Рейтинг@Mail.ru
Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

УДК 624.154.001.4

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ВИНТОВЫХ СВАЙ «КРИННЕР» В УСЛОВИЯХ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТОВ   Скачать,полная версия..........

И.В. Носков, Д.И. Цысь, А.В. Крайванов, И.Н. Цысь

В статье приведены методика и результаты  испытаний винтовых свай «КРИННЕР» в условиях морозного пучения грунтов. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о перспективности применения свай «КРИННЕР» в  пучинистых грунтах региона.

Ключевые слова: винтовая свая, морозное пучение, стенд, полевые испытания, лабора-

 

торные испытания.

ВВЕДЕНИЕ

В малоэтажном строительстве способ и качество изготовления фундамента не менее значим, чем при строительстве высотных зданий и сооружений. 

Монолитный бетонный и железобетонный фундамент достаточно дорог и часто составляет основную часть стоимости постройки малоэтажного дома и, кроме того, требует длительного времени производства работ. В условиях долгой зимы в большинстве регионов России, а особенно в Сибири, использование в индивидуальном строительстве монолитных бетонных и железобетонных фундаментов ограничено в связи с производством работ при отрицательных температурах.

Наиболее удачная альтернатива устройству монолитных фундаментов – свайновинтовой фундамент, при устройстве которого которого используются  винтовые сваи «КРИННЕР» (рисунок 1, таблица 1) компании «KRINNER Schraub-fundamente GmbH» (Германия), состоящие из кованного конусного корпуса из трубной заготовки с приваренной спиралью. 

Основной отличительной особенностью свай «КРИННЕР»  является применение лопастей малых диаметров с большим количеством витков. Защита сваи от коррозии обеспечивается методом горячего цинкования. Такой фундамент легко устанавливается не только на обычных грунтах, но и на каменистом грунте, асфальтированных и мощеных поверхностях. Кроме того, винтовые сваи могут применяться не только в малоэтажном строительстве, но и для установки ограждений, дорожных знаков, рекламных конструкций и т.д. (рисунок 2). 

Винтовые сваи «КРИННЕР» отлично подходят для строительства зданий и сооружений на участках со сложным рельефом и ландшафтом. Технология винтового фундамента позволяет быстро и экономно создать прочный и долговечный фундамент под любые малоэтажные здания и сооружения.

 

 

 

Преимуществами винтовых свай «КРИННЕР» по сравнению с традиционными свайными технологиями являются:  - возможность установки свай в труднодоступных местах;  - отсутствие земляных работ;  - возможность круглогодичного (в том числе в зимних условиях) ведения строительномонтажных работ с высокой скоростью и низкой трудоемкостью монтажа; 

- безударность погружения малыми крутящими моментами с помощью специальных сваепогружающих механизмов (рисунок 3) или малогабаритного оборудования (рисунок 4); - простота полного демонтажа данного типа фундамента и возможность его неоднократного использования (гарантийный срок

 

 

Наименование

Описание

Масса, кг

 

G3 66 x 700

Диаметр 0 66 мм, длина 700 мм с резьбой под 3 болта М8

2,5

 

66 x 650

Диаметр 0 66 мм, длина 650 мм

2,0

 

66 x 550

Диаметр 0 66 мм, длина 550 мм

1,5

 

K 13 34 x 370

Для сада и кемпинга

0,3

 

U111x1000

111 мм - размер проушины, длина 1000 мм

4,6

 

U 91x1000

91 мм - размер проушины, длина 1000 мм

3,9

 

U111x 865

111 мм - размер проушины, длина 865 мм

2,8

 

U 91x 865

91 мм - размер проушины, длина 865 мм

2,8

 

U 71 x 865

71 мм - размер проушины, длина 865 мм

2,8

 

G4 90 x 1200

Диаметр 090 мм, длина 1200 -800мм,

7,0

 

G4 90 x 1000

для труб 010 мм-076 мм с резьбой под 4 болта М12

5,5

 

G4 90 x 800

3,5

 

G4 76 x 1000

Диаметр 076 мм, длина 1000 мм, для труб 010 мм-060 мм с резьбой под 4 болта М12

3,5

 

M12 76 x 1200

Диаметр 0 76 мм, длина 1200 - 800 мм,

5,4

 

диаметр фланца 0 144mm с резьбой в центре под болт M12 и отверстиями по окружности 6 x 11 мм

 

M12 76 x 1000

4,5

 

M12 76 x 800

3,8

 

M 24 76 x 3500

 

26,0

 

M 24 76 x 3000

Диаметр 0 76 мм, длина 3500 - 1200 мм, диаметр фланца 0 220mm с резьбой в центре под болт M24 и отверстиями по окружности 6 x 13 мм

22,0

 

M 24 76 x 2500

1 9,0

 

M 24 76 x 2000

15,0

 

M 24 76 x 1600

13,0

 

M 24 76 x 1400

 

12,0

 

M 24 76 x 1200

 

9,0

 

M 24 90 x 2000

Диаметр 0 90 мм, длина 1200 - 2000

16,0

 

мм, диаметр фланца 0 220 мм с резьбой в центре под болт M24 и отверстиями по окружности 6 x 13 мм

 

M 24 90 x 1600

13,0

 

M 24 90 x 1200

10,0

 

M 24 114 x 3500

Диаметр 0 114 мм, длина 1200 - 3500 мм, диаметр фланца 0 220 мм с резьбой в центре под болт M24 и отверстиями по окружности 6 x 13 мм

35,0

 

M 24 114 x 2000

20,0

 

M 24 114 x 1600

16,0

 

M 24 114 x 1200

12,0

 

G3 114 x 1400

Диаметр 0105 мм, длина 1400 - 1000

11,0

 

G3 114 x 1200

мм, для труб 010 мм-0100 мм, с резьбой под 3 болта М16

10,0

 

G3 114 x 1000

7,0

 

L140x2000

Диаметр 0 140 мм, длина 2000 - 1400

21,0

 

L 140 x 1600

мм

17,0

 

L 140 x 1400

 

16,0

 

 

эксплуатации 70 лет) - позволяет  применять их при строительстве временных зданий и сооружений в военном,  гражданском, промышленном и электросетевом строительстве.

 

Таблица 1 – Номенклатура винтовых свай «КРИННЕР»

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ВИНТОВЫХ СВАЙ «КРИННЕР» В УСЛОВИЯХ МОРОЗНОГО

ПУЧЕНИЯ ГРУНТОВ

 

 

 

В настоящее время основным сдерживающим фактором распространения винтовых свай «КРИННЕР»   является  недостаточ- ная изученность их работы для различных видов грунтов,  в том числе в зимних условиях эксплуатации при воздействии на них сил морозного пучения.

Успешное внедрение винтовых свай «КРИННЕР» для устройства фундаментов при строительстве зданий и сооружений возможно на основании полученных положительных результатов после  проведении экспериментальных полевых, в том числе в зимних условиях, лабораторных и расчетнотеоретических исследований с учетом особенностей грунтов регионов.

 

На территории города Барнаула и его окрестностей такие исследования проводятся в настоящее время преподавателями и аспирантами  кафедры «Основания, фундаменты, инженерная геология и геодезия» в рамках договора с официальным представителем компании «KRINNER  Schraubfundamente GmbH» в России  ООО «Криннер-Сибирь»

(директор Баранов В.В.). 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Согласно программе исследований совместно с  сотрудниками  ООО «ГеоПроектСтройАлтай» с учётом необходимости неоднократного монтажа и демонтажа, а также для обеспечения возможности перевозки малотоннажными транспортными средствами был разработан ( авторы – А.В. Крайванов, И.В.Носков) и изготовлен испытательный стенд – универсальная установка по испытанию винтовых свай «КРИННЕР» в натуральных (полевых) условиях (УУ-ВСК) (рисунок 5, рисунок 6).

Стенд представляет собой сборноразборную металлическую стержневую конструкцию пирамидального типа с треугольным основанием, рассчитанную на нагрузку до 700 кН. 

Наклонные стойки и стержни основания, выполнены из двух стержней, соединенных натяжными муфтами. При вращении натяжных муфт длина стержней может регулироваться в диапазоне нескольких десятков сантиметров, что обеспечивает точность совмещения фланцев анкерных свай и фланцев стенда, а также соосность приложения нагрузки на испытываемую сваю. 

Номинальные размеры сторон основания стенда составляют 2,05 м, расстояния от центра анкерных свай до центра испытуемой сваи – 1,18 м. 

ГОСТ [1] регламентирует расстояние от оси испытываемой натурной сваи до анкерной сваи, а также до опор реперной  системы не менее 5d (d – диаметр сваи), но не менее 2 м для свай диаметром до 800 мм. При этом допускается для винтовых свай расстояние между испытываемой и анкерной сваями в свету уменьшать до 2d.

Очевидно, что для винтовых свай малого диаметра данные требования некорректны: при малых расстояниях сваи оказываются в зонах взаимного влияния.

В стенде, разработанном для испытания свай «КРИННЕР», расстояния от центра анкерных свай до центра испытываемой сваи превышают 10d испытываемой сваи.

Загружение свай осуществлялось с помощью гидравлического домкрата грузоподъемностью 30 тс. Гидравлический домкрат позволяет обеспечить плавность загружения и непрерывный контроль за нагрузкой по образцовому манометру.

 

 

Для измерения осадки опытной сваи применялись механические приборы: индикатора часового типа ИЧ-50 (цена деления 0,01 мм) и прогибомеры Максимова ПМ-3 (цена деления 0,1 мм).

Держатели приборов устанавливались на расстоянии 0,8 м от центра опытной сваи, что составляет не менее 7d свай.

Вертикальные перемещения анкерных свай контролировались с помощью индикаторов часового типа ИЧ-10-2М.

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ВИНТОВЫХ СВАЙ «КРИННЕР» В УСЛОВИЯХ МОРОЗНОГО

ПУЧЕНИЯ ГРУНТОВ

МЕТОДИКА ИРЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ 

 

В соответствии с программой работ по определению влияния сил морозного пучения на работу винтовых свай «КРИННЕР» в зимних условиях проведено испытания 16 свай на  экспериментальной площадке с грунтовым основанием, сложенным супесями, лессовидными, пластичными, сильнопучинистыми (рисунок 7).

 

Характеристики грунтов экспериментальной площадки приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Характеристики грунтов экспериментальной площадки

           

γн

ϕн

Е

1

 

18,6

18

9

5.5

Винтовые сваи были погружены в пучинистые грунты в зону их промерзания (длина свай – 2,0 м, нормативная глубина промерзания супесей на экспериментальной площадке -2,3 м.) до наступления отрицательных температур. 

Сваи были оставлены в грунте без нагрузки и в течении зимнего периода снимались показания деформаций свай от воздействия сил морозного пучения 

 

Результаты испытаний винтовых свай «КРИННЕР» на экспериментальной площадке приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Результаты испытаний свай от воздействия сил морозного пучения

     
     

 

Превышения, мм

№ свай

I этап (ноябрьдекабрь)

2010г

II-этап

(январь

2011г)

III-этап

(февральмарт

2011г.)

I

-1028

- 1022

- 1024

II

- 1028

- 1028

- 1024

III

- 1020

- 1019

- 1011

1

- 942

- 0941

- 0934

2

- 1042

- 1042

-1038

3

- 1022

- 1021

- 1018

4

- 1022

- 1023

- 1020

5

- 1022

- 1021

- 1019

6

- 1038

- 1039

- 1035

7

- 1021

- 1020

- 1017

8

- 0982

- 0981

- 0976

9

- 1039

- 1041

- 1035

10

- 0950

- 0948

- 0943

11

- 1061

-1060

- 1053

12

- 1450

- 1048

- 1043

13

- 1070

- 1069

- 1066

Полученные результаты свидетельствуют о существенных различиях в работе винтовых свай «КРИННЕР» при воздействии сил  морозного пучения  в отличии от забивных и набивных свай.

В период проведения экспериментальных наблюдений деформаций свай от действия сил морозного пучения грунтов практически не наблюдалось (таблица 3). 

Разница между начальными измерениями (при минимальных отрицательных температурах) и последующими измерениями деформаций (при максимальных отрицательных температурах) находится в пределах ошибки измерений.

ВЫВОДЫ

1. Полученные экспериментальные результаты показывают отсутствие вертикальных деформаций винтовых свай «КРИННЕР»вызванных силами морозного пучения грунтов основания.

2. Винтовые сваи «КРИННЕР» эффективно противостоят силам морозного пучения и могут успешно эксплуатироваться в зимних условиях при строительстве зданий и сооружений на территории Алтайского края.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 5686-94. Грунты. Методы полевых испытаний сваями