Ефективність комбінованого плитно-пальового фундаменту
DOI:
https://doi.org/10.32347/2522-4182.16.2025.123-134Ключові слова:
плитно-пальовий фундамент, ростверк, пальове поле, грунтова основа, осадка, підсилення, армуванняАнотація
Відомо, що плитний фундамент, у більшості випадків, буде економнішим альтернативного пальового фундаменту. Ідея включення ростверку не нова і реалізована при проектуванні фундаментів у ряді західних країн. Але проектна реалізація цієї ідеї, на жаль, обмежена і відсутня. В нормативних документах України можна знайти, хіба що, лише нагадування про існування комбінованих плитно-пальових фундаментів (КППФ) і можливість їх використання.
У КППФ обидві компоненти фундаменту, плитний ростверк і палі, являються несучими елементами і при його проектуванні слід дотримуватися двох підходів, в залежності від того яка компонента ППФ являється основною.
Перший – де основним, базовим типом фундаменту являється плита на природній основі, а палями доповнюють плитний фундамент для покращення його функціональних якостей. Палями зменшують і вирівнюють осідання плити, зменшують реактивний тиск під підошвою плити.
Другий – тут основною компонентою являються палі, а плитний ростверк включають в роботу для зменшення кількості паль. КППФ такого типу може бути досить ефективним при своєрідному нашаруванні грунтів, коли в грунтовому масиві на глибині 10…15 м проявляються лінзи слабкого грунту значної товщини і традиційний пальовий фундамент буде вимагати паль значної довжини.
У наведеній статті, на прикладі конкретного проектного рішення пальового фундаменту, показана можливість реалізації альтернативного рішення у вигляді комбінованого пальово-плитного фундаменту.
Розрахунково-аналітична модель будівлі утворена у вигляді просторової багато-елементної моделі. Плитний ростверк моделювався як плита на пружній основі зі змінним в плані коефіцієнтом пружного відпору грунту (коефіцієнтом постелі).
Розрахункові параметри моделі визначалися аналітично і програмно з використанням підпрограми ГРУНТ програмного комплексу ПК Ліра–САПФІР 2024.
Реалізований альтернативний варіант фундаменту у вигляді ППФ показав свою доцільність і ефективність, забезпечив усі вимоги по деформаціях і стійкості як грунтової основи так і паль. При незначній зміні конструктивного рішення ростверка, кількість паль зменшена з 290 до 190 шт.
Посилання
Ministry of Regional Development of Ukraine. (2011). Foundations and foundations of structures. Amendment No.1: DBN V.2.1–10–2009 [Building Codes of Ukraine]. Kyiv, Ukraine: Author. (Effective from July 1, 2011). [Ukrainian]
Ministry of Regional Development of Ukraine. (2018). Foundations and foundations of buildings and structures. DBN V.2.1–10:2018 [Building Codes of Ukraine]. Kyiv, Ukraine: Author. (Effective from January 1, 2019). [Ukrainian]
Minrehionbud Ukrainy. (2019). High-rise buildings. General provisions: DBN V.2.2-41:2019 (52 p.). Kyiv: Minrehionbud Ukrainy. (State Building Codes of Ukraine). (In Ukrainian)
Samorodov, A. V., Nalivaiko, T. A., Konyukhov, A. V., Nikulin, V. B., et al. (2015). Monitoring and analysis of settlements of multi-storey buildings on pile-raft foundations in Kharkiv. In Proceedings of the 7th International Scientific Conference “Resource and Safety of Operation of Structures, Buildings, and Facilities” (pp. 101–102). Kharkiv National University of Civil Engineering and Architecture. [Ukrainian]
Sedin, V. L., Bikus, E. M., Dyuldeev, A. O., & Melnyk, A. M. (2013). Implementation of combined pile-raft foundation in Ukraine: Case study of underground parking construction in Odessa. Poltava National Technical University Named After Yuri Kondratyuk, 322–329. Poltava, Ukraine. [Ukrainian]
Petrenko, V. D., Krysan, V. I., Krysan, V. V., & Chegodayev, I. S. (2021). Experience of constructing pile-raft foundations under complex engineering-geological conditions. Scientific Collection “Bridges and Tunnels: Theory, Research, Practice”, 19, 78–84. Ukrainian State University of Science and Technology. [Ukrainian]
Katzenbach, R., Dunaevsky, R. A., Muliar, D. L., & Dyachenko, K. O. (2010). Barrettes – Efficient foundations for high-rise buildings. New Technologies in Construction, (2(20)), 28–37. [Russian]
Katzenbach, R., Schmitt, A., & Ramm, H. (2005). Basic principles of design and monitoring of high-rise buildings in Frankfurt am Main: Practical cases. City Reconstruction and Geotechnical Engineering, (9), 80–99. [Russian]
Fioravante, V., & Yamiolkovskiy, M. B. (2006). Physical modeling of pile-raft foundations. City Reconstruction and Geotechnical Engineering, (10), 200–206. [Russian]
Aleksandrovich, V. F., Kurillo, S. V., & Fedorovsky, V. G. (2003). On the mutual influence of piles and slab in pile-raft foundation bases. In Proceedings of the Conference on Reconstruction of Historical Cities and Geotechnical Construction (pp. 125–143). [Russian]
Tsymbal, S. Y., & Kartseva, S. L. (2004). Methodology for calculating pile foundations considering raft interaction. Foundations and Bases, 28, 121–130. Kyiv National University of Civil Engineering and Architecture. [Ukrainian]
Kripak, V. (2023). Complex pile-raft foundation. Building Structures: Theory and Practice, (13), 30–40. [Ukrainian]
https://doi.org/10.32347/2522-4182.13.2023.30-40
Kripak, V. D., & Drobakha, O. K. (2018). Reconstruction of buildings using external and internal metal frameworks. In II Scientific and Practical Conference “Buildings and Structures of Special Purpose: Modern Materials and Structures” (pp. 93–96). Kyiv, Ukraine: KNUCA. [Ukrainian]
Kripak, V., Kolyakova, V., & Demchenko, D. (2021). Adequacy and interrelation of structural and calculation schemes of buildings. In III Scientific and Practical Conference “Buildings and Structures of Special Purpose: Modern Materials and Structures” (pp. 27–28). Kyiv, Ukraine: KNUCA. [Ukrainian]
Kripak, V., & Kolyakova, V. (2021). Interdependence of structural and calculation schemes of buildings. Building Structures: Theory and Practice, 1(8), 17–24. [Ukrainian]
https://doi.org/10.32347/2522-4182.8.2021.17-24
Kripak, V., & Bakur, K. (1997). Features of calculation and design of the foundation system “Reinforced concrete slab – soil base – piles”. In Proceedings of the International Jubilee Conference on Reliability of Building Structures, Poltava, Ukraine. [Ukrainian]
Katzenbach, R., & Choudhury, D. (2013). Combined Pile-Raft Foundation Guideline. Darmstadt: ISSMGE - Technical University Darmstadt. [English]
Samorodov, A. V. (2015). Method of optimal design of pile-raft foundations of multi-storey buildings considering permissible settlements. Scientific Bulletin of Construction, 1(79), 96–100. Kharkiv National University of Civil Engineering and Architecture. [Ukrainian]
Samorodov, A. V. (2016). New design of pile-raft foundation. Bulletin of Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture, 1(214), 58–65. Dnipro, Ukraine. [Ukrainian]
