Аналіз ефективності використання коротких паль у складі стовпчастого пальового фундаменту
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Досліджена реалізація роботи ростверку і паль у складі стовпчастого пальового фундаменту в залежності від довжини паль, способу влаштування паль, відстані між палями і виду ґрунтів при сталій кількості паль. Аналізувались ступінь реалізації несучої здатності паль і ступінь реалізації роботи ростверку у складі пальового фундаменту. Для розв’язання поставлених у даній роботі завдань було виконане математичне моделювання методом скінчених елементів сумісної роботи елементів пальового фундаменту з ґрунтовою основою та окремо роботи палі і ростверку як фундаменту мілкого закладання у програмному комплексі «Plaxis 3D Foundation».
Встановлено, що реалізація несучої здатності паль у складі фундаменту з великою відстанню між палями значно краща. Довжина паль також впливає на ступінь їх реалізації. При збільшенні довжини несуча здатність паль реалізується менше. Найбільша реалізація несучої здатності паль у складі фундаменту спостерігається для коротких паль. Реалізація тиску під підошвою ростверку із збільшенням кроку паль також покращується, реалізація несучої здатності ростверку складає від 8 до 50%, що дозволяє підвисити несучу здатність фундаменту. Для піщаних і глинистих ґрунтів характер перерозподілу зусиль між елементами стовпчастого пальового фундаменту аналогічний. Для фундаментів з бурових паль ступінь реалізації тиску під підошвою ростверку, як і ступінь реалізації несучої здатності паль вища, ніж для фундаментів з забивних паль. Керівним фактором є довжина паль.
Досліджена економічна ефективність переходу в однорідних ґрунтах від куща з довгих паль при стандартному мінімальному кроці до куща з коротких паль при збільшеній відстані між палями. За рахунок врахування спільної роботи паль і ростверку кущ з коротких паль з більшими габаритами ростверку забезпечує таку ж несучу здатність, як кущ з довгих паль з компактним ростверком.
Не дивлячись на значне зростання об’єму бетону ростверку і кількості арматури при збільшенні кроку паль економія коштів на вартості паль забезпечує економічний ефект від використання кущів з коротких паль з широкими ростверками до 35%.
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
Burland J.B. Behavior of Foundation and Structures / J.B. Burland, B.B. Broms, V. Demello //. Proc. 9th. ICSMFE. Tokyo, – 1977. – Р. 495–546.
Hanna T.H. Model Studies of Foundations Groups in Sand / T.H. Hanna // Géotechnique. Volume 13 Issue 4. 1963. Р. 334-351.
Whitaker T. Experiments with model piles in groups / T. Whitaker //. Geotechnic. London, England. Vol. 7. № 4. – 1977. – Р.147–167.
Katzenbach R. Piled raft foundation: interaction between piles and raft / R.Katzenbach, U.Arslan, C.Moorman, O.Reul// Darmstadt Geotech. Darmstadt Univ. Technol. 4 (1). – 1998. – Р. 279-296.
Poulos H.G. Pile Foundation Analysis and Design / H.G.Poulos, E.H.Davis // New York: John Wiley and Sons, – 1980. – 394 р.
Randolph M.F. Design method for pile groups and piled rafts / M.F. Randolph // 13th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. New Delhi, India, – 1994. – Vol. 5. – P. 61-82.
Nguyen D.D.C. Design method of piled-raft foundations under vertical load considering interaction effects / D.D.C.Nguyen, S.B. Jo, D.S.Kim // Computers and Geotechnics. –2013. – Vol.47. – Р.16-27.
Elwakil A.Z. Experimental and numerical study of piled raft system / A.Z.Elwakil, W.R. Azzam// Alexandria Engineering Journal. – 2016. Volume 55, Issue 1. – P. 547-560.
Fekadu Melese Improved Performance of Raft Foundation Using Detached Pile Columns in Loose Subsoil Conditions. Advances in Civil Engineering. 2022. 18 p.
Блащук Н.В. Перерозподіл зусиль між елементами стовпчастого пальового фундаменту / Н.В.Блащук, І.В.Маєвська, М.М. Попович // Сучасні технології, ма-теріали та конструкції в будівництві. – 2018. №1(24). –С.36-44.
Маєвська І.В. Особливості роботи пальових кущів з коротких паль за даними числового моделювання / І.В.Маєвська, Н.В.Блащук, Ю.О. Кремінська// Основи та фундаменти: Науково-технічний збір-ник. – К.: КНУБА. – 2021. – Вип. 43. – С. 30-39.
Маєвська І.В. Різниця в роботі ко-ротких і довгих паль у складі стовпчасто-го пальового фундаменту за результатами фізичного моделювання / І.В. Маєвська, М.М. Попович, Ю.О.Кремінська // Сучасні технології, матеріали та конструкції в будівництві. Вінниця: ВНТУ. – 2022. №2(33). – С. 108-118.
Кримняк Я.М. Реалізація несучої здатності забивних паль і ростверку у стовпчастому пальовому фундаменті / Я.М. Кримняк, І.В. Маєвська // Інноваційні технології в будівництві. – Вінниця, 2020. – URL: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/itb/itb2020/paper/view/10890 (дата звернення 28.06.2024).
Колібаба В.В. Робота бурових паль і ростверку у складі стовпчастого пальо-вого фундаменту / В.В.Колібаба, І.В.Маєвська // Молодь в науці: дослі-дження, проблеми, перспективи (МН-2021). – Вінниця, – 2021 URL: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/mn/mn2021/paper/view/11114 (дата звернен-ня 28.06.2024).
Маєвська І.В. Робота паль і рост-верку у складі стовпчастих пальових фун-даментів / І.В. Маєвська, Н.В. Блащук // Монографія. Вінниця : ВНТУ, – 2023. – 182 с.
Основи та фундаменти споруд. Зміна № 1: ДБН В.2.1–10–2009. – [Чинний від 2011–07–01]. – К.: Мінрегіонбуд Укра-їни, 2011. – 55с.
Abdolrezayi A. Comparative three-dimensional finite element analysis of piled raft foundations / A. Abdolrezayi, N. Khayat // Computational Engineering and Physical Modeling. 2021. Р 19-36.
Саміленко В.В. Практична доцільність переходу від довгих до коротких паль у стовпчастих пальових фундаментах / В.В. Саміленко, О.Ю.Шмундяк, І.В.Маєвська // Енергоефективність в галузях економіки України ‒ 2023. ‒ Вінниця, ‒ 2023. URL: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/egeu/egeu2023/paper/view/19121 (дата звер-нення 28.06.2024).
Burland J.B., Broms B.B., Demello V. (1977). Behavior of Foundation and Structures. Proc. 9th. ICSMFE. Tokyo. Р. 495–546.
Hanna T.H. (1963). Model Studies of Foundations Groups in Sand. Géotechnique. Volume 13 Issue 4. Р. 334-351.
Whitaker T. (1977). Experiments with model piles in groups. Geotechnic. London, England. Vol. 7. № 4. Р.147–167.
Katzenbach R., Arslan U., Moorman C., Reul O. (1998). Piled raft foundation: interaction between piles and raft. Darmstadt Geotech. Darmstadt Univ. Technol. 4 (1). Р. 279-296.
Poulos H.G., Davis E.H. (1980). Pile Foundation Analysis and Design. New York: John Wiley and Sons. 394 р.
Randolph M. F. (1994). Design method for pile groups and piled rafts. 13th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. New Delhi, India, Vol. 5. P. 61-82.
Nguyen D.D.C., Jo S.B., Kim D.S. (2013). Design method of piled-raft foundations under vertical load considering interaction effects. Computers and Geotechnics. Vol. 47. Р.16-27.
Elwakil A.Z., Azzam W.R. (2016). Experimental and numerical study of piled raft system. Alexandria Engineering Journal. Volume 55, Issue 1. P. 547-560.
Fekadu Melese Improved Performance of Raft Foundation Using Detached Pile Columns in Loose Subsoil Conditions. (2022). Advances in Civil Engineering. 18 p.
Blashchuk N.V., Maievska I.V., Popovych M.M. (2018). Pererozpodil zusyl mizh elementamy stovpchastoho palovoho fundamentu [Redistribution of forces between the elements of the columnar pile foundation]. Suchasni tekhnolohii, materialy ta konstruktsii v budiv-nytstvi. №1(24). p.36-44 (in Ukrainian).
Maievska I.V., Blashchuk N.V., Kreminska Yu. O. (2021). Osoblyvosti roboty palovykh kushchiv z korotkykh pal za danymy chyslovoho modeliuvannia [Features of pile groups from short piles according to numerical modeling]. Osnovy ta fundamenty: Naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. K.: KNUBA. Vyp. 43. S.30-39 (in Ukrainian).
Maievska I.V. Popovych M.M., Kreminska Yu.O. (2022). Riznytsia v roboti korotkykh i dovhykh pal u skladi stovpchastoho palovoho fundamentu za rezultatamy fizychnoho modeliuvannia [Difference in the performance of short and long piles in a columnar pile foundation based on the results of physical modeling]. Suchasni tekhnolohii, materialy ta konstruktsii v budivnytstvi. №2(33). S. 108-118.
Krymniak Ya.M., Maievska I.V. (2020). Realizatsiia nesuchoi zdatnosti zabyvnykh pal i rostverku u stovpchastomu palovomu fundamenti [Realization of the bearing ca-pacity of driven piles and grillage in a co-lumnar pile foundation]. Innovatsiini tekhnolohii v budivnytstvi. Vinnytsia. – URL: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/itb/itb2020/paper/view/10890 (data zvernennia 28.06.2024).
Kolibaba V.V., Maievska I.V. (2021). Robota burovykh pal i rostverku u skladi stovpchastoho palovoho fundamentu [Oper-ation of drilled piles and grillage as part of a columnar pile foundation]. Molod v nautsi: dosli-dzhennia, problemy, perspektyvy (MN-2021). Vinnytsia. URL: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/mn/mn2021/paper/view/11114 (data zvernennia 28.06.2024).
Maievska I.V., Blashchuk N.V. (2023). Robota pal i rostverku u skladi stovpchastykh palo-vykh fundamentiv [Op-eration of piles and grillage as part of co-lumnar pile foundations]. Monohrafiia. Vinnytsia: VNTU, 182 s.
Osnovy ta fundamenty sporud. Zmina 1: DBN V.2.1–10–2009. (2011). Kyiv: Minregionbud Ukrayiny, 55 (in Ukrainian).
Abdolrezayi A., Khayat N. (2021). Comparative three - dimensional finite element analysis of piled raft foundations. Computational Engi-neering and Physical Modeling. Р 19-36.
Samilenko V.V., Shmundiak O.Yu., Maievska I.V. (2023). Praktychna dotsilnist perekhodu vid dovhykh do korotkykh pal u stovpchastykh palovykh fundamentakh [Practical feasibility of transition from long to short piles in columnar pile foundations]. Enerhoefektyvnist v haluziakh ekonomiky Ukrainy‒2023. Vinnytsia, 2023. URL: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/egeu/egeu2023/paper/view/19121 (data zvernennia 28.06.2024).