Приведены результаты экспериментальных исследований с целью изучения возможности погружения фундаментов-оболочек ударным способом с учетом бездефектности при помощи трубчатого дизель-молота и навесного оборудования со свободно падающим грузом. Изучен вопрос интенсивности погружения единицы объема свай и оболочек.

Обобщены материалы длительных натурных наблюдений о влиянии на состояние зданий при погружении свай на стройплощадках, расположенных в непосредственной близости от них. Установлено, что уровень колебаний и их вредное влияние на состояние зданий зависит от свойств грунтового основания и от конструкции самого здания. Отмечено, что этажность обследованных зданий мало влияет на параметры колебаний.

Рассмотрены актуальные проблемы разработки машин для эффективного погружения свай и фундаментов-оболочек в грунт. Описана динамическая модель взаимодействия со средой системы "молот - наголовник - оболочка - грунт". Предложены математическая модель процесса погружения в грунт несущих строительных элементов и ее решение на ЭВМ. Охарактеризованы стендовое оборудование и методика проведения экспериментальных исследований по выяснению физической сущности процесса погружения натурных оболочек в условиях строительной площадки. Сформулирована методика для определения основных, рациональных параметров машин и оборудования для погружения свай, оболочек и других строительных элементов.

Рассмотрены вопросы технологии увеличения несущей способности буронабивных свай методом уплотнения грунта в стенки скважины. Доказано, что преимуществом технологии и устройства является бурение скважины без извлечения грунта с уплотнением стенок скважин, в результате чего увеличивается несущая способность набивных свай.

Розглянуто залежність ефективності забивання та віброзанурення паль від вологості грунту. Показано, що витрати роботи на забивання та на віброзанурення паль різко зростають зі зниженням вологості, і в сухих грунтах ці процеси часто є неможливими. Одержані результати є придатними для розроблення інженерних формул.

Дисертацію присвячено підбору складів дрібнозернистих бетонів прискореного твердіння та удосконаленню технології влаштування трубчастих бетонних паль безпосередньо в незв'язних грунтах, що забезпечує зменшення термінів зведення фундаментів і гарантує ущільнення бетонної суміші в стінках палі. Теоретично обгрунтовано прискорення процесу твердіння шляхом введення до складу бетонної суміші комплексного додатка, що містить кальцій. Методами математичного моделювання розраховано склади бетонів прискореного твердіння. Експериментально досліджено кінетику твердіння та доведено ефективність запропонованих рішень, що забезпечують набір відпускної тривкості протягом 2 - 5 діб без тепловологістої обробки. Удосконалено та експериментально випробувано технологію пресування трубчастих бетонних паль у свердловинах, які зроблено в грунті, шляхом використання обсадної труби, що виймається. Натурні випробування підтвердили ефективність застосування комплексного додатка та розробленої технології.

Удосконалено технологію виготовлення мікропаль за допомогою пневмопробійника з розширенням у нижній частині із втрамбованого жорсткого матеріалу. Експериментально досліджено процеси формування розширення, зони ущільненого грунту, залежність несучої здатності мікропаль від об'єму розширення. Напружено-деформований стан системи "мікропаля-основа" оцінено з використанням рішення пружно-пластичної задачі за допомогою методу скінченних елементів. Характеристики грунту встановлено у кожному скінченному елементі на основі стандартних лабораторних методів його досліджень. Розроблено динамічний метод контролю виготовлення та визначення несучої здатності мікропаль, а також методику підрахунку енергоресурсів на їх виготовлення.

Обгрунтовано модель взаємодії з середовищем системи молот - наголовник - оболонка - грунт. Розроблено математичну модель процесу занурення в грунт фундаментів-оболонок, представлену у вигляді системи нелінійних диференційних рівнянь другого порядку. Для розв'язання запропонованої системи створено комп'ютерну програму. Розроблено методику визначення основних раціональних параметрів обладнання для занурення фундаментів-оболонок. На підставі експлуатаційних випробувань обладнання нової конструкції доведено його високу надійність та працездатність.

Розроблено методику підбору форми розширеної п'яти палі. Зроблено розширювач для одержання розширеної променевої п'яти палі у разі невеликих діаметрів стовбурів трубчастих паль, який відрізняється тим, що лопаті виготовлено із зовнішньою за їх шириною арочною поверхнею та його силове та вимірювальне обладнання розташовано назовні. Науково обгрунтовано та розроблено нову технологію улаштування трубчастих паль з розширеною променевою п'ятою без виймання грунту. Створено ряд технологічних схем улаштування даних трубчастих паль та визначено область їх ефективного застосування. Розроблено засіб визначення несучої здатності розширеної променевої п'яти трубчастої палі.

Вперше розроблено конструкцію та досліджено за натурних умов комбіновану залізобетонну буронабивну палю в оболонці з грунтоцементу. Експериментально та теоретично доведено, що наявність оболонки не лише надійно захищає стінки свердловини від руйнування, але й суттєво збільшує опір палі на вертикальне та горизонтальне навантаження. Розроблено нову модель системи комбінована паля - навколишній грунт, досліджено методом скінченних елементів напружено-деформований стан системи й одержано кількісні дані про несучу здатність буронабивних паль з урахуванням грунтоцементної оболонки. Одержано нові експериментальні дані характеристик грунтоцементу та визначено залежності міцності грунтоцементу від літології грунтів, вмісту цементу, вмісту домішок, терміну й умов тужавіння. Розроблено методику розрахунку буронабивних паль з урахуванням грунтоцементної оболонки.

Проанализирована эффективность использования винтовых свай и анкеров (ВСА). Даны рекомендации по процессам завинчивания, нагружения и вывинчивания ВСА, а также данные по основным параметрам. Описаны конструкции машин и оборудования для погружения и испытания винтовых анкеров, микросвай и свай.

Запропоновано з влаштування буронабивних паль застосування як захист від агресивного грунтового середовища прошарку з гідрофобізованого грунту. Одержано модельні залежності з підтвердженням експериментальними даними процесів впливу гідрофобізованого прошарку на антифрикційне покриття буронабивних паль протягом часу експлуатації. Обгрунтовано методи проведення технологічних операцій та виявлено граничні значення технологічних параметрів з влаштування буронабивних паль з гідрофобізованим прошарком у просадочних грунтах II типу. Розроблено технологічні послідовності влаштування буронабивних паль у просадочних грунтах II типу із застосуванням прошарку з гідрофобізованого грунту.

Викладено актуальні проблеми зі спорудження будівель за складних інженерно-геологічних умов. Істотне збільшення вартості землі в українських містах змушує інвесторів та будівельні компанії звертати увагу на земельні ділянки, які до цього часу вважалися непридатними для будівництва внаслідок складних інженерно-геологічних умов. Сучасні умови будівництва надають змогу використовувати нові передові методи та технології, які забезпечують спорудження будівель на раніше недоступних ділянках: ярах, болотах, крутих схилах тощо.

Раскрыто современное представление о физических процессах, происходящих в грунте при его опрессовке. Приведены результаты определения сопротивления зондированию околосвайного грунта, результаты полевых испытаний свай статической нагрузкой и сравнение полученных данных с результатами численного моделирования.

Відмічено недоліки стандартних методів бетонування буронабивних паль. Експериментально проаналізовано закономірності та головні фактори поширення бетонних сумішей у ході бетонування тіла палі за допомогою напірного методу. Виконано порівняльний аналіз бетонування буронабивних паль за допомогою різних методів.

Встановлено закономірність формування напружено-деформованого стану навколо розширення палі з урахуванням його геометричних розмірів і положення на стовбурі. Встановлено, що вплив розширення на формування напружено-деформованого стану грунту під нижнім кінцем палі значно зменшується за відстані між нижнім кінцем і розширенням більше 0,5d. Вперше виявлено характер взаємодії декількох розширень для вдавлюваних паль в однорідному грунтовому середовищі. Для неоднорідного грунтового середовища встановлено, що ефективність двох і більше розширень прямо залежить від грунтовних умов майданчика та взаємного положення розширень на стовбурі палі. Запропоновано нову розрахункову схему визначення несучої здатності одиночної палі з розширеннями, що базується на врахуванні відстані між розширеннями та положення нижнього розширення відносно кінця палі, що дозволяє уточнити формулу визначення її несучої здатності.

Вперше експериментально доведено ефект збільшення щільності грунтоцементу, виготовленого з пилуватих глинистих грунтів чи мілкого однорідного піску внаслідок вібрування грунтоцементної суміші. За цього встановлено, що існує оптимальна величина інтенсивності вібрування, коли для певного складу грунтоцементної суміші досягається максимальне значення щільності матеріалу, а міцність віброваного грунтоцементу через 28 діб тужавіння збільшується до 30 % проти не віброваного. Розроблено метод і створено агрегат для вібрування рідкої грунтоцементної суміші, виготовленої за бурозмішувальною технологією, безпосередньо у буровій свердловині, що підтверджено патентом на винахід. Вдосконалено методику визначення оптимального часу ущільнення грунтоцементної суміші за її вібрування.

Вперше за умов лабораторних випробовувань і натурних спостережень встановлено вплив армування сталевою арматурою на міцність грунтоцементної палі за матеріалом. Доведено, що міцність палі за матеріалом суттєво посилюється зі збільшенням процента армування. Вдосконалено методику складання розрахункової схеми для моделювання напружено-деформованого стану армованої грунтоцементної палі методом скінченних елементів. Вперше обгрунтовано методику одержання діаграми стану грунтоцементу, за якою визначено характеристики міцності та деформативності матеріалу палі.

За результатами експериментальних досліджень установлено залежність ефективності ущільнення грунту динамічними навантаженнями від вологості цього грунту. Результати досліджень апроксимовано на процес занурення готової палі вібрацією або забиванням і виявлено діапазон вологості, у якому таке занурення доцільне. Одержані результати можна використовувати для вибору способу улаштування паль у маловологих грунтах.

Раскрыты проблемы разработки машин для погружения свай и фундаментов-оболочек, а также для устройства углублений без выемки грунта, определены основные рациональные параметры и формирование методики расчета. Рассмотрена динамическая модель взаимодействия со средой системы молот - наголовник - оболочка - грунт, а также разработана математическая модель процесса погружения в грунт несущих строительных элементов и получено ее решение на ЭВМ. Сформулирована методика для определения основных рациональных параметров машин и оборудования для погружения свай и других строительных элементов и устройства углублений без выемки грунта.