CC BY
49
community, utility models of cars and tractors have aesthetic character. The condition of cars and tractors was largely caused by their unification (unification), universalization and classification. It does not cover excessive volatility in the technology. For example, machines designed as original designs generally are rarely used and are considered to be inaccurate, because their current size is not confirmed by experiments and is not credible.
Utilizing benefits (benefits) is the opportunity to benefit from the benefits of reaching a certain goal. Utility-functional requirements are the requirements for the carrier's function and the benefit of the vehicle [3].
Fashionable design involves a number of issues that are related to the relationship between fashion and wear and tear of the shape and shape. Understand the phenomenon of socio-psychological phenomena in terms of fashion, the ideals of philosophy and objects, the way in which they form the dominant dominant social environment.
The nature of the outbreak of the car and tractor depletion depends not only on scientific and technological progress, but on the viability of the form, the proportion of the pattern, and the duration of the pattern, and the time of its depiction.
When it comes to machines, it is important to ensure that they are first of all quality, durable and expensive. This should be taken into account not only domestic requirements, but also import operations that can be carried out abroad.
Song's days have fueled the debate on Cobalt's external appearance, which, according to the negotiation and the requirements, is the project of replacing the front lamps and air conditioning system.
References / Список литературы
1. Mirziyoev Sh.M. Decree of the President of the Republic of Uzbekistan Sh.M.Mirziyoev on measures to continue implementation of promising projects on production of ready-made sorts of furniture, components and materials for 2017 2019. Tashkent. December. 26, 2016. PQ-2698.
2. Mamatov H. Automotive engineering // Tools 1 and 2 part. Tashkent. Uzbekistan, 1995-98.
3. Mirboboyev V.A. Technology of building materials. "Teacher". Tashkent, 1991. 474. pg.
4. Aysacheva Z.A. Ergonomics and design. // Annual for automotive engineering students. Andijan.: 2016. 176 pg.
КОНСТРУКТИВНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ ИЗ ЛОПАСТНЫХ СВАЙ
В МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ Губко Г.Л. Email: Gubko645@scientifictext.ru
Губко Георгий Львович — магистр, кафедра теории и практики организационно-технологических и экономических решений в строительстве, Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
Аннотация: на данный момент возведение фундаментов на лопастных сваях значительно облегчает процесс строительства. Отсутствие земляных работ и периода ожидания, пока заливной раствор созреет, становятся основными факторами, которые мотивируют изучить данный вид фундамента более подробно. В данной статье основное внимание уделено конструкции и технологии погружения данных свай, а также методов оптимизации данного процесса. Рассмотрены достоинства и недостатки данного вида фундаментов. Рассмотрен вопрос применения данных свай в условиях вечной мерзлоты. Ключевые слова: строительство, сваи, фундаменты, разработки.
CONSTRUCTIVE AND TECHNOLOGY SOLUTIONS OF THE BASES FROM BLADED PILES IN PERMAFROST SOIL Gubko G.L.
Gubko Georgy Lvovich - Master, DEPARTMENT OF THEORY AND PRACTICE OF ORGANIZATIONAL AND TECHNOLOGICAL AND ECONOMIC DECISIONS IN CONSTRUCTION FAR EASTERN FEDERAL UNIVERSITY, VLADIVOSTOK
Abstract: at the moment construction of the bases on bladed piles considerably facilitates construction process. The lack of earthwork and the period of expectation until jellied solution ripens become major factors which motivate to study this view of the base in more detail. In this article the main attention is paid to a design, and technology of immersion of these piles and also methods of optimization of this process. Merits and demerits of this view of the bases are considered. The question of application of these piles in the conditions of permafrost is considered. Keywords: a construction, piles, bases, developments.
УДК 624.154.001.4
1. Актуальность темы
В настоящее время сфера строительства переживает настоящий переворот. Такого эффекта невозможно было бы добиться, если бы технологии строительства не развивались такими темпами. Со временем появляются новые материалы и строительная техника, а все эти новшества облегчают процесс работы и положительно влияют на окончательный результат.
Каждый застройщик стремится к быстрой и эффективной застройке участка. Для достижения ускорения строительных процессов необходимы новые технологии.
Известно, что значительную часть строительства объекта занимает возведение фундаментов. Долгое время внимание строителей направленно на изучение фундаментов с применением лопастных свай. Развитие данной технологии позволит возводить фундаменты сооружений в разы быстрее и экономичней.
2. Цели и задачи исследования
Цель: Разработка лопастных свай с оптимальными техническими характеристиками для эксплуатации в условиях вечной мерзлоты.
Задачи:
• Аналитический обзор в области разработки лопастных свай;
• Оценка конструктивных особенностей лопастных свай;
• Выявление недостатков и поиск оптимального решения разработки лопастных свай;
• Экономическое обоснование применения новых технологий разработки лопастных свай;
3. Лопастные (винтовые) сваи в талых грунтах
3.1. Область применения
Лопастные сваи находят применение в самых разных сферах строительства. Фундаменты этого типа используют для возведения:
• капитальных сооружений;
• объектов индивидуального жилого строительства;
• гидротехнических объектов на обводненных грунтах (причалы, мосты и т.п.);
• ЛЭП и мачт;
• ангаров и складов;
• промышленных теплиц;
• шумозащитных экранов, ограждений, рекламных щитов.
С помощью лопастных свай осуществляют реконструкцию зданий и дорог, укрепляют и усиливают монолитные фундаменты на сложных грунтах. Фундаменты на лопастных сваях популярны в качестве оснований для временных сооружений (торговых павильонов, аттракционов и т.п.), заборов, террас, беседок и других объектов, в том числе требующих высокого уровня надежности и изготовления в сжатые сроки. Отсутствие шума и вибрации во время установки делают лопастные сваи незаменимыми при работе в условиях плотной городской застройки.
Свайный лопастной фундамент может применяться на любых, даже самых сложных грунтах - пучинистых, многолетнемерзлых, слабых и обводненных. Его установка не требует масштабных земляных работ и не зависит от погодных условий.
Широкий спектр применения обусловлен особенностями установки сваи. Лопастная свая вкручивается в грунт подобно шурупу. Прорезав неустойчивые слои, ее лопасти достигают плотных малосжимаемых грунтов, благодаря чему и достигается высокая несущая способность.
3.2. Конструктивные решения
Основные типы винтовых свай представлены на рисунке:
а) широколопастная винтовая свая для талых грунтов с несколькими рабочими лопастями;
б) широколопастная винтовая свая для талых грунтов с одной рабочей лопастью.
Рис. 1. Виды лопастных свай
В условиях талых грунтов используют широколопастные сваи с заостренным наконечником с отношением диаметров лопасти и ствола сваи > 1,5.
Рис. 2. Лопастная свая для талых грунтов
Так, например, сваи для талых грунтов могут быть изготовлены и погружены с довольно значительным (до 800 мм) диаметром винтовой части. Наиболее распространенная конструкция - одновитковый анкер.
Сваи с двумя лопастями
В строительной практике довольно часто можно встретить почву с рыхлой и болотистой структурой. В таких случаях можно применять такие варианты основания как:
Установка опор забивного типа, которые входят в слабый по структуре грунт при помощи специальной строительной техники. В таких случаях производятся большие затраты, так как по мимо техники нужно приобретать довольно длинные сваи. Смысл таких опор заключается в том, что необходимо достичь плотных слоев почвы. За счет этого и увеличивается несущая возможность фундамента;
Более экономичным и целесообразным способом устройства основания, считается, когда применяются лопастные более надежные винтовые сваи в слабых по структуре почвах. За счет того, что на трубе расположена одна или больше лопастей несущая способность в совокупности всех опор увеличивается. Благодаря широкой лопасти, площадь фиксации больше, это означает, что фундамент будет надежным. Такие винтовые сваи могут применяться даже в случае возведения основания под дом в слабых почвах.
Свар винтовая
Тех. отве
Кавус се;
Ствол с
стальная
Лопасть
Лопасть
Рис. 3. Основные части винтовой сваи
Конструкция двухлопастных винтовых свай предусматривает разные показатели:
■ шага между лопастями;
■ диаметра лопастей;
■ соотношения лопастей.
Они зависят от свойств грунта, на которых будет осуществляться монтаж, а также того, какие нагрузки на них будут оказываться в процессе эксплуатации.
3.3. Технология устройства
Порядок проведения работ:
- Изучение грунтовых условий по результатам геологических изысканий, и рельефа местности (по данным геодезических изысканий), определение уровня промерзания грунта в данной климатической зоне;
- Расчет нагрузок и несущей способности грунта, на основании которого производится выбор: типа винтовых свай, их количества, длины и диаметра;
- Назначение антикоррозионного покрытия свай с учётом свойств грунта;
- Воздействие на сваю крутящего момента до погружения сваи на проектную глубину;
- Подрезка всех свай (выше поверхности земли) до определенного единого уровня;
- Заполнение внутренней пустоты сваи бетонной смесью (марка цемента не ниже М300), что обеспечивает более высокую прочность и защиту от коррозии внутренних стенок стволов свай. При большой длине внутренняя часть лопастной сваи дополнительно армируется. При слабых грунтах через отверстия в нижней части лопастной сваи нагнетается специальный раствор, который обеспечивает более надежное закрепление свай и увеличивает их несущую способность;
- Приваривание металлического оголовка, для обвязки по верху всех свай при помощи металлических или деревянных балок;
- Проведение мероприятий по защите металлических частей фундамента от коррозии, в частности покрытие защитными составами сварных швов.
3.4. Сведения о несущей способности
На данный момент представлено много способов определения несущей способности свай, но в целом принцип расчёта остаётся один. Несущая способность в первую очередь зависит
• от площади опорных лопастей;
• от показателей расчетного сопротивления грунтов, или их несущей способности.
Зная сопротивление грунта и площадь винтовой лопасти, можно произвести примерный расчет несущей способности отдельной сваи. Для этого оба показателя просто перемножаются. Но для устройства надежного фундамента данного показателя будет недостаточно. Потребуется еще учесть коэффициент надежности конструкции, находящийся в зависимости от количества винтовых свай под строением. Данная цифра может колебаться в пределах от 1,2 до 1,75.
Более точный результат вычислений получается при делении показателя несущей способности сваи на коэффициент надежности, что изменяет конечный результат в меньшую сторону [1].
Расчет необходимого количества фундаментных столбов производится на основании постоянных и временных нагрузок, а также дополнительных усилий, воздействующих на подземную часть строения. Они определяются проектировщиками и фиксируются в технической документации. Суммарный показатель делится на несущую способность одной сваи и округляется в большую сторону.
3.5. Достоинства и недостатки
Достоинства:
■ Время строительства здания на лопастных сваях сокращается на 30...50%, по сравнению с использованием традиционных технологий возведения фундаментов. Время установки лопастных свай составляет всего 1.3 дня;
■ В большинстве случаев нет необходимости выполнять земляные работы;
■ Установку лопастных свай можно производить в любое время года;
■ Простота установки лопастных свай. В некоторых случаях нет необходимости в применении тяжелой техники;
■ При необходимости лопастные сваи можно переустановить, т.е. их можно выкрутить и установить в другом месте;
■ Лопастные сваи применяются в различных геологических условиях, в том числе при высоком уровне грунтовых вод или при наличии болотистых грунтов и пр.;
■ Лопастные сваи можно устанавливать вблизи деревьев, других зданий или подземных коммуникаций;
■ После установки лопастных свай их сразу же можно полностью нагружать;
■ Минимальный шум и отсутствие вибрации при установке лопастных свай;
■ Стоимость фундамента с применением лопастных свай на 40.50% дешевле аналогичного ленточного железобетонного фундамента.
Недостатки:
■ Стальные сваи со временем подвержены коррозии, особенно при действии блуждающих токов и токов утечки. При установке лопастных свай зачастую повреждается защитное антикоррозионное покрытие;
■ Здания на лопастных сваях не имеют подвального помещения.
Лопастные сваи нецелесообразно применять при следующих условиях:
■ имеются грунты с прослойками торфа и известняка;
■ грунты содержат каменистые включения;
■ имеются скальные грунты.
4. Лопастные (винтовые) сваи в условиях вечной мерзлоты
4.1. Конструктивные решения
Основные типы винтовых свай представлены на рисунке:
в) узколопастная винтовая свая для мерзлых грунтов с одной рабочей лопастью;
г) узколопастная винтовая свая для мерзлых грунтов
Рис. 4. Виды лопастных свай
В вечномёрзлых грунтах применяют узколопастные сваи с отношением диаметров лопасти и ствола сваи < 1,5.
¡3
Рис. 5. Лопастная свая для вечномёрзлых грунтов
Сваи, предназначенные для погружения в многолетнемерзлый грунт, имеют больший угол наклона спирали, большее количество «витков» анкерной части, но существенно меньший диаметр анкера. Лопастные сваи для мёрзлых грунтов не закачиваются в форме конуса, однако они снабжены заостренным или зазубренным концом [4].
4.2. Технология устройства
При установке винтовых свай полностью исключаются мокрые процессы, что является важным в условиях Крайнего Севера. В условиях, когда доставка материалов возможна только зимой, применение смеси песка и цемента, которую необходимо постоянно подогревать, не целесообразно. Тем не менее, не стоит забывать о том, что при установке винтовых свай все равно не обойтись без бетона.
Фундаменты на винтовых сваях не требуют проведения земляных работ. Кроме того, при возведении фундамента не требуется выравнивать участок и использовать строительную технику. Установка винтовой сваи в вечномёрзлые грунты включает в себя:
- Изучение грунтовых условий по результатам геологических изысканий, и рельефа местности (по данным геодезических изысканий), определение уровня промерзания грунта в данной климатической зоне;
- Расчет нагрузок и несущей способности грунта, на основании которого производится выбор: типа винтовых свай, их количества, длины и диаметра;
- Назначение антикоррозионного покрытия свай с учётом свойств грунта;
- Бурение лидерной скважины, диаметр которой меньше, чем внутренний диаметр полого трубчатого корпуса сваи;
- Установка сваи в лидерную скважину;
- Воздействие на сваю крутящего момента до погружения сваи на проектную глубину;
- Подрезка всех свай (выше поверхности земли) до определенного единого уровня;
- Заполнение внутренней полости сваи цементно-песчаным раствором, оттаянным выбуренным грунтом или иным грунтовым или песчано-цементным раствором;
- Выдержка заполненного раствора или грунта до его смерзания с массивом вечномерзлых грунтов. Установка производится при помощи гидравлических механизмов различных строительных машин, либо в отдельных случаях — вручную.
Уникальность конструкции винтового наконечника позволяет погружать сваи, не нарушая естественной структуры грунта, при этом обеспечивается максимальная несущая способность сваи. Повышенная несущая способность винтовой сваи объясняется тем, что при завинчивании межвитковые промежутки грунта не разрыхляются, а наоборот, уплотняются лопастью сваи. Кроме того, лопасть позволяет распределять усилия в ходе эксплуатации фундамента по наибольшей площади [1].
Не допускается предварительно разрабатывать грунт в месте установки лопастных свай, т.к. это приведет к снижению в несколько раз их несущей способности.
4.3. Несущая способность
На данный момент представлено много способов определения несущей способности свай, но в целом принцип расчёта остаётся один. Несущая способность в первую очередь зависит
• от площади опорных лопастей;
• от показателей расчетного сопротивления грунтов, или их несущей способности. Несущая способность рабочей лопасти винтовой сваи определяется по формуле (один из
методов):
Fdо = Oi ■c1+a2-y1-h1)-A
где:
al и a2 - безразмерные коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта в рабочей зоне лопасти винтовой сваи; cl расчетное значение удельного сцепления грунта в рабочей зоне лопасти; у1 - осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов залегающих выше лопасти сваи; hl- глубина заложения лопасти винтовой сваи; A -горизонтальная проекция площади рабочей лопасти;
Несущая способность тела винтовой сваи определяется по формуле [3]:
Fdf = u-ft-(h- d)
где:
fi - расчётное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи, осреднённое по длине; h - длина ствола, для которой производится суммирование расчётных сопротивлений грунта; u -периметр ствола сваи; d -диаметр лопасти сваи. 5. Вывод
Из всего вышесказанного можно сделать вывод: винтовые сваи по праву можно считать новым словом в сфере строительных технологий: это быстровозводимые конструкции, способные выдерживать значительные нагрузки.
На данный момент необходимы тщательные исследования данных свай в условиях вечной мерзлоты. Необходимы разработки
• Конструктивных решений,
• Технологий погружения,
• Технологии восстановления мерзлого состояния,
• Определения несущей способности.
Список литературы / References
1. Применение винтовых свай в строительстве. Иродов Михаил Дмитриевич. Москва: Стройиздат, 1968. 342 с.
2. Свайные работы. М.И. Смородинов, А.И. Егоров, Е.М. Губанова; ред. М.И. Смородинов. 2-е изд., перераб. и доп. Москва: Стройиздат, 1988. 234 с.
3. «Лопастные сваи и область их применения»; Кубидом.ру. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://cubidom.ru/articles/statya-2/ (дата обращения: 24.02.2018).
4. «Лопастные винтовые сваи: виды и их описание». [Электронный ресурс]. Режим доступа:http://fundamentdomov.ru/lopastnye-vintovye-svai/ (дата обращения: 23.01.2018)
5. «Винтовые сваи». [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%BD
%D1 %82%D0%BE%D0%B2%D1 %8B%D0%B5_%D1 %81 %D0%B2%D0%B0%D0%B8/ (дата обращения: 15.01.2018).
