Load testing of bored concrete micropile with enlarged base in dispersive soil conditions

Abstract

Наведено результати натурних випробувань бурової мікропалі з нижнім розширенням, влаштованої в межах фундаменту двоповерхової цивільної будівлі на території Львівської області. Показано, що застосування розширення діаметром 350 мм у нижній частині палі дає змогу суттєво підвищити її несучу здатність. Проведено інженерно-геологічне обстеження ділянки, в межах якої виділено три інженерно-геологічні елементи, що охоплюють слабкі водонасичені суглинки та супіски. Отримано експериментальні дані про поведінку палі під дією статичного втискувального навантаження до 72 кН, що майже вдвічі перевищує розрахункове нормативне значення 38 кН. Випробування виконано безпосередньо в межах реального фундаменту споруди, що забезпечило достовірність і практичну цінність отриманих результатів. Методика випробування передбачала поетапне прикладання навантаження з одночасною реєстрацією вертикальних переміщень за допомогою високоточних вимірювальних приладів. За результатами випробування побудовано криву «навантаження–розвантаження», що має типовий характер зі стадіями початкової деформації, стабілізованого осідання та пружного відновлення. Показано, що система «паля–основа» працює без ознак прогресуючих деформацій і демонструє значне пружне відновлення після розвантаження. Розрахунок допустимого навантаження з урахуванням коефіцієнта надійності (γ=1.2) дозволив визначити фактичну несучу здатність палі на рівні 60 кН, що на 57 % перевищує проектне значення. Звідси випливає, що конструкція палі з нижнім розширенням є ефективною для заданих інженерно-геологічних умов та забезпечує надійність фундаменту за менших витрат. Отримані результати підтверджують ефективність застосування бурових мікропаль із нижнім розширенням у малоповерховому будівництві та вказують на необхідність удосконалення чинних методик розрахунку з урахуванням впливу геометрії основи палі на її несучу здатність

This article presents the results of field testing of a bored micropile with a base enlargement, installed within the foundation of a two-story civil building located in Lviv region. It is demonstrated that the use of a 350 mm diameter base enlargement of the pile significantly increases its bearing capacity. An engineering-geological survey of the site was conducted, identifying three engineering-geological elements encompassing weak water-saturated silty clay and sandy loam soils. Experimental data on the pile behavior under static compressive loading up to 72 kN were obtained, which is nearly twice the calculated design value of 38 kN. The testing methodology involved stepwise application of the load with simultaneous registration of vertical displacements using high-precision measuring instruments. Based on the test results, a load-settlement curve was constructed, exhibiting a typical behavior with stages of initial deformation, stabilized settlement, and elastic recovery. It is shown that the pile–soil system operates without signs of progressive deformation and demonstrates significant elastic rebound after unloading. The allowable load calculation, considering a reliability factor (γ=1.2), determined the actual bearing capacity of the pile at 60 kN, exceeding the design value by 57%. Hence, the pile design with a base enlargement proves effective for the given engineering-geological conditions and ensures foundation reliability with reduced pile quantity costs. The obtained results confirm the effectiveness of using bored micropiles with base enlargement in low-rise construction and indicate the need to improve current calculation methods by accounting for the influence of pile base geometry on its bearing capacity