10.14489/hb.2023.04.pp.038-043

2023, 04 апрель (April)

DOI: 10.14489/hb.2023.04.pp.038-043

Мандровский К. П., Доценко А. И., Садовникова Я. С.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙНЫХ ОСНОВАНИЙ В УСЛОВИЯХ ОТЕПЛЕНИЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
(с. 38-43)

Аннотация. В последние годы зафиксировано повышение средних годовых температур воздуха. В северных районах зафиксированы обрушения зданий, однако точные причины не сообщаются. Тем не менее, можно предположить, что это связано с потеплением климата. Отсюда возникает потребность в исследовании вопроса о несущей способности свай в новых условиях. В статье рассматривается актуальная проблема повышения несущей способности свайных оснований в условиях отепления мерзлых грунтов. Цель статьи состоит в экспериментальном исследовании моделей анкерных свай, конструктивное устройство которых позволит добиться повышения несущей способности свайных оснований. Для предотвращения вертикальной осадки сваи предложен способ, существо которого состоит в устройстве упоров (анкеров), закрепленных на заводской свае. Проведены экспериментальные исследования со сравнением несущей способности между моделями с анкерами и без них, а также по изучению несущей способности торца модели сваи. В ходе проведенного предварительного эксперимента с моделями свай были отработаны методика производства: скважин, моделей свай с анкерами, анкерных конструкций, а также методика проведения замеров осадки модели сваи. Установлено, что торец модели сваи не дает существенного увеличения несущей способности сваи. В результате эксперимента выявлено, что применения одного анкера в конструкции модели сваи недостаточно для повышения несущей способности свайной конструкции.

Ключевые слова: вертикальная осадка; модель сваи; анкер; мерзлый грунт; отепление грунтов; несущая способность; скважина.

Mandrovskiy K. P., Dotsenko A. I., Sadovnikova Ya. S.
EXPERIMENTAL STUDY OF THE BEARING CAPACITY OF PILE FOUNDATIONS UNDER CONDITIONS OF FROZEN SOIL WARMING
(pp. 38-43)

Abstract. In recent years, an increase in average annual air temperatures has been recorded. Buildings collapsed in the northern regions, but the exact causes were not reported. However, it can be assumed that this is due to climate warming. Hence, there is a need to study the issue of the bearing capacity of piles in new conditions. The article deals with the actual problem of increasing the bearing capacity of pile foundations in the conditions of warming of frozen soils. The purpose of the article is to experimentally study models of anchor piles, the structural arrangement of which will increase the bearing capacity of pile foundations. To prevent the vertical settlement of the pile, a method is proposed, the essence of which consists in the device of stops (anchors) fixed on the factory pile. Experimental studies have been carried out with a comparison of the bearing capacity between models with and without anchors, as well as a study of the bearing capacity of the end face of the pile model. In the course of the preliminary experiment with pile models, the following production methods were worked out: wells, pile models with anchors, anchor structures, as well as a method for measuring the settlement of the pile model. It has been established that the butt of the pile model does not provide a significant increase in the bearing capacity of the pile. As a result of the experiment, it was revealed that the use of one anchor in the design of the pile model is not enough to increase the bearing capacity of the pile structure. As a result of preliminary experiments, it was found that preliminary drilling of wells leads to filling them with water, which excludes the possibility of assessing the study of the bearing capacity of the end of the model.

Keywords: Vertical settlement; Pile model; Anchor; Frozen soil; Soil warming; Bearing capacity; Well.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

К. П. Мандровский, А. И. Доценко, Я. С. Садовникова (Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

K. P. Mandrovskiy, A. I. Dotsenko, Ya. S. Sadovnikova (Moscow Automobile and Road Сonstruction State Technical University (MADI), Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Растегаев И. К., Великин С. А. Состояние и перспективы свайного фундаментостроения в криолитозоне Земли в связи с потеплением климата // Проблемы инженерного мерзлотоведения: материалы IX Междунар. симпозиума. Мирный: Ин-т мерзлотоведения им. П. И. Мельникова, 2011. С. 24 – 32.
2. Мащенко А. В., Пономарев А. Б. К вопросу использования армированных сезоннопромерзающих пучинистых грунтов в качестве оснований фундаментов // Constructionand Geotechnics. 2012. № 1. С. 64 – 80.
3. СП 25.13330.2012. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. М.: Стандартинформ, 2013. 109 с.
4. Растегаев И. К., Бакшеев Д. С. Методология и перспективы строительного освоения криолитозоны России // Наука и технологии в промышленности. 2006. № 3. С. 54 – 60.
5. Доценко А. И., Краснов А. А. Пути повышения эффективности оборудования для изготовления буронабивных свай в дорожном строительстве // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). 2022. № 1(68). С. 56 – 61.
6. A Creep Model of Pile-Frozen Soil Interface Considering Damage Effect and Ice Effect / Q. Gao, Z. Wen, Z. Zhou et al. // International Journal of Damage Mechanics. 2022. V. 31, Is. 1. P. 3 – 21.
7. Патент 2720595 Российская Федерация, МПК E02D5/24. Способ повышения полезности свойств сваи по грунту / Ланько С. В., Бояринцев А. В.; Санкт-Петербургский гос. архит.-строит. ун-т; заявл. 31.12.2019; опубл. 12.05.2020, Бюл. № 14. 6 с.
8. Бояринцев А. В. Оценка эффективности способа повышения несущей способности свай по грунту // Вестник гражданских инженеров. 2021. № 2. С. 75 – 84.
9. Набережный А. Д., Саввина А. Е. Экспериментальные исследования моделей висячих свай в мерзлых грунтах и методы повышения их несущей способности // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 8. С. 70 – 74.
10. Nikiforova N. S., Konnov A. V. Piles Bearing Capacity in Permafrost Soils under Climate Change // Construction and Geotechnics. 2021. Т. 12, No. 3. P. 14 – 24. DOI: 10.15593/2224-9826/2021.3.02.
11. Разработка рекомендаций по выполнению инженерно-геологических изысканий в Арктической зоне / О. Н. Исаев, Р. Ф. Шарафутдинов, Э. С. Вшивцева и др. // Вестник НИЦ Строительство. 2021. № 2. С. 58 – 75.
12. Naberezhnyi A. D., Kuzmin G. P., Savvina A. E. Investigation of Ways to Improve the Efficiency of the Frozen Soils Bearing Capacity of Boring Piles // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing. 2018. V. 463, Is. 3. P. 032035.
13. Трофимов В. И. Высокоустойчивая конструкция быстровозводимого фундамента нефтяного резервуара для Арктических зон // Научный вестник Арктики. 2020. № 9. С. 5 – 9.
14. Popov S. N., Burenina O. N. Promising Screw Piles Designs for Construction on Permafrost Soils // IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2021. V. 1079, Is. 3. P. 032003.
15. Третьякова О. В., Юшков Б. С. Вопросы оптимизации формы свай тонких подпорных стен // Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика. 2015. Т. 1. С. 522 – 533.

Eng

1. Растегаев И. К., Великин С. А. (2011). State and prospects of pile foundation construction in the permafrost zone of the Earth in connection with climate warming. Problems of Engineering Permafrost: Proceedings of the IX International Symposium, pp. 24 – 32. Mirniy: Institut merzlotovedeniya im. P. I. Mel'nikova. [in Russian language]
2. Mashchenko A. V., Ponomarev A. B. (2012). On the issue of using reinforced seasonally freezing heaving soils as foundation bases. Constructionand Geotechnics, (1), pp. 64 – 80. [in Russian language]
3. Bases and foundations on permafrost soils. (2013). Set of Rules No. SP 25.13330.2012. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
4. Rastegaev I. K., Baksheev D. S. (2006). Methodology and prospects for the construction development of the permafrost zone in Russia. Nauka i tekhnologii v promyshlennosti, (3), pp. 54 – 60. [in Russian language]
5. Dotsenko A. I., Krasnov A. A. (2022). Ways to improve the efficiency of equipment for the manufacture of bored piles in road construction. Vestnik Moskovskogo avtomobil'nodorozhnogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta (MADI), 68(1), pp. 56 – 61. [in Russian language]
6. Gao Q., Wen Z., Zhou Z. et al. (2022). A Creep Model of Pile-Frozen Soil Interface Considering Damage Effect and Ice Effect. International Journal of Damage Mechanics, Vol. 31, (1), pp. 3 – 21.
7. Lan'ko S. V., Boyarintsev A. V. A method for increasing the usefulness of the properties of a pile on the ground. Ru Patent No. 2720595. Russian Federation. [in Russian language]
8. Boyarintsev A. V. (2021). Evaluation of the effectiveness of the method for increasing the bearing capacity of piles on the ground. Vestnik grazhdanskih inzhenerov, (2), pp. 75 – 84. [in Russian language]
9. Naberezhniy A. D., Savvina A. E. (2016). Experimental studies of models of hanging piles in frozen soils and methods for increasing their bearing capacity. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo, (8), pp. 70 – 74. [in Russian language]
10. Nikiforova N. S., Konnov A. V. (2021). Piles Bearing Capacity in Permafrost Soils under Climate Change. Construction and Geotechnics, Vol. 12 (3), pp. 14 – 24. DOI: 10.15593/2224-9826/2021.3.02.
11. Isaev O. N., Sharafutdinov R. F., Vshivtseva E. S. et al. (2021). Development of recommendations for the implementation of engineering and geological surveys in the Arctic zone. Vestnik NITs Stroitel'stvo, (2), pp. 58 – 75. [in Russian language]
12. Naberezhnyi A. D., Kuzmin G. P., Savvina A. E. (2018). Investigation of Ways to Improve the Efficiency of the Frozen Soils Bearing Capacity of Boring Piles. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 463 (3). IOP Publishing.
13. Trofimov V. I. (2020). Highly Resilient Construction of a Prefabricated Oil Tank Foundation for the Arctic Zones. Nauchniy vestnik Arktiki, (9), pp. 5 – 9. [in Russian language]
14. Popov S. N., Burenina O. N. (2021). Promising Screw Piles Designs for Construction on Permafrost Soils. IOP Conference Series Materials Science and Engineering, Vol. 1079 (3).
15. Tret'yakova O. V., Yushkov B. S. (2015). Issues of optimizing the shape of piles of thin retaining walls. Ekologiya i nauchno-tekhnicheskiy progress. Urbanistika, Vol. 1, pp. 522 – 533. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2023.04.pp.038-043

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2023.04.pp.038-043

and fill out the form