Підсилення фундаментів існуючих будинків на слабких ґрунтах методом вдавлювання паль

Размещено на http://www.allbest.ru/

Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій

УДК 69.059

Підсилення фундаментів існуючих будинків на слабких ґрунтах методом вдавлювання паль

05.23.02 - основи і фундаменти

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Моркляник Богдан Васильович

Київ 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Національному університеті “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор Демчина Богдан Григорович, завідувач кафедри “будівельних конструкцій” Національного університету України “Львівська політехніка”

Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор Школа Олександр Вікторович, Одеська державна академія будівництва та архітектури, професор кафедри

- кандидат технічних наук, доцент Гнатюк Олександр Терентійович, Львівський державний аграрний університет, доцент кафедри

Провідна установа - Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, кафедра основ і фундаментів

Захист відбудеться ”29 ” листопада 2005 р. о 15-00 на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.833.01 Державного науково-дослідного інституту будівельних конструкцій за адресою: 03680, Київ - 37, вул. Івана Клименка, 5/2.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Державного науково-дослідного інституту будівельних конструкцій за адресою: 03680, Київ - 37, вул. Івана Клименка, 5/2.

Автореферат розіслано ”28 ” жовтня 2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради К 26.833.01 канд. техн. наук, ст. наук. співр. Ю.С. Слюсаренко

паля фундамент вдавлювання несучий

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У м. Львові, як і в інших містах, що збудовані в поймах колишніх рік, на берегах озер актуальною є тема руйнування будівель центральної частини міста, яке зумовлене нерівномірним осіданням фундаментів, розміщених на заторфованих територіях. Внаслідок чого спостерігаються деформації споруд, розкриваються тріщини в зовнішніх і внутрішніх стінах, що створює небезпеку для людей та приводить до поступової руйнації будівель.

Внаслідок цього виникає гостра необхідність реконструкції і капітального ремонту житлових та громадських будівель в центральній частині міста Львова, який включений у перелік пам'яток ,які охороняються ЮНЕСКО.

Необхідна розробка методу посилення фундаментів для специфічних геологічних умов м. Львова, який би дозволив без суттєвих руйнувань існуючих споруд, з максимальним їх збереженням, посилити існуючі фундаменти та дозволити збільшити навантаження на споруди надбудовою додаткових поверхів або мансардних приміщень. В умовах високої вартості землі в центрі м. Львова є питання надзвичайно актуальним.

Автором запропоновано метод комбінованого посилення споруд з використанням суцільної монолітної плити та стабілізуючих паль, які анкеруються в плиту після її влаштування. Плита заводиться в стіни фундаменту будівлі за допомогою штраб та з'єднується з ними. У комбінованій роботі фундаменту та споруди, монолітна плита розрахована на передачу на основу більшої частини навантажень від споруди. Палі розраховуються на іншу (меншу) частину навантажень і виконують стабілізуючу функцію - включають плиту в роботу та попереджають нахил споруди від нерівномірної осадки монолітної плити.

Пальові фундаменти в існуючих будівлях влаштовувати слід без значних динамічних впливів на основу . В протилежному випадку це може призвести до нерівномірних осадок та розвитку тріщин в споруді, яка посилюється, та сусідніх будинках. Тому найбільш раціональний метод - це вдавлювання багатосекційних паль в ґрунт безпосередньо з підвальних приміщень. Для цього автор використовував металеві труби, які вдавлювалися в ґрунт, з наступним вкладанням арматурних стержнів та заповненням бетоном. Металева труба вдавлювалася в ґрунт окремими секціями, довжина яких визначалася висотою підвалу та особливостями технологічного обладнання.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Тема дисертаційної роботи є складовою частиною науково-дослідної роботи кафедри „Будівельні конструкції та мости” за напрямком „Дослідження міцності, деформативності і надійності конструкцій”, а також в рамках держбюджетних тем Національного університету „Львівська політехніка” ДБ/СОАВ, ДБ/КОД „Надійність будівель та споруд, нові методи їх розрахунку та бази даних” протягом 1999-2005 років(№№ держ. реєстрації 0100U00050. 0102U001185).

Мета дисертаційної роботи є метод посилення фундаментів вдавлюванням паль через монолітну залізобетонну плиту у підвалах існуючих споруд.

Для досягнення вказаної мети поставлено такі задачі дослідження.

Задачі дослідження:

· розробити метод підсилення фундаментів споруд за допомогою вдавлювання паль через монтажні вікна в залізобетонній монолітній плиті, заведеній у штраби стін підвалів;

· встановити оптимальну конструкцію наконечника палі, що вдавлюється;

· дослідити роботу паль в процесі вдавлювання та вивчити можливість інтерпретації результатів в аналозі зондування ґрунтів основи;

· встановити залежність максимального зусилля вдавлювання паль від величини їх проектної несучої здатності;

· визначити вплив фактору часу „відпочинку” на несучу здатність паль, влаштованих методом вдавлювання;

· розробити методику розрахунку підсилення фундаментів будівель методом вдавлювання паль через монолітну плиту.

Об'єкти дослідження - багатосекційні трубобетонні палі, які вдавлюються через монолітну залізобетонну плиту.

Предмет дослідження - конструкція наконечника палі, несуча здатність вдавлюваної палі та зміна її в часі, залежність зусилля вдавлювання від несучої здатності палі.

Методи дослідження. В основу розроблених рекомендацій, щодо практичного визначення несучої багатосекційної вдавлюваної трубобетонної палі по ґрунту покладені експериментальні та теоретичні методи досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів:

· запропоновано значення коефіцієнта який встановлює співвідношення між величиною зусилля вдавлювання, зафіксованого наприкінці заглиблення палі та величиною її несучої здатності , а також встановлено його значення через певний час після виготовлення трубобетонних паль (до 5 років „відпочинку”);

· розроблено рекомендації щодо розрахунку і конструювання багатосекційних трубобетонних паль;

· сформульовані пропозиції з використання вдавлюваних паль для інтерпретації результатів дослідження в аналозі зондування ґрунтів основи в процесі вдавлювання;

· запропоновано конструкцію підсилення фундаментів з використанням трубобетонних паль, влаштованих методом вдавлювання через монолітну залізобетонну плиту, виконану в підвалах існуючих споруд.

Практичне значення роботи:

· запроектована та виготовлена установка для вдавлювання багатосекційних трубобетонних паль через вікна в залізобетонній плиті;

· розроблена методика виміру вертикальності влаштування багатосекційної трубобетонної палі;

· запроектована та виготовлена установка для визначення несучої здатності багатосекційних трубобетонних паль;

· розроблені рекомендації щодо визначення несучої здатності багатосекційної трубобетонної вдавлюваної палі по ґрунту за величиною вдавлюючого зусилля зафіксованого наприкінці заглиблення палі (граничний опір палі по ґрунту);

· визначено вплив фактору часу „відпочинку” паль на величину несучої здатності по ґрунту;

· розроблено рекомендації щодо оптимальної конструкції наконечника багатосекційної трубобетонної палі;

· метод був використаний при реконструкції будівель в м. Львові.(проїзд Крива Липа 6; вул. Наливайка 6; вул. Рудницького 22).

Особистий внесок здобувача складають:

· рекомендації щодо визначення несучої здатності багатосекційної трубобетонної вдавлюваної палі по ґрунту за величиною вдавлюючого зусилля зафіксованого наприкінці заглиблення палі ;

· дані щодо впливу фактору часу „відпочинку” паль на величину несучої здатності їх по ґрунту, що дозволяє оцінити резерви несучої здатності фундаментів для можливої надбудови реконструйованої споруди;

· конструктивні рекомендації з форми наконечника вдавлюваних паль для забезпечення вертикальності та прямолінійності стовбура палі під час вдавлювання;

· методика виміру вертикальності влаштування багатосекційної трубобетонної багатосекційної палі;

· для вдавлювання багатосекційних трубобетонних паль запроектована та виготовлена установка.

Апробація результатів дисертації

Основні положення дисертаційної роботи були викладені в доповідях і обговорювалися на державних конференціях та семінарах: Другій всеукраїнській науковій конференції “Науково-практичні проблеми сучасного залізобетону” м.Київ, 1999р., 2002р.; Третій Всеукраїнській науково - технічній конференції „Механіка ґрунтів, геотехніка та фундаментобудування” м. Одеса, 2004р”; наукових семінарах кафедри будівельних конструкцій та мостів НУ „Львівська Політехніка” (протягом 1999-2005рр.).

Публікації. Основний зміст дисертаційної роботи викладений в 7 друкованих працях.

Структура та обсяг роботи

Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, трьох додатків, списку літератури з 121 найменування, викладена на 140 сторінках, ілюстрована 32 рисунком і 28 таблицями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі викладено обґрунтування актуальності проблеми, проведено загальну характеристику роботи, подано положення, що виносяться на захист, показано практичне значення отриманих результатів та відомості про апробацію роботи.

У першому розділі наведено огляд і аналіз раніше отриманих результатів досліджень та існуючих методик реконструкції фундаментів споруд, обґрунтована необхідність використання даної методики посилення. Проаналізовано роботи, у яких викладені основні методики підсилення (реконструкції) фундаментів. Відзначено, що існуючі варіанти посилення фундаментів є дуже трудомісткими, вартісними та створюють багато незручностей для навколишнього середовища, тому необхідно створити метод підсилення, який би усунув ці недоліки. У проведеному огляді не виявлено експериментальних даних про дослідження паль в процесі виготовлення та про можливість використання цих даних для уточнення геологічних умов у місці вдавлювання (зондування ґрунтів). Не враховано впливу конструкції наконечника палі на прямолінійність та вертикальність стовбура в процесі вдавлювання її в ґрунт. У проаналізованих дослідженнях відсутні чіткі рекомендації щодо залежності несучої здатності палі по ґрунту від граничного зусилля вдавлювання. Існуючі методи не в повній мірі відображають питання контролю за виконанням робіт під час вдавлювання паль через монолітну плиту. Проведено аналіз розвитку методів розрахунку та експериментальних досліджень щодо визначення несучої здатності вдавлюваних паль, і у тому числі, зміни несучої здатності паль в часі після виготовлення.

На підставі аналізу зроблені висновки, визначені цілі і задачі досліджень.

В другому розділі викладені основні передумови та методика виконання комбінованого методу посилення (монолітна залізобетонна плита, заведена штрабами у стіни будинку, та палі, які вдавлювалися через монтажні вікна в ній).

Використання даної технології посилення фундаментів існуючого будинку передбачало виконання робіт в такій послідовності.

Після розбирання конструкцій існуючої підлоги підвальних приміщень і зняття частини ґрунтового шару, влаштовували підготовку із щебеню, з пошаровим ущільненням її в ґрунт основи. У стінах по периметру на рівні підлоги вирубували гнізда і штраби в повздовжніх і поперечних стінах. Арматурні каркаси балок встановлювали у двох взаємоперпендикулярних напрямках, заводячи їх кінці в штраби. Понизу та поверху каркасів вкладали сітки, які являються робочим армуванням монолітної залізобетонної плити. В місцях, де планується влаштувати палі, монтували коробчаті закладні деталі.

Установку для вдавлювання паль (рис.1) монтували безпосередньо над монтажним вікном у плиті. Вдавлювання проводилося до досягнення максимального зусилля на штоці гідродомкрату 400кН, що відповідало тиску у гідросистемі 200 атм.

У процесі вдавлювання паль контролювалася відповідність проектного положення до її реального розміщення в ґрунті (вертикальність та прямолінійність осі палі) . Для цього було використано методику визначення відхилень осі секцій та наконечника палі від проектної. Було проведено ряд експериментів з використанням різних типів наконечників.

Дослідження паль велося згідно ДСТУ Б В.2.1-95. Було проведено експерименти на трьох об'єктах м. Львова: проїзд Крива Липа 9; Наливайка 6; Рудницького 22. На всіх цих об'єктах проведені випробування паль статичним навантаженням.

У третьому розділі приведені результати експериментальних досліджень. У відповідності до поставлених задач в цій частині роботи виконано наступні експериментальні дослідження.

Рис. 1 Установка для вдавлювання паль

1 - Верхня частина.

2 - Нижня частина

3 - Направляючі

4 - Анкеруючі пристрої

5 - Гідро блок

6 - Тарований манометр

7 - Шток гідро циліндра

8 - Фрезерований торець

9 - Монолітна залізобетонна плита

10 - Вдавлювана багатосекційна трубобетонна паля

У процесі дослідження випробувано палі з різними конструкціями наконечників. Для об'єктивності результатів досліджень палі випробовували в однакових (близьких) геологічних умовах. Дослідження проводились на будівлі у м. Львові, за адресою проїзд Крива Липа 6. Відстань між проектним розміщенням паль не перевищувала 9 м. Це дало право знехтувати впливом зміни геологічних умов на результати дослідження.

Встановлено, що палі з металевим наконечником у вигляді конуса (Пк-19, Пк-20) мали відхилення від вертикальної осі. Так, для палі марки Пк-19 із загостреним кінцем, що не був відцентрований і мав початковий ексцентриситет 2 см, спостерігалося відхилення нижнього кінця від вертикалі на 18см при глибині вдавлювання палі 7,3м (рис. 2), Це призвело до порушення прямолінійності стовбура палі, оскільки вирівнювання верхньої секції, яку необхідно вдавлювати вертикально, проводилось на стиках секцій палі металевими підкладками.

Палі Пк-17, Пк-18 були вдавлені в ґрунт з відкритими наконечниками. Товщина ґрунту, що потрапив у порожнину першої палі, становила hгр= 45см, у другу - hгр = 54 см. Відхилення нижнього кінця палі від вертикалі не перевищувало 2 см (рис. 3).

Палі Пк-15, Пк-16 вдавлювалась в ґрунт із закритим нижнім кінцем з конусом оберненим в порожнину палі. Відхилення нижнього кінця палі від вертикалі було незначне до 4 см (рис. 4).

Палі Пк-13, Пк-14 вдавлено з кінцем, що має приварену плоску пластину. В процесі вдавлювання у порожнину палі не потрапляла вода, а відхилення від вертикалі складало до 6 см (рис. 5).

Найкращі характеристики прямолінійності і вертикальності показали палі Пк-21, Пк-22 з пластиною, яка приварювалась до низу труби із заглибленням всередину 40 мм. Відхилення від вертикалі складало до 2см (при довжині палі 7м), кромки труби виконували функцію ріжучого ножа (рис. 6).

З метою аналізу взаємозв'язку між зусиллям вдавлювання та проектною несучою здатністю палі по ґрунту було проведено ряд експериментальних досліджень, в ході яких проводилися заміри показів тарованого манометра установки УПД-1 та глибини вдавлювання палі. Результатом проведених досліджень на восьми палях були отримані залежності між зусиллям вдавлювання та глибиною вдавлювання нижнього кінця паль.

Несуча здатність палі по ґрунту за СНиП 2.01.03-85 є сумою несучої здатності ґрунту від реактивного тиску по площі наконечника палі і несучої здатності ґрунту за рахунок сил тертя по боковій поверхні палі.

Згідно формул, для визначення опорів бічної поверхні і під торцем палі, які відповідають значенням приведеним в СНиП ІІ-17-77, опір бічної поверхні палі залежить від глибини вдавлювання палі Н і показника текучості ґрунту I_L

f = 66,510^{-1,3933 IL} H^0,2758 (1)

Питомий опір під торцем палі взаємопов'язаний з опором бічної поверхні. Розрахунки показали, що ця залежність може бути апроксимована на основі лінійного рівняння. Опір під торцем палі визначається за формулою:

R = 81,967(f - 8,43) (2)

Використання даних формул дає змогу проводити розрахунки несучої здатності паль за допомогою програмного забезпечення.

У зв'язку з тим, що технологічний процес складався з циклів, пов'язаних з обмеженням ходу (довжини) штока, то на графіках (рис. 7) не відображено завантаження - розвантаження палі відповідно у початку та кінці циклу, коли проходила заміна секції. Виконані розрахунки теоретичної несучої здатності висячої палі за даними попередньо проведеної геологічної розвідки та співставлення цих результатів з експериментальними дослідженнями зусилля вдавлювання паль. В результаті побудовані залежності розрахункової несучої здатності паль та зусилля вдавлювання від глибини їх вдавлювання. Графічно це представлено на рис. 7 для будівлі за адресою: м. Львів, вул. Рудницького 22.

Дослідженням був охоплений процес вдавлювання паль за допомогою установки УВД-1. Внаслідок виконання технологічних операцій процес вдавлювання переривався на 15-20 хв., при цьому паля розвантажувалася. Вдавлювання секції довжиною 45 см тривало від 4 до 7 хв весь процес вдавлювання палі складався з 25-30 циклів. Під час виконання робіт було зауважено, що після чергової технологічної перерви, викликаної розбирання і монтажем устаткування, зусилля вдавлювання різко зростало, порівняно з зусиллям, яке прикладалося при вдавлюванні попередньої секції. Після такого різкого зростання, зусилля через певний час падало і паля переміщувалася стабільно.

Метою дослідження даного явища було визначення залежності переміщення палі від сили вдавлювання та виду ґрунтів через які проходила паля. Для вимірювання переміщень на секціях палі були нанесені позначки з кроком 5 см, а під час вдавлювання палі в ґрунт зусилля вдавлювання фіксувалось за допомогою манометра в момент перетину позначки встановленого рівня.

Для дослідження технологічного циклу вдавлювання додатково було проведено вимірювання величини переміщення палі прогиноміром Аістова, що дало змогу побудувати графік залежності в більшому масштабі. Автором ставилося питання про можливість використання паль, що вдавлюються в ґрунт, для зондування грунтів основи. Методика досліджень узгоджена з ГОСТ 20069-81. Типовий характер залежності переміщення палі від прикладеного зусилля на одному з етапів вдавлювання секції палі наведений на рис. 8. для об'єкта на вул. Рудницького, 22.

Рис. 8 Залежність переміщення палі S від зовнішнього зусилля Р

Для аналізу роботи палі в процесі вдавлювання розбиваємо криву на характерні 4 ділянки обмежені точками A, B, C, D, E. Ділянка АВ характеризується швидким наростанням зусилля при незначному переміщені палі. Залежність носить майже лінійний характер. На ділянці ВС відбувається пришвидшення процесу вдавлювання з подальшим збільшенням зусилля вдавлювання. Крива в точці В змінює кут нахилу. При проходженні точки С зусилля вдавлювання досягає максимального значення. Наступна ділянка CD характеризується зменшенням зусилля вдавлювання за умови подальшого переміщення палі, а на ділянці DE процес набуває майже лінійного переміщення без росту зовнішнього зусилля.

Аналіз даних досліджень показав, що залежність між навантаженням і осіданням виражається двома відрізками кривої (рис. 9) на початковому (АВ) і кінцевому (ВС) відрізках, причому ділянка ВС характеризує опір ґрунту під наконечником палі. Отримуємо в чистому вигляді опис роботи ґрунту під наконечником після досягнення граничного осідання зсуву палі. Побудована в логарифмічній шкалі залежність переміщення S від навантаження Р виражатиметься двома прямими, які перетинаються, а точка перетину визначає величину осідання зсуву (рис. 10). Для даних умов величина осадки зсуву рівна 5 мм при навантажені 280 кН.

Рис. 9 Знаходження точки, яка характеризує осідання зсуву за допомогою дотичних

Рис. 10 Знаходження точки, яка характеризує осідання зсуву за допомогою десяткового логарифма

Співвідношення між навантаженнями, які передаються через бічну поверхню і торець палі залежить від багатьох факторів і впливає на величину несучої здатності палі, яка визначається як сума несучої здатності палі по бічній поверхні і під наконечником палі. При цьому слід враховувати зміну властивостей ґрунтів в результаті ущільнення їх при вдавлюванні палі та процесів, які протікають в ґрунті після вдавлювання паль. Тому велике практичне значення має питання визначення характеру розподілу навантажень на бічну поверхню і наконечник палі. Якщо прийняти, що збільшення опору ґрунту бічної поверхні палі проходить тільки до моменту, коли вона переміститься на величину осідання зсуву - 5 мм то, відкинувши першу частину кривої і екстраполюючи другу до точки S=0 ми отримаємо залежність осідання від навантаження, яке сприймає торець палі. Для цього необхідно побудувати графік залежності P - S^1/2 для другої частини кривої, як показано на рис.11.

Рис. 11 Графік залежності P - S1/2

Інтерполюючи за точками рис. 11 отримаємо рівняння прямої y = 0,0349 x - 7,6159. В точці у = 0 знайдемо величину зусилля, на яку необхідно перемістити графік, щоб отримати залежність осідання від навантаження, яке сприймає торець палі; х = 218 кН.

За різницею кривих будуємо графіки роботи бічної поверхні і наконечника палі (рис. 12).

Використовуючи методику статичного зондування для паль, що вдавлюються в грунт, можна припустити, що вдалося описати закономірність, яка пов'язує несучу здатність палі по бічній поверхні і під наконечником палі. Вказану закономірність можна використовувати для інтерпретації зусилля вдавлювання у аналозі із зондуванням грунтів.

За результатами досліджень і випробувань складено таблицю, яка ілюструє коефіцієнт k_m , як залежність величини проектної несучої здатності палі F_d від величини максимального зусилля вдавлювання паль F_u (див таб.1).

У четвертому розділі проведено аналіз результатів експериментальних досліджень паль після відпочинку. Лабораторні і польові дослідження свідчать про збільшення несучої здатності паль, занурених в грунт у часі . Проте відомості про зміну несучої здатності паль приводяться, як правило, для щодо короткого проміжку часу, що обчислюється декількома місяцями. У Львові виникла унікальна можливість оцінити несучу здатність паль через 5 років після їх вдавлювання.

Аналізуючи дані експериментальних досліджень було побудовано графік зміни коефіцієнта k_m в часі (рис. 13). Тривалий „відпочинок” паль приводить до відновлення природної структури ґрунту і збільшення несучої здатності паль (в 1,1 більше значення протягом 5 років по відношенню до несучої здатності паль після їх вдавлювання). Встановлено залежність між несучою здатністю вдавленої палі діаметром 219 мм та терміном відпочинку палі до п'яти років, через коригування коефіцієнта k_m:

k_m = -0,0465Ln(t)+1.4728 (3)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблиця 1

Результати експериментальних дослідження паль після їх відпочинку від 2-ох до 96-ти днів

N п/п	Марка палі	Адреса об'єкта	Дата вдавлювання	Дата випробування	Час відпочинку, дні	Зусилля вдавлювання Fu, кН.	Несуча здатність палі згідно випробувань Fd, кН	Співвідношення	Розрахункова несуча здатність палі по ґрунту За СНиП FdCНиП, кН	Спів відношенні
	1	2	3	4	5	6	7	8		9
1	Пк-3.	Крива липа, 9	16.07.97	27.08.97	40	400	300	1,33	260	1,15
2	Пк-4.	Крива липа, 9	17.07.97	2.09.97	45	400	300	1,33	260	1,15
3	Пр-7.	Рудницького, 22	12.03.02	11.04.02	30	400	310	1,29	240	1,15
4	Пр-8.	Рудницького, 22	14.03.02	15.04.02	30	400	310	1,29	230	1,35
5	Пр-9.	Рудницького, 22	15.03.02	18.04.02	34	400	310	1,29	240	1,29
6	Пн-27.	Наливайка, 6	21.03.03	23.03.03	2	300	210	1,42	280	0,75
7	Пн-10.	Наливайка, 6	12.03.03	11.06.03	91	400	315	1,27	280	1,12
8	Пн-13.	Наливайка, 6	13.03.03	18.06.03	96	400	315	1,27	280	1,12

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 13 Зміна коефіцієнта km в часі: а - зміна величини коефіцієнта km в залежності від часу відпочинку для всіх паль №1..11; б - зміна величини коефіцієнта km в залежності від часу відпочинку для всіх паль №1..11 в логарифмічній формі

В даному розділі також викладена методика виконання робіт з підсилення фундаментів будівель методом вдавлювання паль через монолітну залізобетонну плиту та рекомендації з розрахунку.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. Запропоновано та досліджено конструктивні та технологічні рішення з підсилення фундаментів з використанням трубобетонних паль, влаштованих методом вдавлювання через монолітну залізобетонну плиту, виконану в підвалах існуючих споруд, для геологічних умов міста Львова.

2. На основі експериментальних досліджень встановлено, що забезпечення вертикальності при вдавлюванні палі може бути ефективно виконано шляхом додаткового направленого ущільнення ґрунту.

Розроблено та досліджено раціональну конструкцію наконечника палі із плоскою пластиною, привареною по периметру внутрішньої поверхні металевої труби на віддалі 40 мм від торця, що забезпечує ущільнення ґрунту під нижнім її кінцем та вертикальність занурення палі.

3. Дослідження роботи паль в процесі вдавлювання дає можливість інтерпретації результатів дослідження в аналозі зондування.

Вказаний метод дослідження ґрунтів може бути застосований для піщаних та глинистих ґрунтів та не поширюється на ґрунти, які містять включення більші 10мм понад 25% маси, а також на ґрунти в мерзлому стані.

4. Шляхом експериментальних досліджень встановлено, що величину максимального зусилля вдавлювання палі F_u, для геологічних умов м. Львова, слід приймати більшою від величини проектної несучої здатності палі F_d з коефіцієнтом k_m = 1,33.

5. Доведено, що несуча здатність вдавлених паль по ґрунту збільшується із часом їх відпочинку. Експериментальним шляхом встановлено, що величина коефіцієнту k_m зменшується за залежністю k_m = -0,0465ln(t)+1.4728. Через 5 років відпочинку несуча здатність вдавленої палі по ґрунту збільшується близько 17%, що дозволяє виконувати привантаження реконструйованої будівлі.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ за темою дисертації

1. Демчина Б.Г., Моркляник Б.В., Базилевич Я.О. Випробування паль, що занурюються в грунт через монолітну плиту в процесі вдавлювання. Вісник ДУ “Львівська політехніка”. №360. Теорія і практика будівництва. - Львів: Вид. ДУ “Львівська політехніка”, 1998. - с.61-67. Автором запропонована методика дослідження палі в процесі занурення, визначено універсальний метод посилення фундаментів, а саме вдавлювання трубобетонних паль через монолітну залізобетонну плиту.

2. Демчина Б.Г., Моркляник Б.В., Базилевич Я.О. Вдосконалення методики розрахунку та виготовлення паль, що вдавлюються в грунт через монолітну плиту. Міжвідомчий науково-технічний збірник. Будівельні конструкції. Випуск 50. - Київ: НДІБК, 1999. - с.77-81. Автором запропоновано схему розрахунку паль та її використання при підсиленні існуючих будинків.

3. Демчина Б.Г., Моркляник Б.В., Базилевич Я.О. Експериментальне дослідження під час вдавлювання паль для підсилення фундаментів. Вісник НУ “Львівська політехніка”. №409. Теорія і практика будівництва. - Львів: Вид. НУ “Львівська політехніка”, 2000.- с.55-58. Дисертантом описано і проаналізовано спосіб влаштування пальових фундаментів, запропоновано коефіцієнт залежності розрахункової несучої здатності палі від граничного зусилля вдавлювання.

4. Демчина Б.Г., Моркляник Б.В., Базилевич Я.О., Пелех Т. Підсилення фундаментів будинків під час їх реконструкції у м. Львові. Архітектурний вісник №1-1(12).- Львів: ПП “Кварт”, 2001.- с.34-35. Автором визначено оптимальні конструкції наконечника палі та вказано можливі методи розрахунку несучої здатності паль.

5. Демчина Б.Г., Моркляник Б.В., Льонда В.С. Дослідження паль, виготовлених методом вдавлення через монолітну плиту. Збірник “Актуальні проблеми будівництва та інженерії довкілля” - Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2003. - с.15-18. Автором вдосконалено технологічний процес вдавлювання трубобетонних паль та чітко визначено коефіцієнт k_m - коефіцієнт залежності розрахункової несучої здатності палі від граничного зусилля вдавлювання.

6. Демчина Б.Г., Моркляник Б.В., Пелех Т.Б. Підходи до розрахунку підсилення будинків плитними фундаментами та палями, що вдавлюються в грунт. Міжвідомчий науково-технічний збірник. Будівельні конструкції. Випуск 57. - Київ: НДІБК, 2002. - с.362-366.Автором визначено вплив тиксотропних властивостей грунтів на палю, що вдавлюється в грунт.

7. Демчина Б.Г., Моркляник Б.В., Льонда В.С. Зміна несучої здатності палі в часі. Міжвідомчий науково-технічний збірник. Будівельні конструкції. Випуск 61.Том 2 - Київ: НДІБК, 2004. - с.29-32. Автором досліджено вплив фактору часу на k_m - коефіцієнт залежності розрахункової несучої здатності палі від граничного зусилля вдавлювання.

АНОТАЦІЇ

Моркляник Б.В. Підсилення фундаментів існуючих будинків на слабких ґрунтах методом вдавлювання паль .- Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.02 "Основи і фундаменти". - Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій. Київ, 2005.

Дисертація висвітлює метод посилення фундаментів при реконструкції існуючих споруд для складних ґрунтових умов за допомогою паль, що вдавлюються через отвори в залізобетонній монолітній плиті, заведеній у штраби стін підвалів. Проведені експериментальні дослідження в процесі вдавлювання паль дають можливість використовувати результати аналогічно до зондування ґрунтів основи. У роботі досліджено оптимальну конструкцію наконечника паль. Визначено співвідношення через коефіцієнт надійності k_m =1,3 між величиною вдавлюючого зусилля зафіксованого наприкінці заглиблення палі та величиною несучої здатності паль по ґрунту. Отримано та проаналізовані експериментальні результати дослідження несучої здатності паль після їх виготовлення та після певного часу відпочинку. При дослідженні впливу фактору часу відпочинку на несучу здатність палі встановлено, що величина коефіцієнту k_m зменшується за залежністю k_m = -0,0465Ln(t)+1,4728, що засвідчує про збільшення несучої здатності палі через 5 років після її виготовлення на 17%. Результати досліджень впроваджені в проектну практику - при реконструкції будівель в м. Львові (проїзд Крива Липа 6; вул. Наливайка 6; вул. Рудницького 22).

Ключові слова: наконечник, несуча здатність, реконструкція.

Моркляник Б.В. Усиление фундаментов существующих домов на слабых грунтах методом вдавливания свай .- Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.02 "Основания и фундаменты". - Государственный научно-исследовательский институт строительных конструкций. Киев, 2005.

Диссертация освещает универсальный метод усиления фундаментов при реконструкции существующих сооружений для сложных грунтовых условий при помощи свай, которые вдавливаются через отверстия в железобетонной монолитной плите. Проведенные экспериментальные исследования в процессе вдавливания свай дают возможность использовать результаты аналогично зондированию грунтовоснования. В работе исследована оптимальная конструкция наконечника свай. Определенно соотношение через коэффициент надежности k_m=1,3 между величиной вдавливающего усилия зафиксированного в конце углубления сваи и величиной несущей способности свай по грунту. Получены и проанализированы экспериментальные результаты исследования несущей способности свай после их изготовления и после определенного времени отдыха. При исследовании влияния фактора времени установлено, что величина коэффициента k_m уменьшается согласно зависимости k_m = -0,0465Ln(t)+1.4728, что свидетельствует об увеличении несущей способности свай через 5 лет после их изготовления на 17%. Результаты исследований внедрены в проектную практику - при реконструкции зданий в г. Львове (проезд Крива Липа 6; ул. Наливайко 6; ул. Рудницкого 22).

Ключевые слова: наконечник, несущая способность, реконструкция.

Morklyanyk B.V. Strengthening of foundations of existent buildings on weak grounds using the method of pressing piles in. - Manuscript. The dissertation to obtain a degree of Candidate of Technical Sciences on speciality 05.23.02 "The Basements and foundations". - The State Research Institute of Building Constructions. Kyiv, 2005.

Dissertation presents the universal method of strengthening of foundations while building reconstruction under complicated ground conditions with a help of piles pressed in through the holes in reinforced concrete slab. Experiments, which are carried out during forcing down the piles give an opportunity to explore the results as sounding of grounds of basis. Such possibility is very important due to the necessity of solving problems, which appear while strengthening of buildings. Optimum pile tip is exemined in the thesis. Correlation between the value of pressing force fixed at the end of the pile and the value of resistant capability of the piles is established using the reliability factor k_m. Experimental results of inspecting the resistant capability of piles are derived and analysed. During examination the influence of such factor as time, it has been found out that k_m is decreasing according to formula k_m = -0,0465 Ln(t)+1,4728. This fact is the evidence of encreasing of the resistant capacity for 17% after 5 years of its production.

The results of the research work are implemented into the building practice. They were used while reconstruction buildings in Lviv (Kriva Lipa str., 6; Nalivayka str., 6; Rudnitskogo str., 22).

Keywords: tip, resistant capacity, reconstruction.

Размещено на Allbest.ru