Разработка теоретических принципов и правил расчета многолопастных винтовых свай в условиях многолетнемерзлых грунтов

Освоение районов с суровыми климатическими условиями, к которым относится криолитозона, требует совершенствования технологии строительства, позволяющего сокращать сроки производства работ и в то же время обеспечивать несущую способность конструкций. Этот постулат относится в полной мере к фундаментостроению на многолетнемерзлых грунтах (ММГ). Совершенствование методов устройства фундаментов, в частности, свайных фундаментов, позволит существенно повысить эффективность фундирования на ММГ. Одной из перспективных конструкций являются свайно-винтовые фундаменты с использованием многолопастных винтовых свай, применение которых в настоящее время невозможно из-за отсутствия достоверных исследований.

На основании оценки полученных результатов выработаны предложения по методике проектирования анкеров из углеродных жгутов в части их расчета и конструирования.

В 2016 г. специалистами НИИОСП им. Н. М. Герсеванова - структурного подразделения АО «НИЦ «Строительство» - выполнена НИОКР по теме: «Разработка методики расчета многолопастных винтовых свай в многолетнемерзлых грунтах» [14] в рамках государственного заказа ФАУ «ФЦС».

В рамках НИОКР проведен анализ состояния исследуемого вопроса, а также нормативных и методических баз, затрагивающих научно-техническую проблему. По результатам, проведенного анализа составлена программа лабораторных исследований, включающая в себя испытания масштабированных моделей металлических многолопастных винтовых свай на мерзлом глинистом основании в криокамере. В ходе исследования рассматривалось несколько расчетных схем, одна из которых подтверждена экспериментально. На основе подтвержденной расчетной схемы разработана методика по определению несущей способности одиночной многолопастной винтовой сваи в условиях многолетнемерзлых грунтов.

В статье рассматривается актуальность работы, описывается экспериментальная часть, дается описание и характеристика испытательного оборудования. Анализируются принятые расчетные схемы, методология и полученная расчетная методика. В заключение даются рекомендации по дальнейшему использованию методики и ее совершенствованию.

1. СП 24.13330.2011* (с Изм. 1) Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты.

2. СП 25.13330.2012* (с Изм. 1) Актуализированная редакция СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах.

3. <i>Трофименков Ю.Г., Мариупольский Л.Г.</i> Винтовые сваи в качестве фундаментов мачт и башен линий передач // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1964. — № 4. — С.15-19.

4. ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевого испытания сваями.

5. ГОСТ 25358-2012 Грунты. Метод полевого определения температуры.

6. СНиП II-Б.5-62. Свайные фундаменты из забивных свай. Нормы проектирования.

7. СНиП II-Б.5-67. Свайные фундаменты. Нормы проектирования.

8. <i>Железков В.Н.</i> Винтовые сваи в энергетической и других отраслях строительства. — СПб: «Прагма», 2004.

9. <i>Perko H.A.</i> Helical piles: A Practical Guide to Design and Installation. — Hoboken (New Jersey): John Wiley & Sons, 2009.

10. ASTM D 3689-90 (Reapproved 1995). Standard Test Method for Individual Piles Under Static Axial Tensile Load // Annual Book of ASTM Standard, 1997. — Vol. 04.08. — P. 366-375.

11. <i>Алексеев А.Г., Звездов А.А.</i> Устройство винтовых свай в многолетнемерзлых грунтах /Сб. докл. Междунар. научно-практ. конф. «Современные технологии проектирования и строительства фундаментов на многолетнемерзлых грунтах». — М., 2016. — С.27-31.

12. <i>Алексеев А.Г., Звездов А.А., Шуганов И.Н., Анисимов Д.Ю.</i> Комплексные исследования многолопастных винтовых свай в условиях многолетнемерзлых грунтов / Тезисы к докладам «XI международный симпозиум по проблемам инженерного мерзлотоведения». Якутск, 2017. — С. 189.

13. <i>Алексеев А. Г., Безволев С. Г., Сазонов П. М., Звездов А. А.</i> О необходимости исследований работы винтовых свай и актуализации норм проектирования свайно-винтовых фундаментов // Промышленное и гражданское строительство. — 2018. — № 1. — С. 43-47.

14. НИОКР «Разработка методики расчета многолопастных винтовых свай в многолетнемерзлых грунтах». Рег. № АААА-А16-116092650006-6.