25. Особенности проектирования и расчета свайных фундаментов перекачивающих агрегатов.

Свайные фундаменты применяются в тех случаях, когда при проектировании не удовлетворяются условия:

1. и

где с0 и с1 – к-нты условий работы.

2. Строительная площадка сложена из сильно и неравномерно сжимаемых грунтов, использование которых может привести к неравномерным осадкам и перекосам.

3. Стеснённость строительной площадки не позволяет размещать фундамент на естественном основании.

Расстояние между центрами свай следует принимать:

При выборе свай необходимо учитывать следующее:

1.Под фундамент для машин с преобладанием вертикальных динамических нагрузок рекомендуется применять ж/б сваи сплошного сечения

2.Для фундамента, загруженного горизонтальными динамическими нагрузками могут применяться, как сваи сплошного сечения так и полые круглые сваи, а также трапецевидные сваи.

При значительных горизонтальных нагрузках рекомендуется увеличить глубину заделки оголовка сваи на (1,5-2)d. Общее количество свай назначается, исходя из их общей несущей способности при действии статической нагрузки с последующей проверкой динамическим расчётом.

Статический расчёт, определение несущей способности свайных фундаментов перекачивающих агрегатов:

Расчёт несущей способности сводится к проверке условия:

,

где N - расчётная нагрузка, передаваемая на одну сваю,

F_d – расчётная несущая способность одной сваи,

n – кол-во свай

_к – к-нт надёжности.

Сваи-стойки:

,

_с – к-нт условия работы сваи в грунте,

R – расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи-стойки,

А – площадь опирания.

Висячие сваи:

,

_cr, _cf – к-нты условий работы грунта (_cr – под нижним концом сваи, _cf – по боковой поверхности),учитывающие влияние способа погружения на расчётное сопротивление сваи,

U – наружный периметр поперечного сечения сваи,

h_i – толщина i-го слоя грунта, м,

f _i – расчётное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи.

Особенности динамического расчёта свайных фундаментов:

Постановка задачи: все сваи свайных фундаментов заменяются одним эквивалентным упругим стержнем с распределённой массой m_св; нижний конец опирается на упругую пружину, а к боковым поверхностям присоединяются упругие связи, моделирующие соответственно к-нты жёсткости в плоскости острия K_z1 и по боковой поверхности K_z2.

А – конструктивная схема,

Б – схема с распределёнными параметрами,

В – упрощённая расчётная схема.

,

₀, - к-нты приведения, соответственно жёсткости основания и массы системы с распределёнными параметрами к системе с одной степенью свободы.

Расчёт свайных фундаментов на колебания проводится по тем же формулам, что и на естественном основании, но вместо m, K_z, K_x, K_ вводятся приведённые значения.

26.Бетонные работы при возведении монолитных фундаментов перекачивающих агрегатов.

Бетонирование фундамента нужно выполнять при положительных температурах наружного воздуха. Если бетонирование ведется при отрицательных температурах, то следует принять меры по утеплению уложенной бетонной смеси. Перемерзший бетон теряет прочность и рассыпается. В сухую жаркую погоду опалубку перед бетонированием увлажняют, чтобы влага из бетона не впитывалась в доски опалубки.

Бетон на строительную площадку поставляется автотранспортом (автобетоносмесителями) или изготавливается на месте при помощи передвижных бетоносмесителей. Во время доставки затворенной водой бетонной смеси к месту укладки необходимо предотвратить утечку цементного молока, попадание атмосферной влаги и замораживание.

Бетонирование фундамента ведется слоями с уплотнением каждого слоя вибраторами или штыкованием. Подают бетонную смесь к месту укладки в бадье или бетоноукладчиком. Спуск бетонной смеси с высоты, во избежание расслоения,выполняется с соблюдением следующих правил:

* высота свободного сбрасывания бетонной смеси в армированные конструкции не должна превышать 2 м, а при подаче на перекрытия — 1 м;

* спуск бетонной смеси с высоты более 2 м должен осуществляться по виброжелобам, обеспечивающим медленное сползание смеси без расслоения.

Самым надежным методом уплотнения бетонной смеси считается вибрирование. Для этого используют глубинные (внутренние), площадочные (поверхностные) и наружные вибраторы, применение которых зависит от вида конструкции.

Вибрирование снижает силу сцепления между зернами бетонной смеси, и она хорошо уплотняется. Продолжительность вибрирования зависит от пластичности бетонной смеси.

Чрезмерное вибрирование бетонной смеси недопустимо, так как может привести к ее расслоению. При вибрировании бетонной смеси следует соблюдать следующие требования:

шаг перестановки внутренних вибраторов не должен превышать полуторного радиуса их действия;

глубина погружения внутреннего вибратора в бетонную смесь должна обеспечивать частичное углубление его в ранее уложенный затвердевший слой бетона (для лучшей связи слоев между собой);

при извлечении вибратора в бетонной смеси не должна образовываться воронка;

шаг перестановки поверхностных вибраторов должен обеспечивать перекрытие на 100 — 200 мм площадкой вибратора границ уже провибрированного участка;

Толщина слоев укладываемой бетонной смеси не должна превышать:

при внутреннем вибрировании — 1,25 длины рабочей части вибратора;

при поверхностном вибрировании неармированных конструкций и армированных одиночной арматурой — 250 мм. в конструкциях с двойной арматурой — 120 мм.

Основными признаками уплотнения бетонной смеси являются:

прекращение оседания бетонкой смеси;

появление цементного молока на поверхности;

прекращение выделения пузырьков воздуха.

Монолитность бетонной конструкции фундамента обеспечивается непрерывным бетонированием. Если это сделать не удается, — устраивают рабочие швы, под которыми понимают плоскость стыка между затвердевшим старым и свежеуложенным бетоном. Рабочие швы могут быть горизонтальными или вертикальными. Возобновлять прерванное бетонирование можно в том случае, если бетонная смесь приобрела прочность не менее 1, МПа, а также если ранее уложенная бетонная смесь при вибрации разжижается, то есть процесс ее кристаллизации находится еще в начальной стадии. Перед началом укладки бетона поверхность рабочего шва промывают, а цементную пленку очищают стальной щеткой.

При бетонировании в условиях отрицательных температур прочность монолитной конструкции к моменту возможного замерзания указывается проектом производства работ.

В любом случае прочность бетона до замерзания должна составлять не менее:

* для бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой — 50 % прочности при проектной марке бетона 150, 40 % для бетонов марки 200 — 300 и 30 % для бетонов марки 400 — 500;

* для конструкций с предварительно напрягаемой арматурой, пролетных строений и других ответственных железобетонных конструкций — 70 % проектной прочности. Эти требования не распространяются на бетоны с противоморозными добавками.

26,27. БЕТОННЫЕ РАБОТЫ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ МОНОЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ. Особенности бетонирования монолитных фундаментов в зимних условиях.

Под зимним принято считать что период зимнего бетонирования когда среднесуточная температура менее 5 С, а в течении суток температура ниже 0 С.Для зимнего бетонирования существует понятие критическая прочность бетона. Это прочность бетона после которой замораживание уже не вносит необратимых процессов в структуру бетонного камня, а замороженный бетон оказавшись в н.у. набирает свою проектную прочность. В10 – В15 R_кр  0,5 R₂₈; В20 – В40 R_кр0,4 R₂₈; В40 – В50 R_кр0,3 R₂₈. для ответственных и предварительно напряженных конструкций R_пр =0,7 R₂₈. Степень массивности бетонных конструкций оценивается модулем поверхности , где-суммарная площадь охлаждаемой поверхности бетона,V – объем конструкции, чем больше М_п, тем конструкция ажурнее и, чем меньше М_п - тем конструкция массивнее. Скорость остывания при всех видах зимнего бетонирования зависит от М_п, при М_п более 10, скорость остывания не должна превышать 10° в час, при М_п= 510 скорость остывания до 5° в час. Опалубку рекомендуется снимать не ранее, чем когда температура смеси = 25° С, не допуская примерзания опалубки к бетону.

При бетонировании в зимнее время соблюдают следующий порядок загрузки материалов:

- При подаче воды одновременно загружают щебень или гравий, а после заливки необходимого количества воды, добавляют песок, цемент и остаток воды.

- Продолжительность перемешивания в зимних условиях возрастает в 1.5 раза по сравнению с летними условиями.

Существующие методы зимнего бетонирования делятся на 2 группы:

1) метод бетонирования с безподогревным выдерживанием бетона.

а) метод термоса (применят при М_п менее 6, метод основан на использовании выделяемого тепла в процессе гидратации а так же тепла внесенного в процессе изготовления бетона – горячая вода 50-70 С ). Для уменьшения теплопотерь опалубку и бетонируемую конструкцию утепляют теплоизоляционными материалами. Время выдерживания рассчитывается по приближенной формуле: часов,

где - тепло внесенное, ЦЭ – тепло гидратации, С_б-удельная теплоемкость бетона, γ_б- плотность бетона, t_бн, t_бк, t_бср – начальная, конечная и средняя температуры бетона, t_нв – температура наружнего воздуха, Ц – содержание цемента в бетоне, Э – тепловыделение одного кг цемента за время твердения, К – коэффициент теплопередачи опалубки.

При использовании данного метода часто применяют химические вещества, понижающие температуру замерзания воды (NaCl и др.).

б) метод горячего термоса (заключается в фиксированном кратковременном нагреве бетонной смеси непосредственно перед укладкой и последовательном выдерживании по методу термоса. Перед затвердением нагревают на 7 – 15 минут при температуре 70-80 С и после этого укладывают в опалубку)

2) с искусственным обогреванием бетона В основном применяются электрические методы подогрева, а) электроподогрев – электродный и периферийный, б) электроиндукционный подогрев, в) электроразогрев. Электродный подогрев наиболее экономичен и эффективен. Но его область применения ограничена трудностью обеспечения равномерности прогрева в густоармированных конструкциях.

1. Разогрев и изотермический подогрев.

При этом методе прочность бетона должна быть достигнута к моменту изотермического прогрева и прирост прочности за время остывания бетона не учитывается. Рекомендуется при М_п>10.

2. Разогрев, изотермический подогрев и остывание.

При этом методе необходимая прочность бетона обеспечивается к моменту его схватывания. Применим при 6 М_п 15.

3. Разогрев и остывание. Необходимая прочность бетона обеспечивается к концу остывания при М_п 8.

4. Ступенчатый подъем температуры. Сначала производят прогрев при температуре 40…50 ° С в течение 1…3 часов, а затем подъем температуры до максимально допустимой температуры изотермического прогрева и далее дают остыть. Заданная прочность может быть достигнута к концу изотермического прогрева или к концу остывания. Применяется для предварительно напряженных конструкциях.

Для электродного обогрева ,

Количество тепла определяется по формуле Джоуля-Ленца .

Индукционный нагрев бетона основан на использовании тепла, выделяемого при прохождении вихревых токов в металлической опалубке и арматуре нагреваемой конструкции, находящейся в электромагнитном поле индуктора(катушка) при пропускании по ней напряжения. Применяется в основном для термообработки конструкций небольшого сечения. Данный метод позволяет за 12-20ч получить прочность равную 50…70% от R₂₈. «+» : 1) равномерный нагрев конструкции по сечению

2) возможность предварительного обогрева металла опалубки и арматуры до укладки бетона.3) исключение бросовых расходов металла.

Электрообогрев можно производить электронагревателями, установленными в опалубке, конструкции(ТЭНы, греющие кабели, инфракрасные излучатели). При использовании инфракрасных излучателей энергия передается конструкции волнами лучистой энергии, длиной волны от 0,76 до 100 микром. При прохождении слоя воздуха потери тепла незначительны, источниками являются трубчатые излучатели – тэны, и лампы инфракрасного излучения.

Обогрев паром, горячим воздухом или в тепляках. Обогрев паром заключается в создании вокруг конструкции паровой рубашки, обеспечивающей требуемый температурно-влажностной режим для ускорения твердения бетона. Пар подается в рубашку под давлением 0,5…0,7 атм. и температурой 70…95 ° С. Недостатки: большой расход пара и сложность отвода конденсата из рубашки. Для воздушно-теплового обогрева используют ограждения, применяемые для образования паровых рубашек и различного рода обогревателей-электрокалориферы. Недостаток – трудность обеспечения равномерного температурного поля. Широко используется обогрев в тепляках, в качестве которых применяют надувные приспособления – пневмооболочки.