Методика определения параметров оборудования и дополнительных технологических мероприятий
| Вид материала | Регламент |
- Автоматическая система измерения профиля толщины дсп плит, 69.74kb.
- Размеры привязок в каркасных зданиях, 61kb.
- Методика определения технических и технологических норм расходов материальных ресурсов, 8750.4kb.
- Методика определения пористости форм Методика определения эффективного диаметра пор, 240.07kb.
- Ниижб госстроя СССР пособие по технологии формования железобетонных изделий (к сниП, 2152.15kb.
- Ниижб госстроя СССР пособие по технологии формования железобетонных изделий (к сниП, 2149.52kb.
- Оптимизация технологических параметров скважинного подземного выщелачивания драгоценных, 318.75kb.
- Применение ионометрического метода определения йодид-ионов для мониторинга йоддефицитных, 31.31kb.
- Курс 5 Группа 9631 Учебная дисциплина: «Безопасность оборудования и технологических, 101.02kb.
- Модернизации действующего оборудования, совершенствованию технологических процессов,, 151kb.
предисловие
В период с 1990 г. по настоящее время резко возросла необходимость возведения зданий в условиях плотной застройки центральных районов, зачастую в непосредственной близости к существующим зданиям и сооружениям. В этих условиях при устройство свайных фундаментов не должны пострадать существующие строения. Одним из методов решения данной задачи является применение метода статического вдавливания свай.
На основании сравнительного анализа расчетных и экспериментальных данных обоснована эффективность применения дополнительных технологических решений по предварительной обработке грунта в виде рыхления и устройства лидерных скважин применительно к методу вдавливания свай статической нагрузкой для снижения реактивного сопротивление грунта и, как следствие, усилия вдавливания необходимого для погружения сваи, до соответствия параметрам применяемого вдавливающего оборудования.
Установлено, что предварительное рыхление грунта и устройство лидерных скважин в гораздо меньшей степени оказывают влияние на несущую способность свай, погруженных вдавливанием, чем на снижение усилия вдавливания и связанных с его уровнем негативных динамических воздействий.
Показано, что расчет несущей способности с использованием в качестве исходных данных параметров технологического процесса погружения сваи методом вдавливания (усилия вдавливания на последнем метре погружения), дает в целом удовлетворительный прогноз ожидаемой несущей способности сваи.
- Общие положения
Настоящий стандарт предприятия устанавливает порядок применения в ЗАО «Строительный трест № 28» положений по организации и технологии производства, а также обеспечения качества строительной продукции (свайных фундаментов)
Стандарт предприятия разработан в соответствии со СНиП 10-01-94 «Система нормативных документов в строительстве», в развитие глав СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» и СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения. Основания и фундаменты».
Настоящий стандарт распространяется на расчет и проектирование свай, погружаемых методом вдавливания. Вдавливание свай представляет собой процесс погружения в грунт свай статическим усилием с помощью автономной вдавливающей установки. Сваи железобетонные, сплошного сечения заводского изготовления, одно- или многосекционные.
Проектирование объектов с применением свай, погружаемых вдавливанием, должны выполнять только специализированные проектные организации, имеющие лицензию на этот вид деятельности. Выполнение работ по устройству свайного фундамента из свай, погружаемых вдавливанием, организациями, не имеющими специальной лицензии на этот вид работ, запрещается.
- Область применения свай, погруженных методом вдавливания
Погружение свай вдавливанием следует применять в рыхлых и средней плотности песчаных грунтах независимо от влажности и зернового состава, в пылевато-глинистых грунтах ленточных тугопластичной, мягкопластичной и текучепластичной консистенции, а также при прорезании указанных грунтов и опирании на плотные песчаные, тугопластичные полутвердые и твердые пылевато-глинистые, крупнообломочные, полускальные и скальные грунты.
Погружение свай методом вдавливания следует применять в тех случаях, когда недопустимо динамическое воздействие на конструкции расположенных рядом зданий и сооружений:
- вблизи имеющихся строений;
- вблизи коммуникаций;
- вблизи архитектурных и исторических памятников;
- в тех случаях, когда во избежание развития деформаций грунтов основания существующих зданий нецелесообразно применение любых типов набивных свай;
- при возведении новых фундаментов и усилении старых внутри помещений;
- в районах намывных территорий, где из-за повышенной плотности грунтов забивка и вибропогружение свай затруднительны.
- Особенности инженерно-геологических
изысканий и обследования существующих фундаментов
Инженерно-геологические изыскания должны производится в соответствии со СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства» и отвечать следующим требованиям:
- программа изысканий составляется изыскательской организацией на основании технического задания, выданного проектной организацией, уточняет цель задачи и методику инженерно-геологических исследований. Программа должна быть согласована с проектирующей организацией;
- при определении состава, методики и объема изысканий необходимо учитывать технологию вдавливания свай, величину расчетной нагрузки на вдавливаемую сваю, а также требования к допустимым осадкам возводимого сооружения (ограничения равномерности), возможность изменения гидрогеологических условий в строительный и эксплуатационный период;
- в задании на изыскания должны быть указаны глубины скважин и количество точек зондирования, исходя из условий выявленных грунтовых напластований. Исследования проводятся на глубину не менее 5 м ниже предполагаемого положения острия (низа) сваи;
- грунтовые условия должны быть классифицированы по одной из групп напластований, характерных для региона Санкт-Петербурга;
- оконтуривание линз слабых грунтов, назначение мест расположения свай для проведения испытаний статическими нагрузками, прогнозирование осадок грунтового массива, на котором расположены существующие здания.
В заключении, составленном организацией, производящей обследование расположенных рядом со строительной площадкой зданий и сооружений, приводятся следующие данные:
- класс здания;
- физический износ;
- состояние здания или сооружения на момент проводимого обследования по материалам нивелировок и наблюдений за маяками;
- причины, вызывающие деформацию конструкций;
- перечень превентивных методов защиты конструкций от возникновения новых (если таковые прогнозируются) деформаций или развитие старых.
Общая осадка существующих свайных фундаментов в зоне максимального воздействия статических нагрузок может назначается в требованиями ТСН 50-302-96 «Устройство фундаментов гражданских зданий и сооружений в Санкт-Петербурге и на территориях, административно подчинённых Санкт-Петербургу» в зависимости от степени физического износа здания.
На основании производственного опыта и данных мониторинга известно, что до 20% общей дополнительной осадки существующих фундаментов, независимо от их конструкций, приходится на период погружения свай в свайном поле. В значительно меньшей степени развитие дополнительных осадок может происходить на этапах установки свайного агрегата, а также на этапе бетонирования ростверка.
В этой связи прогнозирования ожидаемых перемещений и осадок грунта в процессе вдавливания свай осуществимо только при условии соблюдения очередности и точности выполнения намеченных технологических операций в период строительства.
- Влияние процесса вдавливания свай на существующие здания и сооружения
Сваи, погружаемые вдавливанием, представляют собой конструкции фундаментов, сооружение которых осуществляется наиболее щадящими методами.
Использование этого метода может сопровождаться негативным воздействием на существующие здания, расположенные в непосредственной близости от места производства работ. В результате исследований технологических параметров процесса установлено, что негативные воздействия на грунты основания и конструкции расположенных рядом с местом производства работ зданий и сооружений при погружении свай методом вдавливания связаны прежде всего с превышением сил сопротивления грунта погружению над развиваемым усилием вдавливания свай.
При превышении сил сопротивления грунта над усилием вдавливания, вероятна возможность поднятия установки над поверхностью грунта с последующим резким её опусканием со скоростью вдавливания сваи. При этом на сваю и грунт передается некоторый дополнительный динамический импульс, увеличивающий скорость внедрения сваи в грунт, но оказывающий негативное динамическое воздействие на существующие здания и сооружения.
Пространственная деформация массива грунта при погружении сваи приводит к значительным неравномерным осадкам поверхности грунта и фундаментов расположенных рядом зданий и сооружений.
Негативные воздействия от процесса вдавливания свай проявляется также в виде выпора погруженных свай и грунта в околосвайном пространстве, что может вызвать осадоки основания существующих фундаментов.
При продавливании сваи через глинистые грунты текучей и текучепластичной консистенции, выпора грунта или поднятия ранее погруженных свай, как правило не наблюдается. В глинистых грунтах тугопластичной, полутвердой и твердой консистенции выпор происходит почти повсеместно.
При вдавливании сваи через мелкие и пылеватые пески средней плотности, последние могут значительно уплотняться и препятствовать процессу вдавливания.
Установлено, что причинами возникновения сверхнормативных динамических нагрузок на фундаменты существующих зданий и сооружений являются:
- вибрации механизмов установки на предельных режимах вдавливания;
- удары установки о грунт при нарушении технологии и правил управления механизмами;
- значительный выпор и подвижки глубинных слоев грунта.
Устранить негативное воздействие можно либо путем использования соответствующих технических средств либо варьированием определенных операций, а в отдельных случаях – назначением таких производственных мер, которые не были изначально предусмотрены проектом производства работ. При этом важно предусмотреть специфические условия работы глубокой опоры в грунте, обеспечивающие заданную несущую способность.
- меры по устранению негативных воздействий процесса вдавливания свай на существующие здания и сооружения
Задача погружения железобетонных свай методом вдавливания в условиях плотной застройки эффективно решается применением технологий с применением самоходных гидравлических установок типа УСВ-120 (120М, 160) и дополнительных технологических решений в виде предварительного рыхления грунта, лидерных скважин, а также увеличение массы установки дополнительным пригрузом.
Проведенные исследования показывают, что рыхление грунта снижает уровень динамического воздействия в полтора раза.
Если в процессе вдавливания зарегистрированные параметры колебаний окажутся выше нормативных или превосходят допустимые величины для расположенных рядом зданий и сооружений, необходимо применение ряда нижеприведенных мероприятий.
В настоящем технологическом регламенте приняты следующие варианты устранения негативного воздействия на существующие конструкции:
- замена типа или вида оборудования принятого в ППР;
- изменение режима работы оборудования;
- предварительное рыхление грунта;
- устройство лидерных скважин;
- изменение последовательности погружения свайных элементов или работы в захватках;
- ограничение интенсивности работ;
Первые четыре варианта представляют собой корректировку выбранного оборудования и снижение сопротивления погружению свай применением дополнительных технологических мероприятий. Следующие два мероприятия приводят к изменению схемы производства работ. Приведенные меры по сохранности конструкций существующих зданий выбраны в связи с их наибольшей распространенностью в практике производства работ.
Условия, при соблюдении которых мероприятия по снижению негативных воздействий на окружающую застройку могут оказаться жизнеметодными и эффективными являются:
- работы должны сопровождаться геотехническим мониторингом.
- для конкретной геотехнической ситуации рекомендации относительно ведения работ даются в соответствии с ВСН 490-87 «Проектирование и устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений в условиях реконструкции промышленных предприятий и городской застройки», которые подтвердили свою эффективность на практике.
Следует отметить, что любое из перечисленных мероприятий сказывается на снижении производительности, а также на возможном снижении несущей способности при ошибочном выборе технологических параметров.
- методика определения параметров оборудования и дополнительных технологических мероприятий
В практике строительства оценка допустимого уровня динамических воздействий производится согласно рекомендациям ВСН 490-87 по результатам пробного вдавливания опытных свай в местах, определенных проектом.
Прогноз уровня динамического воздействия на конструкции охраняемых зданий и сооружений может быть получен по методике приближенной оценки уровня колебаний в грунтовой среде при вдавливании свай на основании расчета необходимой величины усилия вдавливания. Предварительное определение усилия вдавливания должно быть основано на предпосылке, что выбранный вариант технологии погружения должен гарантированно обеспечить требуемую проектом несущую способность свай. При этом следует руководствоваться формулой (4.3) ТСН 50-302-96 «Устройство фундаментов гражданских зданий и сооружений в Санкт-Петербурге и на территориях, административно подчиненных Санкт-Петербургу» и данными табл. 1, в которой приведены значения коэффициента Ψ, рекомендуемые к применению в зависимости от инженерно-геологических условий стройплощадки.
Используя эти же данные, можно произвести оценку несущей способности погруженной сваи на основании параметров технологического процесса (фактического усилия вдавливания), значительно сократив количество дорогостоящих и трудоёмких контрольных испытаний свай статической нагрузкой.
Параметры свай (сечение, длина) должны обеспечивать несущую способность близкую к силе расчетного сопротивления сваи по материалу.
В результате анализа данных производственных экспериментов и на основании математического моделирования процессов погружения свай вдавливанием в тресте создана методика определения несущей способности сваи Fd по усилию вдавливания сваи на последних 10 см погружения Fпр, определяемое по показаниям приборов гидросистемы установки вдавливания.
Fd = Fпр / Ψ [1]
где Ψ – коэффициент пропорциональности, определяемый согласно приведенной таблице.
Таблица 1.
| Варианты грунтовых условий | Значения коэффициента Ψ для различных вариантов технологий вдавливания | ||
| в целик грунта без рыхления | с предварительным рыхлением грунта | в лидерную скважину | |
| (I), слабые грунты отсутствуют | 1,05 | 0,85 | 0,65 |
| (II), слабый грунт в верхней части | 0,73 | 0,58 | 0,46 |
| (III), слабый грунт под слоем песка (4-5 м) | 0,87 | 0,64 | 0,51 |