Андрей Григорьевич Алексеев — доктор технических наук, доцент, профессор кафедры механики грунтов и геотехники; заместитель генерального директора по научной работе
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26;109428, г. Москва, Рязанский пр-т, д. 59
РИНЦ AuthorID: 873091, ResearcherID: AAB-8070-2020
Andrej G. Alekseev — Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering; Deputy Director General for Scientific Work
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337; 59 Ryazansky prospect, Moscow, 109428
RSCI AuthorID: 873091, ResearcherID: AAB-8070-2020
Степан Георгиевич Безволев — кандидат технических наук, старший научный сотрудник
109428, г. Москва, Рязанский пр-т, д. 59
РИНЦ AuthorID: 271303, Scopus: 6602971111
Stepan G. Bezvolev — Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher
59 Ryazansky prospect, Moscow, 109428
RSCI AuthorID: 271303, Scopus: 6602971111
Введение. Показана целесообразность повышения точности и общности упрощенных решений для расчета осадки одиночных свай. Такие решения рекомендованы строительными нормами РФ для оценки величины проектной осадки свай, а также применяются для определения параметров контактных моделей при разработке конструкций свайных фундаментов. Отмечены ограничения существующих методов расчета одиночных свай.
Материалы и методы. Выполнены анализ и усовершенствование инженерной методики, в которых осадка одиночной сваи рассчитывается по упругим зависимостям по данным нормативной оценки нагрузки, воспринимаемой трением грунта о боковую поверхность ствола сваи, и нагрузки, передаваемой на грунт пятой сваи при рабочей нагрузке на сваю. Соотношение этих нагрузок отражает влияние упругопластической работы грунта в диапазоне допускаемой на сваю расчетной нагрузки.
Результаты. Рассмотрены альтернативные инженерные решения задачи определения осадки сваи с учетом практической упругопластической работы грунта в диапазоне допускаемой на сваю расчетной нагрузки. Разработано уточненное решение этой задачи, обеспечивающее более практичные результаты расчетов осадок свай, отвечающие концепциям и эмпирической базе действующих норм проектирования РФ. Представлены сопоставления результатов расчетов различными методами. Разработанное ранее аналитическое упругое и обоснованное в данной статье упругопластическое инженерное решения описывают трансформацию начального линейного сопротивления грунта к его упругопластическому сопротивлению при допускаемой на сваю расчетной нагрузке. Совместное применение этих решений обеспечивает разработку надежной и рациональной конструкции свайного фундамента посредством расчета по нелинейной контактной модели.
Выводы. Разработанное инженерное решение для определения осадки сваи с учетом практической упругопластической работы грунта следует использовать для проектной оценки осадки сваи от допускаемой на нее рабочей нагрузки и параметров линейных и нелинейных контактных моделей. Адекватность разработанного решения обеспечивается применением хорошо зарекомендовавшим себя в геотехнической практике учетом концентрации напряжений и деформаций в примыкающих к месту передачи нагрузки областях грунта.
Introduction. The feasibility of increasing the accuracy and generality of simplified solutions for calculating the settlement of single piles is shown. Such solutions are recommended by the building codes of the Russian Federation for assessing the design settlement of piles and are also used to determine the parameters of contact models when developing pile foundation structures. The limitations of existing methods for calculating single piles are noted.
Materials and methods. An analysis was carried out and an improvement was developed for an engineering methodology in which the settlement of a single pile is calculated using elastic dependencies, according to the data of a normative assessment of the load perceived by the friction of the soil against the lateral surface of the pile shaft, and the load transferred to the soil by the fifth pile under the working load on the pile. The ratio of these loads reflects the influence of the elastic-plastic work of the soil, in the range of the design load allowed on the pile.
Results. Based on the results of the presented studies, the field of application of the analytical calculation method based on the approximation of the pile behaviour in an elastic half-space is indicated — assessment of its initial linear resistance. Alternative engineering solutions to the problem of determining the pile settlement are considered taking into account the practical elastic-plastic work of the soil, in the range of the permissible design load on the pile. A refined solution to this problem has been developed, providing more practical results of pile settlement calculations that meet the concepts and empirical basis of the current design standards of the Russian Federation. Comparisons of the calculation results by various methods are presented. The previously developed analytical elastic and elastic-plastic engineering solutions substantiated in this paper’ describe the transformation of the initial linear resistance of the soil to its elastic-plastic resistance under the permissible design load on the pile. The combined application of these solutions ensures the development of a reliable and rational pile foundation design through calculation using a nonlinear contact model.
Conclusions. Simplified solutions for calculating the settlement of single piles are in demand in construction practice; increasing the accuracy and generality of such solutions ensures the determination of adequate parameters of contact models for developing reliable and rational designs of pile foundations. The developed engineering solution for determining pile settlement taking into account the practical elastic-plastic behaviour of the soil is advisable to use for the design assessment of pile settlement from the permissible working load on it and for determining the parameters of linear and nonlinear contact models. The adequacy of the developed solution is ensured by the use of a well-proven in geotechnical practice consideration of stress and strain concentration in soil areas adjacent to the load transfer point.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.