Experimental and theoretical study of the operation of bored micropiles under the action of vertical compressive loads
DOI:
https://doi.org/10.36910/6775-2410-6208-2025-14(24)-09Keywords:
experimental studies, theoretical analysis, bored piles, compressive loads, soil resistance, friction on the side surfaceAbstract
For a long period, the research laboratory of the Department of Building Structures of the LNUVMB named after S. Z. Gzhitsky carried out experimental studies of the load-bearing capacity of drilled reinforced concrete piles with a spread heel, developed and implemented in real practice together with PP "BKF" Osnova" during the last 10-15 years [1-6].
In accordance with the existing methods of theoretical calculation, the load-bearing capacity of piles in general depends on two components: on the resistance of the soil of the base under its lower end (heel) and on the friction on the side surface of its trunk [7]. In order to experimentally verify this dependence, 3 prototypes of MP-1, MP-2 and MP-3 micropiles were manufactured at the experimental range of the Department of Building Structures. All studied samples were made in pre-drilled wells by the auger drilling method in wells with a diameter of 200 mm with a depth of 3 m, but of different construction.
The MP-1 micropile was manufactured without propagation with an elastic pillow 100 mm thick inserted into the butt; MP-2 - with a spread heel with a diameter of 350 mm, also with the arrangement of an elastic cushion under it with a thickness of 100 mm; MP-3 - in a casing inventory pipe with a diameter of 200 mm, with a common heel with a diameter of 350 mm without an elastic cushion.
Experimental studies were carried out according to the scheme of static vertical indentation by the method of step-increasing loading [8]. The vertical movement of the upper head of the experimental samples of micropiles by more than 4 cm was accepted as a strength criterion. As a result, it was established that according to this criterion, the load-bearing capacity was 52.5kN for micropiles MP-1 and 57.5kN for MP-2, 85kN for MP-3.
A theoretical calculation of the settlement of experimental samples of micropiles was also carried out in accordance with the instructions [7]. A comparative analysis of data based on tables and graphs showed that the load-bearing capacity (deformability) according to the experimental data exceeds the theoretical calculation results by 29% for MP-1, 32% for MP-2, and 37.5% for MP-3.
Downloads
References
1. Гнатюк О.Т., Ониськів Б. М., Мазепа О. М. Деклараційний патент на винахід № 2003109615 Україна. Буронабивна мікропаля з поширеною п’ятою. 4 С. Іл.; опубл. 26.05.04, бюл. № 5.
2. Фабрика Ю. М., Гнатюк О. Т., Лапчук М. А. Патент на корисну модель № 151365. МПК Е02D 5/54 (2006.01). Україна, опубл. 13.07.2022, Бюл. № 28. 2с.
3. Hnatiuk, O., Lapchuk, M., Kosarchyn, V., Mazurak, A., Fabryka, Y. Definition of the bearing capacities of drilled reinforced concrete micropiles by the results of field tests. AIP Conference Proceedings, 2023, 2949(1), 020008.
4. Гнатюк О. Т., Лапчук М. А., Фабрика Ю. М. Несуча здатність буронабивних залізобетонних мікропаль з різними діаметрами поширення за результатами їх польових випробовувань. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі і споруди (збірник наукових праць). Рівне, 2022. С. 167-174. https://doi.org/10.31713/budres.v0i42.019.
5. О. Гнатюк, M. Лапчук. Несуча здатність буронабивних залізобетонних мікропаль з ущільненим забоєм на дію вертикального навантаження. Вісник Львівського національного аграрного університету: Архітектура і сільськогосподарське будівництво. 2014. №15. С. 101 - 104.
6. Гнатюк О., Лапчук M. Холод П. Несуча здатність буронабивних мікропаль з розширеною п’ятою у ґрунтах різного типу. Вісник Львівського національного аграрного університету: Архітектура і сільськогосподарське будівництво. Львів, 2014. №15. С.73-79.
7. ДБН В.2.1-10-2009. Основи та фундаменти споруд. Київ: Мінрегіонбуд України, 2009. 104 с.
8. Ґрунти. Методи польових випробувань палями ДСТУ Б В.2.1– 95 (ГОСТ 5686-94). Київ: Укрархбудінформ. Державний комітет України у справах містобудування і архітектури, 1997. 57 с.
9. Зоценко М. Л., Коваленко В. I., Хілобок В. Г., Яковлев А. В. Інженерна геологія. Механіка грунтів, основи і фундаменти : підручник. Київ : Вища школа, 2004. 562с.
10. Парфентьєва І. О., Верешко О. В., Гусачук Д. А. Основи та фундаменти. Навчальний посібник для студентів спеціальності 192 «Будівництво та цивільна інженерія. Луцьк: ЛНТУ, 2017. 296с.
11. Капшієнко Ю. Ю., Капшієнко А. В., Блащук Н. В. Визначення несучої здатності паль тертя по боковій поверхні. Матеріали конференції «XLVI Науково-технічна конференція підрозділів Вінницького національного технічного університету (2017)», Вінниця, 2017. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/all-fbtegp/index/pages/view/zbirn2017
12. Бартоломей А.А., Омельчак І. М., Юшков Б. С. Прогноз осідання пальових фундаментів. Москва : Стройиздат, 1994. 384 с.
