Кравцов В.Н. - Исследование и расчет несущей способности оснований винтовых металлических свай по величине крутящего момента, требуемого для их завинчивания

Кравцов В.Н.


Аннотация

Представлены результаты исследований и разработанный на их основе усовершенствованный метод расчета несущей способности оснований винтовых металлических свай, нагруженных вдавливающей и выдерживающей нагрузками по величине крутящего момента, требуемого для их завинчивания. На основе анализа литературных источников [1–3 и др.] и полученных данных теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в РУП «Институт БелНИИС», показано, что между крутящим моментом Мк , кН · м, требуемым для завинчивания (далее – момент Мк) винтовой металлической сваи (далее – свая ВС) в грунт, и его несущей способностью как при вдавливании (Fd, кН), так и выдергивании (Fdt , кН), имеется устойчивая связь Fd (Fdt)= k · Мк, где k – коэффициент перехода, 1/м.

Установлено, что величина Мк и скорость завинчивания сваи ВС зависят от плотности грунта, диаметров ее ствола (dс , м), лопасти (Dл , м), формы наконечника (открытый, закрытый), высоты грунтовой пробки в открытом наконечнике, влияние которой на скорость завинчивания сваи ВС и величину Мк связано с соотношением n = Dл / dс. Если n ≥ 3, величина Мк определяется в основном только сопротивлением грунта завинчиванию лопасти.

При этом выявлены следующие факторы, влияющие на величину Мк , требуемого для завинчивания разработанной [4] и типовых [5] свай ВС, применяемых в Республике Беларусь, к которым относятся:
  1. Способ завинчивания: ручной со скоростью завинчивания свай ВС в пределах от 0,5 до 2 оборотов в минуту (V, об/мин); или механический с использованием механизмов, обеспечивающих скорость вращения более 2 об/мин.
  2. Диаметр и шаг лопасти. При отношении ее толщины к шагу, не превышающему m ≤ 0,6, между Dл и сопротивлением грунта завинчиванию (V, Мк) свай ВС практически наблюдается прямо пропорциональная зависимость.
  3. Форма, материал свай ВС и соотношение этих параметров. В частности, размер и конструкция лопасти (количество витков, их шаг, расположение).
  4. Тип грунта (его плотность, влажность и др.). При этом глубина погружения лопасти при механическом завинчивании свай ВС до 6 м, как правило, незначительно влияет на величину Мк и скорость ее погружения за один оборот (шаг «а»).

По результатам выполненных исследований посредством натурных испытаний свай ВС длиной от 1,5 до 8 м на вдавливающие и выдергивающие нагрузки определен коэффициент перехода от Мк к Fd (Fdt) для различных типов грунтов с замером соответствующих им значений Мк. Для контроля и оперативной оценки значений Fd (Fdt) разработан практический метод расчета сваи ВС, защемленной в грунте с диаметром лопасти Dл≤ 800 мм, длиной 1 ≤ 8 м, обеспечивающий повышение точности существующих методов расчета по крутящему моменту Мк – не менее чем на 30 %.

Ключевые слова: винтовая металлическая свая, испытания, несущая способность, крутящий момент завинчивания, метод расчета, рекомендации.

Полный текст статьи: PDF.1,36 Mb (на русском языке)

Full text: PDF.1,38 Mb (in English)


Список использованных источников

  1. Пенчук, В. А. Винтовые сваи и анкеры для опор / В. А. Пенчук. – К.: Будивелник, 1985. – 96 с.
  2. Иродов, М. Д. Применение винтовых свай в строительстве / М. Д. Иродов. – М.: Стройиздат, 1968. – 148 с.
  3. Чернюк, В. П. Винтовые сваи и анкера в строительстве / В. П. Чернюк, В. Н. Пчелин, В. Н. Черноиван. – Минск: Ураджай, 1993. – 176 с.
  4. Аль-Тамими, С. С. Х. Эффективная конструкция мелкозаглубленной винтовой металлической сваи / Саиф Сами Хуссейн Аль-Тамими // Новые материалы, оборудование и технологии в промышленности: мат. межд. науч. техн. конф. молодых ученых, Могилев, 22–23 октября 2015 / УО «Белорусско-российский» университет; редкол: д. т. н., проф. И. С. Сазонов [и др.]. – Могилев: «Белорусско- российский» ун., 2015. – С. 142.
  5. Типовые конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений. Унифицированные конструкции для закрепления опор ВЛ и ОРУ подстанций: Серия 3.407.9–158. – Введ. 28.08.88. – М.: Минэнерго СССР: Институт «Энергосетьпроект», 1988. – 23 с.
  6. Основные направления социально-экономического развития Республики Беларусь на 2006–2015 годы // Белорусский правовой портал [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.pravoby.info. – Дата доступа: 15.09.2008.
  7. Кравцов, В. Н. Эффективность использования винтовых свай в сложных грунтовых условиях Беларуси / В. Н. Кравцов, Л. С. Чеботарь // Межд. сборник тр. Геотехника: Научные прикладные аспекты строительства надземных и подземных сооружений на сложных грунтах / СПбГАСУ; ред. Р. А. Мангушев [и др.]. – СПб, 2008. – С. 186–191.
  8. Проектирование и устройство свайных фундаментов: СП 50–102–2003. – Введ. 21.06.03. – М.: ЖКХ Госстроя России: Управление технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве, 2008. – 81 с.
  9. Железков, В. Н. Винтовые сваи в энергетических и других отраслях строительства / В. Н. Железков. – СПб.: Прагма, 2004. – 128 с.
  10. Рекомендации по проектированию и строительству винтовых свай для гражданских, промышленных и инженерных сооружений в грунтовых условиях Республики Беларусь: Р 5.01.069.10–2015. – Минск: РУП «Стройтехнорм», 2015. – 69 с.

ISSN 2076-6033

DOI: 10.23746/2016-8-7
Оставить заявку на выполнение работ
Мы используем куки
При использовании данного сайта, вы подтверждаете свое согласие на использование файлов cookie. Если вы не согласны с тем, что на сайте используется данный тип файлов, то вы должны соответствующим образом установить настройки вашего браузера или не использовать сайт