Несущая способность забивных висячих свай c продольными пазами на их боковой поверхности

Аннотация


Рассматривается влияние продольных пазов различной геометрической формы на боковой поверхности забивных железобетонных свай заводского изготовления на их несущую способность. Приводятся сведения о ранее выполненных экспериментальных исследованиях (лабораторных и полевых) изменения несущей способности свай с пазами. Исследования проводились на моделях свай в лотке и с использованием забивных железобетонных натурных свай в полевых условиях. Натурные сваи и модели свай имели на боковой поверхности клиновидные и полукруглые пазы, которые размещались на одной, двух и трех сторонах. На основе экспериментов установлено повышение несущей способности свай с пазами в глинистых грунтах. Также выполнен теоретический анализ влияния глубины клиновидных и полукруглых пазов на работу рассматриваемых свай. Путем решения задачи оптимизации получены формулы для расчета оптимальной глубины клиновидных и полукруглых пазов на боковой поверхности железобетонных свай. Выполнен сравнительный анализ эффективности работы в глинистых грунтах забивных висячих свай с продольными пазами клиновидной и полукруглой формы. На основе полученных результатов сформулированы выводы. Установлено, что оптимальная глубина клиновидных и полукруглых пазов зависит от механических характеристик грунтов, длины свай, угла в вершине паза (для клиновидных пазов) и не зависит от размеров поперечного сечения сваи и количества пазов. Выявлено также, что несущая способность сваи с пазами оптимальной глубины всегда превышает несущую способность аналогичной сваи без пазов. Выполнено сравнение эффективности работы свай с клиновидными и полукруглыми пазами.

Полный текст

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].

Об авторах

А. И. Полищук

Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина

В. А. Демченко

Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина

Список литературы

  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.

Статистика

Просмотры

Аннотация - 119

PDF (Russian) - 95

Ссылки

  • Ссылки не определены.

© Полищук А.И., Демченко В.А., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах