Фундаменты под оборудование с применением винтовых свай
Статья расскажет о том, как построить фундамент под оборудование с применением винтовых свай.
Содержание статьи:
1. Особенности строительства фундамента из винтовых свай под оборудование
1.1. Грунтовые условия площадки строительства
2. Применение винтовых свай в горнодобывающей промышленности
2.2. Расчет фундаментной конструкции
Свайно-винтовые основания имеют широкую область применения. Их устанавливают под объекты:
-
промышленного строительства (здания заводов, трубопроводы, промышленные ангары, ЛЭП, периметральные ограждения);
-
гражданского строительства (многоэтажные жилые дома, гражданские объекты, фотоэлектрические станции, склады);
-
индивидуального жилищного строительства (дома этажностью не более трех этажей, бани, хоз. постройки, беседки);
-
сельскохозяйственного строительства (теплицы);
-
дорожного строительства (шумозащитные экраны, опоры освещения, дорожные знаки, светофоры);
-
военного назначения;
-
гидротехнического назначения (причалы, мосты);
-
инфраструктуры, а также под рекламные конструкции и МАФ;
-
временные сооружения (торговые павильоны, аттракционы).
Кроме того, используют при реконструкции оснований промышленных и крупных гражданских объектов, укреплении склонов, берегоукреплении.
В промышленном строительстве, наряду с другими объектами, винтовые сваи широко применяют при возведении фундаментов промышленного оборудования:
-
нефтегазовой отрасли (трубопроводы, станки нефтедобычи, резервуары нефтехранилищ, эстакады налива нефтепродуктов);
-
энергетики (опоры ЛЭП и освещения, контактные сети электротранспорта, подстанции, кабельные эстакады).
То же касается машиностроения, металлургии и других отраслей промышленности.
Проектирование и установка винтовых свай под оборудование не имеют принципиальных отличий от выполнения аналогичных работ для объектов в других сферах, однако при разработке проекта и назначении параметров свай должен учитываться высокий класс ответственности возводимого сооружения (важно при выборе марки стали, толщин металлопроката) и особенности эксплуатации (наличие динамических нагрузок).
В остальном должны соблюдаться те же требования, которые предъявляются к другим свайно-винтовым основаниям.
Практически все параметры (геометрические, конструктивные) подбираются под конкретные грунтовые условия:
-
при выборе длины учитываются глубина залегания грунтов с достаточной несущей способностью, нормативная глубина промерзания грунта в регионе;
-
при расчете расстояния между лопастями, шага, угла наклона лопастей (для модификаций с двумя и более лопастями) учитываются тип, свойства грунта. Это обеспечивает включение в работу конструкции максимального объема околосвайного массива грунта ненарушенной структуры (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»);
-
при назначении диаметра и количества лопастей учитывается несущая способность грунтов. А чтобы структура грунта при погружении нарушилась минимально и способность конструкции к восприятию проектных нагрузок не снизилась, под конкретные грунтовые условия подбирается конфигурация лопасти (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»);
-
чтобы срок службы здания/сооружения соответствовал требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения», марка стали, толщина стенки ствола и лопасти должны соответствовать степени коррозионной агрессивности грунтов (подробнее «Коррозия: причины, способы защиты», «Расчет толщины стенки ствола»).
Компания «ГлавФундамент» приняла участие в строительстве лебедочного здания для месторождения «Юбилейное». Такие объекты относятся к категории особо опасных, технически сложных.
Здание ангарного типа, в качестве колонн которого используется двутавр.
-
Вертикальная нагрузка на фундамент от колонны – 13,5 тс.
-
Горизонтальная нагрузка – 1,1 тс.
-
Момент – 3,2 тс/м.
-
Длина пролета между колоннами – 15 м.
В помещении будет установлено лебедочное оборудование, которое позволит поднимать на поверхность вагонетки, наполненные горной породой.
Глубина разрабатываемой шахты составит 1130 метров.
Отдел научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ компании «ГлавФундамент» создал для данного объекта уникальную модификацию винтовых свай с повышенной несущей способностью со следующими конструктивными параметрами:
-
диаметр лопастей – 400 мм;
-
толщина лопастей – 6 мм;
-
диаметр ствола – 108 мм;
-
толщина стенки ствола – 4,5 мм;
-
длина – 4000 мм.
Оптимальные геометрические параметры, такие как расстояние между лопастями, шаг и угол наклона лопастей, были определены посредством математического моделирования работы сваи под нагрузкой в системах автоматизированного проектирования (САПР), базирующихся на методе конечных элементов (МКЭ).
Взяв за основу модификацию, предложенную специалистами отдела НИОКР, инженеры компании разработали проект, а затем сотрудники СМУ выполнили погружение свай на объекте.