Modern methods of design and arrangement of ramming piles in punched holes

N. L. Zotsenko, Yu. L. Vynnykov, V. L. Sedin

Abstract


Problem statement. Ramming piles in punched holes (RPPH) differ of high degree of use of supporting capacity of base because of forming in it a compacted zone at the expense of displacement of soil in the volume rammer and compacted material of expansion. The method of their construction almost exclude excavation and formwork, reducing the consumption of concrete, metal, accelerates zero cycle compared to the foundations raised and excavation and immersion into the soil of precast elements. The expansion of the normative base, their design and construction should be for further implementation of of natural objects. The correctness of the geomechanical model of plane and spatial version of finite element method (FEM) should be proved for the calculation of cooperative work of RPPH as part of grillages with base. The most effective kinds of equipment and technological schemes of construction of RPPH should be noticed.

Conclusions. The paper presents the main regulations on the design and the arrangement RPPH, corresponding of construction norms of Ukraine. The results of experimental and theoretical studies conducted by the authors for over thirty years, and the experience of the use of these piles on the objects of civil engineering, industrial and agricultural construction made their base. The use of the elastoplastic model with the criterion of Mohr-Coulomb strength for designing of the system "grillage -RPPH- soil" was substantiated. The designing in plane and spatial problems of FEM is proved that in the distance between the axes of adjacent piles up to five diameters is a correct choice of a flat version and simplifying of calculating scheme to the conventional strip foundation. An improved. The method of calculating of RPPH as part of grillages ribbon, where as the width of the foundation was taken a diameter of the broadening of the pile, and the depth of its inception corresponds to the bottom of it. The supporting layer of base under the foundation consist of upper zone, of sufficient sealing and a RPPH in geotechnical practice. The purpose is improvement of the methods of design and construction of RPPH. It should be improved the method of calculating the sediment of RPPH as part of grillages, considering the interaction of zones of influence of the piles. The most reliable way of solving this problem is a comparison of the calculated and measured of sinking lower of natural soil.


Keywords


ramming pile in punched hole; sealing zone; sinking; finite element method; intense and deformed state; elastoplastic model with Mohr-Coulomb strength criterion; the method of finite elements

References


Vynnykov Yu.L. and Miroshnychenko I.V. Rezultaty tryvalykh geodezychnykh sposterezhen za osidanniamy budivel na nabyvnykh paliakh u probytykh sverdlovynakh za umov zamoklykh lesovykh gruntiv [Results of long geodesic observations of subsidence buildings on tamped areas in punched holl in wet loess soil]. Stroytel'stvo, materyalovedenye, mashynostroenye [Construction, materials science, mechanical engineering], vyp. 61: Innovatsyonnye tekhnolohyy zhyznennoho tsykla obъektov zhylyshchno-grazhdanskogo, promyshlennogo i transportnogo naznacheniya. [Vol. 61: Innovative technology of life cycle of housing and civil objects, industrial and transport purposes]. PGASA. Dnepropetrovsk, 2011, p. 88-93. (in Ukrainian).

Minrehionbud Ukrayiny. Obiekty budivnytstva ta promyslova produktsiia budivelnogo pryznachennia. Osnovy ta fundamenty budynkiv i sporud. Osnovy ta fundamenty sporud. Osnovni polozhennia proektuvannia: DBN V.2.1-10-2009. [Objects of construction and industrial products of construction purposes. Bases and foundations of buildings and structures. Bases and foundations of structures. The main decree of the design: SCN V.2.1-10-2009]. Kyiv, 2009, 107 p. (in Ukrainian).

Zotsenko N.L. and Vinnikov Yu.L. Sovremennaya praktika modelirovaniya vzaimodeystviya fundamentov s uplotnennymi osnovaniiami pri ikh vozvedenii i posleduyuschey rabote [Modern practice of modeling the interaction of the foundation with compacted bases during their construction and subsequent operation]. Chislennye metody raschetov v prakticheskoy geotekhnike [Numerical calculation methods in practical geotechnical]. Sankt-Peterburg, 2012, pp. 164-171. (in Russian).

Klovanich S.F. Metod konechnykh elementov v nelineynykh zadachakh inzhenernoy mekhaniki [Method of final elements in nonlinear problems of mechanical engineering]. Zaporozh'e, 2009, 400 p. (in Russian).

Krutov V.I., Kovalev A.S. and Kovalev V.A. Proektirovanie i ustroystvo osnovaniy i fundamentov na prosadochnykh gruntakh [Design and appliance of bases and foundations on subsiding soils]. Moscow: Izd-vo ASV, 2013, 544 p. (in Russian).

Zotsenko N.L., Vinnikov Yu.L., Kovalenko V.I. and Omel'chenko P.N. Opredelenie form i razmerov ushireniy zon uplotnennogo grunta v probitykh skvazhinakh [Determination of shapes and sizes of broadening areas of compacted soil in the punched holes]. Osnovaniya, fundamenty i mekhanika gruntov[Grounds, foundations and mechanics of soil]. 1989, no. 5, pp. 2-4. (in Russian).

Zotsenko M.L., Vynnykov Yu.L., Pavlikov A.M., Bida S.V. and Kharchenko M.O. Posibnyk z proektuvannia ta vlashtuvannia nabyvnykh pal u probytykh sverdlovynakh [Manual of design and appliance of ramming piles in punched holes]. Kyiv: Stal', 2014, 70 p. (in Ukrainian).

Il'ichev V.A., Mangushev R.A., Bogomolov A.N, Boldyrev G.G. and Gotman A.L. Spravochnik geotekhnika. Osnovaniya, fundamenty i podzemnye sooruzheniya [Reference book of geotechnics. Grounds, foundations and underground structures]. Moscow: Izd-vo ASV, 2014, 728 p. (in Russian).

Kharchenko M.A., Vinnikov Yu.L. and Miroshnichenko I.V. Chislennoe modelirovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya sistemy «lentochny rostverk – nabivnye svai v probitykh skvazhinakh – osnovanie» [Numerical modeling of intence and deformed state of the sistem "Ribbon grillage ramming piles in punched holes - base"]. Inzhenernye podkhody k resheniyu geotekhnicheskikh zadach [Engineering approaches to solving of geotechnical tasks]. Krasnodar, 2013, pp. 93-102. (in Russian).

Fleming K., Weltman A., Randolph M. and Elson K. Piling Engineering. London: Taylor and Francis, 2009, 408 p.

Brinkgreve R.B.J. and Broere W. Plaxis 3D Foundation. Reference Manual. Version 1.5. Delft University of Technology. 2006. Available at: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:xygOeHoaFA4J:www.terrasol.fr/sites/default/files/logiciels/fichiers_associes/Tutorial_Manual_3DFoundationv15.pdf+&cd=2&hl=ru&ct=clnk&gl= ua.

Zotsenko N. and Vynnykov Y. Designing the compacted subsoil’s using mathematical simulation method. Active geotechnical design in infrastructure development : рroceedings. of XIIIth danube-european conference on geotechnical engineering, 29-31may, Ljubljana, Slovenia. Vol. 2. Ljubljana, 2006, pp. 385-390.


GOST Style Citations


Винников Ю. Л. Результати тривалих геодезичних спостережень за осіданнями будівель на набивних палях у пробитих свердловинах за умов замоклих лесових грунтів / Ю. Л. Винников, І. В. Мірошниченко // Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. науч. тр. / Приднепр. акад. стр-ва и архитектуры. – Днепропетровск, 2011. – Вып. 61 : Инновационные технологии жизненного цикла объектов жилищно-гражданского, промышленного и транспортного назначения. – С. 88-93.

 

Об'єкти будівництва та промислова продукція будівельного призначення. Основи та фундаменти будинків і споруд. Основи та фундаменти споруд. Основні положення проектування : ДБН В.2.1-10-2009. – Введ. вперше зі скасуванням на території України СНиП 2.02.01-83 ; чинні від 2009-07-01. – Київ : Мінрегіонбуд України, 2009. – 107 с. – (Державні будівельні норми України).

 

Зоценко Н. Л. Современная практика моделирования взаимодействия фундаментов с уплотненными основаними при их возведении и последующей работе / Н. Л. Зоценко, Ю. Л. Винников // Численные методы расчетов в практической геотехнике : сб. статей междунар. научн.-техн. конф. 1-3 февраля2012 г. / М-во образования и науки Рос. Федерации, Санкт-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т, Рос. акад. архитектуры и строит. наук, Рос. о-во по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению. – Санкт-Петербург, 2012. – С.  164-171.

 

Клованич С. Ф. Метод конечных элементов в нелинейных задачах инженерной механики / С. Ф. Клованич. – Запорожье : Запорожье, 2009. – 400 с.

 

Крутов В. И. Проектирование и устройство оснований и фундаментов на просадочных грунтах / В. И. Крутов, А. С. Ковалев, В. А. Ковалев. – Москва : Изд-во АСВ, 2013. – 544 с.

 

Определение форм и размеров уширений и зон уплотненного грунта в пробитых скважинах / Н. Л. Зоценко, Ю. Л. Винников, В. И. Коваленко, П. Н. Омельченко // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 1989. – № 5. – С. 2-4.

 

Посібник з проектування та влаштування набивних паль у пробитих свердловинах / [М. Л. Зоценко, Ю. Л. Винников, А. М. Павліков, С.В. Біда, М. О. Харченко] ; Полтав. нац. техн. ун-т ім. Ю. Кондратюка, Держ. н.-д. ін-т буд. конструкцій. – Київ : Сталь, 2014. – 70 с.

 

Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения / В. А.Ильичев, Р. А. Мангушев, А. Н. Богомолов, Г. Г. Болдырев, А. Л. Готман ; под ред. В. А. Ильичева, Р. А. Мангушева. – Москва : Изд-во АСВ, 2014. – 728 с.

 

Харченко М. А. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния системы «ленточный ростверк – набивные сваи в пробитых скважинах – основание» / М. А. Харченко, Ю. Л. Винников, И. В. Мирошниченко // Инженерные подходы к решению геотехнических задач : сб. науч. тр. посвящ. 80-летию К. Ш. Шадунца / М-во сел. хоз-ва Рос. Федерации, Кубан. гос. аграр. ун-т. – Краснодар, 2013. – С. 93-102.

 

Piling Engineering / K. Fleming, A. Weltman, M. Randolph, K. Elson. – London : Taylor and Francis, 2009. – 408 p.

 

Brinkgreve R. B. J. Plaxis 3D Foundation. Reference Manual. Version 1.5 / R.  B. J. Brinkgreve, W. Broere ; Delft University of Technology. – 2006. – Режим доступа: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:xygOeHoaFA4J:www.terrasol.fr/sites/default/files/logiciels/fichiers_associes/Tutorial_Manual_3DFoundationv15.pdf+&cd=2&hl=ru&ct=clnk&gl= ua.

 

Zotsenko N. Designing the compacted subsoil’s using mathematical simulation method / N. Zotsenko, Y. Vynnykov // Active geotechnical design in infrastructure development : рroceedings. of XIIIth danube-european conference on geotechnical engineering, 29-31may, Ljubljana, Slovenia. Vol. 2 : Papers. – Ljubljana, 2006. – P. 385-390.



Refbacks

  • There are currently no refbacks.