ООО "Сваевдавливающие установки" - разработка котлованов, земляные работы, Сваевдавливающие установки - устройство грунтовых анкеров, Устройство свайных фундаментов из сборных железо-бетонных свай с сваевдавливающей технологии, нагельное крепление котлована
Главная » 

Новые типы вдавливаемых железобетонных предварительно напряженных свай без поперечного армирования


Новые типы вдавливаемых железобетонных предварительно напряженных свай без поперечного армирования

Вдавливаемые сваи незаменимы при строительстве в черте города и в особенности в исторических центрах городов. Они дешевле буронабивных свай и не наносят вреда существующим зданиям и сетям, как забивные сваи.

Вдавливаемая свая, производимая на линии безопалубочного формования, запроектирована в НИИОСП им. Н. М. Герсеванова при участии специалистов НПЦ "Стройтех".Поскольку интерес к вдавливаемым сваям в России растет, мы используем оборудование для вдавливания свай, которое значительно дешевле импортного и отличается высокой надежностью. Скорость погружения сваи методом вдавливания достигает 2,5 метра в минуту. Минимальное расстояние от вдавливаемой сваи до существующего здания - 37 см.

В настоящее время в связи с развитием новых геотехнологий и наполнением строительного рынка импортным оборудованием резко увеличились число и номенклатура буровых свай. Тем не менее, сегодня в России более половины объема составляют забивные сваи заводского изготовления, которые погружаются дизельмолотами, гидромолотами, вибропогружателями и сваевдавливающими установками СВУ-НИИОСП.

Свая должна отвечать следующим требованиям:– свая в составе фундамента преимущественно работает как внецентренно сжатый элемент, однако при ее конструировании и подборе арматуры расчетным является изгибающий момент от собственного веса, возникающий при подъеме сваи на сваевдавливающую установку, погрузке на транспорт и транспортировке с учетом динамики;– изгибающий момент действует достаточно кратковременно, а расчетная нагрузка – весь срок жизни объекта;– свая в составе фундамента работает на статическую нагрузку, а погружается динамическим и статическим способами, при транспортировке колеблется на прокладках, особенно при переезде через рельсовые пути в режиме, близком к резонансному.Таким образом, материал и конструкция сваи должны быть адекватны достаточно противоположным требованиям. В результате – повышенный расход арматуры и цемента.При разработке новой конструкции вдавливаемых свай необходимо было максимально сблизить требования по прочности и долговечности материала ствола с реальными возможностями технологического оборудования на строительной площадке. С помощью безопалубочной технологии формования (БОТ), описываемой ниже, появилась возможность снизить количество арматуры и класс бетона, упростить стыки и, как следствие, удешевить всю конструкцию.В настоящее время сваи в основном изготавливаются на заводах сборного железобетона в металлических формах по агрегатной технологии, арматурные каркасы производятся в отдельных цехах и доставляются внутризаводским транспортом.

Формы, заполненные бетонной смесью, устанавливают на вибростол, затем переставляют в пропарочные камеры. Процесс изготовления одной сваи длится несколько суток. Стоимость 1 м сваи достигает 1000 рублей.

В настоящее время существует новая технология стендового безопалубочного формования (БОТ), по которой в последние годы во всем мире изготавливают плиты перекрытий. Изделия формуются на подогреваемом металлическом полу на длинном (80…250 м) стенде (дорожке) и армируются только предварительно напряженной продольной арматурой (высокопрочной проволокой или стальными канатами).

До начала формования дорожка очищается, а арматура раскладывается и напрягается. Затем формующая машина с бункером, заполненным жесткой бетонной смесью, движется по рельсам, бетонируя и оставляя за собой непрерывную ленту железобетонных изделий (плит, балок и др.). Ленту накрывают теплоизоляционным материалом и после нескольких часов прогрева разрезают алмазной пилой на отрезки нужной длины. К этому времени бетон набирает необходимую отпускную прочность. Скорость формующей машины (0,8…4,0 м/мин) обеспечивает суточную производительность до 250 м железобетонного изделия.

Известны несколько разновидностей безопалубочной технологии. Наиболее универсальными и перспективными представляются методы вибропрессования и экструзии.

На одной дорожке можно изготавливать всю номенклатуру продукции с помощью универсальной вибропрессующей формовочной машины. Вибропрессование позволяет достичь высокого качества уплотнения бетонной смеси. Изделия, изготовленные на таком стенде, имеют близкое к идеалу расположение зерен заполнителей равномерно по всему сечению, что исключает негативные концентрации напряжений от динамических (ударных) нагрузок. Энергопоглощение происходит равномерно и сбалансировано практически по всему сечению сваи. Невозможность установки поперечной арматуры диктуется непосредственно особенностями БОТ, так как формо-образующая машина движется параллельно вдоль растянутой арматуры от начала и до конца стенда. 

Безопалубочная технология позволяет производить преднапряженные изделия (вдавливаемые и забивные сваи, шпунт) без поперечной арматуры с минимальными затратами на комплектацию оборудования дополнительными насадками, формующими поперечное сечение элементов.

При переходе на БОТ повышается качество изделий, а их себестоимость снижается на 10–30%, так как не нужны пар и пропарочные камеры, арматурные цеха. При этом снижаются также трудоемкость и материалоемкость, увеличивается объем выпуска свай. Например, при формовании свай длиной 8 метров на нагрузку 1200 кН расходуется 15 кг арматурного каната на 1 м3 бетона. Это в несколько раз меньше, чем при традиционной агрегатно-поточной и конвейерной технологии.

Прочность изделий в зависимости от длины и схемы армирования составляет 1000…2500 кН для свай, армированных канатной арматурой, и 800…2100 кН для свай, армированных высокопрочной проволокой. Обеспечиваемое высокое уплотнение бетонной смеси дает возможность экономить 20…50 кг цемента на каждом кубометре отформованного изделия.

Периферийно и равномерно расположенные арматурные канаты класса К7 или высокопрочная проволока класса Вр-II обеспечивают необходимую жесткость сваи в любой плоскости изгиба, что немаловажно при погружении свай и работе под действием горизонтальных нагрузок. Кроме того, отсутствует проблема потери устойчивости арматуры и ее выпучивания из тела бетона, потому не возникает необходимость использовать хомуты.Продолжительность цикла изготовления свай 1 сутки. Производительность одной формующей машины, работающей на двух дорожках длиной 150 м, составляет 600 м/сут.В последние три года сотрудники НИИОСП им. Н. М. Герсеванова  и ООО «Сваевдавливающие установки» активно прорабатывали детали реализации и внедрения в промышленное производство новых забивных и вдавливаемых свай без поперечного армирования, устраняя недостатки, в частности связанные с проблемой наклонных трещин от поперечной силы.

 При погрузочных и транспортных операциях ствол сваи испытывает воздействие изгибающего момента, пропорционального весу материала ствола, в основном бетона. При этом бетон участвует в работе на изгиб не более чем на 40%. В новых конструкциях свай появляется возможность уменьшить сечение бетона за счет образования полостей в зоне неэффективной работы, как правило, в центре. При этом полностью используется сопротивление предварительно напряженной высокопрочной арматурной проволоки или каната.

В процессе забивки свай гидравлическими или дизельными молотами в теле предварительно сжатого бетона не возникают вообще или возникают ограниченные по величине растягивающие напряжения, что позволило отказаться от поперечной арматуры и значительно снизить требования по прочности бетона.

В НИИОСПе и НПЦ «Стройтех» в целях совершенствования БОТ и технологии погружения таких свай проведен комплекс заводских и полевых испытаний на строительных площадках Урала и Поволжья в различных грунтовых условиях. Сваи вдавливались, погружались дизель-молотами и гидромолотами без лидерных скважин. Ударостойкость преднапряженных малоармированных свай оказалась выше сильноармированных ненапряженных.Номенклатура сборных предварительно напряженных железобетонных свай чрезвычайно широка. Сваи могут быть квадратные и прямоугольные, многопустотные и сплошные, большого и малого сечения (сваи-оболочки и мини-сваи).

Производство предварительно напряженных железобетонных свай освоено на заводах в Москве, Перми, Самаре, Жигулевске, Екатеринбурге и других городах. В настоящее время производство предварительно напряженных железобетонных свай также осваивают в Казани, Омске, Санкт-Петербурге, Уфе, Челябинске и Чернигове (Украина). В ближайшее время планируется выпуск таких свай на Таганрогском ЗЖБК.

Для возможности применения ПНС БПА (предварительно напряженных свай без поперечного армирования) в качестве составных был использован клеевой штыревой тип стыка, разработанного в НИИЖБ совместно с Фундаментпроектом в 80-х годах. БОТ оказалась весьма гибкой технологией и позволила создать несколько модификаций штыревого стыка. Полости для размещения стержней стыковочного узла в торцах секций могут образовываться непосредственно во время формования свай.Широкое применение должны получить сваи, шпунт и панели «стен в грунте» с продольными полостями. Наличие полостей позволяет облегчить процесс погружения путем использования гидроподмыва, выполнять различного рода инъекционные и струйные цементационные завесы под подошвой свай и «стен в грунте». Перспективным представляется также использование полых элементов в качестве «термосвай» и «термопанелей», служащих источником тепла или холода для отопления и вентиляции надземной части зданий.

Универсальность технологии вибропрессования позволяет изготавливать сваи на основе серного (бесцементного) бетона, который получают по технологии асфальтобетона. Инертные материалы разогревают до 150˚С и смешивают с расплавленной серой. При остывании ниже 120˚С смесь превращается в бетон класса прочности В25–В50. Недостатком серного бетона является его горючесть, но для свай это не имеет существенного значения, а низкая себестоимость серы и кратковременность процесса изготовления свай позволяют снизить стоимость свайных работ в целом. В ряде регионов России серосодержащие отходы химической промышленности и нефтегазопереработки, а также серосодержащие руды могут успешно использоваться для формования свай и шпунта.

В регионах с дефицитом качественного щебня перспективно использование мелкозернистого (песчаного) бетона. Несмотря на повышенный расход цемента, такой бетон имеет преимущества по сравнению с тяжелым бетоном:– повышенную прочность на растяжение; – интенсивный набор прочности в начальный период твердения; – отсутствие в составе смеси крупного заполнителя, что позволяет уменьшить толщину защитного слоя до 15 мм, а также снизить расход арматуры.В настоящее время область применения свай без поперечного армирования ограничена требованиями действующих норм СНиП 2.02.03-85 и СП 52-102-2003 для сейсмических районов и объектов с большими горизонтальными нагрузками. Указанное требование относится к сваям с центральным армированием, которые действительно оказались недостаточно жесткими на изгиб и практически не применяются в строительстве. В настоящее время в НИИОСПе и НИИЖБе ведутся исследования с целью снять указанные ограничения или более корректно сформулировать требования к сваям без поперечного армирования.В процессе проектирования новых конструкций возникают вопросы, связанные с рядом противоречий с требованиями действующих, в большинстве своем, устаревших норм. Все детали процессов изготовления, погружения, испытаний свай и проектирования фундаментов подробно описаны в стандарте организации (СТО) НИИОСПа «Рекомендации по применению ПНС БПА», который передается заинтересованным фирмам по договору.

 Назад   Вверх   Для печати   В избранное  Отправить

Главная » 

Новые типы вдавливаемых железобетонных предварительно напряженных свай без поперечного армирования

Яндекс.Метрика