Ефективна технологія зведення паль

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 Організація роботи установи

1.1 Структура установи, функції та взаємозв'язок відділів, секторів та інших підрозділів

НДІ "Укрлегпром" являє собою науково-дослідний, проектно-вишукувальний інститут, що займається розробкою наукових проектів та проектної документації. Організація має відділ геодезичної служби, що займається вишукувальними роботами. В функції цього відділу також входить розробка проектної документації, що зв'язана з геодезичними вишукуваннями. Спочатку проектування починається з включенням договору з замовником, що може бути як юридична так і фізична особа, повинно бути видане завдання на проектування. Потім приступають до визначення умов місцевості, таких як геологічні так і геодезичні. На ділянку виїжджає геодезична група та виконує зйомку місцевості. Після виконання польових робіт виконуються камеральні роботи. Як правило геодезичний відділ розділений на групи, які займаються польовими роботами, а інша частина виконує камеральну обробку результатів. Для камеральної обробки результатів інтенсивно використовуються ЕОМ, що набагато скорочує терміни обробки. Для полегшення роботи майже всі камеральні роботи проводяться на ЕОМ, а саме найбільш трудомісткі процеси набагато спрощуються за допомогою спеціального програмного забезпечення.

Результати обстеження передаються з завданням до суміжних відділів. Після обстеження геологічних характеристик ділянки, документація передається в будівельний відділ. В якому виконуються розрахунок фундаментів, прийняття рішень стосовно застосування тих або інших типів фундаментів з їх обґрунтуванням. Будівельним відділом виконуються розрахунки конструкцій прийняття рішень стосовно конструктивних вузлів та конструкцій в цілому. Паралельно з будівельним відділом працюють архітектори та технологи. Остаточні рішення стосовно планувальних питань та навантажень на основу вирішуються спільно трьома відділами.

Після прийняття всіх рішень та розробки проектної документації вона передається в кошторисний відділ, де згідно з обсягів виконується кошторис.

Також існує відділ комплектування проектної документації, що займається остаточним комплектуванням креслень та копіюванням їх в кількості зазначеній в нормах на видання проектної документації.

Після розробки основних планувальних рішень видається завдання відділу газопостачання та електротехнічному відділам, суміжно можуть проводитись роботи відділом вентиляції та водопостачання. Одним словом процес проектування проходить в тісній співпраці всіх відділів.

В установі є відділ науких розробок, що займається науковими дослідженнями та їх впровадженнями у практику виробництва.

Як і в кожній іншій організації існує адміністрація в яку входить відділ кадрів, бухгалтерія та керівний апарат.

Для зберігання нормативної літератури та копій виданої проектної документації існує Архів.

Також допоміжним відділом є відділ механізації.

фундамент міський забудова палевдавлюючий

1.2 Основна тематика виробничої діяльності установи

За часи Радянського Союзу НДІ "Укрлегпром" спеціалізувався лише на об'єктах в легкої промисловості. Цим науво-дослідним інститутом розроблялись наукові проекти, проекти будівель легкої промисловості з новою концепцією та новими архітектурно планувальними рішеннями. Розроблялись нові концепції в опорядженні будинків та внутрішньому оздобленні. Також виконувались проекти не тільки в Черкаській області але й в Київській та інших. Провідні інженера, архітектори та вишукувальні служби приймали участь в відбудові житлових масивів в Єреванській області після землетрусу.

В теперішній час в ринкових умовах та скрутній ситуації в сільській галузі виконуються замовлення не тільки в сільській місцевості, а й в містах Черкаської та інших областей. Але все ж таки головною метою організації зосталось розробка проектної документації для підприємств, що знаходяться в сільській місцевості.

Інститутом виконуються замовлення на обстеження будівель та видання паспортів будівлям та спорудам. Розробляються проекти на реконструкцію та перебудову приміщень та будівель в цілому.

1.3 Порядок розробки і погодження проектно-кошторисної документації

Проектна документація починається оформлюватись при наявності договору з підприємством, або юридичною чи фізичною особою. До початку розробки проекту проектувальній організації замовник повинен передати завдання на проектування в якому повинні бути наступні дані для об'єктів промислового призначення:

· Назва місця будівництва.

· Характеристика продукції, що буде випускатись на даному підприємстві.

· Показники потужності

· Перспективу розвитку підприємства

· Терміни будівництва по чергам.

· Джерела забезпечення будівництва необхідними сировинними та енергоресурсами

· Намічені розміри капітальних вкладень.

Для житлово-громадських об'єктів:

· Чисельність жителів

· Демографічний склад населення

· Поверховість забудови та серії типових проектів

· Перелік організацій по обслуговуванню населення

· Кількість місць для глядачів в кінотеатрах

Також додається до завдання паспорт ділянки. По-перше проект на початковій стадії повинен бути розглянутий 8 службами та затверджений ними. Збирається інформація по інженерно-геологічним умовам ат інші умови будівництва. Тобто збираються вихідні дані на проектні роботи.

Спочатку розробляється проектна документація в скороченому варіанті, так званий Ескізний проект. Де надаються основні положення по архітектурно планувальним рішенням, конструкціям без розрахунку останніх. Наводиться ТЕО проекту та зведений кошторис. Згідно ТЕО приймаються рішення по впровадженню даного ескізного проекту. Цей проект може погоджуватись з архітекторами міст або районів. Таких проектів може розроблятись декілька варіантів, які порівнюють за економічними показниками та вибирають кращий.

Після погодження ескізного проекту виконують робочий проект. Де найбільш деталізуються технологічні вузли та конструкції, дається найбільш повна кошторисна інформація. В цьому проекті розробляються креслення з пояснюванням по комунікаціям, електротехнічна частина та технологічна частина. Розробляються також вказівки з охорони праці та заходи з пожежної безпеки.

Розробка проектної документації виконується відповідними відділами згідно завдань суміжних відділів. Спочатку приймаються архітектурно-планувальні рішення та виконуються відповідні документи. Архітектори передають завдання з кресленнями будівельному відділу, які працюють над конструкціями та фундаментами, паралельно з будівельним відділом працюють технологічний відділ та можливо й інші відділи. Рішення по тому чи іншому питанню приймаються спільно усіма відділами. По закінченню розробки проектної документації завдання передається в відділ, що займається кошторисами. По усім кресленням складаються кошториси, відповідно до норм України. Найчастіше для полегшення роботи використовується програмне забезпечення для складання кошторисів такі як АВК 3 або більш нова версія для складання кошторисів. Також це може бути як ВинСмета так і інші програмні продукти. Кошторисна документація складається згідно норм в яких зазначено, що вона повинна складатись в певній послідовності а саме від окремих елементів до об'єкту в цілому.

В кошторисній вартості будівництва враховуються:

2.1 Витрати на загально-будівельні роботи в цілому

2.2 Вартість робіт з улаштування в будівлі мереж, а саме водопостачання, каналізації, опалення, електро та інших.

2.3 Вартість монтажних робіт з установленням технологічного обладнання

2.4 Вартість монтажу пасажирських та вантажних ліфтів

2.5 Вартість спеціальних будівельно-монтажних робіт з улаштування фундаментів під обладнання, труб та каналів

2.6 Витрати пов'язані з виконанням інших робі, передбачених проектною документацію.

Окрім витрат в кошторисну вартість будівництва включається накладні витрати та планові накопичення.

В пакет кошторисної документації повинні входити кошториси:

Ш Локальні кошториси та локально-ресурсні кошториси.

Ш Об'єктні кошториси, об'єктно-ресурсні

Ш Кошторисні розрахунки на окремі види витрат, а саме на ті які не передбачені будівельними нормами України

Ш Зведені кошторисні розрахунки вартості будівництва

Ш Зведення витрат

Ш Відомість розрахункової кошторисної вартості будівництва об'єктів, що входять в пусковий комплекс

Ш Відомість базисної кошторисної вартості будівництва об'єктів та робіт з охорони навколишнього середовища.

По закінченню розробки проектної документації вона повинна проходити погодження з такими службами як:

o Пожежна

o Санітарна служба

o Міська чи обласна архітектура (що проводиться на початку розробки проекту та по закінченню розробки проектної документації)

Та іншими службами в залежності від призначення будівлі чи споруди.

По закінченню та погодженню проектна документація видається замовнику в 3 екземплярах. Замовник подає проект на експертизу, що повинна бути проведена протягом 30 днів. Для цього проектно-кошторисна документація подається в відділ міської або районної експертизи. В залежності від рішення експертних служб в проект можуть вноситись поправки з погодженням їх усіма сторонами.

В процесі розробки проектно-кошторисної документації обов'язкове погодження з замовником всієї документації. Замовник може вносити корективи до технологічних рішень, або уточнення.

1.4 Методи конструювання різних будівель (споруд)

В залежності від призначення тих чи інших будівель чи споруд конструювання може виконуватись з використанням ти чи інших схем будівель. З використанням різних матеріалів, які для детального пророблення кошторисної документації слід використовувати. Будівлі в цілкому можуть проектуватись як збірними, збірно-монолітними, монолітними, каркасного типу, панельні, блочні. Спочатку виконується конструювання верхньої частини будівлі та аналіз геологічних умов району та ділянки. По прийняттю рішень з конструктивних елементів виконують збір навантажень на основу, що необхідно для розрахунку фундаментів.

Рішення з використання тих чи інших типів фундаментів може прийматись відповідно до гідрогеологічних умов основи, типу несучого шару ґрунту та використання тих чи інших навантажень на фундамент. Навантаження можуть бути як статичні так і динамічні. Динамічні виникають на обрізі фундаменту під технологічне обладнання. Для найбільш раціонального використання ресурсів фундаменти можуть бути запроектовані не однакові згідно типу ґрунтів та навантажень на них.

При проектуванні будівель чи споруд в сейсмічних районах виконуються заходи з антисейсмічного захисту. Такими можуть бути виконання монолітного армованого поясу по фундаментам та потім через поверх проектується виконання армованих поясів. Можуть також виконувати додаткові заходи з підсилення з'єднань конструкцій в панельних будівлях та виконання додаткових діафрагм жорсткості чи стовпів жорсткості.

Виконуються також заходи з безпеки життєдіяльності, які потрібні для нормального безпечного життя. До складу цих заходів можуть відноситись улаштування громовідводів, заземлення електромереж, та інші специфічні для кожного варіанту.

В проекті розробляються та враховуються усі деталі та розробляється найбільш економічно доцільний варіант.

1.5 Методи розрахунку конструкцій будівель і споруд

На стадії проектування використовуються різноманітні варіанти вирішення конструктивних вузлів та застосовуються різноманітні конструкції. Найбільш використовуються типові конструкції з серій. Такі конструкції мають міцнісні та деформативні характеристики. В серії задана несуча спроможність конструкцій та усі її елементи, так що в стадії проектування не має необхідності розробляти схему армування чи підбирати геометричні характеристики. В основному розрахунок ведеться на задоволення того чи іншого типу конструкції прикладеним навантаженням того чи іншого типу. Розрахунок конструкцій ведеться по першому та другому граничному стану. Перевіряються міцнісні та деформативні характеристики елементу від прикладеного навантаження. Для монолітних ділянок існують додаткові параметри. Монолітні ділянки конструюються проектувальником та всі складові диктуються в залежності від навантаження, перевіряється тільки деформативна характеристика елементу.

Металеві елементи вцілому проектуються, вони розраховуються як по першому так і другому граничному стану.

В процесі проектування повинні бути враховані усі навантаження, головна мета розрахунку - в процесі експлуатації будівля чи споруда повинна мати стійкість та витримувати усілякі навантаження та їх комплексну дію.

1.6 Методи техніко-економічних обгрунтувань і методика їх визначення

Техніко економічні обґрунтування проекту виконують для доведення доцільності спорудження тої чи іншої будівлі чи споруди. Як відомо конструктивні вузли будівлі чи споруди можуть вирішуватись по різному, тобто існує декілька варіантів конструктивних та архітектурно-планувальних рішень. Порівнявши ці варіанти за ціною можна помітити, що вони різні. Чинником техніко-економічних порівнянь можуть бути не тільки різниця в ціні об'єктів але й застосування матеріалів, що викликають підвищення продуктивності праці та збільшують вартість будівельно-монтажних робіт. Ціна цих матеріалів може бути нижчою за більш оптимальні за показниками продуктивності праці.

Техніко економічні показники проекту складають на стадії проектування, в яких враховують всі фактори що впливають на вартість будівельно-монтажних робіт та продуктивності праці. Для цього можуть розроблятись декілька варіанті проекту, які порівнюють між собою для знаходження найбільш оптимального. Для цього можуть складати на кожен кошторис, щоб порівняти економічні показники проекту.

1.7 Порядок оформлення проектно-кошторисної документації

По закінченню розробки проектної документації вона повинна проходити погодження з такими службами як:

o Пожежна

o Санітарна служба

o Міська чи обласна архітектура (що проводиться на початку розробки проекту та по закінченню розробки проектної документації)

Та іншими службами в залежності від призначення будівлі чи споруди.

По закінченню та погодженню проектна документація видається замовнику в 3 екземплярах. Замовник подає проект на експертизу, що повинна бути проведена протягом 30 днів. Для цього проектно-кошторисна документація подається в відділ міської або районної експертизи. В залежності від рішення експертних служб в проект можуть вноситись поправки з погодженням їх усіма сторонами.

1.8 Ознайомлення з елементами САПР

САПР - людинно-машинна система яка дозволяє проектувальнику за допомогою комп'ютера збирати і обробляти інформацію і приймати проектні рішення на основі діалогу з ЕОМ.

Завдяки САПР підвищується продуктивність праці проектувальників (до 10%), підвищується якість проектів, надається можливість їх багатоваріантної пророблення, підвищується швидкість проектування.

До складу САПР входить все програмне забезпечення що використовується в процесі проектування. Таким може бути як програми для креслення так і найбільш складні та "розумні" програмні продукти для розробки комплексної документації такі як Українська розробка програми для майже всіх стадій розробки проектної документації під назвою "Маестро" який працює на базі AutoCad, та виконує майже усі найбільш необхідні функції для конструкторів, архітекторів та електриків і проектувальників що займаються розробкою документації по водопостачанню та каналізації. Також існує програмне забезпечення для математичного моделювання роботи конструкцій та його розрахунку. Для спрощення розрахунків по відомим методам існують програми розрахунку конструкцій та інших параметрів будівлі таких як акустичні теплотехнічні та інші. Але на даному етапі розвитку в нашій місцевості такого програмного забезпечення мало. Найбільш частіше використовуються програмне забезпечення для виконання текстової документації та виконання креслень, що до речі підвищує продуктивність праці проектувальника. До найбільш відомих програмних продуктів відноситься AutoCad - потужна база для інших продуктів але може бути використана як "електронний кульман". Вона дає можливість втілення любих задумів таких наприклад як використання вбудованої мови програмування як Auto Lisp. Також серед архітекторів поширено використання програмного продукту як ArchiCad, що являє собою теж програмний продукт для виконання графічної частини особливо архітектурної. Також нещодавно з'явився такий програмний продукт Російських виробників як Компас, але він найбільш пристосований до вимог машинобудівної галузі. Якщо зазирнути в історію розвитку САПР то вперше такі системи як раз були розроблені для машинобудівної галузі. Як раз на неї було і спрямовано більшість програмного забезпечення. Якщо прослідкувати рівень розвитку програмних продуктів для різних галузей, а саме продукти САПР то можна помітити, що продукти для машинобудівної галузі як для самої старої найбільш розвинуті ніж для інших. Авжеж майже для кожної галузі промисловості на даний період існує багато програмних продуктів. В будівельній майже усі засоби використовуються, але для розрахунку тих чи інших конструкції не існує визначених методів, ось чому і виникає складність автоматизованого розрахунку. Як було сказано вище за допомогою САПР скорочується терміни виконання проектної документації та підвищується ефективність. При розрахунку тих чи інших конструкцій визначеним методом не витрачається час на математичні маніпуляції. При використанні електронних варіантів креслень відпадає необхідність викреслювання тих самих креслень суміжними службами. В електронних архівах набагато швидше можна знайти потрібний фрагмент. Навіть всі нормативні документи можна знайти набагато швидше та не обов'язково потрібно знати назву документу. На допомогу проектувальникам в такому плані розроблено програмний продукт під назвою ЗОДЧИЙ, в якому містяться всі нормативні документи та є можливість швидкого пошуку потрібної інформації.

1.9 Способи здешевлення науково-дослідних розробок, проектування і полегшення праці проектувальників, збільшення продуктивності праці

Поступово все більшого значення набувають не тільки характер і розміри засобів виробництва, але і ефективність їх застосування, наукова організація праці. Тепер уже від цих факторів, в першу чергу, залежить продуктивність праці. Науково-технічна революція підвищує роль інформації і науки, їх технологічного застосування в виробництві.

Сучасним керівникам доводиться враховувати ту обставину, що різні робітники на різних операціях здатні виконувати як якісно, так і кількісно різні об'єми роботи. Оскільки, цілком очевидно, що нікому не потрібна швидко але не якісно виконана робота.

Якщо від працівника середнього рівня вимагати швидко виконувати якісні операції, він мусить працювати з відчутним напруженням своїх сил. Тому робота з такою продуктивністю повинна бути відповідним чином стимульована.

Міри поліпшення умов праці також позитивно впливають на продуктивність праці. До таких заходів належить організація транспорту для доставки робітників на роботу і додому, влаштування кімнат відпочинку, централізованого харчування.

Обов'язковою умовою гарної роботи є також гарне ставлення і повага керівників до своїх підлеглих. Необмінно має бути присутня сувора дисципліна на виробництві, але вона одночасно не повинна перетворюватися в терор проти підлеглих щоб не викликати їх повальне незадоволення керівництвам. Це може призвести до страйків або масових заворушень і звільнень робітників за власним бажанням. Політика керівництва в цьому питанні повинна бути гнучкою і спиратися на законні вимоги.

Найбільший ефект підвищення праці в галузі проектування та здешевлення проектування є застосування сучасних засобів та методів виконання креслень та проектної документації. Застосування комп'ютерної техніки набагато зменшує терміни виконання проектної документації та підвищує продуктивність праці проектувальників. Хочу зазначити, що застосування нових засобів спілкування таких як Інтернет дає великі перспективи в майбутньому. Ось наприклад при розробці якогось проекту можуть приймати участь декілька організацій це викликало б великі незручності в минулому, тому що організації можуть знаходитись в різних містах навіть країнах. Використовуючи новітні технології обміну інформацією на даний час можна за декілька секунд передати необхідну інформацію в різну точку земної кулі. Згідно цього набагато скорочуються затрати на дорогу та відправки документації.

2 Ознайомлення з матеріалами по темі дипломного проекту

2.1 Актуальність теми

Актуальність теми обумовлена, з одного боку, необхідністю влаштування фундаментів нових об'єктів, чи на таких, що відбувається реконструкція, в безпосередній близькості до будинків і споруд, що експлуатуються. З іншого боку, існуюча нормативна і літературна база, впровадження нових ощадних технологій і техніки відстають від змін, що відбулися, у будівництві. Діючі Норми, практично, не ураховують різницю між роботою вдавлених і забивних паль, в них відсутні рекомендації по визначенню взаємного впливу існуючих і щойно влаштованих фундаментів.

Нестача вільних земельних ділянок під забудову в центральних частинах більшості міст України ставить перед проектантами і будівельниками нові проблеми та вимоги. Окреслимо найважливіші з них:

? необхідність підвищення щільності міської забудови передбачає зведення нових будинків і споруд біля існуючих будівель, виникає необхідність попередження не тільки руйнування і пошкоджень, але й погіршення умов їх утримання та експлуатації;

? підвищення щільності забудови породжує техногенні чинники погіршення умов роботи фундаментів існуючих будівель, тому необхідно відрізняти допустимі чинники від недопустимих; основним критерієм недопустимості може бути умова:

< Sadt u

де Sadt і - осадка від і-того техногенного чинника;

Sadt u - гранична додаткова осадка сусідньої (суміжної) будівлі, яка визначається розрахунком, або в першому наближенні приймається згідно чинних нормативних документів;

Рис 1. Підсилення фундаментів та влаштування 2-х підземних поверхів в існуючих будівлях за допомогою трубобетонних паль (б)

? переважна частина нових будівель в старих частинах міст зводяться за індивідуальними проектами, що передбачає необхідність розробки, проектування і впровадження нетрадиційних, також індивідуальних для кожної будівлі фундаментів;

? дуже часто (а в зонах історичної забудови - як правило), існуюча забудова знаходиться в незадовільному технічному стані, а ділянки забудови відносяться до другої або третьої геотехнічних категорій, тому в процесі будівництва або реконструкції будинків необхідно врахувати особливі вимоги, які пред'являються Єдиними європейськими нормами EUROKODE-7 „Geotechnics” [1?3]:

- участь спеціаліста-геотехніка на всіх стадіях будівельного процесу (вишукування, обстеження, проектування, будівельні роботи, будівельний моніторинг);

- передпроектне обстеження сусідніх будівель, які попадають в зону ризику;

- геотехнічний прогноз можливих деформацій будівлі;

- моделювання небезпечних містобудівельних ситуацій на ділянці забудови;

- наукове супроводження складних або новітніх технологій в процесі проведення комплексу інженерно-технічних і (або) геотехнічних заходів;

- геотехнічний моніторинг на стадії проведення будівельних або аварійно-відновлювальних робіт;

- вибір бережливої технології будівельних робіт нульового циклу, так як додаткові втручання в ґрунти прибудинкових просторів можуть спровокувати непередбачувані деформаційні процеси;

? незважаючи на те, що перед початком новобудови (реконструкції) окрім інженерно-геологічних досліджень, як правило, проводиться технічне обстеження сусідніх існуючих будівель, 77 % від загальної кількості аварій будівель і споруд відбувається в процесі експлуатації об'єктів; вказаний факт, а також досвід будівництва у великих містах [4], свідчать про те, що, очевидно, існуючі методи і технології будівництва фундаментів нових будівель в умовах щільної міської забудови, часто на відповідають належному рівню вимог експлуатаційної надійності і потребують вдосконалення.

Дефіцит вільних площ під забудову в центральних частинах міст примушує нові будівлі “рости” не тільки в гору, але й вниз. Для вирішення проблеми освоєння підземного простору під існуючими будівлями, авторами розроблено і впроваджено метод влаштування фундаментів з паль, які вдавлюються в грунт статичним навантаженням.

Невеликі габарити обладнання дозволили виконувати роботи в стиснених умовах безпосередньо біля або під існуючими фундаментами, що є безперечною перевагою методу при укріпленні, збільшенні несучої здатності існуючих фундаментів будівель під час їх реконструкції. Крім того, до переваг цього методу слід віднести також повне виключення динамічних впливів на основу і можливість оцінювати фактичну несучу здатність кожної палі по зусиллю вдавлювання.

Рис. 2. Фундаменти з трубобетонних паль

Найбільше розповсюдження отримали трубобетонні та буронабивні палі, виконані методом статичного вдавлювання (рис. 1, 2).

Трубобетонні палі виконувалися методом статичного вдавлювання секцій труб з подальшим армуванням, бетонуванням і розклинюванням голови палі. Секції труб стикувалися за допомогою бандажів на зварці. Зусилля вдавлювання становило 400?500 кН і забезпечувало допустиме навантаження на палю 300?350 кН залежно від типу ґрунтів основи. Довжина секцій труб O 133?159 мм приймалася 750?1000 мм, арматура - O 20?25 мм класу А-ІІІ, бетонна суміш - литої консистенції з бетону класу В25 (рис. 2).

Набивні палі виконувалися шляхом вдавлювання в грунт інвентарної обсадної труби з наконечниками, що залишалися в ґрунті, з подальшим армуванням і бетонуванням. Для сприйняття реактивного зусилля вдавлювання і передачі навантаження від будівлі на палі, виконувався залізобетонний ростверк з отворами для пропуску паль. Максимальне зусилля вдавлювання становило 400?450 кН. Допустиме навантаження на палю, таким чином, досягало 250?300 кН. Діаметр палі приймався 140?145 мм, арматура - O 20?25 мм класу А-ІІІ. Бетонна суміш - литої консистенції з бетону В25 (~ М300).

Вперше в практиці нового будівництва трубобетонні палі, виконані методом статичного вдавлювання, були розроблені і впроваджені авторами при влаштуванні фундаментів будівлі офісного центру у м. Рівному на вул. 16 Липня.

Обмежені розміри будівельного майданчика, наявність в безпосередній близькості існуючих будівель та несприятливі гідрогеологічні умови виключали можливість влаштування передбачених проектом фундаментів із забивних залізобетонних паль.

Для вирішення вказаної проблеми авторами було запропоновано наступну методику і послідовність виконання фундаментів:

- влаштування залізобетонних ростверків з отворами для пропуску паль;

- зведення першого поверху будівлі з перекриттям;

- монтаж палевдавлювальної установки і влаштування трубобетонних паль методом статичного вдавлювання.

Розміри поперечного січення залізобетонного ростверку розраховувалися таким чином, щоб його площа обпирання на грунт забезпечила передачу навантаження від двох поверхів будівлі (120?150 кН/м), а ширина була достатня для влаштування отворів з анкерами і монтажу палевдавлювального обладнання. Були прийняті трубобетонні палі діаметром 133 мм загальною довжиною 10.0 м з обпиранням на шар пилуватих пісків середньої щільності з модулем деформації Е = 21.0 МПа (рис. 2).

Палевдавлювальна установка монтувалась на металевих балках-швелерах, які встановлювались вздовж отворів і з'єднувались з анкерами (рис. 3). Палі виготовлялись шляхом задавлювання секцій труб довжиною 1.5 м. Стикування секцій між собою проводилося за допомогою бандажів на зварці. Бетонування проводилося паралельно з задавлюванням. Для бетонування паль використовувався бетон класу В25 з осадкою конуса 140?150 мм, заповнювач - щебінь фракції 5?10 мм. Після бетонування проводилось армування палі одним поздовжнім стержнем діаметром 22.0 мм.



Рис. 3. Кріплення установки для вдавлювання трубобетонних паль

Для встановлення кореляційного зв'язку між зусиллям вдавлювання і допустимим навантаженням на палю в існуючій інженерно-геологічній ситуації була виготовлена експериментальна паля і проведено її статичне випробування. При проходженні шарів насипного ґрунту і пластичного супіску зусилля вдавлювання коливалось в межах 100?150 кН і досягло максимального значення 330.0 кН при заглибленні палі в пісок. Статичні випробування виконувались відповідно до вимог ДСТУ Б.В. 2.1-1-95 [5].

На нашу думку, а також на думку багатьох авторів (Клепіков С.М., Метелюк М. С., Адалін С.В., Корнієнко М.В. та ін.) випробування пробних паль безпосередньо на ділянці забудови дають найточніші результати, оскільки зусилля вдавлювання характеризує граничний опір основи в конкретних ґрунтових умовах.

Самим достовірним методом визначення несучої здатності є натурне випробування палі вертикальним статичним навантаженням, набагато менше достовірними - методи статичного зондування ґрунту (достовірність 73?76 %), розрахунки по таблицях СНиП (достовірність 60?65 %), динамічні випробування паль - (достовірність 58?62 %) [6].

Розрахункове навантаження на палю згідно з результатами проведених випробувань склало 230.0 кН, осадка при цьому становила 7.8 мм. Таким чином було визначене робоче зусилля вдавлювання палі - 33.0 кН, яке гарантувало потрібне розрахункове навантаження на палю. Довжина палі становила 9.50 м. Всього було виконано 175 паль протягом 1.5 місяців. Роботи по зведенню другого і вищих поверхів будівлі при цьому не припинялись.

Враховуючи вище викладене, вважаємо, що метод статичного вдавлювання паль може бути ефективним і рекомендованим для застосування не тільки при реконструкціях існуючих міських будівель і споруд, але й при новому будівництві, особливо в умовах щільної міської забудови.

Буронабивні палі. Характерною рисою влаштування буронабивних паль є попереднє буравлення свердловин до заданої глибини.

Самими першими палями в нашій країні, на основі яких застосовуються існуючі різновиди буронабивних паль, є палі А.Є. Страуса, які були запропоновані в 1899 г. Виготовлення паль включає наступні операції:

- буріння свердловин;

- опускання в свердловину обсадної труби;

- вилучення зі свердловин ґрунту, що обсипався;

- заповнення свердловин бетоном окремими порціями;

- трамбування бетону порціями;

- поступове вилучення обсадної труби.

У пробурену до проектної відмітки (5...12 м) свердловину опускають трубу діаметром 25...40 см, потім завантажують бетонну суміш. Після заповнення свердловини на глибину близько 1 м бетонну суміш трамбують і повільно піднімають обсадну трубу до тих пір, поки висота суміші в трубі не зменшається до 0,3...0,4 м. Знову завантажується бетонна суміш і процес повторюється. Враховуючи, що діаметр свердловини більше діаметра обсадної труби тому поверхня пробуреного ґрунту виявляється нерівної, жорсткою, при наповненні бетонною сумішшю обсадної труби її підйомі і ущільненні, бетон заповнює весь вільний обсяг, включаючи зазори між стінками свердловини і обсадною трубою. Частина бетону і цементного молока проникає в ґрунт, підвищивши його міцність.

Недолік способу - неможливість контролювати щільність і монолітність бетону по висоті палі, можливість розмиву бетонної суміші, що незатверділи, підземними водами.

Армування паль роблять тільки у верхній частині, на глибину 1,5...2,0 м у свіжевкладенний бетон установлюють металеві стрижні для їхнього наступного зв'язку з ростверком.

Залежно від ґрунтових умов буронабивні палі влаштовують одним з наступних способів - сухим способом ( без кріплення стінок свердловин), із застосуванням глинистого розчину ( для запобігання обвалення стінок свердловин) і із кріпленням свердловин обсадною трубою.

Сухий спосіб застосовуєтсья у стійких ґрунтах (просадні і глинисті твердої напівтвердої і тугопластичної консистенції), які можуть тримати стінки свердловин (рис.1). Свердловина необхідного діаметра розбурюється методом обертального буріння в ґрунті на задану глибину. Після приймання свердловини в неї встановлюють арматурний каркас і бетонують методом вертикально переміщення труби.

Рис.4. Технологічна схема влаштування буронабивних паль сухим способом: а- буріння сверлдовин; б -розбурення поширення; в- установка арматурного каркаса; г - установка бетонолитної труби з вібробункером; д - бетонування свердловини методом вертикально переміщення труби (ВПТ); е- підйом бетонолитної труби; 1- бурова установка; 2 - привід; 3 - шнековий робочий орган, 4- свердловина; 5- поширювач; 6 - розширена порожнина; 7- арматурний каркас; 8- стріловий кран; 9- кондуктор-патрубок; 10 - вібробункер; 11 - бетонолитна труба; 12- баддя з бетонною сумішшю; 13- розширена п'ята палі

Бетонолитні труби, як правило, складаються з окремих секцій і мають стики, що дозволяють швидко і надійно з'єднати труби. Секції бетонолитних труб довжиною 2,4...6 м у стиках скріплюють болтами або замковими з'єднаннями, у першій секції кріпиться прийомний бункер, через який бетонна суміш подається в трубу. У свердловину опускається бетонолитна труба до самого низу, у прийомну воронку подається бетонна суміш із автобетонозмішувача або за допомогою спеціального завантажувального бункера, на цій же воронці закріплені вібратори, які ущільнюють бетонну суміш, що укладається. У міру укладання суміші бетонолитна труба вилучається зі свердловини. По закінченню бетонування свердловин голову палі формують у спеціальному інвентарному кондукторі. Сухим способом за розглянутою технологією виготовляють буронабивні палі діаметром від 400 до 1200 мм, довжина паль досягає 30 м.

Застосування глинистого розчину. Влаштування буронабивных паль у слабких водонасыщенных ґрунтах вимагає підвищених працезатрат, що обумовлене необхідністю кріплення стінок шпари для запобігання їх від обвалення (мал.2). У таких нестійких ґрунтах для запобігання обвалення стінок шпар застосовують насичений глинистий розчин бентонітових глинплотностью 1,15...1,3 г/см, який гідростатичних тисне на стінки, добре тимчасово скріплює окремі ґрунти, особливо обводнені й нестійкі, при цьому добре втримує стінки шпар від обвалення. Цьому ж сприяє утвір на стінках шпари глинистої кірки внаслідок проникнення розчину в ґрунт.



Рис.5. Технологічна схема пристрою буронабивных паль під глинистим розчином: а - буравлення шпари; б-б- пристрій розширеної порожнини; в -установка арматурного каркаса; г-г- установка вибробункера з бетонолитной трубою; д-д- бетонування шпари методом ВПТ; 1 - шпара, 2- бурова установка; 3- насос; 4 -глиносмеситель; 5 - приямок для глинистого розчину; 6 -розширник; 7 -штанга; 8- стрілової кран; 9 -арматурний каркас; 10 -бетонолитная труба; 11- вибробункер

Шпари бурять обертальним способом. Глинистий розчин готовлять на місці виконання робіт і в міру буравлення подають у шпару по пустотілій буровій штанзі під тиском. У міру буравлення, що перебуває під гідростатичним тиском розчин від місця забуривания, зустрічаючи опір ґрунту, починає підніматися нагору уздовж стінок шпари, виносячи зруйновані бурами ґрунти, і виходячи на поверхню, попадає у відстійник-зумпф, звідки знову насосом подається в шпару для подальшої циркуляції.

Глинистий розчин, що перебуває в шпарі під тиском, цементує ґрунт стінок, тим самим, перешкоджаючи проникненню води, що дозволяє виключити застосування обсадних труб. Після завершення проходки шпари в неї при необхідності встановлюється арматурний каркас, бетонна суміш із вибробункера по бетонолитной трубі попадає на дно шпари, піднімаючись нагору, бетонна суміш витісняє глинистий розчин. У міру заповнення шпари бетонною сумішшю роблять підйом бетоновода.

У цей час проходить успішне випробування спеціальний полімерний концентрат на основі поліакриламіду, який у процесі гідратації утворює колоїдний буровий розчин, що створює захисну плівку на стінках шпари, що в комбінації з надлишковим гідростатичним тиском запобігає їхньому опаданню. Буравлення в складних геологічних умовах без застосування обсадних труб показало цілісність буронабивной палі по всій глибині після закачивания в неї бетону й відсутність яких-небудь напливів або западин бетону на бічній поверхні палі. Використання колоїдного розчину дозволяє суттєво побільшати продуктивність бурових робіт, знизити їхня собівартість і трудомісткість, різко скоротити потреба в обсадних трубах без зниження якості робіт.

Кріплення шпар обсадними трубами. Пристрій паль цим методом можливо в будь-яких гідрогеологічних умовах; обсадні труби можуть бути залишені в шпарі або витягнуті з неї в процесі виготовлення палі (мал.3). Обсадні труби з'єднують між собою за допомогою замків спеціальної конструкції (якщо це інвентарні труби) або на зварюванні. Пробуривают шпари обертальним або ударним способом. Занурення обсадних труб у ґрунт у процесі буравлення шпари здійснюють гідродомкратами.



Рис.6. Технологічна схема пристрою буронабивных паль із застосуванням обсадних труб: а-а- установка кондуктора й забуривание шпари; б-б- занурення обсадної труби; в -проходка шпари; г -нарощування наступного ланки обсадної труби; д -зачищення вибою шпари; е -установка арматурного каркаса; ж-ж- заповнення шпари бетонною сумішшю й добування обсадної труби; 1 - робочий орган для буравлення шпари; 2- шпара; 3- кондуктор; 4 -бурова установка;

Занурення паль вдавленням.

Технологічна карта на занурення паль вдавленням гідравлічної установки З-450

Технологічна карта розроблена й рекомендується для застосування при проектуванні, організації й провадженні робіт по зануренню паль вдавленням при улаштуванні фундаментів цивільних і промислових будинків. Картою передбачається вдавлення паль крапковим методом із застосуванням гідравлічної установки З-450.

Галузі застосування

Найбільш ефективною галуззю застосування технології вдавлення паль із застосуванням установки З-450 є занурення залізобетонних паль і шпунтів поблизу або усередині існуючих будинків і споруджень, в умовах щільної забудови, в історичних центрах міст, поблизу старих і аварійних споруджень, у зсувних зонах і в інших місцях, де заборонено занурювати палі ударним методом або віброзануренням через неприпустимість динамічних, вібраційних і шумових впливів.

Вдавлення паль - технологія й організація робіт

Влаштування пальових робіт дозволяється при наявності проекту пальового поля, плану розбивки осей і плану існуючих підземних комунікацій. До початку робіт із вдавлення паль повинні бути виконані наступні роботи:влаштування котлованів; планування майданчиків зрізанням або підсипанням; устрій водостоків і водовідливу з робочого майданчика (дна котловану), при нестійких і водоносних ґрунтах влаштування котлованів необхідно робити під захистом огородження (пристроєм шпунта, підпірних стін і ін.); геодезична розбивка осей і положення паль і пальових рядів відповідно до проекту; виконані тимчасові під'їзні колії для палевдавлюючих установки й крана; підведені силові й освітлювальні електромережі; зроблена комплектація й складування паль (у кількості, що забезпечує дводенну безперебійну роботу); винесені, закріплені на місцевості й передані по акту розбивочні осі будинку, до якого додаються схеми розташування знаків розбивки; перевірена відповідність маркування на палях заводським паспортам; доставлені й розміщені на будмайданчику установки, анкерні вантажі, необхідні механізми, пристосування й інструменти.

Транспортування установки для вдавлювання паль

Примітка: При розбивці осей відхилення палі від проектного положення в плані не повинне перевищувати ±5мм. Проектне положення палі рекомендується закріплювати на місці металевими штирями, забитими на глибину 0,2-0,3м. При транспортуванні, розвантаженні й складуванні паль заводського виготовлення необхідно забезпечити їхню схоронність (укладання в штабель у горизонтальному положенні головами в одну сторону при висоті штабеля не більш 2м). Зберігання в одному штабелі паль різних конструкцій, довжин і перетинів не допускається. Розкладку паль у робочій зоні палевлавлюючих машин роблять за допомогою автокрана на відстані не більш 10м. Палевдавлюючи машини, анкерні вантажі, палі й піднімальний кран розміщаються на будмайданчику таким чином, щоб кран з однієї позиції міг безпечно обслуговувати максимальну кількість крапок вдавлення. Мінімальна вантажопідйомність крана 25 т. Схеми пересування палевдавлюючих машин по будівельному майданчику й послідовність занурення паль установлюють при прив'язці технологічної карти залежно від розміщення паль у плані.

Вдавлення паль - методи праці робітників

Вдавлення паль із застосуванням палевдавлюючої установки З-450 здійснюється бригадою з 4 людей:

Оператор палевлавлюючої машини (1 чіл.) - здійснює керування, керує переміщенням палевлавлюючої машини по будівельному майданчику, установкою палевлавлюючої машини на оцінку проектного положення палі, завантаженням (розвантаженням) палевлавлюючої машини анкерними вантажами. Здійснює вдавлення палі. Контролює показання приладів і забезпечує контроль над роботою всіх вузлів і агрегатів палевдавлюючої машини. Веде журнал занурення робочих паль. Крановик (1 чіл.) - здійснює перестановку палевдавлюючої машини на оцінку проектного положення палі, завантаження (розвантаження) палевдавлюючої машини анкерними вантажами, завантаження палі в напрямну пастку палевдавлюючої машини. Стропальник (2 чіл.) - забезпечує завантаження й розвантаження палевдавлюючої машини анкерними вантажами, завантаження паль у напрямну пастку палевдавлюючої машини, установку палевдавлюючої машини на оцінку проектного положення палі. Необхідно прагнути зберігати сталість состава бригади на увесь час виконання робіт.

Вдавлення паль - технологічна послідовність провадження робіт

Технологічний цикл вдавлення паль із застосуванням палевдавлюючої машини включає наступні операції: стропування й перестановка палевдавлюючої машини на оцінку проектного положення палі; завантаження палевдавлюючої машини анкерними вантажами; стропування, підйом і завантаження палі в напрямну пастку палевдавлюючої машини; центрування палі; вдавлення палі; розвантаження палевдавлюючої машини; стропування й перестановка палевдавлюючої машини на оцінку проектного положення чергової палі.

1. Підготувати палевдавлюючу машину до роботи згідно з інструкцією по експлуатації. Час підготовки 10-20хв.

2. Перевірити стани пальового поля в передбачуваному місці роботи перед початком кожної зміни (рівність поверхні, твердість ґрунту, наявність розмітки або лідируючих шпар, відсутність сторонніх предметів, машин або встаткування, що заважають роботі). Час перевірки 10 хв.

3. Установити у вантажну раму палевдавлюючої машини приціл.

4. Застропить палевдавлюючу машину, підняти краном на висоту 50-70мм. і переставити на оцінку проектного положення палі в пальовому полі. Сполучити приціл з оцінкою проектного положення палі, і вилучити палевдавлюючу машину на ґрунт. Час 5-10 хв.

5. Перевірити горизонтальність палевдавлюючої машини й збіг перекрестия прицілу із проектним положенням палі, що вдавлюється. При відхиленні від обрію більш 2 градусів, або при розбіжності з віссю палевдавлюючої машини більш ніж на 50мм, операцію по установці повторити. Час 5-20 хв.

6. Кран звільнити. Витягти приціл з вантажної рами палевдавлюючої машини.

7. Підключити електрокабель. Підняти головку палевдавлюючої машини у вихідне положення. Час 5 хв.

8. Установити анкерні вантажі на раму палевдавлюючої машини за допомогою крана. Завантаження робити послідовно, по одному вантажу вагою не більш 12 т. на кожну сторону, до необхідної величини (не більш 200 т.). Вантажі стропить за чотири вантажопідйомні захвати, перевіряючи їх технічний стан перед кожним стропуванням. Розташування вантажів строго симетрично щодо осі палевдавлюючої машини. При завантаженні контролювати горизонтальність головки палевдавлюючої машини. При його відхиленні більш ніж на 2 градуса машину розвантажити, доробити майданчик у місці установки палевдавлюючої машини й повторити операцію. Для доробки майданчика під палевдавлюючої машиною використовувати: щебені, пісок, дошки товщиною не менш 40мм. Для збільшення стійкості палевдавлюючих машин дозволяється використання металевих опор, розміщених по обидві сторони вантажної рами (додаткові опори для негабаритних вантажів). Кількість анкерних вантажів повинне відповідати контрольному зусиллю вдавлення паль на даної стройплощадке, зазначеному в проекті. Час 15-40 хв.

9. З палі, що завантажується, зрізати вантажопідйомні скоби за допомогою болгарки й застропить палю стропом «зашморгом» так, щоб центр ваги палі був нижче місця стропування, а паля при підйомі краном висіла строго вертикально вістрям униз, при цьому верхній торець палі не повинен стосуватися піднімальних стропів. Час 1-3 хв.

10. Підняти палю краном і перемістити її на вісь вдавлення, при цьому нижній кінець палі повинен бути вище верхнього огородження палевдавлюючої машини на 300-500мм. Час 5 хв.

11. Краном повільно вилучити палю через напрямну пастку й головку палевдавлюючої машини до торкання палею землі. Після торкання палю підняти на 50-100мм. від поверхні землі. Час 1-3 хв.

12. Зцентрувати й затиснути палю затискними клинами в головці палевдавлюючої машини. Час 30 сек.

13. Вилучити гак крана на 800-1000 мм, послабивши натяг стропів «зашморгу». Час 10-15 сек.

14. Зробити робочий хід головки, що вдавлює, палевдавлюючої машини до нижнього упору в ручному режимі. Час 30-40 сек.

15. Розтиснути клини затискного влаштуванню палевдавлюючої машини й зробити зворотний хід у ручному режимі. Час 10 сек.

16. Повторно вилучити гак крана на 800-1000 мм, послабивши натяг стропів «зашморгу». Час 10-15 сек.

17. Затиснути палю затискними клинами в головці палевдавлюючої машини й зробити повторний робочий хід у ручному режимі. Час 30 сек.

18. Зробити зворотний хід по пункту 15, вилучити гак крана на висоту доступну стропальникові, палю розстропувати, стрілу крана відвести в безпечне положення. Час 10-30 сек.

19. Перевести палевдавлюючу машину в автоматичний режим роботи (на вдавлення). Зусилля вдавлення палі постійно контролювати по манометру. При досягненні палею проектної оцінки або контрольного зусилля вдавлення, зазначеного в проекті, занурення палі припиняється. На даній крапці вдавлення не продовжувати. Палевдавлюючу машину перемістити на оцінку проектного положення наступної палі по пункту 4. Час залежить від довжини палі (не більш 15хв.).

20. При зусиллі вдавлення менше контрольного, вдавлення продовжувати до досягнення верхнім торцем палі оцінки 1,5м. від рівня землі. Перевести палевдавлюючу машину в ручний режим і продовжити вдавлення до досягнення верхнім торцем палі оцінки 600мм. від рівня землі. Час 1-2хв.

21. Перевести головку палевдавлюючої машини у вихідне положення. Час 10сек.

22. Застропить допоміжну палю (коротка металева паля із плоскими торцями) аналогічно основній палі. Вивести допоміжну палю на вісь вдавлення, завантажити її через напрямну пастку й головку палевдавлюючої машини до зіткнення її з торцем основної палі, зцентрувати її затискними клинами, вилучити гак крана на висоту доступну стропальникові, розстропувати допоміжну палю, стрілу крана відвести в безпечне положення. Час 1-3хв.

23. Продовжити вдавлення основної палі через допоміжну палю в ручному режимі до досягнення верхнім торцем основної палі встановленої проектної оцінки. Зупинити головку палевдавлюючої машини й розтиснути клини. Час 3-5хв.

24. Застропити допоміжну палю й вилучити її зі палевдавлюючої машини, уклавши краном у безпечне й зручне для наступної роботи місце на будівельному майданчику. Час 3хв.

25. Звільнити палевдавлюючу машину від анкерних вантажів, видаляючи по черзі по одному вантажу з кожної сторони (аналогічно завантаженню). Укладати вантажі в безпечне й зручне для наступної роботи місце на будівельному майданчику. Час 10-25хв.

27. Застропити і переставити палевдавлюючу машину на оцінку проектного положення наступної палі й продовжити роботу в послідовності зазначеної в попередніх пунктах.

Примітка: У випадку якщо розташування палевдавлюючої машини й анкерних вантажів на будівельному майданчику виходить із зони безпечної роботи крана, роботи зупиняють і роблять переустановку крана відповідно до інструкції для експлуатації. Час окремих операцій зазначене в технологічній карті може бути збільшене у зв'язку з конкретними умовами на будівельному майданчику й вимогам по техніці безпеки. Передбачається підвищення продуктивності праці за рахунок використання модульної системи пересування палевдавлюючої машини (, що виключає операцію по завантаженню-розвантаженню палевдавлюючої машини анкерними вантажами), максимального використання фронту робіт, комплектної поставки паль на будмайданчику, раціональних розв'язків по організації й технології виробництва будівельних робіт.

Вдавлення паль - вказівки про систему контрольних вимірів.

При проведенні робіт із вдавлення паль із застосуванням палевдавлюючих машин роблять наступні контрольні виміри. Зусилля вдавлення під час і наприкінці занурення палі контролюється оператором палевдавлюючої машини за допомогою тарованого манометра. Фактична глибина занурення палі визначається по контрольних оцінках на тілі палі. Зусилля вдавлення наприкінці занурення палі повинне бути більше або рівнятися контрольному зусиллю вдавлення, зазначеному в проекті. Контролювати глибину занурення паль у залежності ґрунтових умов можна по двом показникам: по контрольному зусиллю вдавлення палі й по заданій оцінці нижнього кінця палі. Контроль по першому показникові проводиться в тих випадках, коли нижче покрівлі несучого шару немає більш слабких і більш стисливих ґрунтів, чому ґрунти несучого шару. У цих умовах попередньо призначена в проекті довжина палі може змінюватися в процесі її вдавлення, виходячи із глибини занурення, що забезпечує контрольне зусилля вдавлення. При контролі по другому показникові незалежно від зусиль вдавлення паля повинна бути занурена на проектну оцінку. У цих умовах довжину палі зменшувати не допускається. Фіксується й заноситься в журнал занурення робочих паль: відхилення палі в плані; номер палі в плані; марка палі; дата занурення палі. При необхідності занурення палі до заданої оцінки в ґрунти, опір яких вище зусилля вдавлення, що розбудовується палевдавлюючої машиною, вдавлення паль проводиться в лідируючі шпари, діаметр і глибина яких фіксується в журналі.

Пальові фундаменти - вимоги по якості й прийманню

Технічний контроль якості робіт на будівельному майданчику в процесі влаштуванню пальових фундаментів проводиться на всіх етапах безпосередньо виконавцем робіт разом із представником технічної інспекції замовника. Приймання пальових фундаментів проводиться комісією в складі представника замовника, генпідрядника й виконавця робіт. На першому етапі роблять приймання пальового поля зі складанням виконавчого плану пальового поля. Приймальною комісією представляють наступні документи: затверджений робочий проект, паспорти виготовлених паль, і акти огляду їх при прийманні, журнали занурення паль і зведені відомості паль, акти геодезичної розбивки й виконавчі плани пальових полів, дані статичних випробувань паль.

...