Экзаменационный билет № 9

1. Область применения свайных фундаментов, последовательность проектирования.

Сваями называют погружаемые или сформированные в грунте в вертикальном или наклонном положении относительно длинные элементы, передающие нагрузки на нижележащие слои грунта ос­нования. Фундаменты из свай часто применяют при наличии в верхней зоне грунтов основания слабых грунтов, когда, возникает необ­ходимость передачи нагрузки от сооружения на более плотные грунты, залегающие в данном случае на некоторой, иногда значи­тельной, глубине. В условиях современного строительства свайные фундаменты используют очень широко. Большинство жилых и общественных зданий с количеством этажей более девяти возводят на свайных фундаментах. Свайным фундаментом считают группу свай, объединенных свер­ху специальной конструкцией в виде плит или балок, называемых ростверками, которые предназначены для передачи и равномерного распределения нагрузки на сваи. Ростверки, являясь несущими кон­струкциями, служат для опирания надземных конструкций зданий.

Фундаменты из одиночных свай используют только под легкие (каркасные здания), когда нагрузку, передаваемую колонной, может воспринимать одна свая. Ленточные фундаменты применяют в основном под несущие стены и другие протяженные конструкции. Кусты свай используют в основном под отдельные опоры (колонны и столбы). Сплошные свайные поля применяют под тяжелые многоэтажные и башенные сооружения. В практике современного строительства применение свайных фундаментов из сборных железобетонных свай и набивных опор оказывается целесообразным в зданиях и сооружениях, передающих значительные нагрузки на основание. При условии залегания на значительной глубине грунтов, кото­рые могут быть использованы в качестве оснований, как правило, применяют свайные фундаменты, которые способны передать на­грузки на большие глубины. Свайные фундаменты часто применяют в случаях, когда возведение фундаментов нерациона­льно из-за большого объема земляных работ, высокого расположе­ния уровня подземных вод, а также больших затрат на крепление стенок котлованов или необходимостью сохранения природной структуры грунтов.

Свайные фундаменты следует проектировать: исходя из конкретных условий строительной площадки на осно­ве данных инженерно-геологических, геодезических и гидрометео­рологических изысканий;

-расчетных нагрузок, действующих на фундамент; на основе данных, характеризующих конструктивные и техно­логические особенности проектируемого здания или сооружения, назначения и условий их эксплуатации;

-на основе результатов технико-экономического сравнения воз­можных вариантов проектных решений фундаментов; с учетом местных условий строительства. Без соответствующего и достаточного инженерно-геологиче­ского и технико-экономического обоснования проектирование свайных фундаментов не допускается.

-Свайные фундаменты проектируют в соответствии с указа­ниями СНиП 2.02.03—85 «Свайные фундаменты» (нормы проекти­рования).

2. Специальные методы производства бетонных работ (торкретирование, вакуумирование, подводное бетонирование).

1. Вакуумирование бетона является технологическим методом, позволяющим извлечь из уложенной бетонной смеси около 10... 25% воды затворения с сопутствующим или дополнительным уплотнением. Метод дает возможность применять бетонные смеси с по­движностью до 10 см, что упрощает и удешевляет их распределение и уплотнение, достигая при этом существенного улучшения физи­ко-механических характеристик затвердевшего бетона, соответству­ющих пониженному остаточному водоцементному отношению. В зависимости от типа конструкции вакуумирование производят либо сверху, либо со стороны боковых поверхностей возводимой конструкции. Горизонтальные и пространственные конструкции, например междуэтажные перекрытия, своды-оболочки, полы, вакуумируют сверху, применяя переносные жесткие вакуум-щиты или вакуум-маты, а стены, колонны и другие развитые по высоте конструкции — со стороны боковых поверхностей, используя для этого вакуум-опалубку. 2. Торкретирование бетона —технологический процесс нанесе­ния в струе сжатого воздуха на поверхность конструкции или опалубки одного или нескольких слоев цементно-песчаного раство­ра (торкрет) или бетонной смеси (набрызг-бетон) (в зарубежной практике носит наименование «шприцбетон»). Благодаря большой кинетической энергии, развиваемой частицами смеси, нанесенный на поверхности раствор (бетон) приобретает повышенные характе­ристики по прочности, водонепроницаемости, морозостойкости, сцеплению с поверхностями нанесения. В состав торкрета входят цемент и песок, в состав набрызг-бетона помимо цемента и песка входит крупный заполнитель размером до 30 мм. Растворы или бетонные смеси приготовляют на портлан-дцементах не ниже М400. 3. Подводное бетонирование — укладка бетонной смеси под водой без производства водоотлива. Применяют следующие методы подводного бетонирования: метод вертикально перемещаемой тру­бы, метод восходящего раствора, укладку бетонной смеси бункера­ми, метод втрамбовывания бетонной смеси.

Метод вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) применяют при бетонировании элементов конструкций на глубине до 50 м, защи­щенных от проточной воды, высокой прочности и монолитности возводимой конструкции. В качестве ограждения используют шпунтовые стенки, специ­ально изготовленную опалубку в виде пространственных блоков (ящиков) из дерева, железобетона, металла либо конструкции (пли­ты-оболочки, опускные колодцы и др.). Конструкция ограждения должна быть непроницаемой для цементного раствора. Для произ­водства работ над ограждением устраивают рабочую площадку, на которой устанавливают траверсу. К траверсе подвешивают стальной бетоновод, собираемый из отдельных бесшовных труб длиной 1... 1,2 м и диаметром 200... 300 мм на легкоразъемных водонепроницаемых соединениях). Сверху бетоновод оборудован воронкой для приема бетонной смеси, снизу—металлическим клапаном, который открывается в момент подачи бетонной смеси. Радиус действия бетонолитной трубы не более 6 м. Число труб, устанавли­ваемых в заопалубленном пространстве, определяют с учетом обя­зательного перекрытия всей площади бетонирования круговыми зонами действия труб. В начале бетонирования трубы опускают до дна с минимальным зазором, допускающим свободный выход смеси. В полость трубы вводят пакет из мешковины, а через загрузочную воронку подают бетонную смесь, под тяжестью которой пыж опускается к основа­нию трубы и вытесняет из нее воду. Бетонирование без подъема трубы продолжают до тех пор, пока бетонная смесь, заполнив все пространство бетонируемого блока, не поднимется выше конца трубы на 0,8 при глубине бетонирования до 10 м и не менее чем на 1,5 м при глубине до 20 м. Затем, не прекращая подачи бетонной смеси, трубу поднимают с таким расчетом, чтобы нижний ее конец постоянно располагался не менее чем на 0,8... 1,5 м ниже поверх­ности бетона.

.Метод восходящего раствора (ВР) бывает безнапорным и напор­ным. При безнапорном методе в бетонируемый блок устанавливают шахту с решетчатыми стенками), на всю глубину которой опускают стальную трубу 038... 100 мм, собранную из звеньев длиной до 1 м с водонепроницаемыми легкоразъемными соединениями. В заопалубленное пространство отсыпают каменную набро­ску), пустоты которой заполняют раствором, подаваемым через трубу. Заливку каменной наброски при бутобетонной кладке производят цементным раствором состава 1:1... 1:2, а при бетонной —цементным тестом. Цементный раствор и цементное тесто, подаваемое в шахту через трубу, должны сво­бодно растекаться и обволакивать заполнитель. Поэтому для при­готовления раствора применяют мелкие пески крупностью зерен не более 2,5 мм и с содержанием не менее 50% частиц не более 0,6 мм. Подвижность раствора должна быть 12... 15 см по конусу СтройЦНИЛа. Радиус действия каждой трубы 2...3 м. Заглублять трубы в укладываемый раствор необходимо на глубину не менее 0,8 м. По мере повышения уровня укладываемого раствора трубы поднимают, демонтируя их верхние звенья. Уровень раствора дово­дят на 100... 200 мм выше проектной отметки. Когда кладка достиг­нет прочности 2... 2,5 МПа, излишек раствора удаляют.При напорном методе заливочные трубы устанавливают без шахт в каменный или щебеночный заполнитель и через них нагнетают (инъецируют) под давлением цементный раствор (тесто). Метод ВР применяют при укладке бетонной смеси на глубине до 20 м. При методе укладки бункерами бетонную смесь опускают под воду на основание (или ранее уложенный слой) бетонируемого элемента в раскрывающихся ящиках, бадьях или грейферах и раз­гружают через раскрытое отверстие. Закрытые сверху бункера имеют уплотнение по контуру закрывания, которое препятствует вытека­нию цементного теста и прониканию воды внутрь бункера. Бетон­ную смесь выпускают при минимальном отрыве дна бункера от поверхности уложенного бетона, исключая тем самым возможность свободного сбрасывания бетонной смеси через толщу воды (рис. 7.55, в). Метод технологически прост, не требует устройства подмо­стей и допускает укладку бетонной смеси на неровное основание с большими углублениями и возвышениями. Однако бетонная кладка характеризуется слоистостью. Метод применяют при глубине до 20 м и если класс укладываемого бетона не выше В20.

Втрамбовывание бетонной смеси начинают с созда­ния бетонного островка в одном из углов бетонируемой конструк­ции при подаче смеси по трубе или бадьей с открывающимся дном. Островок должен возвышаться над поверхностью воды не менее чем на 30 см. Для втрамбовывания применяют бетонную смесь подвиж­ностью 5...7 см. Подводный откос островка, с которого начинают втрамбовывание, должен образовывать под водой угол 35...45° к