Введение к работе
Современная мировая строительная практика показывает, что доля фундаментов на буровых сваях в общем объеме строительного производства продолжает возрастать. Устройство фундаментов глубокого заложения на буровых сваях в настоящее время является основным способом фундирования мостовых опор больших и внеклассных мостов. Диссертация посвящена решению одной из перспективных научно-технических проблем - совершенствованию тех-, пологий подводного бетонирования буровых свай при сооружении фундаментов мостовых опор.
Актуальность темы
Наряду с известными преимуществами буровые сваи имеют и недостатки, органически присущие традиционной технологии их сооружения. Это повышенный расход бетона на единицу несущей способности по грунту,- например, для забивных свай в среднем отношение несущей способности к объему бетона составляет около 5Q0 кН /м\ в то время как для буровых свай этот показатель колеблется от 50 до 110 кН/м3. Использование литой бетонной смеси, пассивно заполняющей разбуренную скважину,.приводит к повышенному расходу цемента, а также к пониженной прочности бетона. Указанные недостатки буровьїх свай отражены в действующих нормативных документах, введением . коэффициентов условий ра-
боты свай, понижающих их несущую способность по фунту и бетону тела сваи. Иными словами при проектировании мостовых фундаментов на буровых сваях имеются резервы при расчете по первому предельному состоянию - по несущей способности фунтового основания и материала сваи, и по второму предельному состоянию по долговечности и надежности конструкции.
Для приближения физико-механических характеристик подводного бетона к бетону, укладываемому на суше, могут, быть использованы малоподвижные бетонные смеси с осадкой конуса 0-6см. Разработанная ВНИИГС технология подводного бетонирования с вибрацией укладываемой смеси показала действительные преимущества такого способа бетонирования. Слабым местом предложенной технологии оказалось отсутствие надежного- вибро-возбудіггеля способного возбуждать колебания достаточной мощности для работы под водой на значительной глубине. Использование для этой цели серийных образцов вибраторов не обеспечило требуемой надежности оборудования, что особенно важно при бетонировании глубоких обводненных скважин, где отказ оборудования чреват трудно устранимым браком.
Таким образом в современной строительной практике проблемы повышения эффективности использования материала в буровой свае и качества ее бетона остаются нерешенными. Один из вариан-
тов решения поставленных проблем найден в проведенных исследованиях.
Цель настоящей работы - исследование технологических возможностей объемного вибрационного воздействия на формирование несушей способности песчаного грунтового основания и физико-механические свойства бетона буровых свай, сооружаемых с использованием технологии подводного бетонирования методом ВИТ
Методика выполнения исследований При выполнении работы были испольюааны следующие методы исследовании:
-
Лабораюрное моделирование внбраннонною воздействия виб-рооріана на уплотняемый маїериал на физических моделях в маснії або 15. .
-
Лабораюрное моделирование процесса формирования уплощенною песчаного грушовою основания на крупномасштабных моделях ( 12, 1-І) свай оболочек. При. разработке программы ОПЫ1НЫЧ лабораторных 'исследований и обработке их результатов использовали аппарат математической теории планирования эксперимента,
3. Лабораторное моделирование" полного'технологического процесса беншироваиия полости буровой скважины в масштабе 1:2,
4. Натурные исследования взаимодействия опытной буровой сваи
с уплотненным при виброштамповании грунтовым основанием, и определение свойств полученного бетона буровых свай.
5. Теоретические исследования взаимодействия штампа и уплот
няемого материла, общей устойчивости вибросистемы, прогнози
рования осадки жесткого штампа на уплотняемом песчаном ос
новании, определение резонансных явлений и амплитудно-
частотных характеристик вйбровоздействий.
При проведении экспериментальных 'исследований было использовано современное тензометрическое оборудование и соответствующее метрологическое обеспечение. Натурные испытания и измерения проводили в соответствии с действующими стандартами.
Научная новизна
Теоретически исследовано взаимодействие рабочего органа
и уплотняемой среды, при этом определены рациональные парамет
ры технологического оборудования, обеспечивающие общую ус
тойчивость вибрационной системы во всех технологических фазах и
Исходные требования на его проектирование.
* Предложен и подтвержден модельными экспериментами
графический метод инженерного прогноза осадок жесткого круг-
Лого Штампа на уплотняемом основании.
.7
Проведено экспериментальное исследование взаимодействия рабочего органа и уплотняемого материала.
Экспериментально, в натурных условиях, уточнены коэффициенты условий работы при определении несущей способности сваи по грунзу и прочности бетона тела сваи, показатели его морозостойкости и водонепроницаемости, при использовании глубинного объемного вибрршгампования подводной бетонной смеси.
Практическая ценность Результаты исследований использованы при усилении грун-тоиого основания опоры №2 моста ч/р Чусовую в г. Перми. Разработаны и согласованы Федеральным Дорожным департаментом "Рекомендации на проектирование, производство и приемку работ по устройству буровых свай с объемным виброштаыпованйем бетонной смеси укладываемой под воду" для строительства моста ч/р Волгу в г. Волгограде". .
Апробация работы
Материалы исследований докладывались и получили одобрение на 14 и 15 научно-технических конференциях молодых специалистов и аспирантов Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства (ЦНИИС) ( Москва 1987, 1989г ), на Всесоюзной научно-технической конференции молодых
ученых и специалистов по механике грунтов и фундаментострое-иию. На базе ВНИИОСП им. Герсиванова (Звенигород, 1989г.) . На заседаниях научно-технического совета Корпорации "Трансстрой" (Москва, 1995 и I996rr.)f на научно - практическом семинаре "Технология работ и контроль качества содержания, ремонта, реконструкции и строительства мостов " в г. Павловске в октябре !996г.
На защиту выносятся:
Результаты модельных и натурных экспериментов и, разработанный на их основе технический регламент сооружения буровых свай методом виброштампования бетонной смеси, укладываемой под воду.
Структура и объем работы
