Строительные технологии

Технология возведения подземной части зданий и сооружений

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Принцип устройства фундаментов в вытрамбованных котлованах состоит в том, что котлованы под фундаменты не разрабатываются, а вытрамбовываются на необходимую глубину трамбовкой с последующим бетонированием образованного котлована или с установкой в него сборных железобетонных элементов. При вытрамбовании котлована вокруг него образуется зона уплотненного грунта, в пределах которой повышается прочность грунта и снижается сжимаемость.

Вытрамбование котлованов осуществляется путем многократного сбрасывания с высоты 3—8 м трамбовки, имеющей форму будущего фундамента.

Для вытрамбования используются краны-экскаваторы, тракторы с навесным оборудованием, включающим направляющую штангу, каретку и трамбовку.

В зависимости от способа повышения несущей способности по грунту основания фундаменты в вытрамбованных котлованах могут быть:

без уширенного основания с плоской или заостренной подошвой без дополнительного втрамбования в дно котлована жесткого материала;

с уширенным основанием, получаемым втрамбованием в грунт жесткого материала (щебня, песка, гравия, песчано-гравийной смеси, шлака и т. п.);

в виде отдельно стоящих, ленточных и ленточных прерывистых.

 В зависимости от способа возведения фундаменты в вытрамбованных котлованах могут быть монолитными и сборными.

Фундаменты в вытрамбованных котлованах рекомендуется применять в просадочных грунтах, а также в различных  пылевато-глинистых  грунтах.

Фундаменты без уширенного основания в вытрамбованных котлованах выполняют трамбовками, имеющими в плане форму квадрата, прямоугольника, многогранника или круга с шириной понизу 0,4—1,5 м, конусностью 1:20—1:5 и высотой 1—2 м (рис. 6.29.. Такие трамбовки делают с плоским дном. При вытрамбовании котлованов в плотных грунтах целесообразно днище делать с заострением в 90—120°, в результате чего обеспечивается более интенсивное выпирание грунта в стороны и повышается эффективность вытрамбования котлована.

Фундаменты с уширенным основанием в вытрамбованных котлованах выполняются с использованием трамбовок шестигранной, квадратной и круглой формы диаметром поверху 0,6—1,2 м, понизу 0,4—1 м, высотой 1,5—3,5 м с заострением нижнего конца под углом 60—90°.

Фундаменты из сборных бетонных блоков в вытрамбованных котлованах выполняют путем вытрамбования котлованов на глубину 0,6— 0,95 проектной глубины заложения фундаментов, установки в вытрамбованный котлован сборного бетонного блока и последующего погружения его до проектной отметки забивкой той же трамбовкой.

Сборные бетонные блоки изготовляют по форме трамбовки с размерами в плане на 2—5 см больше размеров трамбовки. Это превышение размеров обеспечивает при добивке блока его плотное сопряжение с грунтов.

Вытесняемый грунт вначале перемещается в стороны, а затем вверх, в результате чего наблюдается подъем поверхности грунта вокруг котлована. Выпор грунта в стороны и вверх обычно наблюдается при вытрамбовании котлованов в плотных грунтах, а также в водонасыщенных. Выпор происходит после окончания формирования уплотненной зоны.

Разуплотнение грунта на дне и стенках котлована вызывается нарушением равновесия между силами сопротивления продавливанию и прочностью сформированного уплотненного грунта. В этом случае значительная часть энергии расходуется на образование упругих колебаний и деформации грунта в уплотненной зоне. Разуплотнение грунта наблюдается при высокой энергии удара трамбовки и зависит от связности и влажности грунтов. В пылевато-глинистых грунтах с числом пластичности разуплотнение грунта практически отсутствует. При снижении влажности грунтов возможность возникновения разуплотнения грунтов возрастает, поэтому для снижения разуплотнения грунта при вытрамбовании котлованов повышают влажность грунта, подсыпают в котлован глинистый грунт, снижают энергию удара трамбовки.

Разжижение грунтов при вытрамбовании котлованов наблюдается в водонасыщенных глинистых грунтах, склонных к тиксотропным явлениям. В таких грунтах наблюдается засасывание трамбовки. Разжижение песчаных грунтов происходит при влажности, близкой к полному водона-сыщению.

Размеры общего котлована под здание или сооружение назначаются с учетом принятой технологии производства работ и схемы движения механизмов. Размеры в плане и конфигурацию вытрамбованных котлованов принимают в соответствии с размерами фундаментов и применяемых трамбовок.

 Толщина подсыпки при планировке котлована под здание не должна превышать величины определяемой по формуле

Массу трамбовки для обеспечения эффективного вытрамбования котлованов назначают исходя из того, что удельное статическое давление по основанию трамбовки должно быть не менее 0,03 МПа — для фундаментов неглубокого заложения и 0,05 МПа —для фундаментов с уширенным основанием.

Высоту сбрасывания трамбовок в зависимости от типа применяемого оборудования и вида грунта принимают равной 3—8 м.

При устройстве уширенного основания необходимое число ударов трамбовки для втрамбования жесткого грунтового материала в дно котлована определяется для каждой засыпки высотой по формуле. При этом приведенные выше значения понижения дна котлована Sim принимают в 1,5 раза меньше.

Для вытрамбования котлованов используют навесное оборудование, в комплект которого входит трамбовка, направляющая штанга или рама и сбрасывающая каретка. Для вытрамбования котлованов небольших размеров может использоваться сваебойное оборудование.

В качестве базовой машины используют краны-экскаваторы на гусеничном ходу Э-652, Э-10011 и Э-1252 и на колесном ходу Э-302. Грузоподъемность базовой машины должна быть в 2,5—4 раза больше массы трамбовки.

Навесное оборудование может быть   смонтировано   на   стреле   драглайна с шарнирной подвеской направляющей штанги в ее верхней части и к стреле экскаватора прямая лопата с шарнирным креплением направляющей штанги в верхней части к стреле, а в нижней части — через распорку к экскаватору.

Направляющая штанга к стреле драглайна имеет коробчатое сечение, образованное из двух швеллеров, четырех уголков, усиленных вертикальным мостом, по которому скользит каретка. Направляющая штанга в верхней части имеет шарнир, который обеспечивает перемещение ее в двух направлениях и служит для навески ее на стрелу. Для предотвращения   горизонтальных   смещений   при вытрамбовании в нижней части направляющая штанга имеет опорную плиту с фиксаторами.

Направляющая штанга к стреле экскаватора прямая лопата состоит из направляющей стойки и распорки, ограничивающей вылет стрелы и повышающей жесткость навесного оборудования. Направляющая стойка в верхней части имеет оголовок, на котором крепятся блоки и серьга для крепления стойки к стреле экскаватора.

Каретка коробчатого сечения надевается на направляющую штангу и удерживается на ней с помощью пазов или полок. Внутри каретки располагаются катки, которые перемещаются по штанге. Каретка подвешена к рабочему канату через опорный мост, к которому закрепляется трамбовка.

Трамбовки свариваются из стального листа толщиной 10—16 мм. Внут-ренняя часть трамбовки заполняется бетоном.

При использовании в качестве базовой машины кранов на колесном и гусеничном ходу навесное оборудование навешивают на стрелу с шарнирной подвеской направляющей штанги, конструкция которой аналогична конструкции стрелы экскаватора-драглайна. Каретка снабжена сбросным устройством в виде крюка или захвата. При подъеме трамбовки в верхнее положение с помощью стопорного упора происходит поворот сбросного крюка или разжим захвата, после чего трамбовка отсоединяется от каретки и падает вниз по направляющей штанге. Затем по направляющей штанге опускается сбросная каретка, при соприкосновении которой с трамбовкой автоматически срабатывает захватное устройство и сбросная каретка с трамбовкой поднимается вверх для повторения цикла.

Навесное оборудование на тракторах С-100, ТМ-100 и др. позволяет использовать трамбовки массой до 3 т и включает: направляющую раму, смонтированную в задней части трактора; системы блоков, подвесок и противовеса, устанавливаемого на передней части. Направляющая рама высотой 6—8 м состоит из двух стоек, по которым передвигается каретка. Для повышения устойчивости во время работы к стойкам направляющей рамы крепят аутригеры.

При вытрамбовании котлованов в различных грунтовых условиях проявляются специфические особенности, поэтому перед началом производства работ выполняются опытные работы с целью отработки технологии вы-трамбования в данных грунтовых условиях. При опытных работах определяют среднее число ударов трамбовки и оптимальную высоту сбрасывания, объем засыпки жесткого материала, минимально допустимое расстояние между соседними котлованами и физико-механические характеристики уплотненного грунта.

Вытрамбование котлованов производят в соответствии с технологической картой. Очередность вытрамбования котлованов и схему движения механизма назначают с таким расчетом, чтобы обеспечивалось бетонирование фундаментов не позднее чем через 1—2 сут после окончания вытрамбования с учетом расстояния между трамбуемой и бетонируемой захватками не менее 10 м в целях сохранения свежеуложенного бетона от сотрясения в течение 3 сут.

При расстояниях в свету между отдельными фундаментами менее 0,8 bCf> (Ьср —средняя ширина фундамента) котлованы вытрамбовываются через один. Вытрамбование пропущенных котлованов производится не менее чем через 3 сут после бетонирования ранее вытрамбованных котлованов.

Для предотвращения засасывания трамбовки высота ее сбрасывания вначале должна быть не более 3— 5 м, а затем снижаться до 1,5—2,5 м, а в процессе трамбования подсыпать на дно котлована песок, щебень или маловлажный пылевато-глинистый грунт.

При вытрамбовании котлованов в песчаных грунтах создают по стенкам котлованов оболочки из пылевато-глинистого грунта, которые исключают обрушение стенок котлованов и препятствуют поступлению воды в котлован.

Втрамбование жесткого материала для создания уширенного основания производится сразу же после вытрамбования котлована на проектную глубину. Объем порции жесткого материала назначается из расчета заполнения котлована на высоту 0,6— 1,2 м. При втрамбовании жесткого материала трамбовку сбрасывают с высоты 4—8 м. Если грунт осыпается со стенок котлована, то высоту сбрасывания снижают до 3—4 м. В процессе вытрамбования котлованов и втрамбования жесткого материала строят график понижения дна котлована.

Приемка котлованов производится на основе исполнительных схем.

Монолитные фундаменты бетонируются сразу же после приемки котлованов. Перед бетонированием устанавливают арматурные каркасы, опалубку стаканной части и закрепляют закладные детали и анкерные болты.

Бетонирование фундаментов производится враспор до заранее установленных отметок на стенках котлованов или опалубке.

При устройстве сборных фундаментов котлован вытрамбовывают на 2— 3 см меньше размера блока по горизонтальным сечениям и на 0,1 hd по высоте, а затем в котлован устанавливается и забивается сборный железобетонный блок до проектной отметки

 Конструкции сельскохозяйственных зданий. Фундаменты, стены, полы ...

 Буронабивные сваи. Технология изготовления буронабивных свай с ...

 Набивные сваи. Виды и конструкции набивных свай

 Каркасный остов. Возведение зданий каркасной конструкции

 Набивные сваи в скважинах, образованных без выемки грунта ...