Новейшая разрядно-импульсная технология укладки бетона (стр. 1 из 2)

Сущность разрядно-импульсной технологии заключается в том, что скважина, заполненная мелкозернистым бетоном или цементным раствором обрабатывается серией высоковольтных электрических разрядов. При этом возникает электрогидравлический эффект, в результате которого формуется тело сваи или корня анкера, цементируется, уплотняется окружающий грунт. Первоначальный диаметр скважины 130...300 мм в результате обработки расчетной серией разрядов может быть увеличен, в зависимости от энергии, подаваемой в скважину и гидрогеологических условий площадки, более чем в 2 раза. Окружающие грунты уплотняются, снижается пористость в зоне воздействия ударного импульса.

Схема обработки скважины по разрядно-импульсной технологии

1- ствол сваи после обработки;

2- излучатель энергии;

3- разрядная станция;

4- растворонасос;

5- зона цементного грунта;

6- зона уплотнения грунта;

Динамическое воздействие, возникающее в процессе формования, за пределами зоны обработки незначительно и не оказывает вредного воздействия на усиливаемые конструкции и рядом стоящие здания. Разрядно-импульсная технология экологически безвредна. Данная технология позволяет формовать сваи и анкера различной конфигурации, с уширением в одном или нескольких уровнях.

Изготовленные по этой технологии сваи получили сокращенное наименование - сваи РИТ. Инструкция по использованию разрядно-импульсной технологии при изготовлении свай разработана НИИОСП им. Герсеванова в 1993 году. В 1997 году выпущены "Рекомендации по применению буроинъекционных свай", в которых регламентированы технология устройства и методика расчета свай, изготавливаемых по разрядно-импульсной технологии.

Схема изготовления постоянных и временных грунтовых анкеров с обработкой корня анкера по разрядно-импульсной технологии отрабатывалась при научном сопровождении НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. Анкера подобного типа получили наименование "Анкер НИИОСП-97".

Разрядно-импульсная технология "обладает значительным преимуществом по сравнению с традиционными методами в комплексной механизации и автоматизации технологических операций строительных работ" (из заключения НИИМосстроя).

Технология позволяет:

-свести к минимуму земляные работы и водопонижение при строительстве нулевого цикла;

-производить работы из подвала (высотой не менее 2,4 м), цокольного или первого этажа, не создавая неудобства жителям вышележащих этажей и окружающих зданий;

-применять легкие малогабаритные станки.

-осуществлять проходку в неустойчивых грунтах при оплывании стенок скважины без обсадных труб.

-получить наибольшую несущую способность свай и анкеров при минимальных количестве выбуренного грунта и длине сваи или корня анкера.

Область применения

Широко применяется рязрядно-импульсная технология в следующих областях геотехнического строительства: буронабивные сваи, постоянные и временные грунтовые анкера, нагельное крепление откосов, цементация стен и фундаментов зданий и сооружений, цементация грунтов, глубинное уплотнение песчаных грунтов.

Сваи РИТ успешно применяются:

-при изменении архитектурно-планировочных и конструктивных решений существующих зданий (надстройка, увеличение пролетов и нагрузок, увеличение высоты подвального этажа и пр.);

-при строительстве подземных гаражей под зданием и в условиях стесненного пространства;

-для устройства подпорных стен и приямков, ограждений и укреплений подземных переходов и коллекторов, строительства набережных, и других инженерных сооружений.

Сваи РИТ имеют несущую способность в 2-3 раза выше, а стоимость одной тонны несущей способности в 1,5-2,0 раза меньше, чем у буроинъекционных и буронабивных свай, изготовленных с использованием традиционных технологий.

Высокая несущая способность свай, изготовленных по разрядно-импульсной технологии (сваи РИТ) обусловлена следующими факторами:

-расширением ствола сваи;

-уплотнением грунта вокруг ствола и под пятой сваи;

-частичной цементацией грунта вокруг ствола;

Сопротивление грунта под пятой сваи увеличивается в 1,3...2,0 раза, а на боковой поверхности- в 1,2...1,5 раза.

Один из компонентов электроразрядной технологии -магнитно-импульсная обработка твердеющей смеси существенно повышает прочность и однородность мелкозернистого бетона, качество и надежность сваи.

Наиболее яркими характерными примерами применения свай РИТ при реконструкции являются усиление фундаментов при реконструкции Центральной музыкальной школы при Московской консерватории, комплекса зданий Большого театра, Старого Гостиного двора.

Расчет несущей способности сваи РИТ выполняется по

"Рекомендациям по применению буроинъекционных свай" (НИИОСП,1997 г.), разработанным в соответствии с требованиями главы СНиП.2.02.03-85 "Свайные фундаменты. Нормы проектирования", главы СНиП.2.03.01-04 "Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования", и "Рекомендациями по проектированию конструкций из мелкозернистого бетона".

Несущая способность свай РИТ определяется:

-расчетом прочности ствола сваи по материалу;

-расчетом на основе физико-механических характеристик грунтов конкретной площадки;

-по результатам полевых испытаний.

Расчет несущей способности свай по грунту является приближенным и может использоваться только как предварительный. Окончательное значение несущей способности сваи принимается с учетом результатов статических испытаний на строительной площадке. Испытание свай статической нагрузкой является обязательным и проводится в соответствии с ГОСТ 5686-94.

Расчет свай по деформациям выполняется в соответствии с разделом 6 и приложениями 3 и 4 СНиП.2.02.03-85.

Расчет усиления фундаментов существующих зданий с применением свай РИТ производится по "Рекомендациям по применению буроинъекционных свай".

В качестве материала свай РИТ используются различные типы мелкозернистых бетонов, применяемых в зависимости от условий строительства и характера работы свай в конструкции.

Для приготовления мелкозернистых бетонов применяется цемент марки не ниже 400 со сроком схватывания не менее 3 часов, а в качестве инертного заполнителя - песок мелко- и среднезернистый с модулем крупности не более 2,0. Морозостойкость и водонепроницаемость бетона должны соответствовать маркам, установленным проектом, но не ниже морозостойкости Р-75 и водонепроницаемости W4

Сваи РИТ армируются пространственными армокаркасами в зависимости от вида и величины действующей нагрузки. Арматура должна иметь конструктивные элементы, центрирующие ее в скважине и обеспечивающие требуемую толщину защитного слоя бетона не менее 2,5 см.

Наклон свай РИТ к вертикальной оси свыше 20° не рекомендуется.

Расчет свай РИТ в составе подпорной стенки на действие горизонтальной нагрузки особенностей не имеет и должен производиться как для обычных буронабивных свай с диаметром, равным буровому диаметру скважины.

Уже несколько лет сваи РИТ с успехом применяются при реконструкции существующих и строительстве новых зданий и сооружений. Область применения свай РИТ достаточно широка и определяется следующими основными направлениями:

-Усиление существующих фундаментов путем передачи на сваи всей или только части нагрузки от сооружения на фундамент;

-Устройство свайных фундаментов при новом строительстве в стесненных условиях в непосредственной близости от существующих зданий;

-Устройство ограждающих конструкций, аналогичных стенкам из бурокасательных свай и "стенам в грунте".

При усилении существующих фундаментов конструктивные решения практически аналогичны тем, что применяются для буроинъекционных свай, изготовляемых по традиционной технологии и сводятся, в основном, к трем схемам, приведенным на рисунках 1-3. На рисунках 1 и 2 приведены схемы устройства так называемых "козловых" свай, когда они забуриваются под некоторым углом через тело существующего фундамента либо с двух сторон стены, либо с одной. В последнем случае сваи устраиваются через одну с разным углом наклона.

Значительно реже применяется схема, приведенная на рисунке 3. Пробуренные вертикально вдоль фундамента сваи воспринимают нагрузку от здания через специально закрепленные в теле фундамента траверсы.

Рисунок 1 Рисунок 2 Рисунок 3

Конструктивные решения устройства свай РИТ при новом строительстве особенностей не имеют.

Отличительной чертой применения свай РИТ в новом строительстве и при усилении существующих фундаментов является возможность получения высокой несущей способности свай при ее минимальных буровом диаметре и длине. Несущая способность свай с буровым диаметром 150- 250 мм оказывается не меньше, чем у забивных свай сечением 300х300 мм той же длины.