Συμβολή στη διερεύνηση της απόκρισης ομάδας πασσάλων υπό κατακόρυφη φόρτιση

Abstract

The aim of this paper is to investigate the interaction between the piles in a group with a rigid head and correlate the response of a group of piles to that of the single pile. For this purpose, an intensive parametric 3-D nonlinear numerical analysis was carried out for different pile group arrangements in clayey soils. The responses of the groups of piles are compared to that of the single pile and the variation of the settlement amplification factor Ra was then quantified. The influence of the number of piles, the spacing and the deformation level to the group response is discussed while the effect of the settlement level was also revealed. A previously proposed relationship for predicting a group of piles response based on its configuration and the response of the single pile has been adjusted to extent its applicability for any pile spacing. The proposed relationship provides a reasonable prediction for various group configurations in clayey soils and can be considered satisfactory for the design of most superstructures. Another subject that was examined was the influence of negative skin friction in pile foundations. Three dimensional nonlinear analysis is carried out for a specific case and case studies as well for a single pile and pile groups. It has been demonstrated that for fixed-head friction pile groups the dragload group effect is significantly greater than in the case of free-head end-bearing pile groups. Moreover, predictions for inner piles have shown considerably smaller dragloads for fixed-head piles, which is in accordance with experimental works.

_Αντικείμενο του ερευνητικού έργου αποτέλεσε η διερεύνηση της απόκρισης ομάδας πασσάλων υπό κατακόρυφη φόρτιση με χρήση μεθόδων τρισδιάστατης μη-γραμμικής ανάλυσης. Η αποτίμηση της αλληλεπίδρασης στη φέρουσα ικανότητα ομάδας πασσάλων αποτελεί το πρώτο ερευνητικό πεδίο της διατριβής με απώτερο στόχο τη σύγκριση των αποτελεσμάτων με τα αντίστοιχα διεθνώς προτεινομένων μεθοδολογιών. Το ενδιαφέρον εστιάζεται ιδιαίτερα στη δυσκαμψία ομάδας πασσάλων, που συνήθως αποτελεί και τον καθοριστικό παράγοντα προσομοίωσης της απόκρισης των πασσαλο-θεμελιώσεων με σημαντικές επιπτώσεις στο σχεδιασμό της προς θεμελίωση ανωδομής. Ιδιαίτερη προσπάθεια καταβλήθηκε στον προσδιορισμό του επαυξητικού συντελεστή καθίζησης Ra, ο οποίος ορίζεται ως ο λόγος της καθίζησης ομάδας πασσάλων προς την αντίστοιχη του μεμονωμένου, για το ίδιο μέσο φορτίο. Ο συντελεστής αυτός καταδεικνύεται ότι δεν αποτελεί μόνο συνάρτηση της διάταξης των πασσάλων, όπως άλλωστε είναι κοινά αποδεκτό, αλλά εξαρτάται και από το επίπεδο της καθίζησης. Ο προσδιορισμός του ανωτέρω συντελεστή είναι ιδιαίτερα σημαντικός δεδομένου ότι δίνει τη δυνατότητα πρόβλεψης απόκρισης ομάδας με ικανοποιητική ακρίβεια. Για τον προσδιορισμό του συντελεστή Ra εξετάστηκε η ισχύς προταθείσας σχέσης και στη συνέχεια προτάθηκε τροποποίηση της ώστε να βρει πεδίο εφαρμογής για το σύνολο σχεδόν των πρακτικώς εφαρμοζόμενων διατάξεων ομάδων πασσάλων. H ακρίβεια της προτεινόμενης σχέσης κρίνεται ιδιαίτερα ικανοποιητική για το σύνολο των εξεταζόμενων περιπτώσεων και ειδικά για φορτία που αντιστοιχούν στα φορτία λειτουργίας των θεμελιώσεων. Ένα άλλο θέμα που διερευνήθηκε είναι εκείνο των αρνητικών τριβών από τη διερεύνηση του οποίου προέκυψε το συμπέρασμα ότι οι συμβατικές μεθοδολογίες οδηγούν σε υπερεκτίμηση του φαινομένου διότι δεν λαμβάνουν υπόψη την αλληλεπίδραση εδάφους-πασσάλου-εδάφους και ότι δεν μπορεί να υπάρξει μείωση των επιπτώσεων του φαινομένου με εφαρμογή κατάλληλης ακολουθίας κατασκευής, στο βαθμό που τούτο είναι κατασκευαστικά δυνατό.