У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення конкретної науково-практичної задачі, що виявляється в розробці раціональних конструктивно-технологічних рішень по улаштуванню пальових фундаментів з розширеною променевою п’ятою з контролем їх несучої здатності для малоповерхових цивільно-житлових та промислових будівель і споруд. 1. Систематизовані та проаналізовані відомі способи отримання розширених п’ят паль з позиції найбільшого розповсюдження, це: 1) метод втрамбовування жорсткого матеріалу; 2) метод розбурювання; 3) метод камуфлетування (тобто за допомогою вибуху); 4) метод розкатування; 5) метод забивки одноразових пристосувань, які залишаються у ґрунті; 6) метод витиснення ґрунту за допомогою спеціального обладнання. Однією з найважливіших технологічних цілей, яку ставлять перед собою дослідники питання улаштування паль з розширеною п’ятою є виготовлення як можливо більшої опорної площі розширення. Іншою важливою задачею є економія бетону, який витрачається на розширену п’яту, що досягається зміненням геометричної форми розширення у таку сторону – необхідності максимізації співвідношення площі горизонтальної проекції розширення до площ його вертикальних проекцій. Обидві вищезгадані задачі в сукупності найбільш вдало вирішуються в методі витиснення грунту за допомогою спеціального обладнання, а саме в способі улаштування буронабивних паль з променевою п’ятою, який є перспективним напрямком у фундаментобудуванні на зв’язних грунтах. Проте у відомій технології улаштування цих паль грунт внизу свердловини ущільнюється тільки в зоні променевих розширень, залишаючи не ущільненим (або недостатньо ущільненим) місце безпосередньо під свердловиною. Це суттєво знижує несучу здатність цих паль. До того ж способи по контролю несучої здатності будь яких розширених п’ят паль ще в момент їх улаштування не розроблені. 2. Розроблений математичний апарат, що описує процеси в грунтах і палях з розширеною променевою п’ятою. Досліджена геометрична форма розширеної п’яти, яка залежить від технології її створення. Отримані формули для обчислення об’єму грунту, який витискується лопатями розширювача. Складені математичні залежності для швидкостей та прискорень, які набувають клини розширювача при русі у грунті. Досліджені дотичні та нормальні напруження, що впливають при цьому на технологію руху розширювача. 3. Розроблена технологія улаштування забивних трубчастих паль з розширеною променевою п’ятою, в якій усуваються недоліки, які присутні буронабивним палям з променевою п’ятою. При улаштуванні трубчастих паль не відбувається виймання грунту. Тому грунт під п’ятою палі ущільнений, що значно підвищує їх несучу здатність. 4. Реальність та доцільність конструктивно-технологічних рішень трубчастих паль з розширеною променевою п’ятою підтверджені теоретичними і полігонними дослідженнями та малими результатами розбіжностей між ними. Розроблено розширювач, силове та вимірювальне обладнання якого розташоване назовні та лопаті мають зі зовнішнього боку арочну поверхню по їх ширині. Розроблені технологічні схеми і правила улаштування трубчастих паль з розширеною променевою п’ятою, виконаною нижче стовбура а також з вікнами і закритим нижнім кінцем, підібрано комплекти палебійного обладнання, розширювача і пристосувань. 5. Розроблений та апробований спосіб подвійного динамічного контролю несучої здатності цих паль. Перша складова способу така сама, як і в звичайних забивних палях (по відмові). Друга складова базується на зв’язку між роботою розширювача та опором грунту, а саме в фіксуванні критичних та граничних напружень. Застосування даного способу в практиці фундаментобудування дозволяє отримувати дані про несучу здатність кожної без винятку палі та відповідно уникнути трудомістких статичних випробувань даних паль. 6. Статичними випробуваннями підтверджена відносно висока несуча здатність трубчастих паль з розширеною променевою п’ятою, яка в 2.5 – 3.5 разів більше у порівнянні з трубчастими палями такого ж діаметра без розширеної п’яти. Проведений порівняльний аналіз зі звичайними забивними палями показав також наступне. Застосування при забивці трубчастих паль з металевим сердечником замість суцільних залізобетонних паль дозволяє окрім забезпечення улаштування розширеної п’яти також економити арматурну сталь, яка міститься в звичайній забивній палі. За рахунок вказаних факторів вартість фундаментів при переході від традиційних технологій до трубчастих паль з розширеною променевою п’ятою зменшується, а надійність збільшується. Тому розроблені технології можуть бути рекомендовані для широкого впровадження в практику фундаментобудування. Раціональною областю застосування є зв’язні глинисті грунти твердої, полутвердої та тугопластичної консистенції. 7. Розроблен метод проектування фундаментів на трубчастих палях з розширеною променевою п’ятою з урахуванням технологічних властивостей їх застосування. На основі умови раціонального використання матеріалу стовбура палі, а саме: рівності несучої здатності палі по матеріалу стовбура несучій здатності по грунту отримані рекомендації по розмірам лопатей розширювача. 8. Розроблена методика визначення витрат енергетичних ресурсів на улаштування трубчастих паль з розширеною променевою п’ятою, яка відрізняється тим, що підрахування енерговитрат виконується з урахуванням витрат на виготовлення будівельних матеріалів, конструкцій фундаментів, транспортні роботи а також особливості виконання будівельних робіт. В результаті впровадження трубчастих паль з розширеною променевою п’ятою замість трубчастих паль без розширеної п’яти при будівництві житлового будинку за умовою рівного розрахункового навантаження на палі економія склала: азбестоцементних труб –41%, бетону класу В 15 – 37 %, енергоресурсів – 32 %, при цьому питома несуча здатність фундаменту збільшилася на 46 %. 9. Розроблені нові конструктивно-технологічні рішення розширювача, що забезпечують утворення більш довгих променевих розширень, що також підвищує несучу здатність досліджуємих паль. В даних рішеннях уперше застосовані двоклинові та одноклинові конструкції розширювача, які в результаті багаторазових поворотів розширювача навколо його вертикальної осі виконують найбільш глибокі витиснення грунту по всьому периметру основи свердловини. Пропоновано також конструктивно-технологічне рішення улаштування розширювача свердловин під буронабивні палі, що дозволяє виконувати променеві розширення, збирати грунт та ущільнювати дно свердловини. При цьому остання операція здійснюється не за рахунок забивки, а за допомогою механічного витиснення грунту спеціальним штампом з зусиллям, яке виникає від гідродомкрата за рахунок самовідштовхування системи конструкції розширювача від верхніх поверхонь виконаних порожнин у грунті в основі свердловини. Основні положення дисертації опубліковані в таких роботах: 1. Донченко П.А., Пряник С.П., Лескович С.М. Технологія руху клина у грунтовому масиві // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. – 1996. –Вип.1. –С. 79-84. 2. Донченко П.А., Пряник С.П. Утворення п’яти палі клином із змінним кутом при вершині // Труди Третьої Української науково-технічної конференції з механіки грунтів і фундаментобудування.- Том 2. – Одеса. – 1997. – С. 377-378. 3. Донченко П.А., Пряник С.П. Зондування грунтів // Експрес-новини: наука,техніка,виробництво. -Київ– 1997. - №19-20. – С.14-16. 4. Донченко П.А., Пряник С.П., Розрахунок елементів поширювача променевої п’яти палі // Будівництво. Матеріаловедення. Машинобудування // Зб. наук. пр. – Дніпропетровськ: ПДАБіА, 1998. – С.25-27. 5. Пряник С.П. До питання визначення зусиль тертя та опору грунту біля поширеної п’яти палі // Матеріали Україно-Польського семінару ‘Теоретичні основи будівництва’ 7. Зб. наук. пр. Придніпровської держ.академії будівництва та архітектури та Варшавського технічного університету ‘Теоретичні основи будівництва’. –Варшава 1999. –С.163-164. 6. Пряник С.П. Експериментальні дослідження несучої здатності забивних паль з променевою п’ятою // Матеріали Другої науково-технічної конференції ‘Ресурсоекономні матеріали, конструкції,будівлі та споруди’. Зб. наук. пр. Вісник Рівненського державного технічного університету. –Рівне,1999. –Вип.3. –С.242-248. 7. Пряник С.П. Визначення параметрів палі з променевою п’ятою // Proc.of the Polish-Ukrainian Seminar Theoretical Foundations of Civil Engineering, No 8. Collected scientific papers of Prydnieprovsk State Academy of Civil Engineering and Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering. Theoretical Foundations of Civil Engineering. –Warsaw (Poland). –2000. –P.522-527. 8. Донченко П.А., Пряник С.П. Технологія улаштування комбінованих порожнистих паль з закритим нижнім кінцем та з поширеною променевою п’ятою // Основи і фундаменти: Міжвід. наук.-техн.зб. –К.: КНУБА, 2001. –Вип. 26. –С. 17-28. 9. Пряник С.П. Технологія улаштування трубчастих паль з променевою п’ятою та спосіб визначення несучої здатності цих паль //Матеріали Україно-Польського семінару ‘Теоретичні основи будівництва’ 9. Зб. наук. пр. Придніпровської держ.академії будівництва та архітектури та Варшавського технічного університету ‘Теоретичні основи будівництва’.–Варшава 2001.С.143-146 10. Донченко П.А., Пряник С.П. До питання забезпечення системи контролю якості виконання робіт з улаштування трубчастих паль з променевою п’ятою.// Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. – 2001. –Вип.2. –С. 90-94. 11. Пряник С.П. Дослідження напружено-деформаційного стану грунтів в зоні розширених променевих п’ят паль // Proc.of the Polish-Ukrainian Seminar Theoretical Foundations of Civil Engineering, No 10. Collected scientific papers of Prydnieprovsk State Academy of Civil Engineering and Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering. Theoretical Foundations of Civil Engineering. –Warsaw (Poland). –2002. – Vol. II, - Р. 793-796. 12. Патент № 23825А Україна, МПК 6 Е 02 D 7/00. Спосіб улаштування палі з променевою п’ятою. / П.А.Донченко, С.П.Пряник. -№ 97052139; Заявл. 08.05.97; Опубл. 31.08.98, Бюл. № 4.–3с. 13. Патент № 33964 А Україна, МПК 6 Е 02 D 5/22. Спосіб улаштування забивної трубчастої палі з поширеною п’ятою. / П.А.Донченко, С.П.Пряник. -№ 99052534/7683; Заявл. 05.05.99; Опубл. 15.02.2001,Бюл. №1. – 4с. 14. Патент № 36315 А Україна, МПК 6 Е 02 D 5/22. Спосіб визначення несучої здатності променевої п’яти забивної трубчастої палі. / П.А.Донченко, С.П.Пряник. -№ 99126536/9005; Заявл. 01.12.99; Опубл. 16.04.2001, Бюл. №3. – 3с. 15. Патент № 44095А Україна, МПК 7 Е 02 D 5/22. Розширювач свердловин під набивні палі в зв’язних грунтах. / П.А.Донченко, С.П.Пряник. -№ 2001042878; Заявл. 26.04.2001; Опубл. 15.01.2002, Бюл. №1. – 5с. 16. Патент 2001010082 Україна; МПК 7 Е 02 D 3/02. Розширювач свердловин під набивні палі в зв’язних грунтах. / П А. Донченко, С.П.Пряник. Заявл. 03.01.2001. 17. Патент № 50915 Україна; МПК 7 Е 02 D 3/02. Розширювач свердловин під набивні палі в зв’язних грунтах. / П А. Донченко, С.П.Пряник. № 2001031526; Заявл. 06.03.2001; Опубл. 15.11.2002. Бюл. № 11. | 