Реконструкция автодороги: выбор конструкции фундамента опор освещения
Компания «ГлавФундамент» приняла участие в реконструкции автомобильной дороги, выполнив подбор рациональной окнструкции фундамента под опоры освещения для участка протяженностью 448 км.
Соединяя столицы регионов Российской Федерации, а также являясь частью европейского маршрута, автодорога 1Р242 относится к трассам федерального значения.
Расчет несущей способности
винтовых свай на объекте
В ходе инженерно-геологических изысканий было установлено, что площадка строительства представлена насыпными грунтами, состоящими из влажной и водонасыщенной смеси песка средней крупности и пылеватого коричневого полутвердого суглинка.
На основании полученных геологических данных были приняты расчетные грунтовые условия, после чего в системах автоматизированного проектирования был выполнен численный расчет несущей способности винтовых свай по двум группам предельных состояний.
Моделирование выполнялось в трехмерной постановке, в качестве модели материала для стальной сваи принималась модель Мизеса, в качестве модели грунта – упругопластическая модель с критерием разрушения Кулона–Мора.
Моделировались следующие виды воздействий:
- моделирование исходного напряженного-деформированного состояния грунтового массива;
- задание собственного веса опоры освещения и горизонтальной ветровой нагрузки, распределенной по боковой поверхности опоры. В местах максимальной концентрации напряжений и значительных перемещений, сетка конечных элементов имела более мелкое разбиение, для повышения точности расчета.
По результатам численного моделирования при требуемой проектной несущей способности максимальная осадка сваи составила 12,0 мм. Полученная величина осадки при данной нагрузке не превосходит значения, определяемого СП 24.13330 «Свайные фундаменты», согласно которому предельное значение средней осадки фундамента равно 150 мм. Следовательно, несущая способность по грунту обеспечивается.
Расчеты по второй группе предельных состояний показали, что максимальное горизонтальное перемещение верха сваи благодаря элементу сопротивления боковым нагрузкам составляет 25 мм, следовательно, условие по деформациям также обеспечивается.
Численный анализ результатов расчета по оценке несущей способности сваи по материалу показал, что несущая способность по материалу ствола винтовой сваи при горизонтальной нагрузке на опору освещения обеспечивается с запасом, т.к. максимальные эквивалентные напряжения, возникающие в стволе сваи, составляют 220 Мпа и не превышают значение расчетного сопротивления стали (235 МПа). Условие по обеспечению несущей способности стальных элементов выполняется с запасом, при этом коэффициент запаса равен 1,07.
- 500 – диаметр лопастей винтовой сваи, мм;
- (8) – толщина лопастей винтовой сваи, мм;
- 1 – количество витков лопастей;
- 219 – диаметр ствола винтовой сваи, мм;
- (6) – толщина стенки ствола винтовой сваи, мм;
- 3 000 – длина винтовой сваи, мм.
Расчет срока службы
винтовой сваи в грунте
Специалистами компании также был выполнен расчет долговечности указанных винтовых свай.
Для выполнения расчетов были использованы данные о нагрузках (требования к жесткости и прочности), а также данные о степени агрессивности грунтов, полученные в ходе замера коррозионной агрессивности грунтов на площадке строительства.
В результате расчет долговечности с проверкой остаточной толщины стенки ствола винтовой сваи на соответствие проектным нагрузкам подтвердил, что рекомендованные марка стали и толщина металлопроката обеспечат срок службы сооружения, соответствующий требованиям ГОСТ 27751 «Надежность конструкций и оснований».
