В большинстве случаев промежуточные опоры эстакад представляют собой П-образные рамы, опирающиеся на массивные плитные фундаменты или комбинированные основания. Однако в рамках проектов uST акцент, как правило, делается на скорости строительства, минимизации земляных работ и снижении зависимости от погодных условий.
Вместо традиционного плитного фундамента инженеры используют сборные железобетонные забивные сваи со стальным оголовком. Такая конструкция позволяет значительно ускорить возведение опорных фундаментов, предполагая отсутствие опалубки, минимальную подготовку котлована, исключение длительного ожидания набора прочности бетона. Результаты исследования опубликованы в официальном университетском сборнике Международной научно-практической конференции «Инновационное развитие транспортного и строительного комплексов».
Конструкция и особенности
Предлагаемый фундамент базируется на сваях по серии Б1.011.1-2.08, с металлическим оголовком. Металлический оголовок в форме трубы решает сразу несколько задач: корректирует возможную неровность забивки сваи, предотвращает отрицательное трение грунта при морозных пучениях и выполняет роль противоударной защиты. После установки оголовка внутрь сваи заливается мелкозернистый бетон, а стойка промежуточной опоры соединяется с ней через фланцевый стык.
Расчет для конкретного случая, проекта «Юнилайт», с высотой опор около 15 метров и шагом 250 метров при массе транспортного средства около трех тонн показал, что напряжения в оголовке и в стальном фланце остаются ниже допустимых для стали марки С355. Значит, несущая способность сваи и грунтового основания обеспечена.
Особенности такой схемы сводятся к ряду моментов:
- нет необходимости в опалубке и долгом ожидании набора прочности – можно существенно выиграть время;
- можно устанавливать сваи практически в любых погодных условиях (включая холодный сезон и влажный грунт), что обеспечивает непрерывность работ;
- высокая производительность благодаря применению специализированного оборудования для забивки свай; снижение объемов земляных работ и площадей котлованов;
- универсальность: система подходит для различных типов грунтов, включая слабые и неоднородные, без необходимости в сложной подготовке основания.
По словам инженеров-проектировщиков, применение этой схемы позволяет сократить сроки возведения промежуточных опор более чем в десять раз по сравнению с традиционными плитными фундаментами.
Инженерные расчеты
Существенной переменной во время строительства служит анализ горизонтальных перемещений свай на различных типах грунта. Ниже приведены расчеты смещения забивной сваи для пяти вариантов самых распространенных грунтов.
| Грунт | Длина сваи, L, метры | Горизонтальные перемещения сваи, Е, миллиметры |
| Суглинок текучепластичный (IL = 0,9) | 10 | 34,5 |
| Суглинок полутвердый (IL = 0,5) | 5 | 28,8 |
| Супесь пластичная (IL = 0,7) | 7 | 32 |
| Супесь твердая (IL = 0,1) | 5 | 26 |
| Песок мелкий (е = 0,71) | 5 | 27,1 |
Результаты показывают, что система обеспечивает достаточную жесткость и устойчивость всей конструкции — горизонтальные сдвиги находятся в пределах допустимых для сооружений такого типа.
Перспективы технологии
Инженерное решение демонстрирует тот самый баланс, которого требуют современные транспортные системы: легкость, скорость монтажа, универсальность применения и долговечность. Использование сборных свайных фундаментов с металлическим оголовком позволяет уйти от громоздких плитных оснований и обеспечить высокую производительность строительства без ущерба для надежности транспортной структуры.
Для сетевых транспортных эстакад, где опоры могут исчисляться десятками или даже сотнями на километр маршрута, именно такие оптимизированные решения способны стать технологическим ключом к масштабируемости и экономической эффективности.