Винтовые сваи в качестве фундаментов шумозащитных экранов

Проектирование Гражданское строительство Технология


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

В статье приведены расчеты и примеры использования винтовых свай в качестве фундаментов шумозащитных экранов, описываются особенности их совместной работы.

Сегодня проблема борьбы с шумовыми воздействиями стоит во многих городах довольно остро. Это связано или с невозможностью трассирования дорог на расстоянии от жилых и офисных зданий в густонаселенных районах, или с необходимостью строительства домов возле существующих дорог.

В обоих случаях решением может стать применение защитных экранов из шумопоглощающих материалов. Подобные конструкции не только защищают от шума, но и выполняют ряд дополнительных функций:

  • защищают от пыли и грязи в осенне-весенний период;

  • предотвращают ослепление фарами (при использовании непрозрачных материалов);

  • защищают от обломков в случае ДТП.

При устройстве шумозащитных экранов, как правило, используются два типа фундаментов:

  • монолитный железобетонный ростверк на буронабивных сваях;

  • монолитный железобетонный фундамент.

Эти конструкции имеют ряд недостатков, основные из которых – трудоемкость устройства и невозможность демонтажа при переносе экранов.

Недостатков, свойственных бетонным конструкциям, лишены свайно-винтовые фундаменты, однако из-за малоизученности их совместной работы с шумозащитными экранами, данная технология не используется повсеместно.

На характер совместной работы шумоизоляционных экранов и винтовых свай в разных грунтовых условиях влияют различия в видах, конфигурациях и размерах как самих экранов, так и свай, что требует выполнения расчетов по двум группам предельных состояний.

Конструкции фундаментов шумозащитных экранов из винтовых свай

Для фундаментов шумозащитных экранов могут быть использованы как однолопастные, так и многолопастные винтовые сваи. Их количество в кусте варьируется от одной до четырех (в зависимости от проектной нагрузки и инженерно-геологических условий участка).

Однако применение кустового решения не всегда целесообразно из-за ряда отрицательных факторов:

  • удорожание строительно-монтажных работ;

  • увеличение сроков;

  • из эстетических соображений.

Поэтому компания «ГлавФундамент» поставила перед собой задачу по созданию новых конструкций, которые бы позволили снизить материалоемкость фундамента, использовать малогабаритную технику для проведения СМР, но при этом обладали бы необходимой надежностью и долговечностью.

В результате специалистами компании разработаны два принципиально разных технических решения, которые уменьшают предельные горизонтальные перемещения головы сваи и снижают материалоемкость конструкции:

  • применение при малых/средних нагрузках элементов сопротивления боковым нагрузкам в нескольких исполнениях;

  • применение для тяжелых экранов большой площади анкерных устройств, способных совместно с винтовыми сваями воспринимать значительные изгибающие моменты и горизонтальные усилия.

Опыт строительства шумоизоляционных экранов на винтовых сваях

В июле 2015 года Уфа принимала крупнейшие международные саммиты ШОС и БРИКС. В рамках подготовки к мероприятиям для защиты частных домов от сверхнормативного воздействия шума на трассе «Уфа – Аэропорт» были установлены шумоизоляционные экраны на винтовых сваях.

Винтовые сваи в качестве фундаментов шумозащитных экранов

Учитывая специфику объекта (большую парусность экранов) и сложные грунтовые условия площадки строительства (гравий), проектный отдел принял решение об использовании на данном объекте свай для сезоннопромерзающих грунтов широколопастных двухлопастных, хорошо воспринимающих горизонтальные нагрузки, со следующими конструктивными параметрами:

  • диаметр лопастей – 250 мм;

  • конфигурация лопастей – для грунтов мягкопластичной консистенции;

  • толщина лопастей – 6 мм;

  • диаметр ствола – 89 мм;

  • толщина стенки ствола – 3,5 мм;

  • длина – 4000 мм;

  • усиленное монтажное отверстие.

Индивидуально были подобраны такие параметры, как расстояние между лопастями, конфигурация, шаг и угол наклона лопастей. Необходимость их расчета обусловлена сложной зависимостью этих параметров от грунтовых условий и характера нагрузок от строения (подробнее «Особенности расчета двухлопастных винтовых свай»).

Указанные параметры были определены посредством математического моделирования работы сваи под нагрузкой в системах автоматизированного проектирования. Это позволило достигнуть наиболее высоких показателей несущей способности в сравнении с другими свайными аналогами и традиционными видами фундаментов.

Выбор толщины стенки ствола обусловлен степенью коррозионной агрессивности грунтов (данные получены в ходе измерений КАГ на площадке строительства). Расчет срока службы металлоконструкций в грунте подтвердил соответствие требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

Для уточнения правильности подбора толщины металлопроката после выполнения расчета срока службы свай в грунте была выполнена проверка соответствия остаточной толщины стенки ствола проектным нагрузкам (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»).

Подбор конфигурации лопасти, соответствующей грунтовым условиям площадки строительства, позволил минимизировать нарушения структуры грунта в процессе погружения свай, что обеспечило соответствие несущей способности проектной документации (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»).

Благодаря проведенным расчетам и выполненными на их основе подбору параметров удалось сократить затраты на фундамент на 40% относительно традиционных типов конструкций.




Была ли информация для Вас полезной?
1
0
0

Статьи по теме