1. «Сенімді»топырақ; 2- «әлсіз» топырақ;

«Сенімді» топырақ бетіне жатқызылғанда іргетас орнату тереңдігі минимальді болады, схема-1 сурет 2.7 бойынша, үймерет ерекшеліктері мен климаттық жағдайын ескергенде. Егер топырақты бетінің қабаты «әлсіз» болса, кейінгі қабаты «сенімді» болған жағдайда, «әлсіз» топырақты кесіп салмақты «сенімді» топыраққа құм жастықшасын тығыздап, ұстандарды пісіру көмегімен түсірген. Бұл жағдайда дұрыс шешімнің бірі болады, схема-2. 3-ші жүйе бойынша «әлсіз» топырақты кесіп «сенімді» топырақтың бетін үйлестіруші жастықша ретінде «сенімді» топырақтың бетін пайдаланса да болады. «Әлсіз» топырақты басқа тәсілдермен де нығыздауға болады.

Сурет 2.8 Іргетастың түрлі тереңдетілген аумалысы

а)- жеке іргетастарда;

б)- қабырға астындағы ленталы іргетастарда

Қату тереңдігі жерасты суларының тереңдігіне байланысты сыртқы қабырғамен ұстындар астына орнатылатын іргетас табанының тереңдігін ҚНжЕ «Ғимараттар негіздері» бойынша анықталады. Ал ішкі жылжитын қабырғалар мен ұстындардың тереңдігі топырақтың қату тереңдігіне тәуелді емес, тек оның құрылыс кезіндегі қатуын ескерген жөн. Іргетасы ісінетін топыраққа орнатылған жылжымайтын ғимараттарда іргетас тереңдігі есептік қату тереңдігінен кем болмауы керек, k_h =1.1 коэффициенттерімен анықталады. Іргетас табаның орнату тереңдігін анықтағанда салынатын ғимарат пен үймереттің ерекшеліктерін ескерген жөн. Барлық жағдайларда топырақ негізінің табиғатын сақтап қалуға тырысады. Терең шұнғымалардан іргетас табаныны өткен кездегі h- өтпелісін сақтайды: L=1.2 (жоғарыдағы сурет 2.8а). Іргетас ленталы болған жағдайда кемерлер 0.5...0.6м биіктікте оның тереңдігі бойынша орнатылады (жоғарыдағы сурет 2.8б).

Негізгі әдебиеттер: 1[174-181], 2[102-110]

Бақылау сұрақтары:

1. Іргетас конструкциясы қандай?

2. Іргетас түрлерін атаңдар.

3. Іргетасты орнату тереңдігі қалай анықталады?

4. Агрессивті сулардан іргетасты изоляциялау схемасын көрсетіңдер.

5. Жиналмалы іргетастың монолитті іргетастан қандай айырмашылығы бар?

3-ші Дәріс. Саяз тереңдікте орнатылған іргетастардың есебі

Ортақ әсерлі күштегі қатты іргетас табанының өлшемдерін анықтау. Іргетас негізінің есептік шөгуін анықтау үшін табан өлшемдерін және топыраққа берілетін салмақ мәнін білу керек. Топырақ негізінің есептік кедергісіне қатысты іргетас табанының өлшемдері есептеледі, 2-ші шектік топ бойынша есепті жүргізген соң ғана.

Салмақталған орталық деп тең әсерлі сыртқы салмақ іргетас табанының орталық тартысуына әсер ететін іргетас жатады.Салмақталған центрлік іргетаста жобалаған кезде келесі тексеру комплексінде орындалады:

p R; ; , (3.1)

мұнда:

р-іргетас табанының негізіне түсірілетін сыртқы күш салмақ, іргетастың өз салмағын және сол кескіндегі топырақтың орташа қысымы;

R - ҚНжЕ «Ғимараттар негіздері» бойынша анықталатын топырақ негізінің есептік кедергісі.

Іргетас орнату тереңдігін анықтаған соң оның өлшемдері есептеледі,оған топырақ кедергісінің есептік мәнін қолданады.R-табу формуласында 2 белгісіз бар-табанының ені және топырақтың есептік кедергісі, оған тепе-теңдік жағдайын қолданамыз:

N=F+G, (3.2)

мұнда:

N - топырақ реакциясы;

F,G - сыртқы күш салмақтың сәйкес мәні, оның кемерінде топырақ пен іргетас салмағы.

Топырақ реакциясын мына формула арқылы анықтайды (сурет 3.1):

N=AR₀, (3.3)

мұнда:

А - іргетас табанының ауданы;

R_o - ҚНжЕ «Ғимараттар негіздері» іргетас өлшемі алдын ала анықтау үшін анықталатын топырақ негізінің есептік кедергісі. Оның кемерлерінде жатқан іргетастың,топырақ екеуінің салмағы:

G=Ad_ф, (3.4)

мұнда:

d - іргетас орнату тереңдігі;

- іргетас кладкасының меншікті салмағы;

-коэффициент, іргетас топырақтың меншікті салмақтарының әртүрлі мәндерін ескереді, темірбетон іргетас үшін =2т/м³.

Сурет 3.1 Іргетас центріне түсірілген күш салмақ схемасы

Шыққан мәндерді орнына қойсақ темірбетон іргетасының табанының жобалық өлшемдерін анықтауға мүмкіндік туады:

А = , (3.5)

Іргетас табан ауданын білсек, табанының өлшемдерін алуға болады:

, (3.6)

Іргетас негізінің есептік кедергісін нақтылағаннан кейн іргетас табанының өлшемдерін анықтаймыз.Бұл тәсіл жақындату тәсілі деп аталады.Темірбетон және жобалық бетон конструкцияларынан мөлшер бойынша сәйкесінше іргетас денесінің конструкциялануы жүргізіледі.

Келесі факторларға сәйкесінше іргетас биіктігін анықтайды:

1. жұмыстың іске асу жағдайынан (ереже бойынша , іргетастың жоғарғы шекарасын – 0,5 меншікті белгісіне әкеледі)

2. Іргетаста ұстынды орналастыруынан- конструктивті шешімге байланысты (стакан түбінің минимальді қалыңдығы және т.б).

3. Іргетас материалының мықтылығы (іргетас биіктігі түсірілетін есептік күш салмақ бойынша анықталады ).

Қорғау қабатының қалындығын құрғақ топырақтарда 3,5см кем емес, суға сіңгенде -7,5см етіп тағайындалады.

Барлық өлшемдерді анықтап болған соң іргетас табанына түсірілетін орташа қысым анықталып және 1-ші тәуелділік жағдайы тексеріледі (3.1)

, (3.7)

2-ші топ шектік жағдайы бойынша іргетастың соңғы және әрі нақты өлшемдері оның деформациялық есебі негізінде тағайындалады. Келесі жағдайлардан іргетастың орталықтанбаған салмақтау есебі жүргізіледі:

рR, р_mах1,2R; s_aбcs_пp.aбc; ss_пp; ss_пp, (3.8)

Орталықтанбаған салмақтауды түсірілетін іргетаспен салыстырғанда (3.1- тағы 1 жағдай қосылады):

, (3.8.1)

мұнда: p_max- іргетас табанының жетістіктерніне түсетін максимальді қысым.

Әр түрлі беттерге әсер ететін, момент пен көлденең, тік күш бойынша орталықтандырылмаған салмақталып түсетін іргетас жалпы жағдайда көтере алатын. Сондықтан орталықтанбаған салмақ түсетін іргетас деп барлық сырттан түскен салмақтарды оның табанының орталық ауырлық ауданынан өтпейді (сурет 3.2).

Шартты түрде жобалауда , тік заңдылық бойынша қатты іргетас табаны бойынша реактивті қысым үлестіріледі, ал оның максимальді және минимальді өлшемі мына формула бойынша есептеледі;

(3.9)

мұнда: М_х ; М_у – істегі салмақ бойынша іргетас табанының бас осіне қатысты моменті; W_x , W_у- бас осіне қатысты іргетас табанының аудандық кедергі моменті; (3.9) формула б-ша жазықтыққа әсер ететін момент түрде келеді:

, (3.10)

Сурет 3.2 Орталықтанбаған салмақ түсетін іргетас

Пландағы тік бұрышты табаны бар іргетас үшін:

A=bl; ; M=(F_+G)e (3.10.1)

Сонда

(3.11)

мұнда: l және b іргетас табанының сәйкесінше үлкен және кіші беттер ; е- тең әсерлі сыртқы күш салмақ эксцентриситеті.

Сурет 3.3-те экцентриситеттің өлшеміне байлпнысты іргетас табанына түсетін кернеу эпюрасы.

Сурет 3.3 Қысым эпюрасы:

орталықтанбаған күш салмақ түсетін іргетас табаны

Орталықтандыралмаған күш салмағы түсетін іргетасты жобалау кезінде табанға қысымның біркелкі үлестіруіліне қол жеткізуге тырысу керек, бірақ оны іске асыру әрқашанда орындала бермейді. Сондықтан трапеция түрдегі эпюрада реактивті қысым мынандай қатынаста шектеледі р_min /р_max . Ауыр көпірлік краны бар ұстын үшін р_min /р_max =0,25. Ал қалған іргетастарға р_{min =} 0 қолданылады.

Іргетасты момент жағына тарту арқылы орталықтандыралмаған күш салмақ әсерін азайтады. Іргетас табаны бойынша кернеуді басқа жолмен түзету арқылы табанының эксцентриситет жағына қарай ауырлық центрі бойынша ығысады (сурет 3.4).

Орталықтанбаған күш салмақ түсетін іргетасты жобалау кезіндегі практикасында жиі жағдайда іргетас табанының бас осьтері бойынша қатысты сыртқы тең әсерлі күш ығыстырылады (сурет 3.5-гі «А» нүктесі).

(3.12)

Қысым бір нүктеге әсер ететін болғандықтан келесі жағдайларды орындаған жөн:

p_mах1,5R, (3.13)

Қысымды бұл жағдайда түзету үшін іргетас табанының ауырлық центрін теңәсерлі салмақ түсетін нүктеге ығыстыру жолмен іске асыруға болады.

Соңғы жылдары іргетас пен негізді жобалау кезінде сенімділік теория әдісі кеңінен пайдалануда. Кез-келген құрылғыны пайдалану эффективтілігінің бұл тұрғыда сенімділік кез келген сыртқы қасиеттер көрсеткішіне байланысты қарайды.

Сурет 3.4 Симметриялы емес іргетас схемасы

Сурет 3.5 Іргетасқа түсірілетін орталықтанбаған күш салмақтың бас осіне қатысты схемасы

Жобалау кезінде сенімділікті қамтамасыз ету , ғимарат пен үймеретті салып, пайдалану сенімділігі құрылыстағы барлық сенімділікті өзіне қосуы қажет.Осы процестегі ең негізгі күштерге аз шығыны мен инженерлік үймереттік пайдалану уақыты көп болатын эксплутациялық жақсы мінездеме алу.

Сенімділік жүйесі негізіне («іргетас-негіз-жер үсті үймелет бөлігі») пайдалану процесінде өзінің жүйелік қасиеттерін сақтау және тіпті жасау кезіндегі сыртқы әсерді қабылдай алу және салу, оған қоса пайдалы функциялау деп түсіндіру керек.

Ғимарат пен үймелетті пайдалануда табиғи-климаттық жағдайлар әсер етеді және сыртқы орта әсері бар, ғимарат есебіне ол сенімділік теориясы пайдалануға қиянат жасайды.Бұл үймерет негізгі топырақ болғанға қатысты, себебі «негіз-іргетас-ғимарат» жүйесінің элементтерінің ең негізгісі болып табылады.

Іргетас сенімділігінің түсінігі негізінен ғимаратты дұрыс пайдаланғанда сыртқы әсерлерді қабылдай алу және оны негізге беру қабілеті жатқызылады. Ал негіз сенімділігі, ғимратты дұрыс пайдаланып оған жалпы құрылғылар орнатылып берілген уақыт аралығында сыртқы әсерлерді өзіне қабылдай алу қасиеті жатқызылады (күш салмақ,техникалық және табиғи-климаттық жағдайлар). «Негіз- іргетас» жүйесінің элементтері сенімділік мінездемесін сипаттау саны күшсалмақ және әсерлер,құрылыс негіз іргетас қасиеттерінің өзгеру есебі бойынша жүргізіледі.Бұл заңдылықтарды шығарудың 2 жолы бар:

1. табиғи физикалық процесс кезіндегі тексерумен зерттеуге негізделеді, олар күшсалмақ пен әсерлер,топырақ қасиеттерінің өзгеруіне тоқталады.

2. Мүмкіндік теориясы мен статикалық-математикалық жүйе бойынша енгізу арқылы негізделеді. Бұл жағдайда физикалық процесті тексеру кезінде көмекші мінездеме және процестер жүріп жатқан бөлік қасиеттерін түсіну негізі үшін қолданады. Осы жол сенімділік теориясының физико-математикалық параметрлер негізі болып келеді.

Иілмелі іргетастың жобалау негіздері.

Ірі қатты іргетастан басқа иілмелісінде қолданылады, іргетас деформациясын естілуге және беріктікке есебі есептеледі, ол іргетасты қоса отырып жұмыс істейді.Оның іргетас биіктігін өзінің ұзындығына Т/3 қатынастан кем болмайтын абсолют қатты болады, аз қатынас болған кезде иілмелі деп саналады; (ленталы темірбетон іргетас, біртұтас темірбетон плиталары, топталған ұстын асты іргетас). Қазіргі кезде иілмелі іргетастың есебі негізгі екі жолмен жүргізіледі:

1. жергілікті серпімді деформациясы, тек ғимарат пен үймерет астындағы шөгуін есепке алады;

2. барлық серпімді деформация , тек салмақ түсетін ауданның шөгуін ғана емес, және оның жақын аудандарындағысы да қосылады, 1-ші тәсіл аз қуаты қысымдалатын топырақ пен қатты қысылатын іргетас құрылғыларында, ал 2-ші иәсіл топырағы мүмкіндігінше тығыз және өлшем бойынша онша үлкен емес ауданшаларда кеңінен қолданыс алды. Өлшемдері айқын іргетаста және қысылмайтын, қатты терең емес жатыстар қалыңдығы Н=4l соңғы қабаттың серпімдік теориясы жақсы нәтиже береді, (мұнда Н- қысылу қабатының қуаты, l- ленталы іргетастың жарты аралық мәні). Жергілікті серпімді деформация теориясы, Винклермен ұсынылған, z: жергілікті шөгу мен қысым арасындағы түзу пропорционалдарымае орналасуында анықталады:

р_у=с_zz , (3.14)

мұнда: C_z- қысылған негіз серпімділігінің коэффициенті.

1. Іргетас блоктарының есебі. Иілмелі негіз бен іргетас блоктарының қосылып жұмыс істеу жағдайына «іргетас блогының иілу теңсіздігі» шығады. Ол келесідей жазылады:

(3.15)

мұнда: М_у – іргетас балкасына қаттылығы; Q_y - сыртқы күштердің әсерінениілу моменті. Бұл теңдік көлденең күштер үшін былай жазылады:

, (3.16)

мынаны ескере отырып: dQ_y/dy=-р_у; р_у=с_zz анықтаймыз:

, (3.17)

Жергілікті серпімділік деформациясы теориясынан блок иілуінің деформациалдық теңсіздігі шығады, оның мәні мына түрде шығады:

Z=е^аy (c₁cos ay+c₂sin ay) +e^-ay (c₃cos ay+c₄sin ay), (3.18)

мұнда:

У- балка ұзындығының координаты;

Z- балка иілімі;

С₁ С₂ С₃ С_4- - әрқашанғы интегралдануы, алғашқы иілу жағдайынан анықталады:

, (3.19)

мұнда: b - балка ені.

Жергілікті элементтерді мүмкіндігінше жобалауда серпімді негізінде көбінесе балканы есептеу жолы бойынша шығарылады, сондықтан біртұтас серпімді негізде соңы жоқ балка иілуіне нақтырақ қарастырайық, сыртқы түсірілген күшті қосамыз (сурет 3.6).

Әрқашанғы интегралдау С₁ С₂ С₃ С₄ , у=0 және алғашқы иілу жағдайын қарастыра отырып, анықтаймыз:

z=e^-ayc(cosay+sin ay), (3.20)

у= 0 қоссақ әрқашанғы интегралдау аламыз:

, (3.21)

Сурет 3.6 Аяғынсыз ұзын балка үшін эпюралары

Z_y -иілу, М_y -момент, Q_y -көлденең күш

Осы мәнді алып теңсіздікке қойсақ және сәйкесінше жеңілдетулер жүргізсек, көлденең күш, момент, иілуге байланысты аламыз.

(3.22)

а қатысты кестеден ₁, ₂ и ₃ мәндерін аламыз. Осы формулалар бойынша алынған Z, M және Q (3.6 суретте) эпюрлері көрсетілген.

Осындай түрдегі мәнді біркелкі үлестірілген салмақ және бірнеше негізделген күш әсері үшін аналогты шешім таба аламыз.

2. Балкалар пен плиталардың есебі. Тік деформациялардың жарты кеңістікте иілмелі қаттылық соңының сызықтар есебін қарастырайық, оларды Б.Н. Жемочкин, И.А. Симвулиди, М.И. Горбунова- Посадова есептеріне сәйкесінше жүргізіледі. Мысал ретінде М.И. Горбунова- Посадова тәсілін қарастырайық, балка, іргетас иілу деффернциалдық теңдігіне және жазық есеп үшін тік дефформацияланатын жарты кеңістікте топырақ негізін дефформациялық теңдігі қолданады. Ұзындығы b және 2l балкамен мәнделген және ұзақ аудан алатын іргетас сызығын аламыз. Балка ортасына координат басын орналастырады, онда сызықтың иілу дефференциалды теңдігі келтіріледі. (=y/l) абциссалар беріледі.

, (3.23)

мұнда: ЕI/(1—v²) b=Eh³ /12(1—v²) - сызықтың цилиндрлік қаттылығы;

z- балка иілімі;

р() -топыраққа реактивті қысымы;

q() -сыртқы күш салмақтың біркелкі үлестірілуі.

Екінші теңдік сызықты деформацияланатын жарты кеңістіктің шөгуі үшін біркелкі үлестірілуі.

Сурет 3.7 Іргетас балкасының схемасы

а- ұзындық бойынша балканың күш салмақ схемасы;

б- күш салмақ және балканың көлденең кескінінің схемасы.

q() күшсалмақ Фламано формуласы бойынша мына түрде жазылады:

s() = q()ln (-₀) d₀ + D, (3.24)

М.И.Горбунов-Посадов реактивті қысымының үлестірілуін қолданады, іргетас балкасының иілу табанымен р() Шексіз қатар заңымен полином n- дәрежесімен ауысады

p()a₀+a₁()+a₂(²)+ a₃(³)+ ... + a_n(ⁿ), (3.25)

мұнда: а₀ ,а_1..., а_n – коэффициенті, теңсіздік жағдайынан және теңгерілген бет иілу теңдігі шөгу сызығынан анықталады. р() мәнін 3.24 және 3.25 теңдігіне қойсақ, интегралдау нәтижесі бойынша () және s() анықталады және қатар дәрежесінен шексіздігі бейнеленеді:

z ()=A₀+A₁+A₂²+ ... +A_nⁿ; (3.26)

s()=B₀+B₁+B₂²+ ... +B_n, (3.27)

А_i Вi коэффициенті  мән өлшемі функциясынан анықталады. Иілу іргетас жолағы теңдігі жағдайынан қанағаттандырылу үшін кез келген нүктеде және 3.27 және 3.28 теңдігінен топырақ шөгуінен коэффициетті теңгеріп жүреді: А_о = В_о ;А₁ = В₁ ; А_n = В_n .

Сурет 3.8 Іргетас балкасының табанына түсірілетін реактивті қысым және күштің үлестірілу схемасы бойынша эпюрасы

Осы теңдікті қосымша теңгерілген екі теңдікті теңестірсек, оны шеше отырып а_i қатысты теңсіздік жүйесін аламыз, 3.26 байланысты р() реактивті қысым байланыс. Реактивті қысым мәнін және үлестірілуін білеміз, бір жақ біту кескіні бойынша барлық күштермен моменттерін қосу арқылы Q_y және М_у табылады. Реактивті қысым Р_у, көлденең күш Q_y және М_у иілу моменті М.И. Горбунов- Посадов кестесі бойынша анықталады. Есептеу кезінде 10 дәреже бойынша полималды, иілмелі жолақтардың әр түрлі мәні үшін ара қашықтығы 0,1 жартылай иілмелі кескінін қарастырып есептейміз. Сурет 3.8-гі реактивті қысым Р_у, көлденең күш Q_y, момент М_у, және әр түрлі иілулер сызығы үшін реактивті қысым эпюрасы үлестіріле келтірілген (r =0; r=5; r=50;).

Негізгі әдебиеттер: 1[181-190], 2[110-113]

Бақылау сұрақтары:

1. Табиғи негізде қандай іргетас түрлері бар?

2. Іргетас табанының орналасу тереңдігін қандай негізгі факторларға байланысты анықтайды?

3. Есептік қату тереңдігі дегеніміз не және оны қалай анықтайды?

4. Орталықтанбаған салмақтанған іргетас және табан өлшемін анықтау жағдайы қандай?

5. Іргетас биіктігі қалай анықталады?

4-ші Дәріс. Қадалы іргетастар туралы негізгі мәліметтер және олардың жіктелуі

Іргетас құрылысы бойынша жаңа рационалды шешімдерді өнеркәсіптік және тұрғын ғимарат көптігіне қатысты істеу қажет болды.

Үлкен әлсіз қуатты, суға сіңірген топырақ, тығыз топырақпен жойылатын және ерекше жерасты суларының деңгейінің биік аудандарда ұзақ салымды іргетас рационалды емес әсер көрсетеді, ал қадалы іргетасты қолдану, тәртіп бойынша, көрсетілімді экономикалық есеп береді.

Қадалы іргетастар түрлері. Қадалы деп топыраққа енгізілген онда қатты сырықтармен орнатылуы, үймереттің қысымды негізге беруін айтады.

Жұмыс істеу жағдайы бойынша қада топырақта ұстын-дәнекер және ілінбелі деп бөлінеді.

Ұстын қадаға қысылмаған топыраққа бекітілетін қада ҚНжЕ 2.02.03-85 бойынша жарықты, ірісалмақты және орта тығыздықты және тығыз негізді саздаққа осы топырақтар жатқызылады E≥50 МПа деформацмя модулі жағдайымен суға сіңірілген мән пайдаланымыз. Ұстын қадалу бойынша қысым береді, оның бөктер беттері бойынша үйкелісу күші пайда болмайды. Ілінбеліге қысатын топырақпен қоршалған қадамалар жатады. Бұлардың көтергіш қабілеті қадаманың астындағы бөлігіндегі топырақ кедергісімен оның бөктер беттерінен осындай қадама алады.

Тағайындалу тәсіліне байланысты еңгізілуі және қада материалы, қағылынған, бұрғыланатын және бұрамалы болып ажыратылады.

Қағылмалы темірбетон қадасы әртүрлі өлшемді және әртүрлі кескінді болып жасалынады. Көлденең кескіні бойынша олар төртбұрышты, тіктөртбұрышты, дөңгелек ойындысы бар тіктөртбұрышты жарты дөңгелекті диаметрі 800мм-ге дейін болып ажыратылады (сурет 4.1).

Әрбір қада түріне стандарт қойылады, олар анықтама әдебиеттерінде келтіріледі. Қағылмалы темірбетон қадасы көлденең кескіні бойынша: призмалы және пирамидалы, трапециялық және ромб түрлі болып бөлінеді (сурет 4.2).

Қағылмалы темірбетон қада түрлері, ұстын-дәнекері, оның төмеңгі бөлігі ұстын ретінде қолданылады. Бас ұңғымаларға енгізілетін қада, қада диаметріне қарағанда кішкене диаметрін кіші етіп орналыстырады; топырақты шаю арқылы енгізу қадасы.

Сурет 4.1 Темірбетон қадасының кескін формалары

а- тіктөртбұрыш; б- бос денелі дөңгелек; в- дөңгелек алындысы бар тік төртбұрыш;

г- көлденең арматурасы жоқ тік төртбұрыш

Сурет 4.2 Қағылмалы темірбетонды қада профилі

а- пирамидалы; б- біртұтас профильді; в,г- көлденең кескінделген; д- қағысатын басы бар қада; е- бұралмалар

Ағаш қадалар қазір жиі қолданбайды, себебі ағаш материалмен құрылысты қамтамасыз ету қиынға соғуда, және қада басының шіруі; Қылқан жапырақты ағаштардан қадалар диаметрі 22...34см, ұзындығы 6.5 және 8.0 болып жасалады. Құрылыста қағылмалы қада түрлерінің көбі қолданады, қабығы жоқтар қабырғаларына қыстырылмайтын ұңғымаларда жасалған. Орлар бетон ерітіндісімен құйылып, жақсылап трамбылап түсетін тосын күшті көтергіш қабілеті бар қада алуға мүмкіндік беруі. Мысалы, бұрғыланатын қада диаметрі 40...170см, және ұзындығы 40...50м болып жасаланады.

Сурет 4.3. Төмеңгі бөлігі кеңейтілген бұрғыланатын қада түрлері ( Б.И. Далматов б-ша)

а- саздақ корғаныс ерітіндісі астынан ор қазылуы;

б- қада ұстынын бетондау;

в- қаданы дайындау

Бұл ерітінді ор қабырғаларына көтеріңкі гидростатикалық қысым көрсетуі және ашу бетіне балшық қабат пайда болдырады, топырақтың массивтік мінездемесі бойынша қалындығы бар сыртқы қабатын қатаңдатуға болады. Тыныштық жағдайындағы балшық қатқан ерітінді таксотроп шығаруға өзіндік қасиеті бар және араластыру кезінде сұйықтанады. Көрсетілген талаптар көбінесе бетонды балшық дәрежесі жауап берді: олар Грузия, Азербайджан, Армения, Узбекистан және Украинада кеңінен таралған. Орналасу ауданы шектклген болғандықтан, бетондалған балшық құны жоғарылығы үшін, балшықты ерітінді қолданады, онда химиялық немесе механикалық өндеуден өткізілген қосымша ірі дисперсті балшық қосылады.

Орлар орналастыру үшін құрылғылар мен механизмін құрылыс ауданының инженерлік- геологиялық жағдайына байланысты: алынатын қабаты бар – төмеңгі бөлігінде аяқшасы бар қабықшасы топыраққа енгізіледі. Бұндай түрмен дайындалған қағылмалы қада көтергіш қабілеті бар бөлігімен топыраққа енгізіп және дайындалу қасиеті бойынша қағылған қадаға жақындайды. Алынатын қабаты жоқ – күші бар су жағдайында орындалады, себебі бұндай жағдайда бетон тығыны қабықтың төменгі бөлігі бұзылуы мүмкін және сондықтан қаданың біркелігін нашарлатады. Қадаға темір қабықша орнату қымбат, сондықтан оларды көтергіштік қабілетін жоғарлатып құрады, камуфлетті жарылыс арқылы оның төменгі бөлігінде кеңейту жасайды (сурет 4.4).

Дайын темірбетон элементтерінен бұрғыланатын қада дайындалады, оларды арнайы бұрғыланған трға түсіріліп тесіктер 5...10 см қалыңдықты ерітіндімен толтырылады.

Соңғы кездері көп қолданылыста ағынды технологиясы деп аталатын противофильтроционды завес және көтергіш конструкциясы топырақ үшін пайдаланып келе жатыр. Негізгісі – бұл технологияда су ағынының энергиясы топырақ ауызын кесу немесе противофильтроционалды материалдар үшін қолданады. Қада ауызы топырақбетон немесе бетон мен толтырылады. Бұндай көтергіш қадаманың бөктер беттерінің дамығаны арқасында 1,5...1,8 есе көп, даналық кескінді қадамада болады.

Сыртқы күшсалмақтан біркелкі қадалар еркінше мүмкіндігінше кем болып беріледі, кейбір бірнеше бір-бірімен байланасып дұрысы бойынша іргетас қадасы құрылады.

Сурет 4.4 Алынбайтын қабаты бар камуфлетті дәнекермен дайындалатын:

а-жарылыс заттың орналасуы; б- камуфлетті жарылыстан кейінгі кеңістік және оның бетонмен толтырылуы; в- бетон ерітіндісімен толтыру; г - дәнекердің дайындалуы.

Конструкция жұмысының жағдайына байланысты және әсер ететін күш салмақтың бағыты дәнекер тік орналасатын, иілмелі немесе комбинирленген әдістер. Олар ростверк арқылы байланысады, олар күш салмақты дәнекерге үлестіреді, олардың біркелкі жұмыс етуін және біркелкі шөгуін және иілуінсіз кренді шөгкін қамтамасыз етеді. Дәнекерленген іргетас биік және төмен дәнекер ростверктермен бөлінеді. Төменгі дәнекерленген ростверкте табаны жоспарланған топырақ деңгейінен төмен орналасады(сурет 4.5)

Сурет 4.5 Дәнекерленген ростверктердің түрлері

а – жоғарғы; б – төменгі

Көтерілген топыраққа аяз күштері ешқандай әсер ете алмайды. Дәнекерленген іргетас дәнекер орналасу тәртібіне байланысты келесі түрлер бойынша ажыратылады: ленталы дәнекерленген іргетас – ғимарат пен үймерет үшін, погонды күш салмақты береді. Жобалауда дәнекерлер орналасуы бойынша біркелкі және көп түрлі, дәнекерленген бұтақтар – дәнекер тобы, конструкциядан бір нүктеде қадалған күш салмақты қабылдайды, тұтас дәнекер алаң- үймерет астына орналасады, үлкен көлемді күш салмақты қабылдайтын болып бөлінеді.

Негізгі әдебиет: 1[193-198], 2 [186-198]

Бақылау сұрақтары:

1. Қадалы іргетасты деп нені айтады?

2. Темірбетон қадалы іргетастың қандай кескін формалары болады?

3. Ростверк дегеніміз не?

4. Қадалы іргетастарды қандай материалдардан жасайды?

5. Қадаларды орнату тәсіліне байланысты қандай түрлерге бөлінеді?

5-ші Дәріс. Қадалы іргетастарды жобалау және есептеу

Ілінбелі қада жұмысының есептік схемасы келесі түрде топырақта кездеседі. Үйкеліс күші бөктер беттерінен ұзындығы бойынша бірге қосылып қада және төмен жатқан беріледі (сурет 5.1). Осы бетте топырақта кернеу пайда болады қада ортасындағы көлденең күштерді берілу есебінен. Соның мәнісінде, қада айналасында топырақ массивінің кернеуі пайда болады, пирамида бөктерінше шектеу пайда болады, ал терең бойынша кисық сызықты бет бойынша ісіну пайда болады, а_ср- ішкі үйкелу бұрыштарының үлкен орталықтанған мәні, қада өтетін жерде анықталады.

Сурет 5.1 Жеке қаданың жұмыс схемасы (П.А.Веселов б-ша)

Іргетас қадасына енетін, қада және жеке қада көтергіш қабілеті әртүрлі. Диаметрі 5…6 болатын қада орналасқан топырақ айналасында деформация пайда болады, сондықтан қада арасы ара қашықтықты С r қысым теориясында қиылыспайды және біреу болып жұмыс істейді (сурет 5.2).

2r – ге дейін әрбір қададағы жұмысты азайту барлық қада жұмысын ескере отырып қарастырады. В. И. Толубкова тәжірибесі бойынша көтергіш орнатылған.

Қаданың байланыста орналасуы, оның мүмкіндігін жекеленген түрден гөрі жоғарлатады, бұл қасиеттің жетістігі негізінен қадалар арасындағы кеңістікте іргетасты нығыздау есебінен пайда болады. Қадалы іргетаста топтама, қада, аралас қадалы іргетастар біртұтас болып шөгеді. Бұл жағдайда қадалы байланыстың шөгуі көбірек. Бұны қарастыра отырып, сонымен бірге жинақы топтаманы жобалауда және ара қашықтықтары 3d-ден кем емес.

Сурет 5.2 Іргетасқа әр түрлі ара қашықтықта орналасқан қадалар арқылы түсетін

қысым сұлбасы

а- қысымдары қиылыспайтын эпюралар;

б- жапсырмалы қысым эпюралар

ҚНжЕ 2.02.01-83 бойынша қадаманың есептік жүгі:

, (5.1)

мұнда:

F_d бірқалыпты қаданың іргетасқа түсетін есептік көтергіш қабілеті;

– сенімділік коэффициенті.

Барлық толтырмалы түрлерінің есептік көтергіш қабілетін қабақшалы қада және бағанды қадаларды ажырату келесі талаптардан тұрады:

а) қадалардың іргетасқа байланысты кедергілер;

б) қаданың материал бойынша кедергілері.

Ілінбелі және тірек қадалары үшін арналған есептік көтергіш қабілеттерін қарастырайық:

1. Тіректі қадалар. Толтырмалы қаданың көтергіш қабілеті, қабақшалық қада, бұрғылы қада мен бағанды қадалар- тіреулі іргетасқа, сонымен бірге толтырмалы қадалар аз сығымды іргетасқа тіреліп, келесі формуламен есептеледі:

F_d = RA, (5.2)

мұнда:

- қаданың іргетасқа жұмыс жасау шартының коэффициенті;

А - қаданың іргетасқа түсу ауданы;

R - қаданың астыңғы бөлігнің есептік кедергісі.

Барлық толтырмалы қадалар үшін R=20 МПа, қабықшалы қадалар - бетонмен толтырылмалы және бағанды қадалар- іргетасқа 0.5 м-ден көп емес жерде орналасса, онда:

, (5.3).

мұнда:

R_c.п - уақытша түсетін нормативті кедергі;

_q - іргетастың қауіпсіздік коэффициенті;

l_d - қаданың есептік кіру тереңдігі;

d_f - қада бөлігінің сыртқы диаметрі, қабықшалы қадаларға іргетас қалыңдығы 3 диаметрлі қабықшадан тұрса:

, (5.4)

2. Толтырылмалы- ілінбелі қадалар. Бұл қадалардың барлық түріне арналған көтергіштік қабілеттілігі мына формуламен есептеледі:

F_d= _с(_сRRA + u_сff_ih_i), (5.5)

мұнда:

_c - қаданың іргетас ішінде жұмыс жасау коэффициенті;

R – қаданың астындығы бөлігінен түсетін есептік кедергісі, ол ҚНжЕ-ден анықталады, ол іргетастың түріне тәуелді;

А - қаданың көлденең қимасының ауданы және көлденең қималы қаданың пиреметрі;

f_i - қадалы іргетастың үстіңгі бетінің есептік кедергісі;

_cR және _cf - қаданың үстінгі бетіне байланысты алынатын коэффициенттер, бұл коэффициенттер қаданың кіру қабілетіне тәуелді болып ҚНжЕ «Ғимараттар негіздері» бойынша алынады;

h_i - іргетастың i-нші қаданың қалындығы.

Толтырмалы қаданың толтырғыш көтергіш қабілетін (5.5) формуламен анықтайды. Айырмашылық тек қана жұмыс шартына сәйкес келетін _c, _cR, _cf коэффициенттерде, сонымен бірге топырақтың астынғы бөлігіндегі қаданың есептік кедергісінде коэффициенттердің белгіленуі ҚНжЕ –ден алынады. Шаң-балшықты топырақтар үшін R- ҚНжЕ-нің кестесінен алынады, құмдақ және ірі кесекті топырақтар үшін R-топырақтың біртекті шекті массивіне сәйкес, осы айырмашылықты анықтай отырып, формуланы қолданады.

3. Қаданың көтергіш қабілетін эксперименттер әдісімен анықтау. Қаданың көтергіш қабілетін нақтылау үшін, құрылыс алаңында сынақтар жүргізіледі. Қазіргі кезде қадалар үшін төмендегі сынақтарды жүргізеді: динамикалық статикалық бұрғылау және статикалық жүктеме.

Динамикалық әдіс жұмыстың тереңдігі пайда болған кезде іске асады. Бұл әдіс қаданы ұрумен жүргізіледі, сонымен қатар қаданың топыраққа енуінен пайда болатын кедергі арқылы анықталады. Динамикалық сынақ – қаданы толтырып енгізгеннен кейін жүргізіледі, яғни жобаны орындаудан бас тартуға дейін және оның «демалысы ». ҚНжЕ бойынша «демалыс» қадалар үшін үш тәуілікті құрайды, балшықты топырақтар үшін- алты тәуілік. Н.М. Герсевановтың теңдік жұмысынан пайда бодған формула қада кедергісінің шектік мәнін анықтау үшін алынады.

(5.6)

мұнда:

 - қада материалының серпімділік қабілетіне тәуелді коэффициенті;

А - қаданың көлденең оқпасының қима ауданы;

М -қаданың ену әдісіне тәуелді коэффициент;

Е_d -соғу есепті энергия(молот) немесе виброену;

s_a -«демалыс» кезінен кейінгі фактілік болдырмау (он рудан анықталады);

m₁- виброенудің толық салмағы;

 - ұрудың қалпына келтірілген коэффициенті;

m₂- қада мен қада басының қаптамасының салмағы;

m₃- подбабка салмағы.

Соғу шегуінің ең аз білдірмесі «қада-топырақ» серпімді деформация жүйесін ескереді.Бұл үшін серпімділік пен қалдық шегуді анықтап, формула бойынша F_u –ді есептейді. Динамикалық сынақ басқа әдістерге қарағанда ең қолайлы. Статикалық әдіс қаданың топырағының астыңғы бөлігі мен шет жағалы жазықтығының енуінен пайда болатын кедергісін анықтауға көмектеседі.

Қаданың астыңғы бөлігіндегі топырақ кедергісі:

R_s=₁q_s, (5.7)

мұнда:

₁ - топырақтың қада астына ену кедергісі коэффициенті;

q_s - топырақ кедергісінің орташа ауданға ену белгілемесі.

Топырақ кедергісінің орташа шет жағалы жазықтығының кедергісі - f келесі формуламен анықталады:

f = ₂f_s, (5.8)

мұнда:

₂ - өтпелі коэффициент (ҚНжЕ «Ғимараттар негіздері» бойынша алынады);

f_s - топырақтың орташа меншікті кедергісі.

Қаданың көтергіш қабілеті:

F_u=R_sA+fhu, (5.9)

мұнда:

А - қаданың көлденең қимасының ауданы;

h - қада ұзындығы;

u - көлденең қима периметрі.

Статикалық жүктеме әдісі келесі сұлба (сурет 5.3) б-ша жүргізіледі. Гидравликалық домкрат көмегімен статикалық жүктеме салынып оның шегу шартын және оның көлемі өлшенеді. Сынақтың қорытындысы б-ша ось бойына кесте тұрғызылады «шөгу-жүктеме» (сурет 5.4).

Сурет 5.3 Статикалық жүктеме б-ша қаданың сынақ сұлбасы