Применение винтовых свай при действии значительных горизонтальных нагрузок

2020-02-23

В 2016-2017 годах особая экономическая зона (ОЭЗ) промышленно-производственного типа «Алабуга» стала крупнейшей и наиболее успешной ОЭЗ в Российской Федерации. В 2018 году в рамках реализации инвестиционного проекта было запланировано строительство производства сложных гранулированных удобрений мощностью 120 тысяч тонн в год.

На первой очереди объекта в качестве фундаментов использовались забивные железобетонные сваи, объединенные железобетонным ростверком, которые показали низкую эффективность при действии значительных горизонтальных нагрузок, а также отличались высокой удельной материалоемкостью, а, следовательно, и высокой стоимостью.

В связи с этим заказчик поставил перед специалистами компании «ГлавФундамент» задачу по оптимизации имеющегося проектного решения второй очереди строительства.

Расчет фундамента ангара

Проанализировав предоставленную проектную документацию, специалисты проектного отдела и отдела научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок установили, что планируемый к строительству ангар конструктивно имеет двухшарнирную арочную конструкцию, которая предполагает воздействие на фундамент не только вдавливающих, но и значительных горизонтальных нагрузок.

Было принято решение о применении куста из шести свай:

  • четыре будут расположены под углом 30 градусов, что позволит им воспринимать равнодействующую нагрузку как осевую;

  • две сваи будут расположены вертикально для восприятия части вертикальной нагрузки.

Расчет выполнялся для двухлопастных свай со следующими конструктивными параметрами:

  • диаметр лопастей – 490 мм;

  • толщина лопастей – 10 мм;

  • конфигурация лопастей – для грунтов твердой консистенции;

  • диаметр ствола – 159 мм;

  • толщина стенки ствола – 5 мм;

  • длина сваи – 3 600 мм.

Для включения в совместную работу винтовой сваи и максимального объема околосвайного грунта сваи моделировались с различным расстоянием между лопастями. Помимо межлопастного расстояния, на включение в работу грунта влияют и такие расчетные величины, как шаг, угол наклона и конфигурация лопастей, которые позволяют установить сваю с минимальным нарушением структуры грунта.

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

Расчет долговечности выполняется без учета покрытия. Это связано с тем, что в процессе погружения винтовая свая испытывает значительное абразивное воздействие, что не позволяет гарантировать целостность любого покрытия.

Испытания винтовых свай

Для подтверждения проектного решения необходимо было провести натурные испытания винтовых свай.

Так как испытания одиночной сваи не отражают реальную работу свайного куста, было принято решение о проведении натурного испытания всего фундамента на совместное действие горизонтальных (max – 37 тонн) и вертикальных (max – 67 тонн) нагрузок. По результатам испытаний были получены максимальные деформации, которые составили:

  • горизонтальные перемещения – 13 мм;

  • вертикальные – 6 мм.

Они показали значительный запас по деформациям (больше чем в 2 раза).

Более того, в результате применения данного технического решения была достигнута экономия более 20 процентов. 

Была ли информация для Вас полезной?
0
0
0