Особенности расчета многолопастных винтовых свай

Технология Проектирование Гражданское строительство Гарантия Промышленное строительство


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

Отправка на почту статьи


Нажимая кнопку "Получить", я подтверждаю свою дееспособность и даю согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с условиями



Гарантирует ли увеличение количества лопастей повышение несущей способности винтовой сваи? В статье мы рассмотрим особенности расчета многолопастных модификаций.

Содержание статьи:

1. Конструкции винтовых свай

2. Обоснование использования многолопастных модификаций

3. Верхняя лопасть – размещать за глубиной промерзания или нет?


1. Конструкции винтовых свай

Основные существующие конструкции винтовых свай:

  • Широколопастные (с одной и более лопастями). Эффективны в дисперсных сезонно промерзающих грунтах, в том числе с невысокой несущей способностью, илах, водонасыщенных песках и т.п., так как имеют большую площадь опирания.
  • Узколопастные. Используются в особо плотных сезоннопромерзающих и многолетнемерзлых грунтах. Небольшая ширина лопасти снижает вероятность ее деформации во время погружения, а несущая способность сваи обеспечивается высокой несущей способностью грунтов и расчетом количества и шага витков, ширины лопасти.

Широколопастные сваи с одной лопастью в 1,25 витка, начинающейся на скошенной части ствола и плавно увеличивающейся в ширину, как показывает многолетний отечественный опыт фундаментостроения, не всегда могут справиться с задачами, которые перед ними ставят, что приводит к необходимости увеличения их числа в конструкции фундамента и удорожанию строительства. Отечественный ученый В.Н. Железков, сделавший огромный вклад в развитие технологии, утверждал: «...Для обеспечения повышенной прочности, целесообразно проектировать двухвитковые сваи» (из книги «Винтовые сваи в энергетической и других отраслях строительства»). Он пришел к выводу, что двухвитковая лопасть увеличивает несущую способность сваи (как при сжатии, так и при выдергивании) на треть.

Повышение несущей способности в случае увеличения количества витков с 1,25 до 2 действительно подтверждается как расчетами, так и результатами испытаний. Но так как само решение основывалось на упрощенных моделях взаимодействия грунтов (модель Мариупольского для анкеров), разработанных еще в 60-х годах XX века и не учитывающих целый ряд особенностей работы винтовой сваи, повышение способности к восприятию проектных нагрузок достигалось только за счет увеличения площади опирания лопасти.

Современные исследования, в том числе зарубежные, показывают, что несущая способность сваи в не меньшей степени зависит от конфигурации и количества лопастей (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

Учитывая данные факты, компания «ГлавФундамент» приступила к изучению принципов работы многолопастных модификаций в условиях воздействия разных типов нагрузок.

2. Обоснование использования многолопастных модификаций

Проведенные исследования показали, что иногда у многолопастных модификаций может наблюдаться «обратный эффект»: введение дополнительной лопасти ухудшает работу конструкции на горизонтальные нагрузки, в частности, увеличивая деформации. Этот эффект связан с неверным подбором межлопастного расстояния или конфигурации самой лопасти. Верхняя лопасть при погружении начинает рыхлить грунт, тем самым снижая несущую способность основания. В результате такие сваи уступают в восприятии проектных нагрузок даже дезаксиальным однолопастным с лопастью в 1,25 витка.

Дело в том, что конструктивные параметры многолопастных свай (диаметр лопастей, их шаг и соотношение) – величины не постоянные, а сложным образом зависящие от характеристик грунтовой среды и характера нагрузок, действующих при эксплуатации здания. Поэтому введение дополнительной лопасти без предварительных расчетов, учитывающих все указанные условия, не всегда эффективно.

Многолопастные модификации правильно подобранной конструкции действительно имеют преимущества при воздействии сжимающих и выдергивающих нагрузок (превосходят однолопастные конструкции в несколько раз). 

Особенности расчета многолопастных винтовых свай

Более того, было установлено, что при достижении критической нагрузки они не «уходят в срыв», как однолопастные конструкции с лопастью в 1,25 витка, а продолжают набирать несущую способность.

Такие показатели достигаются благодаря включению в работу сваи значительного объема околосвайного массива грунта ненарушенной структуры и мобилизации сил трения по стволу.

Вся информация о нагрузках, необходимая для расчета многолопастных винтовых свай, содержится в проектной документации объекта. А для получения данных о грунтах достаточным будет проведение экспресс-геологии (подробнее «Экспресс-геология: геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

3. Верхняя лопасть – размещать за глубиной промерзания или нет?

Вопросы вызывает еще один аспект, связанный с применением многолопастных модификаций – расположение верхней лопасти за глубиной промерзания.

Часто пригружающая сила и удерживающая сила нижней лопасти компенсируют негативное воздействие морозного пучения, однако полностью исключить вероятность необходимости погружения верхних лопастей за глубину промерзания нельзя. Поэтому после проведения геолого-литологических исследований, в случае выявления сильно пучинистых грунтов, необходимо выполнить расчеты на противодействие силам морозного пучения.



Была ли информация для Вас полезной?
94
4
4
Михаил
Хотел фундамент с использованием винтовых свай  для бани размером 3х4. Грунт - суглинки, есть документы геологических исследований, могу выслать. Интересует стоимость с монтажем и что нужно для того чтобы приступить к обустройству фундамента (заявка, договор)?
Имя
 
Текст сообщения*
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Защита от автоматических сообщений

Статьи по теме