1462

Одной из характерных особенностей железобетона является нелинейность (геометрическая и физическая). Геометрическая нелинейность железобетона обусловливается изменением геометрии конструкции в процессе ее загружения (изменение первоначальной формы конструкции, смещение и изгиб геометрических осей элементов, изменение длины конструкции, поворот узлов сопряжения элементов конструкции), что, естественно, приводит к изменению соотношения усилий в системе. Физическая нелинейность железобетона обусловливается проявлением неупругих свойств материалов (бетона и арматуры)

иобразованием трещин. Другой особенностью железобетона является разномодульность (различие в работе материала на растяжение и сжатие). Известно, что бетон работает на сжатие примерно в 10 раз эффективнее, чем на растяжение. Арматура в железобетоне и на растяжение,

ина сжатие работает приблизительно одинаково, поэтому свойством разномодульности она не обладает. Третьей особенностью железобетона является тот факт, что под воздействием агрессивных сред физикомеханические характеристики и бетона, и арматуры изменяются (как правило, снижаются), что приводит к ускоренному разрушению элементов конструкций.

Таким образом, железобетонные конструкции следует рассматривать как геометрически и физически нелинейные системы, причем при воздействии агрессивных сред следует учитывать изменение физикомеханических свойств материала их элементов.

Конструкции транспортных сооружений в процессе эксплуатации подвергаются воздействию нагрузок, температурных полей, коррозионных сред. Одними из наиболее распространенных коррозионных сред являются хлоридсодержащие, которые имеют место при использовании солей (например, NaCl) для борьбы с гололедом на дорогах в холодный период года [3]. Влияние хлоридов приводит к уменьшению защитных свойств бетона и последующей коррозии арматуры, причем коррозия арматуры начинается при достижении концентрацией хлоридов в рассматриваемой точке конструкции некоторого критического значения. Исходя из этого важной задачей является определение законов распределения концентрации хлоридов по сечению железобетонных конструктивных элементов транспортных сооружений (стоек, балок, плит).

Кинетику проникания хлоридов в бетон можно описать схемой активированной диффузии, математическая модель которой имеет вид [4, 5]

451

где С – концентрация хлоридов в точке материала, зависящая от положения точки и времени t; x, y, z – координаты рассматриваемой точки; D – коэффициент диффузии, зависящий от водоцементного отношения ω, температуры Т и напряженного состояния σ материала бетонного элемента.

Использование функций влияния позволит определить зависимость между изменением коэффициента диффузии и водоцементным отношением, температурой и напряженным состоянием бетонного элемента:

D = D0 f1(ω) f2 (T ) f3 (σ).

Линейную зависимость коэффициента диффузии от водоцементного отношения определяем по формуле

f1(ω) =1+ k1 ω,

D0

где k1 – коэффициент; D0 – коэффициент диффузии при определенном водоцементном отношении и температуре в ненапряженном бетонном элементе.

Влияние температурного режима представлено в следующей функции:

где Т0 – базовая температура, К; k2 – отношение энергии активации молекулы к газовой постоянной, К.

Изменение коэффициента диффузии от напряженного состояния определяем по функции влияния:

f3 (σ) = exp(−ασ),

где α – коэффициент; σ – напряжение.

Подробно рассмотрим случай, при котором конструктивный элемент транспортного сооружения выполнен из конкретного типа бетона (ω = const). При этом температура является равномерно распределенной по всему объему элемента (Т = const) и f3(σ) = 1. В данном случае формула (1) имеет вид

452

∂∂Ct = D 2 C,

где 2 – оператор Гамильтона.

При двумерной диффузии, когда происходит проникание хлоридов в конструктивный железобетонный элемент, и равномерном распределении хлоридов по длине имеем

При условии, что агрессивная среда оказывает влияние на определенные части конструкций транспортного сооружения, уравнение, характеризующее одномерный диффузионный, примет вид

Рассмотрим плиту проезжей части моста как полуограниченное тело, и, полагая, что на поверхности реализуются граничные условия 1-го рода C(x, t) = C0, решение уравнения (2) запишется как

где С0 – общая концентрация хлоридных соединений на всей поверхности конструктивного элемента; erf(u) – функция ошибок Гаусса.

В таблице приведены значения концентрации хлоридов по сечению железобетонной плиты при ω = 0,43, Т = 283 К для разных моментов времени.

Концентрация хлоридов по сечению железобетонной плиты для разных моментов времени

453

УДК 69.003

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СМЕТНОЙ СТОИМОСТИ ОТФРЕЗЕРОВАННОГО МАТЕРИАЛА В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

С.В. Сандракова

Институт повышения квалификации – РМЦПК, Пермь, Россия

Рассматриваются вопросы, касающиеся определения стоимости «возвратных» материалов, полученных путем фрезерования существующих слоев асфальтобетонного покрытия (асфальтобетонного гранулята) при реконструкции, капитальном ремонте (ремонте) автомобильных дорог.

Предложен метод определения сметной стоимости отфрезерованного материала и варианты его применения в дорожном строительстве.

Ключевые слова: отфрезерованный материал, сметная стоимость, возвратные материалы.

При комплексном подходе к вопросам проектирования по восстановлению технических параметров реконструируемых и ремонтируемых автомобильных дорог в проектных решениях учитывается наличие возвратных материалов. В связи с этим в конструкциях дорожных одежд, обочин и так далее на основании расчетных показателей по прочности, грансоставу и так далее предусматриваются технические решения по повторному применению асфальтобетонного гранулята. В данном случае происходит удешевление стоимости производимых строительно-монтажных работ за счет применения «возвратного» материала заказчика. При этом в сметной документации предусматриваются затраты по фрезерованию, транспортированию и временному хранению указанного материала [1].

В числе проектной (рабочей) документации по повторному применению асфальтобетонного гранулята в составе конструкции дорожной одежды, обочин и так далее сметной документацией учитываются затраты по фрезерованию и транспортированию: либо до места повторного использования, либо до места временного хранения.

При расчете сметной стоимости отфрезерованного материала возьмем за основу данные сборника сметных норм ГЭСН (ФЕР) № 27

455

«Автомобильные дороги». Таблица ГЭСН 27-03-009 «Срезка поверхностного слоя асфальтобетонных дорожных покрытий методом холодного фрезерования» учитывает затраты на срезку поверхностного слоя асфальтобетонных дорожных покрытий методом холодного фрезерования при ширине барабана фрезы 1000 и 2000 мм последующим спосо-

бом: приведение фрезы в рабочее положение; фрезерование асфальтобетонных покрытий с перемещением материала в отвал или погрузкой в транспортные средства; замена резцов; приведение фрезы в транс-

портное положение. Дополнительно учтены затраты по увлажнению барабана фрезы и время простаивания автосамосвала при наполнении кузова в процессе технологического процесса. [2]

Согласно п. 1.27 ч. 27 «Общие положения к ГЭСН–2001. Исчисление объемов» расценками таблицы 03-009 на фрезерование асфальтобетонного покрытия предусмотрена разная ширина барабана фрезы. Применение фрез с определенной шириной барабана определяется проектной организацией в зависимости от количества смотровых колодцев различного назначения, находящихся на ремонтируемой части дорожного покрытия.

Транспортировку асфальтобетонного гранулята определяют дополнительно, имея в виду, что погрузка в автосамосвалы учтена указанными выше таблицами.

Возврат асфальтобетонного гранулята (лома) определяется на месте и оформляется соответствующим актом.

Пример определения возвратной стоимости асфальтобетонного гранулята (условный):

Вариант 1. Отфрезерованный материал используется в процессе строительства. Реконструкция (ремонт) существующей автомобильной дороги производится с использованием асфальтобетонного гранулята, полученного от фрезерования существующего асфальтобетонного покрытия, для укрепления обочин автомобильной дороги толщиной

10см.

Вданном варианте расчета благодаря применению материала заказчика, полученного после фрезерования существующего асфальтобетонного покрытия конструкции дорожной одежды реконструируемой (ремонтируемой) автомобильной дороги для укрепления обочин, происходит удешевление строительно-монтажных работ.

Вариант 2. Отфрезерованный материал передается заказчику.

В данном случае затраты заказчика по фрезерованию существующего

456

5.ГОСТ Р 52398–2005. Классификация автомобильных дорог и требования [Электронный ресурс]. – URL: http:// http://www. consultant.ru/ (дата обращения: 03.12.2014).

6.ОДМ 218.2.022–2012. Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации на повторное использование асфальтобетона при строительстве (реконструкции) автомобильных дорог [Электронный ресурс]: издан на основании Распоряжения Росавтодора от 03.05.2012 № 244-р. – URL: http:// http://www.consultant.ru/ (дата обращения: 03.12.2014).

7.Налоговый кодекс РФ [Электронный ресурс]. – URL: http:// http://www.consultant.ru/ (дата обращения: 03.12.2014).

8.ГОСТ Р 55052–2012. Гранулят старого асфальтобетона. Технические условия [Электронный ресурс]. – URL: http:// http://www. consultant.ru/ (дата обращения: 03.12.2014).

9.Градостроительный кодекс РФ [Электронный ресурс]. – URL: http:// http://www.consultant.ru/ (дата обращения: 03.12.2014)

Об авторе

Сандракова Светлана Витальевна (Пермь, Россия) – и.о. завка-

федрой «Ценообразование и сметное нормирование», Институт повышения квалификации – РМЦПК (614039, г. Пермь, Комсомольский пр., 61; e-mail: sandrakova_75@mail.ru).

458

УДК 624.131

О КОНСОЛИДАЦИИ СЛАБОГО ГРУНТА ПОД НАГРУЗКОЙ

О.А. Санникова, Б.С. Юшков

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия

Изложен метод определения времени консолидации слабых грунтов. При проведении исследований используется специальная установка, состоящая из двух емкостей для погружения образца грунта, емкости для воды, нагрузочного устройства, реперной системы с индикатором часового типа. Показано необходимое время для консолидации слабого илистого грунта.

Ключевые слова: консолидация, слабый грунт, индикатор часового типа, установка, тавот.

При строительстве зданий и сооружений все чаще сталкиваются с проблемой неустойчивых, слабых грунтов. Большинство из них являются непригодными в качестве оснований. Чаще всего на слабых грунтах возводят промышленные здания – из-за особенностей расположения промышленных зон.

Одним из структурно неустойчивых видов грунта являются торфяные, структура которых не обладает достаточной прочностью и устойчивостью и может быть нарушена действием добавочного (сверх природного) давления (часто весьма незначительной величины), что позволяет отнести их к типу слабых малоустойчивых естественных оснований. При ненарушенной структуре торфяные грунты могут воспринимать некоторую нагрузку от сооружений; при нарушении же ее они становятся часто непригодными как основания для сооружений и требуют специальных мер по их упрочнению, уплотнению или закреплению. По времени существования торфы разделяются на современные и древние, причем последние, хотя резко и не изменяют своей структуры, образовавшейся в начальной стадии их формирования, тем не менее являются более уплотненными и имеют несколько структурную связность.

Самым существенным явлением, возникающим в торфяных грунтах под действием внешней нагрузки, как указывалось выше, является

459

разрушение их структурных связей. Структурные связи в торфах начинают разрушаться при относительно незначительных нагрузках, однако лишь при некоторой, вполне определенной для данного торфяного грунта величине внешнего давления происходит лавинное (массовое) нарушение структурных связей, причем прочность торфяного грунта резко снижается. Если давление на торфяной грунт меньше структурной прочности, то свойства его близки к свойствам твердого тела малой прочности, причем, как показывают соответствующие опыты, ни сжимаемость торфа, ни его сопротивление сдвигу практически не зависит от природной влажности. При этом угол внутреннего трения торфяного грунта мал, а сцепление имеет вполне определенную величину.

При нарушении структурных связей торфы переходят в разжиженное состояние, легко выдавливаясь из-под сооружений, что вызывает неизбежные деформации сооружений и не может быть допущено в их основаниях.

Исходя из общих свойств торфов, выделяют следующие два способа рационального возведения на них сооружений: первый – замена сильно сжимаемых и разжиженных торфов более устойчивыми и прочными грунтами, например песком, и второй – уплотнение и упрочнение торфов небольшими порциями нагрузок.

Замена песками или галькой применяется при небольшой мощности слоя торфов в случае возведения на них насыпей или дамб, когда отсыпаемое тело выдавливает торф в стороны, что продолжается до тех пор, пока насыпь не достигнет плотного грунта.

При втором способе применяют такие порции нагрузок, которые не могли бы разрушить структурные связи, причем последующую порцию дают лишь тогда, когда закончится осадка торфа от предыдущей порции нагрузки. При нагрузке, меньшей структурной прочности, происходит дальнейшее упрочнение торфа, так как осадка способствует сближению минеральных частиц и возникновению новых молекулярных связей. Здесь стоит упомянуть о теории фильтрационной консолидации.

Пресноводные малопрочные торфы относятся к коагуляционным структурам, прочность которых определяется взаимным положением частиц и прочностью водных пленочных контактов между ними. В процессе увеличения напряжений на эти грунты частицы их меняют ориентировку и углы между ними изменяются. Расчет фундаментов зданий, построенных на неоднородных грунтах с прослойкой слабого

460