Файлы по мостам / Для диплома / ВН_ Железков_Винтовые сваи
.docx
В.Н.Железков "Винтовые сваи..." |
Для краткосрочного восстановления в железнодорожных войсках в разборной эстакаде РЭМ-500 используются винтовые сваи состволами 273 мм и лопастью 1000 мм. Следует отметить, что раньше в эстакаде РЭМ-500 опоры были на башмаках, причем, площадь одного башмака составляла 6 м2. Такие опоры давали в слабых грунтах осадки более 30-35 см, применение же винтовых свай с лопастью диаметром всего 1000 мм при завинчивании свай на 3.5-4.5 м практически обеспечило надежную работу без неравномерных осадок. Винтовые сваи тоже нашли применение и в переходных опорах наплавных железнодорожных мостов. Находят применение и рамно-винтовые опоры, которые обеспечивают возведение опор практически во всех грунтовых условиях (рис, 8.З.). Такие опоры представляют рамную конструкцию с опорными башмаками, внутри которых установлена винтовая лопасть, ствол же сваи расположен внутри стойки. В случае скальных или не размываемых грунтов опора работает как рамная. В условиях слабых грунтов винтовая свая завинчивается до проектной (расчетной) отметки и обеспечивает необходимую несущую способность по грунтовому основанию. Таким образом, рамно-винтовые опоры являются универсальными и найдут достаточно широкое применение во временных мостах. Винтовые сваи нашли применение и в подводных мостах. В инженерных войсках находится на оснащении табельный подводный мост на винтовых сваях (рис. 8.4).
8.2. ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ КАПИТАЛЬНЫХ МОСТОВ ВОЗНИКАЕТ НЕОБХОДИМОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА РАБОЧИХ МОСТОВ, ПРИЧАЛОВ И ДРУГИХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ Практика сооружения фундаментов рабочих мостов и сложных вспомогательных сооружений и устройств на забивных сваях показала, что для этого требуются энергоемкое специальное оборудование и значительные трудозатраты, которые влекут за собой дорожание строительства. При строительстве капитальных мостов через р. Охта (Санкт-Петербург) и через р. Вуокса автодороги Выборг—Приозерск, у Каменогорска при сооружении рабочих мостов были применены инвентарные конструкции пролетных строений, а в опорах - - винтовые сваи. Общий вид моста через р. Охта приведен на рис,8,5. и 8.5а, а через р. Вуокса — на рис, 8.6. Необходимость применения винтовых свай предложенной конструкции состояла в том, что на дне рек на большую глубину залегли слабые грунты. Так, на дне р. Вуокса слоем до 5 метров залегали слабые грунты, состоящие из суглинистого ила голубовато-серого цвета текучей консистенции, а ниже — песок пылеватый, насыщенный водой с редкими включениями гравия и гальки желто-серого цвета. Винтовые сваи другой конструкции забивались глинистым грунтом и без дополнительной пригружающей силы не завинчивались. Рабочий мост на винтовых сваях (рис. 8.6.) представляет собой металлическую конструкцию с деревянной проезжей частью. Мост сборно-разборный, рассчитан на работу крана КН-180-3 НIТАСНI с грузом на стреле не более 15 м и автотранспорта нагрузкой на ось не более 10 т, а также ветровые нагрузки. Расчетная нагрузка на «голову» сваи 45 тс.
разуя консоль (6). Вылет В консоли (6) составляет 1/2 диаметра ствола (1), Нижний виток (7) винтовой лопасти (2) имеет диаметр, равный 0.3-0.9 диаметра винтовой лопасти Дп. Режущая кромка нижнего витка (7) затачивается под угол 40-60*. Погружение винтовой сваи осуществляется следующим образом: свая путем завинчивания погружается в лидерную скважину, диаметр которой равен диаметру ствола Д Достигнув осыпи в скважине, свая с помощью режущей кромки консоли (6), заведенной вовнутрь ствола (1), перемещает грунт осыпи вверх ствола. Это позволяет свае погрузиться на всю глубину лидерной скважины, не требуя увеличения глубины бурения. Таким образом, предлагаемая конструкция винтового фундамента без дополнительного пригружающего усилия обеспечивает возможность его завинчивания в вечномерзлые грунты при одновременном повышении надежности и повышении несущей способности. В настоящее время ведутся работы по устройству опор контактной сети предложенной конструкции на Забайкальской железной дороге. На данный период возведены более 100 опор данной конструкции. 8.4. ВИНТОВЫЕ СВАИ ЦЕЛЕСООБРАЗНО ПРИМЕНЯТЬ ПРИ РЕМОНТЕ ОПОР ВЛ, ОСОБЕННО НАХОДЯЩИХСЯ В АВАРИЙНОМ СОСТОЯНИИ Так, на воздушной линии электропередачи ВЛ 220 кВ Медгора—Онда (Карелэнерго) произведен ремонт фундаментов металлических опор ПОМ-220. Для установки опор типа ПОМ-220, находящихся в аварийном состоянии, в проектное положение и обеспечения возможности \лх дальнейшей эксплуатации, ОАО «ИнститутСев-запэнергосетьпроект» разработал проект нового фундамента с использованием металлических винтовых свай и технологию его монтажа, которая позволяет производить все работы по его установке без отключения линии электропередачи. Новый фундамент для опор ПОМ-220 и ПОМ-22СН5 (рис. 8.9. и рис. 8.9а)
представляет собой конструкцию из четырех винтовых свай (4), объединенных ростверком, состоящим из двух продольных балок (5), которые жестко крепятся к винтовым сваям, и поперечной балки (6), прикрепленной болтами к середине продольных балок. Пояса балок выполнены из швеллеров, распорки — из уголкового проката. Все элементы ростверка соединены между собою с помощью болтов. В середине поперечной балки установлен шарнирный узел (7), который представляет собой коробчатую конструкцию, элементы которой также соединены с помощью болтов. Две противоположные грани этой конструкции соединены со стенками швеллеров поперечной балки болтами, которые образуют плоский шарнир, обеспечивающий поворот стойки опоры в плоскости, в которой расположена ось балки. Две другие грани при помощи цилиндрического пальца соединены со стойкой опоры и образуют плоский шарнир, обеспечивающий поворот стойки опоры в плоскости, перпендикулярной оси балки. Такая конструкция эквивалентна сферическому шарниру и обеспечивает поворот стойки в любой из вертикальных плоскостей. Фундаменты рассчитаны на нагрузки опоры ПОМ-220+5, установленной во втором ветровом и в первом гололедных районах, на которой подвешены провода марки АСО-400 и трос С-50. Изготовление конструкций фундаментов, в том числе на винтовых сваях, было выполнено в ПРП ЮКЭС АО «Карелэнерго». Для изготовления винтовых свай была изготовлена специальная оснастка. Винтовые сваи, изготавливались из стали ВСТЗСП5 методом горячей штамповки. Стволы свай выполнены из труб диаметром 219 мм, лопасти из л иста толщиной 10 мм. Сваи завинчивались тросовым кабестаном. 8.5. К ВИНТОВЫМ СВАЯМ ПРОЯВЛЯЮТ ИНТЕРЕС ГАЗОВИКИ, НЕФТЯНИКИ, ЭНЕРГЕТИКИ И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИКИ. СЕГОДНЯ НА НИХ ОБРАТИЛИ ВНИМАНИЕ УЖЕ И В ГРАЖДАНСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ В конце августа 2002 г. в Стрельне, под Санкт-Петербургом, сваи уже не забивают, а завинчивают без грохота и сотрясений земли. Здесь все необычно: высокая несущая способность сваи даже для слабого грунта, тихое и плавное погружение на проектную глубину (от 3-6 м) и сама установка для завинчивания — экскаватор ЕТ-14 с механизмом завинчивания (гидрокабестаном) вместо ковша (рис, 8.10.). Гидрокабестан можно навешивать на различную самоходную строительную технику, что делает ее многофункциональной. На объекте в Стрельне для этих целей был использован колесный экс-
каватор. Захватив патроном кабестана сваю (рис. 8,10,}, экскаватор устанавливает ее вертикально в проектную точку и приступает к завинчиванию. В Стрельне таким способом завинчено более 500 свай с диаметром ствола 219 мм и лопастью 1000 мм. Применение винтовых свай и анкеров по сравнению с традиционными методами устройства фундаментов (забивка, вибропогружение, вдавливание, изготовление винтовых буронабивных свай) дает заметный техноэкономический эффект: сокращается продолжительность и объем работ, уменьшается расход металла (более короткие и меньшего поперечного сечения) и др. строительных материалов на 30-50%. Винтовые сваи малых диаметров привлекательны для возведения фундаментов малоэтажного строительства. Безусловно, привлекательна не сама идея построить дом на винтовых сваях, а их возможности и конкурентоспособная цена, в сравнении с другими видами фундаментов. В 2003 г. в пригородах Петербурга, области и даже в самом городе на винтовых сваях построено немало домов как элитных, так и обычных. Так, Шуваловская деревня в Стрельне (сразу за Константиновским дворцом), которая уже сдана в эксплуатацию, возведена на фундаментах из винтовых свай большого диаметра (диаметр ствола 219 мм, лопасти — 1000мм). Первые сеаи там начали завинчивать в августе прошлого года и тем не менее закончили в непривычно сжатые сроки для строительства целого поселка (завинчено более 500 свай) и тем более - в лучших традициях русского деревянного зодчества. Здесь даже водонапорная башня и ресторанчик в виде парусника возведены на винтовых сваях.
Применение в этом районе винтовых свай обусловлено не желанием удивить состоятельного заказчика, а крайне не благоприятными грунтами; их неоднородность и высокий уровень грунтовых вод, а также близкое к поверхности залегание глины делали этот живописный участок питерской земли малопригодным для застройки. Классические фундаменты здесь вели к значительному повышению стоимости общестроительных и земляных работ, а также увеличению сроков строительства. Погружение свай осуществлялось навесным оборудованием к экскаватору в виде гидрокабестана (рис. 8.11.). Следующий фундамент на винтовых сваях был построен в Гавани (Наличная улица) на выставочной площадке Центра коттеджного строительства. Винтовые сваи здесь использовались не столько из-за неблагоприятных грунтов (обратная засыпка болота строительным мусором), сколько из-за начала фундаментных работ зимой (промерзлый грунт и отрицательные температуры) и сжатых сроков строительства. Существовало еще одно жесткое ограничение свести к минимуму земляные работы (обилие наружных инженерных сетей). Сваи здесь применялись малого диаметра: лопасти 300 мм и стволы 109 мм, что позволяло завинчивать их вручную четырем рабочим. Сваи малого диаметра весьма целесообразны для фундаментов дачного строительства. Только в течение этого года возведены фундаменты на винтовых сваях в п. Мельничный ручей (г. Всеволожск), в садоводстве под Петергофом, в Барашево и других районах Ленобласти. На каждом из этих объектов винтовые сваи имели ярко выраженный экономический эффект как для заказчика, так и для строителей. Винтовые сваи оказываются оптимальным вариантом для бревенчатых, панельных и каркасных домов. Как выглядят фундаменты из винтовых свай, показано на рис. 8.12., 8.13.
|