Конференции

Компания «ГлавФундамент» является единственной производственно-строительной организацией в Российской Федерации, которая не только занимается изготовлением винтовых свай и возведением фундаментов на их основе, но и серьезно подходит к изучению различных научных вопросов, связанных с данной технологией. Именно поэтому специалисты отдела научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок регулярно принимают непосредственное участие в различных конференциях, посвященных данной проблематике. Встречи в Одессе, Полтаве, Перми, Казани, Санкт-Петербурге и Москве собирают специалистов со всей России, а также из стран СНГ.

В феврале специалисты компании прошли стажировку в Design & Structural Engineering laboratory, Delft University of Technology (Делфт, Нидерланды), а затем в августе приняли участие в ежегодной специализированной конференции “Use of Helical Piles and Tiebacks in Seismic & Lateral Load Conditions”, организованной DFI’s Helical Piles & Tiebacks Committee.

На сегодняшний день Deep Foundations Institute – крупнейшая международная некоммерческая организация, объединяющая подрядчиков, инженеров, поставщиков, ученых и частных лиц в области фундаментостроения.

Компанию «ГлавФундамент» на конференции представляли генеральный директор Павлов С.Ю. и сотрудники отдела научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок.

Выступление было посвящено проектированию крупнейшей в России солнечной фотоэлектрической станции имени Александра Влазнева (Оренбургская область, г. Орск) в качестве площадки для строительства которой была использована территория бывшего золоотвала Орской ТЭЦ-1.

Статическое зондирование площадки показало залегание золы до 11 м. Так как зола имеет низкую плотность (9 кН/м³) и характеризуется высокой сжимаемостью наиболее эффективным и экономичным решением для данного типа грунта стала технология винтовых свай.

Специалисты компании «ГлавФундамент» выполнили математическое моделирование работы сваи под нагрузкой, в ходе которого были получены данные, свидетельствовавшие о том, что использование в подобных грунтовых условиях однолопастных винтовых свай не позволяет добиться включения в работу ствола винтовой сваи околосвайного грунта и исключает трение по боковой поверхности, что приводит к существенному снижению несущей способности винтовой сваи. Необходимость же прохождения толщи золы и закрепления лопасти в плотных грунтах ведет к значительному увеличению материалоемкости конструкции.

Также были произведены прочностные расчеты ствола винтовой сваи в САПР (системе автоматизированного проектирования), показавшие, что эквивалентные напряжения меньше предельных значений.

Для подтверждения результатов предварительных расчетов было назначено проведение статических испытаний двух типов винтовых свай на вдавливающую, выдергивающую и горизонтальную нагрузку.

Испытания показали, что однолопастные сваи действительно не обладают достаточной несущей способностью (выдержали не более 5% от заявленной нагрузки). Более того, наблюдался резкий срыв сваи при достижении осадки более 20 мм.

Что касается двухлопастных винтовых свай, то они обеспечили необходимую несущую способность по всем видам нагрузок. Таким образом, результаты расчетов и результаты полевых испытаний показали хорошую сходимость.

Уникальный опыт компании «ГлавФундамент», отраженный в данном докладе, вызвал живой интерес ученых-геотехников со всего мира.

«Применение численных методов для оценки несущей способности свай» / “Application of numerical methods to assess the carrying capacity of piles”

В рамках семинара обсуждались вопросы, связанные с основными положениями расчетов грунтовых оснований и свайных фундаментов, рассматривались методы расчета, а также анализировалось применение существующих расчетных программных комплексов.

«Обзор нелинейных моделей грунтов» / “Overview of non-linear models of soil”

Лекции по этой теме включали теоретическую и практическую части. На них были рассмотрены модели описывающие поведения мерзлых грунтов и водонасыщенных песков при динамических воздействиях.

«Поведение грунтов при динамических нагрузках» / “The behavior of soils under dynamic loads”

Лекции были посвящены рассмотрению явлений разжижжения и потери устойчивости грунтовых оснований. В этой связи осбуждались вопросы искусственного улучшения оснований, их армирования.

В ходе обучения специалисты компании «ГлавФундамент» также поделились с коллегами из-за рубежа собственным уникальным опытом проектирования фундаментов из винтовых свай в слабых грунтах.

Основные научные направления конференции: аналитические и численные решения в практике проектирования оснований, фундаментов и земляных сооружений; лабораторные, модельные и натурные испытания грунтов оснований, фундаментных конструкций и земляных сооружений; практика расчета, проектирования и строительства фундаментов зданий и сооружений, подземных конструкций, высотных зданий и различного рода земляных сооружений.

Вопросы от участников конференции были связаны, в первую очередь, с долговечностью винтовых свай и с возможностью их использования для капитального строительства. В ответе были приведены результаты исследований скорости коррозии в грунтах, которые не противоречат данным зарубежных источников.

Срок службы винтовых свай в сильноагрессивной среде при условии проведения специальных мероприятий по защите от коррозии составляет не менее 70 лет, а в остальных средах - не менее 100 лет, что больше срока службы зданий и сооружений (не меньше 50 лет), установленного ГОСТ 27751 «Надежность строительных конструкций и оснований». В западных странах, где проблемы долговечности стальных конструкций с учетом коррозионных процессов в грунте решены и исследованы, металлические винтовые сваи применяются в гражданском и промышленном строительстве без каких-либо ограничений.

В выступлении были затронуты актуальные вопросы проектирования и устройства винтовых свай для быстровозводимых зданий, а также приведены практические примеры и проектные решения использования винтовых свай.

По результатам проведенного обзорного анализа применения различных фундаментных конструкций для быстровозводимых зданий и сооружений сделан вывод, что наиболее перспективной и экономически эффективной технологией, отвечающей требованиям современного строительного рынка, является возведение фундаментов из винтовых двухлопастных свай.

Трудности связаны, во-первых, с вопросами долговечности свай. Во-вторых, с недостатком информации о проектировании свайных фундаментов в нормативной литературе.

Доклад содержит положения о необходимости включения в нормативные документы рекомендаций по определению несущей способности двухлопастных винтовых свай, методам расчета их усадки. Также требуется установить область применения винтовых свай и исключить их использование в сильноагрессивных средах без проведения специальных мероприятий по защите от коррозии. Доказано, что срок службы винтовых свай с учетом коррозионных процессов во всех остальных, менее агрессивных средах – больше 100 лет.

Целями настоящей конференции являлись: обмен знаниями между научными, изыскательскими и проектными организациями России; изучение международного опыта; выработка совместных подходов к решению проблем освоения подземного пространства.

География конференции охватывала всю территорию России от Санкт-Петербурга до Владивостока, а также ближнее зарубежье (Казахстан, Украина, Эстония) и Германию.

На конференции работало 3 секции: «Экспериментально-теоретические исследования работы фундаментов глубокого заложения»; «Особенности инженерных изысканий, технологии устройства, усиления оснований и реконструкции подземных элементов зданий и сооружений»; «Прикладные проблемы геотехники, примеры из практики освоения подземного пространства, геотехнический мониторинг».

В работах, представленных на конференции, были освещены результаты последних экспериментально-теоретических исследований в области геотехники, в том числе свайных фундаментов, методы проектирования фундаментов и их геотехническое обоснование. Обсужден широкий спектр вопросов, связанных с реконструкцией существующих и строительством новых инженерных объектов в крупных городах и населенных пунктах. Рассмотрены прогрессивные методы проектирования и устройства оснований и фундаментов при реконструкции зданий и сооружений.

Рассматривались следующие конструкции.

Тип I — металлическая свая, представляющая собой трубу с приваренной на конце лопастью. Отношение диаметра ствола сваи к диаметру лопасти составляет не менее 1/3.

Тип II — свая, представляющая собой полые стальные стержни, состоящие из цилиндрической и конической частей, жестко соединенных между собой. На наружной поверхности конической части свай выполнена резьба из стальной полосы.

Сделан вывод, что наиболее эффективной конструктивной формой, обеспечивающей устойчивость фундамента на винтовых сваях при воздействии сил морозного пучения, является тип I. Конструкцию сваи второго типа не рекомендуется использовать в грунтах, являющихся пучинистыми при промерзании, т.к. в данном случае условие по обеспечению устойчивости к действию сил морозного пучения не выполняется. Сваи второго типа придуманы и разработаны в Германии для климатических условий, отличных от российских. Использование таких конструкций винтовых свай на территории нашей страны под малонагруженные фундаменты может привести к появлению недопустимых деформаций наземных конструкций.

По сравнению с традиционным плитным фундаментом, устраиваемым для того, чтобы уменьшить неравномерность усадки, комбинированный свайно-плитный фундамент позволяет резко снизить ее величину. Данные конструкции фундаментов широко применяются в западных странах, когда в качестве свай в свайно-плитном фундаменте используются не традиционные железобетонные, а металлические винтовые сваи.

В докладе были затронуты вопросы проектирования комбинированных свайно-плитных фундаментов на винтовых сваях, а также представлена новая методика их расчета.

Было предложено определять величины деформаций свайно-плитного фундамента методом конечных элементов с учетом изменяемых параметров: длина свай, шаг свай, размеры плиты, жесткость плиты, прикладываемая нагрузка. После изучения влияния этих параметров на деформацию грунтового массива установлено, что жесткость плиты и длина свай в однородном массиве грунта мало влияют на величину конечной усадки. Определяющей величиной является расстояние между сваями в свайно-плитном фундаменте, и оптимальный шаг свай составляет от 4 до 5d, где d — диаметр лопасти.

По результатам проведенных исследований был сделан вывод: винтовые сваи основную долю нагрузки (90 %) передают через лопасть, что решает проблемы, связанные с проектированием фундаментов, находящихся в условиях большой толщи сильно сжимаемых грунтов.

При равномерно распределенной нагрузке на фундамент относительная осадка для толщины 0,25 м для размеров плит 10*10 и 30*30 составила 110 и 330 мм соответственно. Увеличение толщины плиты до 2 м снизило эти значения до 102 и 299 мм.

Численное исследование с определением степени влияния геометрических параметров плиты и свай на НДС песчаного основания позволяет выявить следующие закономерности: