.V., Blaschuk N.V., Romanov S.V. (2016) Vdoskonalennia metodyky vyznachennia nesuchoi zdatnosti burovykh pal [Improvement of the method of deter-mining the bearing capacity of bored piles]. Budivelni konstruktsii. Mizhvidomchyi nau-kovo-tekhnichnyi zbirnyk. - Kyiv: NDIBK, 83, 616-625 (in Ukrainian).
Vynnykov Y.L., Levchenko V.P., Pashchen-ko A.M. (2011) Matematychne modeliuvan-nia vlashtuvannia ta roboty buroiniektsi-inykh pal [Mathematical modeling of the in-stallation and performance of CFA piles]. Budivelni konstruktsii. Mizhvidomchyi nau-kovo-tekhnichnyi zbirnyk. Kyiv: NDIBK, 75, Book 2, 140-149 (in Ukrainian).
Zotsenko M.L. (2010) Osoblyvosti vlash-tuvannia buroiniektsiinykh pal u vodo-nasychenykh pishchanykh gruntakh [Spe-cialties of CFA pile installation in water-saturated sandy soils]. Zbirnyk naukovykh prats (haluzeve mashynobudu-vannia, budivnytstvo), Poltava: PNTU, 3 (28), 82-88 (in Ukrainian).
Tol F., Broere W. (2006). Modelling the bear-ing capacity of displacement piles in sand. Proceedings of The Institution of Civil Engi-neers-geotechnical Engineering, E.: ICE Publishing, 159. 195-206 (in English).
Cabella E., Passalacqua R. (1998) Axially loaded pile numerical models vs. experi-mental data. Application of Numerical Meth-ods to Geotechnical Problems. Vienna: Springer, 97–106 (in English).
Kos J. (1998) Non-linear analyses of axially and laterally loaded bored piles. Application of Numerical Methods to Geotechnical Prob-lems. Vienna: Springer, 121–130 (in Eng-lish).
Wenhert M., Vermeer P. A. (2004). Numeri-cal analyses of load tests on bored piles. Proceedings of the 9th International Sympo-sium on Numerical Methods in Geomechan-ics. Ottawa: Balkema, Leiden, 505–511 (in English).
DSTU B V.2.1-1-95 (GOST 5686-94) (1997) Grunty. Metody polovykh vyprobuvan paliamy [Soils. Field test methods with piles]. Kyiv: Ukrakhbudinform, 58 (in Ukrainian).
DSTU B EN 1536:2015 (2016) Vykonannia spetsialnykh heotekhnichnykh robit. Pali bu-rovi [Execution of special geotechnical works. Bored piles]. (EN 1536:2010, IDT), Kyiv: NDIBK, 116 (in Ukrainian).
DSTU B B.2.1-27:2010 (2010) Osnovy ta fundamenty sporud. Pali. Vyzna-chennia nesuchoi zdatnosti za rezultatamy polovykh vyprobuvan [Bases and foundations of structures. Piles. Determination of bearing capacity based on the results of field tests]. Kyiv: NDIBK, 10 (in Ukrainian).