Ефективність використання ростверку підвищеної площі у складі стовпчастого пальового фундаменту
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
В даній роботі пропонується використати ідею комплексного фундаменту, що використовується для плитних ростверків, для стовпчастого пальового фундаменту. При масовому проєктуванні, визначивши потрібну кількість паль, виходячи тільки з їх несучої здатності, намагаються розмістити їх в кущі якомога компактніше, щоб скоротити витрати на ростверк, робота якого не враховується. Якщо розмістити палі на значній відстані одна від одної або компактно розмістити їх під колоною, але розміри ростверку прийняти доволі значними, це може компенсувати незначну кількість паль включенням у роботу ростверку.
Виконане математичне моделювання роботи пальового фундаменту за допомогою програмного комплексу SOFiSTiK. Проведене дослідження реалізації роботи пальового фундаменту з ґрунтовою основою в залежності від розміру ростверку, довжини, кількості, розміщення паль в ростверку та ґрунтових умов. Дослідженнями розглядається однорідний піщаний та глинистий ґрунт основи. Показане, що в випадку застосування комплексних пальових фундаментів з розрідженим розміщенням паль і збільшеною площею ростверку ефективність роботи фундаменту в цілому, а також окремих його елементів підвищується. З метою економії матеріалів можна зменшувати кількість паль в групі при збільшенні розмірів ростверку без втрати несучої здатності фундаменту. Відомо, що паля є значно більш дорогою конструкцією, ніж ростверк, тому зменшення кількості паль при збільшенні габаритів ростверку в цілому може призвести до більш економічного рішення.
Проведення математичного моделювання роботи пальового фундаменту за допомогою програмного комплексу SOFiSTiK підтвердило основні висновки щодо розподілу зусиль між елементами пальового фундаменту, одержані раніше за допомогою фізичного моделювання на маломасштабних моделях та за допомогою програмного комплексу «Plaxis 3D Foundation».
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
Muhammad Rehan Hakro, Aneel Kumar, Zaheer Almani, Mujahid Ali, Fahid Aslam, Roman Fediuk, Sergey Klyuev, Alexander Klyuev, & Linar Sabitov (2022). Numerical Analysis of Piled-Raft Foundations on Multi-Layer Soil Considering Settlement and Swell-ing. Вuildings, 12. 1-23.
Burland, J., Burbidge, M., Wilson, E., & Ter-zaghi, K. (1985). Settlement of Foundations on Sand and Gravel. Proc. Inst. Civ. Eng. 78. 1325–1381.
Ali, M., Abbas, S., Khan, M.I., Gad, M.A., Ammad, S., & Khan, A. (2020). Experi-mental Validation of Mander’s Model for Low Strength Confined Concrete Under Axi-al Compression. In Proceedings of the 2020 Second International Sustainability and Re-silience Conference: Technology and Inno-vation in Building Designs (51154). 1–6.
Mandolini, A., di Laora, R., & Mascarucci, Y. (2013). Rational Design of Piled Raft. Procedia Eng., 57. 45–52.
Кріпак, В. (2023). Комплексний плитно-пальовий фундамент. Будівельні кон-струкції. Теорія і практика, 1(13). 30-40.
Кріпак, В., & Бакур Хасіб. (1997). Особ-ливості розрахунку і проектування фун-даментної системи «З/б плита-грунтова основа-палі». Праці Міжнародної ювілей-ної конференції з питань надійності будівельних констр. Полтава.
Цимбал, С. Й., & Карцева, С. Л. (2004). Методика розрахунку пальових фунда-ментів з урахуванням роботи ростверку. Основи і фундаменти, вип. 28. 121-130.
Седін, В Л., Бікус, Е. М., Дюльдев, А. О., & Мельник, А. М. (2013). Впровадження комбінованого плитно-палевого фунда-менту в Україні на прикладі будівництва підземного паркінгу в м. Одеса. Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво). Вип. 3(38). Т.2. 321-329.
Петренко, В. Д., Крисан, В. І., Крисан, В. В., & Чегодаєв, І. С. (2021). Досвід спо-рудження пальово-плитного фундаменту в складних інженерно-геологічних умовах. Збірник наукових праць «Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика». №19. 78-84.
Самородов, О. В. (2015). Метод опти-мального проектування пальово-плитних фундаментів багатоповерхових будівель за гранично допустимими осіданнями. Науковий вісник будівництва. Вип. 1(79). 96-100.
Самородов, О. В. (2016). Нова кон-струкція плитно-пальового фундамента. Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. Вип. 1 (214). 58-65.
Самородов, О., Табачніков, С., Дитюк, О., & Бондар, О. (2023). Польові до-слідження напруженого стану системи «грунтова основа – комбінований пальо-во-плитний фундамент» багатофункціо-нального комплексу у місті Харкові. Основи та фундаменти: науково-технічний збірник. Вип.46. 38-48.
Ana Cláudia Frade de Faria. (2017). Foundation solutions for large buildings us-ing combined piled-raft foundations. Engi-neering, Environmental Science. 10 р.
Katzenbach, R., & Choudhury, D. (2013). Combined Pile-Raft Foundation Guideline. ISSMGE. 23 p.
Katzenbach, R., & et al. (2009). Instru-mentationand Monitoring of a Piled Raft Foundation on Soft Soil. Proceedings of the 17th International Conference on Soil Me-chanics and Geotechnical Engineering. 1850-1853.
Balakumar, V., Min. J. Huang, Erwin Oh, Nilan S. Jayasiri, Richard Hwang, & Bal-asubramaniam, A. S. (2021). Piled Raft on Sandy Soil. An Observational Study. Ge-otechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA, Vol. 52 No. 3. 51-65.
Phung Duc. (2016). Long Prediction of Piled Raft Foundation Settlement. A Case Study. Geotechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA, Vol. 47 No. 1. 1-6.
Wang, Y., et al. (2016). Experimental Study on the Stress State of Piled Raft Foun-dation sunder Different Loading Conditions. Journal of Zhejiang University-Science A (Applied Physics & Engineering). 1345-1356.
Elwakil, A. Z., & Azzam, W. R. (2016). Experimental and numerical study of piled raft system. Alexandria Engineering Jour-nal. Volume 55, Issue 1. 547-560.
Lua Thi Hoang, & Tatsunori Matsumoto. (2020). Long-term behavior of piled raft foundation models supported by jacked-in piles on saturated clay. Soils and Founda-tions, 60 (2020). 198–217.
Fekadu Melese. (2022). Improved Per-formance of Raft Foundation Using De-tached Pile Columns in Loose Subsoil Condi-tions. Advances in Civil Engineering. Volume 2022(11). 18 p.
Irfan Jamil, Irshad Ahmad, Wali Ullah, Mahmood Ahmad, Mohanad Muayad Sabri Sabri, & Ali Majdi. (2022). Experimental Study on Lateral and Vertical Capacity of Piled Raft and Pile Group System in Sandy Soil. Applіеd Science. 2022, 12. 2-18.
Mostafa Elsawwaf, Marwan Shahien, Ahmed Nasr, & Alaaeldin Magdy. (2022). The behavior of piled rafts in soft clay: Nu-merical investigation. Journal of the Me-chanical Behavior of Materials 2022, 31. 426–434.
Маєвська, І. В., & Блащук, Н. В. (2023). Робота паль і ростверку у складі стовп-частих пальових фундаментів. Вінниця : ВНТУ.
Маєвська, І. В. Попович, М.М., Кремін-ська, Ю. О. (2022). Різниця в роботі ко-ротких і довгих паль у складі стовпчасто-го пальового фундаменту за результатами фізичного моделювання. Сучасні техно-логії, матеріали та конструкції в будів-ництві, №2(33). 108-118.
Маєвська, І. В., Блащук, Н. В., Кремін-ська, Ю. О. Особливості роботи пальових кущів з коротких паль за даними числово-го моделювання. Основи та фундаменти, вип.43. 30-39.
Маєвська, І. В., Ганущак, Ю. В. (2024). Математичне моделювання роботи ком-плексного стовпчастого пальового фун-даменту. Збірник матеріалів LІІІ Науково-технічної конференції підрозділів Вінниць-кого національного технічного універси-тету.https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/all-fbtegp/all-fbtegp-2024/paper/view/20500/17070.
Основи та фундаменти споруд: ДБН В.2.1-10-2009. (2012) [Чинний від 2012-07-01 до 2019.01.01]. К.: Мінрегіонбуд України.
Основи та підвалини будинків і споруд. Грунти. Метод польових випробувань па-лями. ДСТУ Б В.2.1-1-95 (ГОСТ 5686-94). (1996) [Чинний від 1996-04-01]. К.: Мінрегіон України.
Muhammad Rehan Hakro, Aneel Kumar, Zaheer Almani, Mujahid Ali, Fahid Aslam, Roman Fediuk, Sergey Klyuev, Alexander Klyuev, Linar Sabitov (2022). Numerical Analysis of Piled-Raft Foundations on Multi-Layer Soil Considering Settlement and Swell-ing. Вuildings, 12. 1-23.
Burland, J., Burbidge, M., Wilson, E., Ter-zaghi, K. (1985). Settlement of Foundations on Sand and Gravel. Proc. Inst. Civ. Eng. 78. 1325–1381.
Ali, M., Abbas, S., Khan, M.I., Gad, M.A., Ammad, S., Khan, A. (2020). Experimental Validation of Mander’s Model for Low Strength Confined Concrete Under Axial Compression. In Proceedings of the 2020 Second International Sustainability and Re-silience Conference: Technology and Inno-vation in Building Designs (51154). 1–6.
Mandolini, A., di Laora, R., Mascarucci, Y. (2013). Rational Design of Piled Raft. Pro-cedia Eng., 57. 45–52.
Kripak, V. (2023). Kompleksnyi plytno-palovyi fundament [Complex slab and pile foundation]. Budivelni konstruktsii. Teoriia i praktyka, 1(13). 30-40. (in Ukrainian).
Kripak, V., Bakur Khasib. (1997). Osoblyvosti rozrakhunku i proektuvannia fundamentnoi systemy «Z/b plyta-hruntova osnova-pali». [Features of calculation and design of the foundation system «reinforced concrete slab-soil base-piles»]. Pratsi Mizhnarodnoi yuvileinoi konferentsii z pytan nadiinosti budivelnykh konstr. Poltava. (in Ukrainian).
Tsymbal, S. Y., Kartseva, S. L. (2004). Metodyka rozrakhunku palovykh fundamentiv z urakhuvanniam roboty rostverku. [Calculation methodology for pile foundations taking into account grillage op-eration]. Osnovy i fundamenty, vyp. 28. 121-130. (in Ukrainian).
Sedin, V L., Bikus, E. M., Diuldev, A. O., Melnyk, A. M. (2013). Vprovadzhennia kombinovanoho plytno-palevoho fundamen-tu v Ukraini na prykladi budivnytstva pi-dzemnoho parkinhu v m. Odesa. [Implemen-tation of a combined slab and pile founda-tion in Ukraine on the example of the con-struction of an underground car park in Ode-sa]. Zbirnyk naukovykh prats (haluzeve mashynobuduvannia, budivnytstvo). Vyp. 3(38). T.2. 321-329. (in Ukrainian).
Petrenko, V. D., Krysan, V. I., Krysan, V. V., Chehodaiev, I. S. (2021). Dosvid sporudzhennia palovo-plytnoho fundamentu v skladnykh inzhenerno-heolohichnykh umovakh. [Experience in the construction of pile-slab foundations in difficult engineering and geological conditions]. Zbirnyk naukovykh prats «Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka». №19. 78-84. (in Ukrainian).
Samorodov, O. V. (2015). Metod optymalnoho proektuvannia palovo-plytnykh fundamentiv bahatopoverkhovykh budivel za hranychno dopustymymy osidanniamy. [Method of optimal design of pile-slab foundations of multi-storey build-ings by maximum permissible settlements]. Naukovyi visnyk budivnytstva. Vyp. 1(79). 96-100. (in Ukrainian).
Samorodov, O. V. (2016). Nova konstruktsiia plytno-palovoho fundamenta. [New design of the slab and pile founda-tion]. Visnyk Prydniprovskoi derzhavnoi akademii budivnytstva ta arkhitektury. Vyp. 1 (214). 58-65. (in Ukrainian).
Samorodov, O., Tabachnikov, S., & Dytiuk, O., Bondar, O. (2023). Polovi doslidzhennia napruzhenoho stanu systemy «hruntova osnova – kombinovanyi palovo-plytnyi fundament» bahatofunktsionalnoho kompleksu u misti Kharkovi. [Field studies of the stress state of the system ‘soil base - combined pile-slab foundation’ of a multi-functional complex in Kharkiv]. Osnovy ta fundamenty: naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. Vyp.46. 38-48. (in Ukrainian).
Ana Cláudia Frade de Faria. (2017). Foundation solutions for large buildings us-ing combined piled-raft foundations. Engi-neering, Environmental Science. 10 р.
Katzenbach, R., & Choudhury, D. (2013). Combined Pile-Raft Foundation Guideline. ISSMGE. 23 p.
Katzenbach, R., et al. (2009). Instrumen-tationand Monitoring of a Piled Raft Founda-tion on Soft Soil. Proceedings of the 17th In-ternational Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. 1850-1853.
Balakumar, V., Min. J. Huang, Erwin Oh, Nilan S. Jayasiri, Richard Hwang, & Bal-asubramaniam, A. S. (2021). Piled Raft on Sandy Soil. An Observational Study. Ge-otechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA, Vol. 52 No. 3. 51-65.
Phung Duc. (2016). Long Prediction of Piled Raft Foundation Settlement. A Case Study. Geotechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA, Vol. 47 No. 1. 1-6.
Wang, Y., et al. (2016). Experimental Study on the Stress State of Piled Raft Foun-dation sunder Different Loading Conditions. Journal of Zhejiang University-Science A (Applied Physics & Engineering). 1345-1356.
Elwakil, A. Z., & Azzam, W. R. (2016). Experimental and numerical study of piled raft system. Alexandria Engineering Jour-nal. Volume 55, Issue 1. 547-560.
Lua Thi Hoang, & Tatsunori Matsumoto. (2020). Long-term behavior of piled raft foundation models supported by jacked-in piles on saturated clay. Soils and Founda-tions, 60 (2020). 198–217.
Fekadu Melese. (2022). Improved Per-formance of Raft Foundation Using De-tached Pile Columns in Loose Subsoil Condi-tions. Advances in Civil Engineering. Volume 2022(11). 18 p.
Irfan Jamil, Irshad Ahmad, Wali Ullah, Mahmood Ahmad, Mohanad Muayad Sabri Sabri, & Ali Majdi. (2022). Experimental Study on Lateral and Vertical Capacity of Piled Raft and Pile Group System in Sandy Soil. Applіеd Science. 2022, 12. 2-18.
Mostafa Elsawwaf, Marwan Shahien, Ahmed Nasr, & Alaaeldin Magdy. (2022). The behavior of piled rafts in soft clay: Nu-merical investigation. Journal of the Me-chanical Behavior of Materials 2022, 31. 426–434.
Maievska, I. V., & Blashchuk, N. V. (2023). Robota pal i rostverku u skladi stovpchastykh palovykh fundamentiv. [Oper-ation of piles and grillage as part of colum-nar pile foundations]. Vinnytsia: VNTU. (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 modelling]. Suchasni tekhnolohii, materialy ta kon-struktsii v budivnytstvi, №2(33). 108-118. (in Ukrainian).
Maievska, I. V., Blashchuk, N. V., & Kreminska, Yu. O. Osoblyvosti roboty palo-vykh kushchiv z korotkykh pal za danymy chyslovoho modeliuvannia. [Peculiarities of operation of pile bushes from short piles ac-cording to numerical modelling]. Osnovy ta fundamenty, vyp.43. 30-39. (in Ukrainian).
Maievska, I. V., & Hanushchak, Yu. V. (2024). Matematychne modeliuvannia roboty kompleksnoho stovpchastoho palovoho fundamentu. [Mathematical mod-elling of a complex columnar pile founda-tion]. Zbirnyk materialiv LIII Naukovo-tekhnichnoi konferentsii pidrozdiliv Vinny-tskoho natsionalnoho tekhnichnoho univer-sytetu. https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/all-fbtegp/all-fbtegp-2024/paper/view/20500/17070. (in Ukraini-an).
Osnovy ta fundamenty sporud: DBN V.2.1-10-2009. (2012) [Chynnyi vid 2012-07-01 do 2019.01.01]. K.: Minrehionbud Ukrainy. (in Ukrainian).
Osnovy ta pidvalyny budynkiv i sporud. Hrunty. Metod polovykh vyprobuvan paliamy. DSTU B V.2.1-1-95 (HOST 5686-94). (1996) [Chynnyi vid 1996-04-01]. K.: Minrehion Ukrainy. (in Ukrainian).