Определение несущей способности свайно-винтового фундамента в криолитозоне

Abstract

Актуальность исследования заключается в проблеме расчета несущей способности винтовых свайных фундаментов в условиях распространения криолитозоны при воздействии статических выдергивающих и вдавливающих нагрузок. Свайновинтовые фундаменты - довольно новый вид в строительстве, хотя первые упоминания о них относятся к концу XVIII - началу XIX вв. Данная технология зарекомендовала себя с самой наилучшей стороны. В последние годы винтовые сваи обретают широкую популярность при строительстве разнообразных объектов, однако все еще занимают относительно небольшую долю в фундаментостроении. Потенциал этой технологии слабо раскрыт, не регламентировано определение несущей способности в отечественных нормах. Цель состоит в анализе существующих методик и разработке рекомендаций по расчету несущей способности свайновинтовых фундаментов в условиях криолитозоны, сравнении результатов расчетов предельных сопротивлений данного вида фундамента, полученных различными методами, с натурными полевыми испытаниями и буроопускными сваями. Методы: систематизация, анализ отечественного и зарубежного опыта расчета винтовых свай в районах распространения многолетнемерзлых грунтов; сбор и обработка материалов полевых испытаний грунтов винтовыми сваями в районе обустройства Бованенковского месторождения; вычисление несущей способности различными методиками и сопоставление результатов с данными натурных полевых испытаний и буроопускных свай; описание методики проведения полевых испытаний свай в условиях криолитозоны. Результаты. Выполнены вычисления несущей способности винтовых свай в условиях криолитозоны различными описанными в литературных источниках методиками и их сопоставление с данными полевых натурных испытаний грунтов; проведена сравнительная оценка несущей способности винтовых свай с металлическими буроопускными сваями с наконечником в одних и тех же геокриологических условиях, выявлены достоинства и недостатки рассмотренных методов и различных типов свайных фундаментов. На основе полученных результатов сделаны выводы о возможности применения винтовых свай в криолитозоне и получения необходимой и достаточной информации для их проектирования.

The relevance of the study lies in the problem of calculating the bearing capacity of pile-screw foundations in the conditions of cryolithozone propagation under the influence of static pulling and pressing loads. Pile-screw foundations are a fairly new type in construction, although the first mention of them dates back to the late XVIII - early XIX centuries. This technology has proven itself from the best side. In recent years, screw piles have gained wide popularity in the construction of various facilities, but still occupy a relatively small share in foundation construction. The potential of this technology is poorly disclosed, the definition of load-bearing capacity in domestic standards is not regulated. Objective: to analyze the existing methods and develop recommendations for calculating the bearing capacity of pile-screw foundations in cryolithozone conditions, comparing the results of calculations of the ultimate resistances of this type of foundation obtained by various methods with full-scale field tests and drilling piles. Methods: systematization, analysis of domestic and foreign experience in calculating screw piles in the areas of permafrost distribution; collection and processing of materials for field testing of soils with screw piles in the area of arrangement of the Bovanenkovskoe field; performing calculations of bearing capacity by various methods and comparing the results with data from field tests and drilling piles; description of the methodology for conducting field tests of piles in the conditions of the cryolithozone. Results. The authors have carried out the calculations of the bearing capacity of screw piles under cryolithozone conditions by various methods described in the literature and their comparison with the data of field tests of soils, a comparative assessment of the bearing capacity of screw piles with metal drill piles with a tip in the same geocryological conditions, revealed the advantages and disadvantages of the methods considered and various types of pile foundations. Based on the results obtained, conclusions are drawn about the possibility of using screw piles in cryolithozones and obtaining the necessary and sufficient information for their design.