Проведение испытаний и погружение винтовых свай на объекте «Сушильно-очистительный комплекс ЗАВ-60», Кемеровская область

Компания «ГлавФундамент» приняла участие в строительстве зернохранилища на объекте «Сушильно-очистительный комплекс ЗАВ-60 производительностью 60 т/час», расположенном в Чебулинском районе Кемеровской области.

Заказчиком строительство выступило общество с ограниченной ответственностью «Чебулинское», входящее в холдинг «Сибирский Деловой Союз» – крупнейший многоотраслевой холдинг России.

Инженерно-геологические условия площадки строительства и проектирование фундамента

Основываясь на данных геологических изысканий, предоставленных Заказчиком, специалисты проектного отдела компании рекомендовали под объект винтовые сваи для сезоннопромерзающих грунтов широколопастные многолопастные со следующими геометрическими параметрами:

• диаметр лопастей – 550 мм;
• толщина лопастей – 10 мм;
• конфигурация лопастей – для тугопластичных грунтов;
• диаметр ствола – 159 мм и 219 мм;
• толщина стенки ствола – 6 мм;
• длина сваи – 6 100 мм.

Выбор толщины металлопроката обусловлен средней коррозионной агрессивностью грунтов площадки строительства. Для уточнения правильности подбора данного параметра после выполнения расчета срока службы свай в грунте была выполнена проверка соответствия остаточной толщины стенки ствола проектным нагрузкам и требованиям ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

На этапе проектирования также были индивидуально подобраны в системах автоматизированного проектирования (САПР), базирующихся на методе конечных элементов (МКЭ), такие параметры винтовых свай как расстояние между лопастями, конфигурация, шаг и угол наклона лопастей.

Необходимость расчета межлопастного расстояния, шага и угла наклона лопастей обусловлена сложной зависимостью этих параметров от грунтовых условий и характера нагрузок от строения (подробнее «Особенности расчета двухлопастных винтовых свай»).

Подбор конфигурации лопасти, соответствующей грунтовым условиям площадки строительства, позволяет минимизировать нарушения структуры грунта в процессе установки винтовой сваи, что обеспечивает несущую способность в соответствии с проектной документацией (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей винтовых свай»).

Рекомендованные винтовые сваи были изготовлены и поставлены на объект.

Уже во время монтажа при проведении обязательных контрольных испытаний было установлено, что несущая способность винтовой сваи с диаметром ствола 219 мм составляет 20 тонн, что не соответствует требованиям проектной документации (34 тонны).

Специалисты строительно-монтажного участка настояли на проведении на участке геолого-литологических изысканий для выявления причин снижения несущей способности винтовых свай относительно требований проектной документации.

Было установлено, что до отметки 5 м участок строительства представлен слабыми текучепластичными грунтами, до отметки 8 м – пластичными грунтами. Несущий слой (тугопластичная глина) залегал с отметки 8 м от поверхности, что не соответствовало данным, предоставленным ранее. В результате недостаточная длина не позволяла винтовой свае закрепиться в грунте с достаточной несущей способностью.

Было принято решение использовать удлинители, которые позволили выполнить погружение на необходимую глубину.

По результатам проведенных испытаний наращенных конструкций частное значение предельного сопротивления при заданной осадке (30 мм) составило:

• для сваи с диаметром ствола 159 мм – 28 тс;
• для сваи с диаметром ствола 219 мм – 42 тс.

По итогам испытаний длина всех свай была увеличена до 9 100 мм. Несмотря на это, стоимость проектного решения, предложенного компанией «ГлавФундамент», все равно оказалась ниже стоимости первоначального решения Заказчика.