Ефективна технологія зведення паль

Склад проекту пальових фундаментів

Вдавлення паль - техніка безпеки

1. Проектування й провадження робіт по зануренню паль вдавленням із застосуванням гідравлічних палевдавлюючих машин повинне здійснюватися відповідно до вимог СНиП III-4-80; правилами технічної експлуатації електроустановок і правилами техніки безпеки при експлуатації електроустановок, а також посібником з експлуатації палевдавлюючої машини й піднімального крана.

2. Перед початком вдавлення паль відповідальний за проведення робіт повинен одержати дозвіл на провадження робіт від організацій, що експлуатують підземні комунікації. При наявності на будівельних майданчиках таких комунікацій до дозволу повинна бути прикладена схема (план) із вказівкою їх розташування й глибини закладення. До початку робіт слід установити знаки, що вказують місця розташувань підземних споруджень. При виявленні під час занурення паль або буравлення лідируючих шпар, не відзначених на схемі (плані) підземних комунікацій необхідно призупинити роботу до виявлення характеру виявлених споруджень і одержання додаткового дозволу.

3. Вдавлення паль палевдавлюючої машиною необхідно виконувати під керівництвом начальника ділянки призначуваного наказом начальника будівельної організації. На нього покладає відповідальність за виконання заходів щодо техніки безпеки безпосередньо на будівельному майданчику.

4. Усі робітники, незалежно від професії, повинні пройти інструктаж з техніки безпеки й прийманням робіт у встановленому порядку. Робітники до самостійної роботи можуть бути допущені після перевірки знань по техніці безпеки й прийманням робіт.

5. Робочі виконуючі пальові роботи, повинні мати посвідчення текелажника-стропальщика.

6. До початку робіт бригадир зобов'язано перевірити робоче місце бригади, оглянути палевдавлюючу машину, переконатися в надійності кріплень складальних одиниць, перевірити стан лебідок і тросів, автоматичного керування, допоміжного устаткування й інструментів.

7. У випадку виявлення несправності в механізмах палевдавлюючих машин роботи із занурення паль повинні бути негайно припинені.

8. При перестановці, завантаженні анкерними вантажами, роботі й пересуванні палевдавлюючих машин по будівельному майданчику повинні бути вжиті заходи проти їхнього перекидання.

9. Стропування палі для завантаження у палевдавлюючу машину робити стропом, що охоплюють палю петлею “зашморгом”. Підйом безпосередньо за петлі не допускається. Строп повинен бути рівним, без вузлів і перекрутки. Палю випливає стропування тільки у фіксованих крапках. Забороняється піднімати палі з невідомою вагою, залишати палю у висячому положенні, а також відривати палі, що примерзли до ґрунту. Усі операції пов'язані з перекладом паль у вертикальне положення, робити плавно, без ривків і ударів.

Забороняється піднімати вантаж, вага якого перевищує вантажопідйомність крана, і сторонні вантажі. Перевіряти технічний стан вантажопідйомних захватів анкерних вантажів перед кожним стропуванням.

10. Обслуговуючий персонал палевдавлюючих машин зобов'язано працювати в захисних касках.

11. Усі роботи із вдавлення паль повинні починатися тільки по сигналу оператора палевдавлюючої машини, а також переконавшись у відсутності на установці й у радіусі її дії сторонніх осіб і обслуговуючого персоналу. Між оператором сваевдавливавщей машини й крановиком повинна бути встановлений надійний сигнальний зв'язок. Кожний сигнал повинен мати тільки одне значення й подаватися однією особою.

12. При вдавленні паль забороняється перебувати в зоні роботи палевдавлюючої машини, радіус якої 20м. Не допускати сторонніх осіб на робочий майданчик. Підступи до палевдавлюючої машині повинні бути вільні.

13. При роботі в нічний час повинне бути забезпечене достатнє висвітлення.

14. Сваевдавливающие машини й модульні сваевдавливающие системи повинні мати надійне заземлення. Забороняється працювати при несправному кінцевому вимикачі.

15. При роботі поблизу існуючих будинків і споруджень у кожному конкретному випадку проектом провадження робіт повинні бути передбачені додаткові заходи щодо безпечного ведення робіт.

По закінченню робіт на стройплощадке слід провести наступні заходи: Зупинити й знеструмити всі сваевдавливающие машини й вспомагательные механізми, зробити необхідні оцінки в змінному журналі про роботу палевдавлюючих машин.

При проектуванні, виробництві й прийманню робіт із занурення паль гідравлічної палевдавлюючої машиною крім технологічної карти слід керуватися наступними нормативними документами:

Пальові роботи й пристрій заглубленных у ґрунт споруджень

Статичне й вібраційне вдавлення паль здійснюють за допомогою спеціальних установок, що діють на палю масою або масою й вібрацією одночасно. Для занурення паль методом статичного вдавлення () використовують установки, що полягають із двох тракторів, обладнані напрямної рамою, опорною плитою, наголовником для передачі тиску, з'єднаним з поліспастом, що вдавлює. На одному із тракторів змонтована 5-тонна лебідка, на іншому -- лебідка з тяговим зусиллям 0,15 МН.

Технологія вдавлення паль наступна. Трактор із щоглою встановлюють над місцем занурення паль і за допомогою малої лебідки опускають на землю опорну плиту. Після цього на опорну плиту встановлюють пригрузочный трактор. Попередньо за допомогою малої лебідки палю поміщають у проріз щогли трактора, що перебуває на ґрунті. Зусилля від великої лебідки передаються на наголовник, і він починає переміщатися по напрямних, забезпечуючи тим самим вдавлення палі.

Установка розбудовує зусилля вдавлення до 350 кн і може занурити за зміну 13...15 паль довжиною до 6 м. Точність установки палі забезпечується пристроєм «лідируючих» напрямних шпар. Такі шпари влаштовують буровими верстатами на глибину, меншу, чому проектна оцінка паль, що поринають, на 0,5...1 м. Гідності даного методу -- простота монтажу установки на будівельному майданчику, недолік -- низька продуктивність через малу маневреність.

Більш ефективним є метод динамічного (вібраційного) вдавлення паль за допомогою вібровдавлюючих установок, коли паля поринає від комбінованих дій вібрації й статичної пригрузки. Вібровдавлююча установка () складається із двох рам. На задній рамі перебувають електрогенератор, що працює від тракторного двигуна, і двухбарабанная лебідка, на передній рамі напрямна стріла з вибропогружателем і блочки, через які проходить до вибропогружателю, що вдавлює канат від лебідки. Коли вібровдавлююча установка займе - робоче положення (гак підвіски віброзанурювач повинен перебувати над місцем занурення палі), віброзанурювач опускають униз, наголовником з'єднують із палею й піднімають у верхнє положення, а палю встановлюють на місце її забивання.

Після включення віброзанюрувача й лебідки установки паля поринає за рахунок власної маси, маси віброзанюрувача й частини маси трактора, переданої канатом, що вдавлюють, через віброзанюрувача на палю. Одночасно на палю діє вібрація, створювана низькочастотним погружателем з підресореною плитою.

Метод вдавлення не вимагає влаштуванню яких-небудь шляхів для робочих пересувок, виключає руйнування паль і особливо ефективний при зануренні паль довжиною до 6 м.

Занурення паль методом загвинчування () застосовують головним чином при пристрої фундаментів під щогли ліній електропередачі, радіозв'язку й інших споруджень, де в достатній мері можуть бути використані несуча здатність гвинтових паль і їх опір висмикуванню. При цьому загвинчують сталеві й залізобетонні палі зі сталевими наконечниками за допомогою установок, змонтованих на базі автомобілів або автомобільних тягачів. Ці установки мають робочий орган, чотири гідравлічні аутриггера, привод обертання й нахилу робочого органа, гідросистему, пульт керування й допоміжне устаткування.

Робочі операції при зануренні палі методом загвинчування аналогічні операціям, виконуваним при зануренні паль методом забивання або віброзануренням. Тільки замість установки й зняття наголовника тут надягають і знімають оболонки.

Для занурення паль із застосуванням підмива ґрунт розпушують і частково вимивають струменями води, що випливають під тиском з декількох трубок діаметром 38...62 мм, укріплених на палі. При цьому опір ґрунту у вістря палі знижується, а, що піднімається уздовж стовбура вода розмиває ґрунт, зменшуючи тим самим тертя по бічних поверхнях палі. Розташування підмивних трубок може бути бічним, коли дві або чотири подмывные трубки з наконечниками перебувають із боків палі, і центральним, коли один одноструминний або многоструйный наконечник розміщений по центру палі, що поринає.

При бічному подмыве трубки можуть бути ушкоджені, а при перервах у роботі- заповнюватися ґрунтом. При нерівномірному розмиві палі можуть відхилятися від проектного положення. При бічному підмиву ( у порівнянні із центральним) створюються більш сприятливі, умови для зменшення сил тертя по бічній поверхні паль. При бічному розташуванні підмиву трубки кріпить таким чином, щоб наконечники перебували в паль на 30...40 див вище вістря, в оболонок -на 150...200 див вище ножа.

Для підмива ґрунту подають воду в трубки під тиском не менш 0,5 Мпа. При подмыве порушується зчеплення між частками ґрунту під підошвою й частково по бічній поверхні паль, що знижує несучу здатність палі. Тому палі на останньому метрі або двох метрах занурюють без підмива. При зануренні оболонок підмивши припиняють, коли ніж не дійшов на 0,5 м до проектної оцінки. Застосування підмива не допускається, якщо є погроза осідання прилеглих споруджень, а також при наявності просадних ґрунтів. Занурення паль із подмывом вимагає ( крім установки насосів і укладання розводящої лінії) виконання наступних додаткових операцій: кріплень до паль підмивних трубок з наконечниками; приєднання верхніх кінців підмивних трубок за допомогою гнучких рукавів до розводящого трубопроводу; включення й вимикання мотора насоса; добування підмивних трубок, які повинні використовуватися багаторазово. Додаткові операції приводять до збільшення трудомісткості й вартості робіт, у зв'язку із чим цим методом користуються досить рідко й головним чином при зануренні важких паль довжиною 8 м і більш і оболонок.

З використанням електроосмосу занурюють палі в глинисті ґрунти. У цьому випадку після короткочасної дії постійного струму навколо палі, що забивається, підключеної в мережу як катод, вологість ґрунту зростає й у ньому виникають водонасиченої зони. Занурення палі-катода полегшує, оскільки зменшуються лобове й бічне опори ґрунту. У раніше забитої палі, що служить анодом, утворюється зона ґрунту зі зниженою вологістю. Після припинення подачі струму відбувається відновлення первісного стану ґрунтових вод і несуча здатність паль, що є катодами, зростає.

Додаткові операції при зануренні залізобетонних паль із використанням електроосмосу пов'язані з оснащенням паль смугами стали -- електродами, площа яких займає 20...50% бічної поверхні паль. Ця операція відпадає при зануренні металевих паль методом загвинчування.

Устаткування з вакуумним анкерним пристроєм для занурення паль вдавленням

1. Палевлдавлююче встаткування з вакуумним анкерним пристроєм є навісним устаткуванням до кранів МКГ-25 або РДК-25 і являє собою мобільний полноповоротный сваевдавливающий агрегат. Розроблено два варіанти сваевдавливающего встаткування: СВО-В-1 і СВО-В-2.

2. Сваевдавливающий агрегат з навісним устаткуванням СВО-В-1 (мал. 1) включає базову машину, на якій за допомогою копрової щогли й опорної балки підвішена упорна рама зі змонтованим на ній за допомогою двох гідроциліндрів вакуумним анкером, з'єднаним усмоктувальними шлангами з вакуумним насосом. У передній частині упорної рами є блоки нерухливої частини полиспастной системи, блоки рухливої обойми поліспаста розташовані на наголовнику, підвішеному на копровій стійці, що й має можливість переміщатися по її напрямних. На опорній балці за допомогою гідроциліндрів змонтовані опорні плити й розміщена гідростанція.

Рис.7. Схема палевдавлюючої установки СВО-В-1. 1 - базова машина; 2 - копрова щогла; 3 - наголовок із блоком поліспастів; 4 - паля; 5 - блок нерухливої частини поліспаста; 6 - гідроциліндр; 7 - вакуумний анкер; 8 - упорна рама; 9 - опорні плити; 10 - опорна балка з майданний; 11 - гідравлічна станція; 12 - вакуумний насос

Копрова щогла являє собою трубчастий елемент із напрямними з куточків. У верхній частині щогли змонтований кронштейн із блоками для трьох канатів вантажних лебідок (один канат запасовывается в полиспастную систему для вдавлення паль, іншої - для підйому наголовника у верхнє положення, третій - для подтаскивания й підйому палі. Щогла служить для підвішування упорної рами на стрілі крана й напрямної для наголовника.

Упорна рама являє собою зварену конструкцію, що полягає із двох поздовжніх балок коробчатого перетину, у передній частині зв'язаних поперечними балками, поверх яких покладений настил. Для зменшення довжини рами при транспортуванні в поздовжніх балках є фланцеве з'єднання. Рама служить для передачі реактивних зусиль, що виникають при вдавленні палі, на вакуумний анкер.

Вакуумний анкер являє собою зварену прямокутну металеву камеру, у нижній зовнішній частині якої є захисний металевий фартух. Кришка камери виконана у вигляді рухливої діафрагми, яка за допомогою прогумованої тканини герметично з'єднується зі стінками камери. На діафрагмі змонтований четырехзвеньевой шарнірний механізм.

Наголовник являє собою зварену листову конструкцію, на одному кінці якої перебуває гніздо для розміщення тензодинамометра й установки палі, а на іншому закріплюються блоки рухливої обойми поліспаста. Наголовник призначений для передачі зусилля вдавлення від полиспастной системи на голову палі.

Опорна балка являє собою зварену конструкцію коробчатого перетину, у якій є гнізда для установки аутригерів, вушка для з'єднання з поворотною платформою крана, а також майданчик для розміщення гідростанції й вакуумного насоса, Опорна балка призначена для з'єднання хвостової частини упорної рами з поворотною платформою крана, передачі опорних реакцій на опорні плити (аутригери), розміщення гідростанції й вакуумного насоса.

Гідростанція призначена для привода гідроциліндрів, що з'єднують упорну раму з вакуумним анкером і опорну балку з опорними плитами.

3. СВО-В-1 працює в такий спосіб. За допомогою гідроциліндрів вакуумний анкер і опорні плити опускаються на поверхню ґрунту. Під наголовник установлюється паля, включається вакуумної насос, який откачивает повітря з камери вакуумного анкера, створював зусилля, що притискає діафрагму анкера до ґрунту. При включенні в роботу лебідки крана зусилля від її каната передається через полиспастную систему на голову палі й рухлива обойма поліспаста разом з наголовником переміщається вниз (вдавлює палю). Реактивні зусилля при цьому передаються через нерухливі блоки поліспаста, упорну раму й гідроциліндри на діафрагму вакуумного анкера. Упорна рама тут працює як важіль, точкою опори якого є опорні плит

Установка для вдавлення паль у ґрунт СВУ-В-6 компанії "Тайзер"(Саратов)

Свою лепту в розв'язок проблеми забивання паль внесло й ТОВ «Промислово-будівельна компанія “Тайзер”» ( м. Саратов). Його продукція -- сваевдавливающая установка СВУ-В-6, яка призначена для занурення паль, шпунта й інших подібних їх елементів, що вдавлюють зусиллями в ґрунти I і II категорії.

Використовують її в умовах, де неприпустимі динамічні й шумові впливи на навколишнє середовище. Статичний спосіб занурення паль або шпунта має найбільші переваги, тому що завдяки відсутності динамічних і вібраційних навантажень виключаються нерівномірні опади, тріщини й руйнування. Відпадає також необхідність армувати палі, особливо в головній частині. При цьому несуча здатність занурених паль на 10% вище, чим у забитих.

Установка СВУ-В-6 є автономним полноповоротным агрегатом на гусеничному ходу, що виконують усі технологічні операції по зануренню. Вона здійснює подтаскивание, підйом і установку палі на крапку занурення, вдавлення палі й переміщення на наступну крапку вдавлення. Використання опорної плити дозволяє рівномірно розподілити навантаження від ваги установки на ходову частину крана й значно зменшує питомий тиск на дно котловану. При необхідності одержання зусилля вдавлення до 400 кн СВУ можна використовувати без опорної плити й пригрузов. Випробування показали, що при зусиллі вдавлення від 400 до 800 кн несуча здатність палі становить від 400 до 1200 кн. СВУ дозволяє зменшити забруднення навколишнього середовища, поліпшує умови праці робітників, заощаджує час на виготовлення паль. Крім того, вона дає можливість здійснювати контроль несучої здатності кожної палі в процесі занурення й занурювати палю в ґрунти, що володіють амортизаційними властивостями.

Установка повністю автономна, здатна працювати на віддалених майданчиках без допоміжних машин, механізмів і джерел електроенергії. Вона може розвантажувати палі й підтаскувати їх у монтажну зону. На нове місце роботи її доставляють транспортним засобом.

СВУ-В-6 може занурювати палі в безпосередній близькості від існуючих стін: мінімальна відстань становить усього 37 див.

Крім того, вона здатна занурювати палю нижче поверхні ґрунту, а також під кутом в 20, у т.ч. від себе й під себе. Технологія вдавлення дозволяє використовувати палі, розроблені ще в 1960 р., але, що не застосовувалися все це час через високий відсоток руйнування стовбурів при забиванні. Метод вдавлення дав друге життя цим надзвичайно економічним конструкціям.

Можна також використовувати пірамідальні палі з невеликим ( до 4%) поздовжнім ухилом граней, які в ряді ґрунтових умов мають підвищену ( у порівнянні із призматичними) несучою здатністю за рахунок виникаючого розпору. А палі зі змінним по довжині перетином особливо ефективні в ґрунтових умовах другого типу по просадочности, а також у складі більших груп.

2.2 Мета і задачі дослідження

Методи досліджень - експериментально-теоретичні з використанням математичної теорії планування експерименту, стандартних лабораторних і польових методів досліджень параметрів працездатності одиночних, а також поруч розташованих призматичних паль у різних піщаних ґрунтах, з розробкою на основі отриманих даних відповідних пропозицій по уточненню існуючої методики розрахунку.

Задачі дослідження:

- експериментальне вивчення параметрів взаємодії заглиблених вдавлюванням та забивкою моделей призматичних паль з піщаним ґрунтом у лабораторних умовах;

- дослідження взаємного впливу двох по черзі вдавлених моделей призматичних паль з різним ступенем навантаження на їхню несучу здатність і додаткові осідання;

- уточнення існуючих і розробка нових пропозицій по прогнозуванню несучої здатності та осідань висячих призматичних паль у піщаних ґрунтах, а також розмірів зон активного ущільнення і силового впливу в навколопальовому ґрунті;

- натурні дослідження роботи вдавлених і забивних висячих призматичних паль у супіщаних ґрунтах м. Одеси. Порівняння результатів розрахунку несучої здатності зазначених паль з дослідними даними;

- уточнення відомих і розробка нових рекомендацій з урахуванням впливу рівня навантаження, відстані між існуючою і щойно вдавленою палею на додаткове осідання існуючої і несучу здатність вдавленої палі в різних піщаних ґрунтах.

2.3 Об'єкт дослідження, предмет дослідження, методи дослідження

Об'єктом дослідження є технологія влаштування пальовних фундаментів, в стислих міських умовах

Предметом дослідження є технологічні способи влаштування пальових фундаментів .Методи дослідження. При роботі з літературними джерелами, пошуку та обґрунтуванні вибору предмета дослідження, а також у закінченні кожного розділу використовувався метод узагальнення та аналізу. При виконанні експериментальної частини роботи застосовувались методи теорії скороченого планування та оптимізації експериментів. При обробці результатів експериментів використовувався метод експериментально-статистичного моделювання.

2.4 Наукова новизна одержаних результатів

- зроблено короткий аналіз геотехнічних вимог до зведення фундаментів будівель і споруд в умовах стисненої міської забудови. Запропонована до впровадження розроблена і апробована не декількох міських об'єктах технологія влаштування “бережливих” пальових фундаментів для освоєння простору під існуючими будівлями і для нового будівництва

- виконані дослідження виявили значні розбіжності взаємодії вдавлених та забивних висячих призматичних паль з ґрунтом основи, особливості роботи двох поруч розташованих паль на вертикальне стискуюче навантаження; дозволили суттєво уточнити та доповнити методику їхнього розрахунку. Зокрема:

- отримані нові дані про вплив крупності, щільності та вологості піску на зусилля вдавлювання, енергію заглиблення, несучу здатність, розміри зон активного ущільнення і силового впливу навколо вдавлених та забивних моделей паль;

- встановлені залежності між несучою здатністю і зусиллям вдавлювання паль, несучими здатностями, основними осіданнями вдавлених і забивних паль для різних піщаних ґрунтів, які значно доповнюють та уточнюють сучасні уявлення про роботу таких паль;

- отримані нові дані про взаємний негативний вплив двох по черзі вдавлених і поруч розташованих моделей паль з різним ступенем навантаження на їхню несучу здатність, осідання, напружений стан піщаних грунтів основи;

- вперше встановлена кількісна залежність додаткового осідання одиночної палі, зумовленого вдавлюванням та роботою сусідньої палі, від рівня її навантаження, відстані між ними, характеристик грунтів;

- розвинена та доповнена нормативна методика прогнозування несучої здатності вдавлених паль з урахуванням зусилля їхнього вдавлювання, несучої здатності забивних паль в ідентичних грунтових умовах. Підготовлені пропозиції по визначенню основних і додаткових осідань розглянутих паль.

2.5 Практичне значення одержаних результатів

- отримано результати експериментальних досліджень дозволили розробити нову технологію влаштування пальових фундаментів методом статичного вдавлювання, підтверджену патентом України;

підтверджено доцільність використання термоскріплених та голкопро-бивних геотекстилів для підвищення стійкості паль;

- знайдені прості емпіричні вирази, що дозволяють за відомими характеристиками піщаного ґрунту визначати величину зусилля вдавлювання чи енергію заглиблення паль забивкою, через які, у свою чергу, можна прогнозувати їхню несучу здатність;

- встановлена залежність, за допомогою якої можна в ідентичних ґрунтових умовах по відомій несучій здатності забивних паль визначати таку для вдавлених і навпаки;

- визначені показники взаємного негативного впливу двох поруч розташованих висячих паль під навантаженням;

- дані рекомендації з визначення безпечної з точки зору мінімальних додаткових осідань відстані між сусідніми робочими палями і припустимим рівнем їхнього навантаження.

Результати проведених досліджень впроваджені Одеською філією ДІПРОМІСТО, НВЦ “Екобуд”, НПКТІ “Монолітпроект” при проектуванні, а також ВАТ “Черноморгідробуд”, ВАТ “Стікон” при прибудові нових і підсиленні існуючих фундаментів різних об'єктів з використанням паль, що вдавлюються.

Список використаної літератури

1. Федорук А.В. Производственная апробация результатов исследований устойчивости откосов, армированных геотекстильными материалами // Коммунальное хазяйство городов. - Харків: ХНАМГ. 2006. №72. С. 8591.

2. Улицкий В.М., Шашкин А.Г. Геотехническое сопровождение реконструкции городов (обследование, расчеты, ведение работ, мониторинг). М.: Издательство АСВ, 1999.-327.

3. 2. Juhola M.O. Peristamistossa esiintyvista. 1989.- 136 s.Пат. 5187 України, МКИ Е 02 D 17/20. Спосіб зведення насипу / Федорук А.В. №20040706101; Заявл. 22.07.2004; Опубл. 15.02.2005, Бюл. № 2. - 2 с.

4. 3. Lizzi F. Root-Pattern Piles Underpinning. Prok. Symposium on bearing capacity of piles. Roorkee.

5. с5. ДСТУ Б.В. 2.1-1-95 (ГОСТ 5686-94) Грунты. Методы полевых испытаний сваями / Державний комітет у справах містобудування і архітектури. - К. 1997.

6. Основания, фундаменты и подземные сооружения / М.И. Горбунов-Посадов, В.А.Ильичев, В.И. Крутов и др. - М.: Стройиздат, 1985. - 480 с. - (Справочник проектировщика).

7. Методические указания к составлению смет в дипломных проектах для студентов специальности 2903 «Промышленное и гражданское стротельство» сост. А.К. Полищук, К.: КПИ 1990 - 32 с.

Размещено на Allbest.ur