Bearing capacity of a driven hanging piles with longitudinal grooves on their side surface

Abstract


The article considers the influence of longitudinal grooves of various geometric shapes on the side surface of factory-made driven reinforced concrete piles on their bearing capacity. Information is given on previously performed experimental studies (laboratory and full-scale testing) of changes in the bearing capacity of piles with grooves. The research was carried out on models of piles in a tray and using driven reinforced concrete full-scale piles in the field. Full-scale piles and models of piles had wedge-shaped and semicircular grooves on the side surface, which were placed on one, two and three sides. Based on experiments, an increase in the bearing capacity of piles with grooves in clay soils has been established. The article also provides a theoretical analysis of the influence of the depth of wedge-shaped and semicircular grooves on the operation of the piles under consideration. By solving the optimization problem, formulas were obtained for calculating the optimal depth of wedge-shaped and semicircular grooves on the side surface of reinforced concrete piles. A comparative analysis of the efficiency of work in clay soils of driven hanging piles with longitudinal grooves of wedge-shaped and semicircular shape is carried out. In conclusion, the main conclusions are formulated based on the results obtained. It is established that the optimal depth of wedge-shaped and semicircular grooves depends on the mechanical characteristics of the soils, the length of the piles, the angle at the top of the groove (for wedge-shaped grooves) and does not depend on the size of the cross-section of the pile and the number of grooves. It was also revealed that the bearing capacity of a pile with grooves of optimal depth always exceeds the bearing capacity of a similar pile without grooves. The article compares the efficiency of piles with wedge-shaped and semicircular grooves.

Full Text

В 1983 г. сотрудниками Томского инженерно-строительного института (ныне ТГАСУ) А.М. Болдышевым, А.И. Мальгановым и А.И. Полищуком было предложено конструктивное решение забивной железобетонной сваи, которая имеет на боковых поверхностях продольные углубления различной геометрической формы [1]. Указанные углубления были названы пазами. Разработка конструктивных решений свай с пазами выполнялась на основе ранее проведенных исследований прочности железобетонных колонн и балок заводского изготовления (рис. 1), имеющих такие же углубления (пазы) на своей боковой поверхности [2]. Основной целью устройства пазов являлось снижение материалоемкости и веса рассматриваемых железобетонных конструкций. Формирование пазов различной геометрической формы на боковых гранях свай преследовало ту же цель и происходило также за счет удаления бетона, что оказалось возможным в случае применения плоских арматурных каркасов, которые ориентированы вдоль диагоналей их поперечного сечения. Экспериментальные исследования влияния геометрической формы пазов на несущую способность висячих свай впервые были выполнены А.И. Полищуком и др. (1983–1989 гг.). В рамках этих исследований проводились серии лабораторных и полевых испытаний свай с пазами [3–5].

About the authors

A. I. Polishhuk

Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin

V. A. Demchenko

Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin

References

  1. Исследование несущей способности свай различной формы / А.И. Полищук, А.И. Мальганов, Ю.А. Калачев, С.В. Петров // Строительство и транспорт: Молодые ученые и специалисты народному хозяйству / под ред. Г.Г. Шмидта. - Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1983. - С. 18.
  2. Болдышев А.М., Мальганов А.И. Исследование железобетонных конструкций, армированных диагонально расположенными каркасами // Исследования по строительным конструкциям и строительной механике: сб. ст. / под ред. А.М. Черняка, А.М. Болдышева. - Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1983. - С. 17-27.
  3. Полищук А.И., Мальганов А.И. Экспериментальные исследования работы моделей свай различной геометрической формы в глинистых грунтах // Проблемы гидрогеологии, инженерной геологии, оснований и фундаментов: сб. ст. / под ред. В.Е. Ольховатенко. - Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1988. - С. 18-27.
  4. Экспериментальные исследования несущей способности забивных свай с пазами / А.И. Полищук, А.М. Болдышев, А.И. Мальганов, В.Ф. Ширяев // Исследования по строительной механике и строительным конструкциям / под ред. А.М. Черняка. - Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1989. - 206 с.
  5. Полищук А.И., Мальганов А.И., Ширяев В.Ф. Несущая способность забивных свай с пазами в глинистых грунтах. - Томск: Томский инженерно-строительный институт, 1983. - 22 с.
  6. Расчет свайных оснований гидротехнических сооружений / С.Н. Левачев, В.Г. Федоровский, Ю.М. Колесников, С.В. Курилло. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 136 с.
  7. Нарбут Р.М. Работа свай в глинистых грунтах. - Л.: Стройиздат, 1972. - 159 с.
  8. Meyerhof G.G. Bearing capacity and settlement of pile foundations // Proc. ASCE. - 1976. - Vol. 102, Nо. GT3.
  9. Лаврентьев В.А. Осадки однорядных ленточных свайных фундаментов повышенной несущей способности: автореф. дис. … канд. техн. наук. - Пермь, 1989. - 23 с.
  10. Забивная свая: пат. 2049856 Рос. Федерация: МПК E02D 5/30, E02D 5/48 / Кац А.С.; заявитель и патентообладатель Кац А.С. - № 5056645/33; заявл. 26.05.1992; опубл. 10.12.1995. - 3 с.
  11. Kocherzhenko V.V., Suleymanova L.A., Kocherzhenko A.V. Innovative pile technologies in modern foundation // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2021. - Vol. 1079, № 5. - Р. 052085. doi: 10.1088/1757-899X/1079/5/052085
  12. Готман А.Л., Гавриков М.Д. Исследование особенностей работы вертикально нагруженных длинномерных буронабивных свай и их расчет // Construction and Geotechnics. - 2021. - Т. 12, No 3. - С. 72-83. doi: 10.15593/2224-9826/2021.3.08
  13. Gotman A.L., Gavrikov M.D. Vertical-load design of a large-size bored pile // Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2021. - Vol. 1928, № 1. - Р. 012061. doi: 10.1088/1742-6596/1928/1/012061
  14. Полищук А.И., Семенов И.В. Проектирование усиления фундаментов реконструируемых, восстанавливаемых зданий с использованием свай // Construction and Geotechnics. - 2020. - Т. 11, No. 4. - С. 33-45. doi: 10.15593/2224-9826/2020.4.03
  15. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Ермошина Л.Ю. Осадка и длительная несущая способность сваи с учетом реологических свойств грунтов // Construction and Geotechnics. - 2022. - Т. 13, № 1. - С. 5-15. doi: 10.15593/2224-9826/2022.1.01
  16. Тер-Мартиросян З.Г., Филиппов К.А. Решение задачи осадки сваи под действием вертикальной статической нагрузки с учетом пластических свойств грунтов основания // Вестник МГСУ. - 2022. - Т. 17, вып. 7. - С. 871-881. doi: 10.22227/1997-0935.2022.7.871-881
  17. Готман Н.З., Алехин В.С., Сергеев Ф.В. Определение предельного сопротивления основания сваи в составе группы свай // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. - 2017. - Т. 8, № 3. - С. 13-21. doi: 10.15593/2224-9826/2017.3.02
  18. Свайные фундаменты / Н.М. Глотов, А.А. Луга, К.С. Силин, К.С. Завриев. - М.: Транспорт, 1975. - 432 с.
  19. Трофименков Ю.Г., Ободовский А.А. Свайные фундаменты для жилых и промышленных зданий. - М.: Стройиздат, 1970. - 240 с.
  20. Далматов Б.И., Лапшин Ф.К., Россихин Ю.В. Проектирование свайных фундаментов в условиях слабых грунтов. - Л.: Стройиздат, 1975. - 240 с.
  21. Бартоломей А.А., Омельчак И.М., Юшков Б.С. Прогноз осадок свайных фундаментов. - М.: Стройиздат, 1994. - 384 с.
  22. Van Weele A. A method of separating the bearing capacity of a test pile into skin friction and point resistance // Proc. IV Int. Conf. Soil Mech. - 1957. - Vol. II.
  23. Randolph M.F., Wroth C.P. Analysis of deformation of axially loaded piles // Proc. ASCE. - 1978. - Vol. 104, N GT12.
  24. Полищук А.И., Демченко В.А. Обоснование оптимальных размеров клиновидных пазов на боковой поверхности железобетонных свай для повышения их несущей способности по грунту // Механика грунтов в геотехнике и фундаментостроении: материалы междунар. науч.-практ. конф. - Новочеркасск: Лик, 2022. - С. 161-168.

Statistics

Views

Abstract - 128

PDF (Russian) - 97

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2023 Polishhuk A.I., Demchenko V.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies