Свайные фундаменты на винтовых сваях в условиях Крайнего Севера

Строительство в Московской области развивается интенсивно, к сожалению, в процессе, как капитального строительства, так и текущего ремонта происходят несчастные случаи, в том числе и со смертельным исходом. Если взять статистику за 2015-2017 гг. можно увидеть, что в 2015 году произошло 17 несчастных случаев со смертельным исходом, в 2016 - 16, а в 2017 году 11 несчастных случаев.

Если смотреть на гистограмму произошедших несчастных случаев можно отметить растущую тенденцию всех несчастных случаев, так в 2016 году произошло 16 НСС, что на 6% (17-16/17*100=6%) меньше чем в 2015, а в 2017 году по сравнению с 2016 годом произошло на 31,25% меньше (16-11/16*100=31,25%), в 2017 году произошло снижение НСС по сравнению с 2015 году на35,2% (17-11/17*100=35,2%).

Анализируя все данные можно предположить что в 2018 году процент НС снизится, в общем на 24,15 % (35,2+31,25+6)/3=24,15%. Заключение

Большинство НСС в строительной отрасли приходятся на весенне - летний период, это связано с пониженной проходимостью рабочих транспортных средств, а так же длительные простои из-за погодных условий. Однако в виду совершенствования инструментов для обеспечения безопасности условий труда, в среднем травматизм должен уменьшиться на четверть. Список использованной литературы:

1. Отчет о деятельности Федеральной службы по труду и занятости за 2015-2017 гг, https://www.rostrud.ru/press_center/doklady/otchety-o-deyatelnosti-federalnoy-sluzhby-po-trudu-i-zanyatosti/

2. Международная Организация труда. Учебное пособие «Безопасность, гигиена труда и санитарно -бытовые условия на строительных площадках». 2005. - с. 50.

3. Доклад о состоянии условий и охраны труда в городе Москве за 2016 год. - М.: Департамент труда и социальной защиты населения, 2017 - 120 с.

4. Майструк А.В. Системный анализ и военное прогнозирование: учеб. пособ. - Балашиха: ВА РВСН имени Петра Великого, 2017. - 109 с.

© Карпов Р.Е., 2018

УДК 692.115

А.А. Опалихина

магистрант 2 курса напр. «Строительство», СПбГАСУ, г. Санкт-Петербург, РФ Е-mail: opalihina@ mail.ru

СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ НА ВИНТОВЫХ СВАЯХ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

Аннотация

В работе рассмотрены проблемы возведения фундаментов на вечномерзлых грунтах, описаны типы свайных фундаментов, которые применимы в условиях Крайнего Севера. Предложена оптимальная технология строительства с использованием винтовых свай. Описаны преимущества данного типа фундамента и возможные варианты совершенствования.

Ключевые слова:

Вечномерзлые грунты, буроопускные сваи, опускные сваи, бурозабивные сваи, бурообсадные сваи, винтовые сваи.

Мерзлый грунт с одной стороны является прекрасным основанием для строительства зданий и

сооружений, он обладает огромной прочностью и способен воспринимать большие нагрузки. Однако строительство в условиях вечной мерзлоты является достаточно трудоемким и дорогостоящим процессом. Грунт в районах крайнего севера претерпевает сезонные циклы замерзания и оттаивания, подвержен повышению среднегодовых температур и влиянию различных техногенных факторов.

Вода, содержащаяся в верхних слоях земли над мерзлым грунтом, замерзая, увеличивается в объеме на 9%, это приводит к вспучиванию земли. Вместе с поднятием грунта приподнимается все, что находится на поверхности земли или в ее верхних слоях. Сложность заключается в том, что вспучивание происходит неравномерно: в одних местах земля поднимается больше, в других меньше, в одних раньше, а в других позже. В результате сооружения деформируются, трескаются и перекашиваются.

Весной наступает другая проблема. Земля начинает оттаивать, грунт размягчается и здание оседает. Также как и при замерзании, оттаивание происходит неравномерно по длине здания и это приводит к дополнительным деформациям.

Так, например, когда землю пучит при замерзании, и она тащит с собой вверх зарытые в нее столбы и фундаменты, то при оттаивании земли они часто не садятся обратно на свои места. Земля опустилась, а столб остался «выпученным». В следующую зиму все повторяется снова, и столб выпучивается еще больше [1].

При строительстве в условиях крайнего севера применяют два принципа использования мерзлых грунтов в качестве основания для сооружения.

Первый принцип основан на сохранении вечномерзлого грунт в его первоначальном состоянии. Основная задача - не дать верхнему слою грунта изменить свои свойства под воздействием тепла в процессе возведения и при дальнейшей эксплуатации сооружения. Данный принцип применяется в тех случаях, когда сохранение верхнего слоя в его исходном состоянии экономически целесообразно.

Технология строительства заключается в организации мероприятий по уменьшению температуры грунтового основания до расчетных значений. Для этого используют искусственное охлаждение грунта с помощью специальных охлаждающих камер, подполье делают холодным и вентилируемым, также предусматривают теплоизоляционные слои под всей конструкцией и установку сезоннодействующих охлаждающих устройств жидкостного или парожидкостного типов - СОУ [2].

Проектирование основы зданий по второму принципу допускает оттаивание грунта. В этом случае грунт оттаивают перед возведением фундамента, либо проводят трудоемкие расчеты и допускают, что основание будет оттаивать во время эксплуатации здания. Постепенное оттаивание вечномерзлых грунтов возможно до тех пор, пока деформация оттаивающего основания не превысит предельно допустимых значений.

Практика строительства показывает, что здания и сооружения в условиях Крайнего Севера строятся в основном по первому принципу, т.е. с сохранением мёрзлого состояния грунтов оснований в период строительства и при дальнейшей эксплуатации. Основным типом фундаментов, применяемых при строительстве по данному принципу, являются свайные фундаменты.

В многолетнемерзлом грунте возможно использование свай следующих типов:

- буроопускные - сваи, которые свободно погружаются в скважины с диаметром не менее чем на 5 см превышающим размер поперечного сечения сваи, свободное пространство заполняется раствором.

- опускные - сваи, которые свободно или с пригрузом погружаются в предварительно оттаянный

грунт.

- бурозабивные (забивные) - сваи, которые погружаются забивкой в лидерные скважины с диаметром меньшим наибольшего поперечного сечения сваи, сваи рассчитаны на восприятие ударных нагрузок (рис. 1).

- бурообсадные - полые сваи и сваи-оболочки, которые погружаются в грунт путем его разбуривания в забое через полость сваи с периодическим осаживанием погружаемой сваи.

- винтовые - полые сваи с винтом или одной или несколькими лопастями, которые погружаются завинчиванием в лидерные скважины (без лидерных скважин), диаметр которых меньше наибольшего

поперечного сечения ствола сваи [2].

Винтовые сваи на протяжении многих лет активно применяются в условиях Крайнего Севера. Это обуславливается небольшими габаритами и высокими эксплуатационными показателями свай, а также уникальной технологией установки.

Рисунок 1 - Способы погружения свай в вечномерзлые грунты: а - буроопускной; б - бурозабивной; в - забивной; г - опускной; 1 - столб (свая); 2 - засыпка из местного грунта; 3 - цементно-песчаный раствор; 4 - свая; 5 - лидерная скважина; 6 - оттаянный грунт

В условиях Крайнего Севера, когда доставка материалов возможна только зимой по временным автодорогам, качество дорожного покрытия может не соответствовать требованиям, позволяющим перемещать крупнотоннажные автомобили по устаревшим трассам. Сравнительно небольшой размер конструкций винтовых свай и компактность используемой техники, делают их пригодными для использования в данных экстремальных условиях.

Технология устройства винтовых свай отличается предельной простотой, не требуются специальное оборудование и строительная техника, сварочные и подготовительные работы. Такие сваи способны выдерживать существенные нагрузки и их срок службы составляет не менее 80 лет.

Строительство фундамента с использованием винтовых сваях можно вести в любое время года, к тому же сроки его возведения значительно меньше по сравнению с остальными технологиями устройства фундаментов, что сокращает затраты и является более выгодным с экономической точки зрения.

Установка винтовой сваи в вечномерзлые грунты выполнятся в следующей последовательности:

- 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;

- 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

[3].

Районы Крайнего Севера - это территория, где возведение фундаментов требует больших трудозатрат и является экономически невыгодным. Оптимальным решением, удовлетворяющим суровым климатическим условиям, является строительство фундаментов на винтовых сваях. Дальнейшее совершенствование конструкции свай, повышение их несущей способности, применение

автоматизированных средств и технологий позволят сделать возведение фундаментов на винтовых сваях еще более востребованным в условиях Крайнего Севера.

Список использованной литературы

1. Каптерев П. Н. Вечная мерзлота и борьба с ней//Наука и жизнь. 1936. №11.

2. СП 25.13330.2012 ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ Актуализированная редакция СНиП 2.02.04-88. - М.: Минрегион РФ, 2012

3. Турдагина Ю.П. Винтовые сваи в вечномёрзлых грунтах// Молодежь и наука: сборник материалов Х Юбилейной Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, посвященной 80-летию образования Красноярского края. 2014. URL: conf.sfu-kras.ru/sites/mn2014/pdf/d03/s48/s48_012.pdf (дата обращения: 215.05.201808).

© Опалихина А.А., 2018

УДК 621.313

Пашали Д.Ю.,

факультет авионики, энергетики и инфокоммуникаций, Уфимский государственный авиационный технический университет,

г. Уфа, Россия, dipashali@mail. ги Родыгин А.А.,

факультет авионики, энергетики и инфокоммуникаций, Уфимский государственный авиационный технический университет,

г. Уфа, Россия, art.rodigin@yandex.ru Денисенко А.В., факультет информатики и робототехники, Уфимский государственный авиационный технический университет,

г. Уфа, Россия, denisenko. аЛет@таП. ги Пашали В.М.,

факультет авионики, энергетики и инфокоммуникаций, Уфимский государственный авиационный технический университет,

г. Уфа, Россия, pashalivera@mail. ги

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВНЕШНЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ИНДУКЦИОННЫХ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ МАШИН С ЦЕЛЬЮ ДИАГНОСТИКИ

Аннотация

В статье проведено компьютерное моделирование внешнего магнитного поля индукционной магнитогидродинамической машины с целью диагностики статического эксцентриситета.

Ключевые слова:

компьютерное моделирование, внешнее магнитное поле, индукционная магнитогидродинамическая машина, диагностика