Реконструкция канализационных очистных сооружений винтовыми сваями

Компания «ГлавФундамент» приняла участие в масштабном проекте по реконструкции канализационных очистных сооружений в Иркутске.

С момента проектирования и строительства данного объекта прошло более 50 лет. За это время нормы очистки сточных вод претерпели значительные изменения, что и обусловило необходимость проведения реконструкции.

Благодаря выполненным работам существенно снизилась экологическая нагрузка на Ангару, источник питьевой воды для городов Иркутской области, расположенных ниже по течению реки. Кроме того, после реконструкции появилась возможность ввести в эксплуатацию более 500 тыс. кв. м жилья.

Определение несущей способности винтовой сваи

Основная задача, стоявшая перед специалистами компании, – выполнение численных расчетов (методом конечных элементов) по определению несущей способности винтовой сваи.

В соответствии с результатами инженерно-геологических изысканий площадка строительства представлена суглинком тугопластичным с примесью органических веществ. На основании имеющихся данных было выполнено численное моделирование НДС грунта вокруг винтовой сваи при действии вдавливающей нагрузки. 

Анализ напряженно-деформированного состояния численными методами показал, что при действии вдавливающей нагрузки несущая способность сваи по грунту составляет 6,5 тс, а максимальное сопротивление сваи по грунту достигается оптимальными геометрическими пропорциями конструкции, которые и были впоследствии подобраны в системе автоматизированного проектирования.

В результате проведенных расчетов для реконструкции канализационных очистных сооружений были рекомендованы винтовые сваи для сезоннопромерзающих грунтов широколопастные с двумя лопастями СВС 300(6)/1-300(6)/1-133(4,5)/5000, где:

• 300 – диаметр лопастей винтовой сваи, мм;
• (6) – толщина лопастей винтовой сваи, мм;
• 1 – количество витков лопастей, мм;
• 133 – диаметр ствола винтовой сваи, мм;
• (4,5) – толщина стенки ствола винтовой сваи, мм;
• 5000 – длина винтовой сваи, мм.

Кроме того, чтобы свая могла воспринять нагрузки, предусмотренные проектной документацией, очень важно добиться минимального нарушения структуры грунта в процессе установки. Это позволит обеспечить включение в работу сваи максимального объема околосвайного массива грунта. Для этого необходимо подобрать конфигурацию лопасти, соответствующую физическим характеристикам грунтов. В указанных грунтовых условиях соблюдение данного требования обеспечивалось применением конфигурации лопасти для тугопластичных грунтов

Для проверки несущей способность винтовых свай на соответствие проектным нагрузкам после их установки был выполнен расчет несущей способности по величине крутящего момента.

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 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность конструкций и оснований. Основные положения».