Иван Сергеевич Сальный — кандидат технических наук, доцент кафедры строительного производства и геотехники
625000, г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38
Scopus: 57210175037, ResearchID: JWO-3959-2024
Ivan S. Salnyi — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Construction Production and Geotechnics
38 Volodarsky st., Tyumen, 625000
Scopus: 57210175037, ResearchID: JWO-3959-2024
Максим Андреевич Степанов — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительного производства и геотехники
625000, г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38
Scopus: 57190858151, ResearchID: ABI-3269-2020
Maksim A. Stepanov — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Construction Production and Geotechnics
38 Volodarsky st., Tyumen, 625000
Scopus: 57190858151, ResearchID: ABI-3269-2020
Александр Алексеевич Тарасенко — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры транспорта углеводородных ресурсов
625000, г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38
Scopus: 56490196600, ResearchID: Е-5305-2017
Aleksandr A. Tarasenko — Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Transport of Hydrocarbon Resources
38 Volodarsky st., Tyumen, 625000
Scopus: 56490196600, ResearchID: Е-5305-2017
Введение. Рассматривается возможность сокращения длины армирования гибких буроинъекционных свай (БИС) диаметром до 0,3 м без снижения несущей способности по материалу на основе анализа распределения изгибающего момента по длине сваи. Актуальность исследования обусловлена необходимостью поиска технических решений, позволяющих упростить и удешевить процесс усиления фундаментов при сохранении их надежности и долговечности. Основная цель исследования заключается в расчетном обосновании минимально необходимой длины армирования БИС с учетом их реальной работы в грунтовом массиве.
Материалы и методы. Для достижения поставленной цели производился анализ распределения изгибающего момента по длине сваи диаметром 0,2; 0,25 и 0,3 м в двух типах грунтовых условий. Оценка распределения изгибающего момента выполнялась на основе известных аналитических решений и посредством моделирования в ПК Midas FEA NX. Критерием оценки достаточности армирования служило соотношение между фактическими нагрузками и предельной прочностью бетона на растяжение, что позволило оценить реальную необходимость армирования на различных участках сваи.
Результаты. Анализ распределения изгибающего момента для выбранных грунтовых условий по длине гибких свай показал, что наибольшие усилия возникают только в верхней части до глубины 3–4 м, далее происходит резкое затухание изгибающего момента. Установлено, что в условиях распространения пылевато-глинистых грунтов для гибких свай диаметром до 0,3 м достаточная глубина армирования составляет 15–16 диаметров сваи.
Выводы. Продемонстрирована принципиальная возможность сокращения длины арматурных каркасов гибких БИС диаметром до 0,3 м без снижения их несущей способности. Получены рекомендации по глубине армирования в зависимости от диаметра сваи и характеристик грунтового основания. Данные результаты дают возможность упростить процесс устройства БИС малого диаметра, особенно при работе в стесненных условиях.
Introduction. The paper presents the possibility of reducing the reinforcement length of flexible drill-injection piles with diameters up to 0.3 m without compromising their material bearing capacity, based on an analysis of bending moment distribution along the pile length. The relevance of the study stems from the need to find technical solutions that simplify and reduce the cost of foundation reinforcement while maintaining reliability and durability. The main objective is to provide a computational justification for the minimum required reinforcement length of drill-injection piles, considering their actual behavior in soil mass.
Materials and methods. To achieve this goal, the distribution of bending moments was analyzed for piles with diameters of 0.2, 0.25, and 0.3 m in two types of soil conditions. The assessment was performed using known analytical solutions and numerical modelling in Midas FEA NX software. The sufficiency of reinforcement was evaluated based on the ratio between actual loads and the ultimate tensile strength of concrete, allowing determination of necessary reinforcement zones along the pile length.
Results. The analysis of bending moment distribution in flexible piles showed that maximum stresses occur only in the upper section (up to 3–4 m depth), with rapid attenuation of bending moments below this level. For silty-clay soils, the sufficient reinforcement depth for flexible piles up to 0.3 m diameter was established as 15–16 pile diameters.
Conclusions. The study demonstrates the fundamental possibility of reducing reinforcement cage length in flexible drill-injection piles (up to 0.3 m diameter) without compromising bearing capacity. Practical recommendations for reinforcement depth depending on pile diameter and soil characteristics were developed. The results facilitate the installation of small-diameter drill-injection piles, particularly in confined working conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.