ГлавФундамент
88007006282,
![]()
Революционная, 96/2
450078
Уфа, Россия
24.08.2021
Численное моделирование работы забивных свай в грунте для Элистинской СЭС
Республика Калмыкия
Специалисты ГК «ГлавФундамент» выполнили расчет несущей способности грунта для объекта
«Строительство солнечной электростанции «Элистинская СЭС 115,6 МВт»
методом численного моделирования работы забивной сваи в грунте.
Грунтовые условия площадки
строительства
В соответствии с данными инженерно-геологических изысканий участок строительства до глубины
30 м представлен пятью инженерно-геологическими элементами:
ИГЭ-1. Суглинок легкий пылеватый твердый среднепросадочный, при водонасыщении
текучепластичный среднезасоленный;
ИГЭ-2. Суглинок тяжелый пылеватый твердый слабопросадочный, при водонасыщении
тугоплатичный среднезасоленный;
ИГЭ-3. Суглинок тяжелый пылеватый твердый непросадочный, ненабухающий,
слабозасоленный;
ИГЭ-4. Суглинок легкий пылеватый тугопластичный непросадочный, ненабухающий,
незасоленный;
ИГЭ-5. Глина легкая пылеватая твердая непросадочная, ненабухающая, незасоленная.
Чтобы оценить геотехническую ситуацию, необходимо было рассмотреть основные факторы, которые
могли привести к развитию деформаций проектируемых опор.
Преобладающее значение имело наличие в основании просадочных грунтов (ИГЭ 1), которые по
своим свойствам относятся к специфическим. Указанные грунты распространены повсеместно, а
суммарная вскрытая мощность слоя доходит до 10,0 м.
Определение несущей способности
грунтов
При проектировании свайных фундаментов количество свай и их размещение определяются расчетом
по первой группе предельных состояний, т.е. по несущей способности, которая в свою очередь
определяется геометрическими размерами свай, инженерно-геологическими условиями площадки
строительства и технологией устройства фундамента.
Ввиду работы сваи в просадочных грунтах специалисты ГК «ГлавФундамент» выбрали наихудший случай для расчета:
- свая расположена в пределах ИГЭ-1;
- приняты наименьшие значения механических параметров грунта;
- модуль деформации принят в замоченном состоянии.
Численные расчеты выполнялись в геотехнических программных комплексах, реализующих метод
конечных элементов. Моделировались следующие виды воздействий для оценки несущей способности:
На вдавливание
Этап 1. Моделирование исходного напряженно-деформированного состояния грунтового
массива.
Этап 2. Задание вдавливающей нагрузки с фиксацией вертикального перемещения сваи S = 40
мм.
На выдергивание
Этап 1. Моделирование исходного напряженно-деформированного состояния грунтового
массива.
Этап 2. Задание выдергивающей нагрузки с фиксацией вертикального перемещения сваи S = 25
мм.
На действие горизонтальной
нагрузки
Этап 1. Моделирование исходного напряженно-деформированного состояния грунтового
массива.
Этап 2. Задание горизонтальной нагрузки с фиксацией перемещения головы сваи в уровне
приложения нагрузки S = 10 мм.
Для каждого расчета назначалась своя геометрическая модель. Размеры модели принимались так,
чтобы ее границы не влияли на результаты расчетов. По результатам расчетов:
Допускаемая вдавливающая нагрузка
на одиночную сваю
- для сваи глубиной погружения 1800 мм – 4,76 кН (0,48 т);
- для сваи глубиной погружения 2000 мм – 5,21 кН (0,52 т).
Допускаемая выдергивающая нагрузка
на одиночную сваю
- для сваи глубиной погружения 1800 мм – 3,58 кН (0,36 т);
- для сваи глубиной погружения 2000 мм – 4,33 кН (0,43 т).
Допускаемая горизонтальная нагрузка
на одиночную сваю
2,74 кН (0,27 т), при этом горизонтальное перемещение составит:
- 10 мм в уровне приложения нагрузки;
- 6,95 мм в уровне земли.
Результаты расчета свидетельствует о невозможности применения свай запланированной
конструкции, так как они не удовлетворяют требованиям к несущей способности и
деформативности. На основании полученных данных был осуществлен подбор конструкции сваи с
достаточной жесткостью сечения, а также даны рекомендации по оптимальной глубине погружения опор.
