К вопросу об использовании литого наконечника винтовых свай в вечномерзлых (многолетнемерзлых) грунтах

Проектирование Технология Гражданское строительство Промышленное строительство


Время чтения: 6 минут Интересно, но нет времени читать?

В статье рассматриваются вопросы целесообразности применения винтовых свай с литым наконечником в вечномерзлых (многолетнемерзлых) грунтах. 

О преимуществах и недостатках использования литых/сварных наконечников винтовых свай в сезоннопромерзающих грунтах мы подробно рассказываем в статье «В каких случаях следует использовать литой наконечник». Здесь же мы хотим рассмотреть вопросы применения винтовых свай с литым наконечником в вечномерзлых (многолетнемерзлых) грунтах.

Физические и механические свойства вечномерзлых (многолетнемерзлых) грунтов

Вечномерзлые грунты (ВМГ) – грунты, которые находятся в мерзлом состоянии в течение трех и более лет. В ненарушенном состоянии имеют высокую несущую способность.

В природных условиях ВМГ могут находиться в твердомерзлом, пластично-мерзлом или сыпучемерзлом состояниях:

  • Твердомерзлые грунты прочно сцементированы льдом. При относительно быстром приложении усилий происходит их хрупкое разрушение. Под действием нагрузок от сооружений эти грунты практически не сжимаются.
  • Пластичномерзлые грунты сцементированы льдом, но обладают вязкими свойствами. Они характеризуются достаточно большой сжимаемостью.
  • Сыпучемерзлые грунты – это грунты, имеющие отрицательную температуру, но не сцементированные льдом. К ним относятся крупнообломочные, гравелистые и песчаные грунты с суммарной влажностью менее 0,03.

Особенности установки винтовых свай в вечномерзлые (многолетнемерзлые) грунты

Так как литые наконечники меньше подвержены деформации (отсутствие сварных соединений в сочетании со значительной толщиной отливок), их применение в ВМГ кажется целесообразным.

В то же время необходимо учитывать, что для погружения винтовых свай в грунт в условиях вечной мерзлоты используется лидерное бурение на глубину погружения шнеком, диаметр которого равен диаметру сваи. Это означает, что нагрузка на наконечник и лопасть процессе погружения минимальна.

Следовательно, нет необходимости в повышенной устойчивости данных конструктивных элементов к деформациям

Коррозионная агрессивность вечномерзлых грунтов по отношению к стали

Вечномерзлые грунты это, как правило, высокоомные грунты (удельное электрическое сопротивление 100 Ом.м и более). В связи с этим они в большинстве случаев имеют низкую степень коррозионной опасности и характеризуются низкими содержанием растворенных солей и значением водородного показателя рН.

Исследования развития коррозии трубной стали в вечномерзлых (многолетнемерзлых) грунтах показывают, что максимум скорости местной коррозии приходится на летне-осенний период первого года после погружения. Это связано с тем, что во время установки нарушается сплошность грунтов, а следовательно, возрастает их температура и воздухопроницаемость.

В последующие годы скорость коррозии значительно снижается и стабилизируется. Этому способствует образование мерзлого слоя грунта вокруг коррозирующей поверхности в зимний период, в результате которого с октября по май прекращаются все фазовые переходы, перекрывается доступ атмосферному кислороду к стальной поверхности, что тормозит ее деполяризацию. Скорость общей коррозии в этот период составляет 0,05-0,02 мм/год (с учетом сезонных колебаний температуры и влажности).

В то же время, поверхностный слой грунта, в котором также располагается винтовая свая, подвергается сезонному оттаиванию (промерзанию). Из-за наличия в нем влаги и доступа кислорода именно он оказывает наибольшее негативное влияние на металлоконструкции. Однако использование литого наконечника в этом случае ни коим образом не позволяет минимизировать данное негативное воздействие.  

Выводы

Из сказанного выше следует, что, во-первых, во время погружения наконечник подвергается минимальному воздействию. Следовательно, использование сварных свай позволит обеспечить запас прочности, достаточный для установки в вечномерзлые грунты.

Во-вторых, коррозионные процессы развиваются и протекают на участке «атмосфера – грунт», поэтому расчет срока службы необходимо осуществлять именно для наиболее опасного участка. Измерения коррозионной активности грунтов, на основании данных которых выполняются расчеты, необходимо осуществлять в период наибольшего оттаивания.

Таким образом, использование литых наконечников винтовых свай в вечномерзлых (многолетнемерзлых) грунтах является нецелесообразным.




Была ли информация для Вас полезной?
2
0
0

Статьи по теме