автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии уплотнения грунта в пазухах фундаментов гидромолотами

На правах рукописи

Васильев Евгений Владимирович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА В ПАЗУХАХ ФУНДАМЕНТОВ ГИДРОМОЛОТАМИ

5.23.08 Технология и организация

промышленного и гражданского строительства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 1996

Работа выполнена в Уфимском Государственном Нефтяном Техническом Университете и институте "БашНИИстрой"

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гончаров Б.В.

доктор технических наук, профессор Феклин В.И. кандидат технических наук Плотников С Б.

Ведущая организация: АО "Строймеханизация"

Защита состоится 20 декабря 1996 года в 1700 часов на заседании диссертационного совета К 0630905 в Уфимском Государственном Нефтяном Техническом Университете (450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан. 1996

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат технических наук, доцент

И.Б. Абдуллин

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Устройство обратных засыпок котлованов и траншей с качественным уплотнением грунтов является одним из важных этапов работп промышленном и гражданском строительстве. Объем уплотненных грунтов с каждым годом увеличивается и составляет в настоящее время около 2.5 млрд. мЗ, п том числе более I млрд. мЗ в стесненных условиях строительства ( в пазухах фундаментов, траншеях трубопроводов, коллекторов, суотровы.х колодцев, при устройстве оснований под полы и т. д. ). Из-за недостатка средств механизации и нарушения технологии производства работ уплотнение грунта в стесненных местах не всегда производится качественно, либо не выполняется вообще, из-за отсутствия механизмов, что приводит а-п о следствии к значительным затратам на ре-монтно-восстановительные работы. Кроме того, в стесненных условиях значительные объемы работ по уплотнению 1рунтов выполняются вручную. Поэтому требуется усовершенствование существующей и создание новой технологии и организации строительных процессов, позволяющих исполь-• зовать мобильное достаточно производительное оборудование и тем самым сократить объемы ручного труда.

Существует целый ряд машин для уплотнения грунта. Однако, при производстве работ по уплотнению грунта вблизи существующих или строящихся зданий и сооружений, подземных коммуникаций затрудняется или вообще исключается применение тяжелых, крупногабаритных грунтоуплотняющих машин, таких как самоходные и прицепные катки,подвесные тяжелые трамбовки и др. Применяемые в настоящее время грунтоуплотняющие средства для производства работ в стесненных условиях ( электро и пневмотрамбов-ки, виброплиты ) не исключают использования ручного труда, малопроизводительны , сложны в эксплуатации.

Работы по уплотнению грунта в стесненных условиях осложняются не только малым фронтом , но и необходимостью обеспечить сохранность расположенных вблизи инженерных сооружений.

В стесненных условиях эффективны универсальные машины с бы-стросъемными рабочими органами. К таким машинам можно отнести гидравлические экскаваторы с навесными гидромолотам;» для уплотнения грунта. В зарубежной и отечественной практике накоплен достаточный опыт использования гндромолотов для рыхления плотных и мерзлых грунтов , разрушения бетонных конструкций. Однако, существует .значительная потреби осп, использования шдрочолотов при уплотнении грунта обратных засыпок , преимущественно в стесненных условиях строительства.

Для дальнейшего расширения области применения технологии устройства обратных засыпок с применением гидромолотог необходимо провести исследования , связанные с разработкой рекомендаций по технологическим режимам уплотнения грунта гидромолотами , выбору гидромолотов для уплотнения грунта в непосредственной близости от строительных конструкций, разработкой методов расчета фундаментов на устойчивость при динамических воздействиях во время уплотнения пазух.

Вопросам теории и практики уплотнения грунта , совершенствованию средств механизации и технологии производства работ посвящены исследования ряда авторов , таких как В.И.Кругов, НЛ.Харлуга, М.К.Неклюдов, Л.М.Бобылев, М.П.Костельов, А.И.'^едулов. Л.Р.Ставнипер и другие.

Однако , проблема использования гидромолотов при устройстве обратных засыпок исследована не в полной мере.

ЦЕЛЬЮ ДИССЕРГАЦИОННОЙ РАБОТЫ является определение области рационального применения гндромолотов при уплотнении грунта обратных засыпок с учетом динамических воздействий на фундаменты и другие строительные конструкции.

Основными задачами для достиж ения поставленной цели являлись:

- разработка методики расчета сдвиговых параметров фундаментов от горизонтальных усилий, возникающих при уплотнении грунтов для определения безопасных расстоянии н уплотняющих механиков ло строительны*. конструкций.

- проверка экспериментальным путей величины и характера динамических воздействий при уплотнении пщромолотами на строительные кон сгрукцнн с учетом параметров колебаний грунта оснований и конструкций;

- оценка влияния конструктивных особенностей фундаментов на вели

чину допустимого расстояния при уплотнении пазух грунта гидромолотами

- разработка методики выбора шдромолотов с учетом их рабочих па раметров ятя уплотнения грунта в пазухах.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в том , что получены новые эмпирические данные об устойчивости фундаментов при уплотнении грунтов в пазухах. Предложен инженерный метод расчета сдвига и поворота фундамента от дополнительных усилий, возникающих при уплотнении трута в пазухах гидромолотами. Предложен метод выбора гидромолотов для конкретных условий строительной плошадки с учетом динамических воздействий на фундамент, возникающих при уплотнении.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ состоит в том , что результаты , полученные автором , включены в " Рекомендации по устройству обратных засыпок пазух фундаментов зданий и сооружений с применением навесных гидромолотов " , которые использовались при строительстве жилищных и промышленных объектов в республике Башкортостан.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Результаты работы на первом этапе использованы при сооружении объектов : жилых домов в микрорайоне " Буревестник " по-улице Аксакова в г.Уфе , завода КПД и завода керамзитового гравия в поселке Шакша , учебно - лабораторного корпуса строительного факультета УНИ , торгового центра в микрорайоне " Лесопарковый " в г. Уфе. По результатам исследований автора институтом Уфимский НИ ИПромстрой разработаны карты трудовых процессов при уплотнении пазух. Карты трудовых процессов используются проектными и строительными организациями при разработке 1ехн «логических •■:арг.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты исследований докладывались на научно-практической конференции по проблемам механизации производства и сокращению ручного труда ( г.Тюмень , 1981г. ) , научно-практической конференции по проблемам повышения уровня индустриализации в фундаментостроении с применением нов1 ус конструкций и технологий (г.Уфа , 1986г.)

ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание работы отражено в десяти публикациях.

На защиту выносятся:

- методика расчета сдвиговых перемещений фундаментов от горизонтальных усилий , возникающих при уплотнении грунта тидромолотами;

- результаты эксперементальных исследований технологии устройства обратных засыпок с использованием навесных гидромолотов;

- метод выбора гидромолотов с учетом динамических воздействий на фундамент, возникающих при уплотнении грунта в пазухах.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения , четырех пхав , общих выводов , библиографии и приложения. Работа содержит/^ страниц машинописного текста, 46 иллюстраций, 16 таблиц , список литературы из 74 названий.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. Во введении обосновывается актуальность темы , формулируется цель и задачи работы , отмечаются полученные научные результаты , новизна и практическая ценность результатов.

ПЕРВАЯ ГЛАВА посвящена анализу существующих способов и средств механизации для устройства обратных засыпок. Делается вывод , что применяемые в настоящее время для уплотнения грунта в стесненных условиях электрограмбовхн и виброплиты недостаточно эффективны , имеют низкую производительность , трудоемки в эксплуатации и не исключают использования ручного труда при разравнизании грунта. Таким образом , ощущается нехватка эффективных универсальных уплотняющих

машин для уплотнения обратных засыпок в стесненных условиях строительства. Такими машинами могли бы служить навесные гидромолоты.

Анализ проектно-технологнческой документации на устройство обратных засыпок показал, что в них , как правило , отсутствуют требования по соблюдению безопасных расстояний до стоительныъх конструкций при уплотнении грунта гидромолотами в пазухах фундаментов зданий , сооружений и других стесненных местах , что не исключает возможность их недопустимых смещений или повреждений в процессе производства работ.

Таким образом , выдвигается на передний план необходимость совершенствования технологии производства работ по устройству обратных засыпок с использованием новых средств механизации , позволяющих эффективно и качественно уплотнять грунт в непосредственной близости от строительных конструкций, исключая их повреждения.

Анализ материалов , связанных с опытом работ по устройству обратных засыпок позволил сделать вьюод , что наиболее перспективной технологией устройства обратных засыпок в стесненных условиях является технология , предусматривающая использование навесных гидромолотов в качестве оборудования для уплотнения грунта .

Большое разнообразие гидромолотов предполагает определение рациональной области их применения исходя из конкретных условий строительной площадки. При этом необходимо учитывать воздействия на строительные конструкции динамических нагрузок , возникающих при уплотнении грунта гидромолотами , особенно эффективными гидромолотами .имеющими большую энергию удара.

ВТОРАЯ ГЛАВА посвящена теоретическим предпосылкам проведения экспериментальных работ. Приведен обзор исследований зарубежных и отечественных авторов по вопросам устойчивости зданий и сооружений от динамических воздействий, возникающих при уплотнении грунта в пазухах и от других видов нагрузок (забивки свай, воздействия транспорта и т. д.).

Анализ отечественного опыта показал, что вопросы сохранности зданий , сооружений рассматриваются в основном с точки зрения некачественного уплотнения грунтов (недопустимые осадки и деформации конструкций зданий, полов, отмосток и т. д. в результате недоуплотнения грунта ), в то время, как фундаменты или другие сооружения могут получить повреждения или потерять устойчивость уже в процессе работ по уплотнению грунта вследствие того, что не учтены условия работ грунтоуплотняющих средств.

Условия работ грунтоуплотняющих средств вблизи строительных конструкций в ныне действующих строительных нормах не рассмотрены. При уплотнении грунта грунтоуплотняющими средствами ударного действия вблизи фундаментов зданий и сооружений или других строительных конструкций возникает опасность смещения всей конструкции по подошве фундамента или отдельных ее частей, дополнительной осадки и крена фундамента, возникающего при уплотнении , а также в результате колебаний грунта основания и фундамента под действием динамических нагрузок. В качестве критерия для выбора безопасных расстояний при уплотнении могут рассматриваться допустимые параметры колебаний грунта основания и фундамента, в частности, скорость и ускорение.

Как показал анализ исследований вопросов, связанных с устойчивостью фундамента от динамических воздействий- вызванных уплотнением грунта, выбранные критерии для определения допустимых расстояний нуждаются в проверке, в частности, применительно к гидромолотам. В ряде отечественных и зарубежных публикаций: Дункан- (1986), Аппопони (1970), Броме (1971) приводятся результаты исследований влияния отдельных факторов, учитываемых при оценке динамических воздействий. Однако. в комплексе данный вопрос не исследовался. В настоящее время не разработана методика расчета устойчивости фундамента, позволяющая определить смещение фундамента при уплотнении грунтоуплотняющими средствами ударного действия. Автором предложена методика определения

устойчивости конструкций при действии динамической нагрузки от уплотняющих средств ( гидромолотов ) при устройстве обратных засыпок.

Предполагая, что при действии динамической нагрузки фундамент нетолько сдвигается, но и поворачивается, колебательный процесс всей системы в целом описывается согласно Н.К.Снитко системой дифференциальных уравнений , справедливой для систем, имеющих две степени свободы:

па"+ т2Л".+ гзЛ= Я,

Г4а"+ гзЛ" + ГбД= & Иг (I)

Система ( 1 ) может быть сведена к дифференциальному уравнению для динамического сдвига фундамента:

к:Д = к.» Я,, (2)

где коэффициенты к|, кг, к* определяются через коэффициенты п системы ( 1 ). Решение уравнения ( 2 ) дает возможность расчетным путем получить значения сдвига и поворота фундамента в зависимости от расстояния приложения нагрузки до фундамента. По этой методике проведены расчеты для сравнения с дачными, полученными экспериментальным путем.

В главе 2 приведены также материалы по обоснованию методики эксперимента с использованием моделей. Излагаются также" результаты планирования многофакторнсго эксперимента.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВН приведены результаты экспериментальных исследований на моделях и в полевых условиях. Для экспериментальных исследований на моделях использовался лоток размерами 1,5 х 0,6 х 0,5 м, в котором устанавливались модели ленточного фундамента с массой 52 ,76, 100 кг. При уплотнении использовался лабораторный копер с массой ударника .3, 6, 9 кг. После уплотнения грунта фиксировались смещения фундамента. На рис. I приведены графики зависимости смещения фундамента от расстояния до места приложения нагрузки при следующих значениях факторов: Х| - 100кг - масса фундамента; Хг = Зкг - масса ударника;

А%мн. У.0

ог м ол 0.2

\

\ СЛ1 >¿2

сюи£ к]

го 4 'О 50 < го т

.см

Рис.1 . График зависимости перемещения фундамента (А<р. ) от расстояния до места приложения уплотняющей нагрузки

Х< -0,9м - высота падения ударника;

Х4 = 20% влажность 1рунта. Во время эксперимента на моделях исследовалось влияние на устойчивость фундаментов таких факторов, как масса фундамент, тип грунта, его глажность, высота падечи я ударника, а также расстояние л о фундамента гри уплотнении. Получено, что наиболее значимыми из огих факторов являются: масса уплотнителя, энегич удара уплотнителя, а также влажность уплотняемого грунта. В \1еньшей степени на величину безопасного расстояния влияет масса ф; ндамеьта.С учетом данных планирования эксперимента и полученных результатов величина смещения У = г записывается в г иде итогового полином •:

У = 10,81 - 2,063X1 К 312Х- -5,187Х> ~ 6,43Хч (3) Натурные исследования проводились на полигоне института Баш-НИИстрой, а также на строительных площадках г, Уфы.

Объектом исследований являлись серийно выпускаемые и -жеперимен-■ тальные гидромолоты. Испытания проводились о навеснмми гидром ■ лотами: СП - 71,С01 - 183, «'01 -82,МУР- 1250Г. Технические характеристики гидромолотов приведен',! в табл. I. Таблица 1.

Наименование параметров С01 - 183 СП -71 СО! - 82 МУ1М250Г

Масса ударной части,кг 100 155 210 1250

Энергия удара, Дж 1800 2940 3000 18000

Частота ударов в минуту, уд 1 мин 300 120 130 50

Были исследованы технологические параметры гидромолотов применительно к стесненным условиям строительства, определена их уплотняющая способность по результатам опытного уплотнения па площадке. Для всех молотов, подвергавшихся испытаниям, определены параметры оптимального технологического процесса уплотнения, приведенные в таблице 2.

При уплотнении пазух попользовался разрыхленный пылевато-глинистый грунт после разработки котлована с естественной влажностью w= 18-22% с объемным весом скелета 1,46 г'см2.

При этих технологических параметрах следующим этапом исследований проводилась npomp.va влияние динамических процессов на устойчивость фундамента при угпотнении грунта в пазухах шдрс\:слотами, Экспе-рементальная проверка проводилась при уплотнении грунта гидромолотми вблизи фрагмента сборного ленточного фундамента массой 4/ т на полигоне института КашНИИстрон . Замерялись следующие параметры колебании грунта основания и фундаменте'з : амплитуда и частота . По полученным шачениям амплитуды и частой: колебании вычислялись скорости (v) и ускорение (u J. График зависимости ускорения колебании основания от расстояния до уплотнителя при уплотнепнн вблизи фрагмент:: ленточного фундамента различными гп;;;?омолотами показал на рисунке ?.

Максимальное ускорение грунта основания под подо;;гоой фундамента составляло 0,4 м<с2 . что данным Союз ДорШШ чнач'.ггсльио ниже критического ускорения для глинистых грунтов .

Во время чксперсмснтов замерялось горизонтальное смещение фундамента при помощи индикаторов часового типа с точностью до 0,01мм. Так , максимальное горизонтальное смещение при уплотнении грунта гадромо-лотами СИ-71 при расстоянии межту краем уплотняющей плиты и стенкой фундамента 5 см составило 2.У1 мм.

Таблица 2

1 нп молота Размеры ¡.лнгы, м 1 олщнна сдоя, м Время уплотнения, сек

СП -7» 0,5 х 0 0.55 22

СО 1 - 1.83 0.4 х 0,4 0.45 20

Cul - 82 0 0.5 0.50 17

МУР - 12501" 0 0.Ü 0,70 7

Рис.<?. График зависимости ускорения колебаний основания от расстояния до уплотнителя

С целью сравнения уксперементальных и расчетных данных проводи-(ись эксперементы для определения горизонтального давления, вызванно-оуплотнением грунта в пазухе фундамента . Давление замерялось при по-ющи специальных мессдоз и тензометрическоП аппаратуры . На рис. 3 фиведен график зависимости давления от расстояния до уплотнителя при )аботе молота СП-71.

В таблице 3 приведены сравнительные результаты опытных и расчетах данных , полученные при испытании фрагмента фундамента на полиго-1е института Уфимский НИИПромстрой в случае использования для уплот-1ения пазухи молота СП-71.

В условиях уплотнения пылевлто-паинистых трунтоь на строительных шощадках были проведены натурные испытания фундаментов на еете-лвенном и свайном основании без пригрузки и с пригрузкой . Для уплот-чения грунта использовался гидромолот СП-71 . Данные , полученные в ре-¡ультате испытаний , приведены в таблице 4 .

На рисунке 4 представлен график зависимости скорости горизоютль-1ых колебаний от расстояния между уплотнителем и стенкой фундамента.

В результате выполненных теоретических и эксперементальных иссле-юваний предложена номограмма дтя определения безопасных расстояний 7ри уплотнении пазух фундаментов на естественном основании (рис. 5).

Таблица 3.

Расстояние от Перемещения от динами- Боковое давление грунта

стенки фундамен- ческих воздействий, на стенку фундамента,

та до центра мм МПа

приложения удар- По ре- По дан- Подан- По ре- По дан- Подан-

ной нагрузки, м зульта- ным ис- ным на- зульта- ным ис- ный на-

там рас- следова- турных там рас- следова- турных

чета ний на испы- чета нии на НСПЫ-

моделях таний моделях ТиННН

1 i t. 3 4 5 6 п 1

0,25 1,96 1,10 1,63 0,039 _ 0.045

0,50 1,71 0,86 1,10 0,015 - 0.032

1,00 1,16 0,44 0,83 0,011 - 0,018

Рис.3.. График зависимости бокового давления грунта на стенку фундамента от расстояния до уплотняющей плиты (доя'гидроколота СП-71)

Таблица 4

Максимальные параметры колебаний

№ Тип фундамента А верт Агор V верт V гор

мм мм мм/с мм/с

1. Фундамент на естественном

основании Шф =2,4 т 0,078 0,429 16,20 58,58

2. Фундамент под железобе-

тонную колонну на свайном

основании с пригрузкой, эк- 0,014 0,280 3,85 11,46

вивалентная масса

Шф — 42 т

3. Фундамент под металли-

ческую колонну на свайном

основании без пригрузки 0,025 0,193 . 5,10 26,89

Шф =18,8 т -

4. Фундамент под металли-

ческую колонну на свайном

основании с пригрузом , эк-

вивалентная масса 0,0024 0,086 1,97 7,80

Шф = 247 т

ЧЕТВЕРГАЯ ГЛАВА содержит материалы , относящиеся к практическому внедрению результатов исследований . В ней отражены основные положения разработанных при участии автора "Рекомендаций по устройству обратных засыпок пазух фундаментов зданий и сооружений с применением навесных пщромолотов" .

На основании эксперементальных исследований и опытного внедрения технологии уплотнения грунта гидромолотами для практического использования на строигельнь1х объектах , помимо "Рекомендаций" , разработана технологическая документация , включающая в себя нормокомплект, а также комплект карт трудовых процессов . Разработаны технологические карты на уплотнение грунта в котловане гидромолотамн СП-71 и ГПМ-120 , которые были использованы на первом этапе внедрения при устройстве обратных засыпок учебно - лабораторного корпуса электромеханического факультета Уфимского авиационного института.

Рис Л. . График изменения скорости < горизонтальных колебаний фундаментов ' с изменением расстояния мевду стопкой Фундамента и уплотняющей плитой

1 - для схемы загру гения

2 - л 2; 3- № 3; 4 - й 4

Ïâc. 5. Гробик яда определения допустимого раеовоядо до «еакя ^вддазкта ща уплюнедаа

Технология уплотнения грунта в стесненных местах с применением гидромолотов прошла опытную проверку на ряде строительных объектов г.Уфы. Объем опытного внедрения при этом составил 7500 м1 . Экономический эффект от внедрения технологии на объектах - 34 млн. руб. (в ценах 1996 г.).

ВЫВОДЫ

1. Выполненная исследовательская работа , включающая опытную проверку технологии устройства обратных засыпок с применением навесных гидромолотов в производственных условиях позволяет сделать вывод , 'по эта технология может быть рекомендована для уплотнения грунта обратных засыпок в пазухл.ч фундаментов строящихся и существующим зданий , сооружений и в других стесненных условиях строительства .

2. Предложена метсдика расчета устойчивости фу нд? чеша от динамических воздействий , возникающих при уплотнении грунта в пазухах гид-ромолотамн . По предложенной методике можно рассчитать активное давление грунта . сдвиг и поворот фундамента для любых грунтовых условий , для всех типов гидромолотов и по допустимым соотношениям крена п сдвига фундамента выбрать тип молота , которым можно уплотнять грунт в непосредственной близости от стенок фундамента .

3. Для проверки влияния различных факторов на устойчивость фундамента при уплотнении разработана методика и проведены модельные испытания . Проверка показала, что наиболее значимыми из исследованных факторов являются : энергия удара уплотнителя , состояние уплотняемого грунта ( его влажность и плотность }, а также масса фундамента .

4. Выполнена проверка эксперементальным путем величины и характера динамических воздействий при уплотнении гндромолотамн на строительные конструкции с учетом параметров колебании грунта оснований и конструкций . В качестве критерия при выборе безопасных расстояний при

уплотнении пазух гидромолотами приняты допустимые скорости и ускорения колебаний основания и фундамента .

5. Для фундамента . сложенного из блоков , предельно допустимое расстояние от края уплотняющей плиты допускается определять по соотношению величины активного давления грунта на стенку фундамента к допустимому усилию на срез для неармированной кладки .

6. На основании эксперементальных данных получена зависимость величины безопасного расстояния до стенки фундамента при уплотнении от отношения энергии удара гидромолота к массе фундамента или массе 1 п.м. в случае ленточного фундамента .

7. На величину безопасного расстояния при уплотнении оказывают влияние конструктивные особенности фундамента . Результаты эксперемен-тов в производственных условиях показали , что при натичии уложенных плит перекрытий величину безопасного расстояния можно уменьшить в 2-3 раза.

8. Результаты исследований автора включены в " Рекомендации по устройству обратных засыпок пазух фундаментов зданий и сооружений с применением навесных гидромолотсв " , выпущенные Уфимским научно-исследовательским и конструкторским институтом промышленного строительства (Уфимский НИИПромстрой ).

9. Применение технологии устройства обратных засыпок пазух фундаментов зданий и сооружений с использованием гндромолотов по сравнению с традиционными методами позволяет снизить стоимость работ на 40% и снизить трудозатраты на 85%.

10. При внедрении опытной технологии уплотнения грунта в пазухах котлованов с применением гндромолотов с использованием разработанных автором рекомендаций получен на 5 объектах реальный экономический эффект 34 млн. руб.

ОСНОВНЫЕ ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Васильев Е.В. , Трояновский Ю.В. Эксперементальные работы по уплотнению грунта гидромолотами в стесненных условиях строительства . Механика грунтов . Труды НИИПромстроя - Уфа , 1986. с. 90 - 96.

2. Коган BJI. , Исаев С.П., Клименко И.Е. , Васильев Е.В. Совершенствование технологии и механизации земляных работ в строительстве. Повышение уровня индустриализации в фундаментостроении с применением >;овых конструкций и технологий : тезисы докладов и сообщений респу-оликанск. науч. - практнч. конф. - Уфа , 1986; с. 20 - 22.

3. Крогкова Л.В. , Трояновский Ю.В. , Васильев Е.В. К вопрсу устойчивости конструкций при действии динамической нагрузки от уплотняющих механизмов при обратных засыпках . Механизмы и приборы для разработ-• и фунта :1руды НИИПромстроя , - Уфа , 1987 ; с. 12 - 16 .

4. Васильев Е.В. , Коган ВЛ., Ушарович Е.Б. , Трояновский Ю.В. , Крогкона Л .В. Рекомендации по устройству обратных засыпок пазух фун-.¿амешов маний и сооружений с применением навеснмх гидромолотов. 4 фимский ШШПромсгрой ; Уфа, 1У88 ;с.38.

5. Васильев Е.В. , 1рояновский Ю.В. .Кроткова Л.В. К вопросу взаимодействия грубопровода с грунтом при динамических нагрузках. Технология, механизация и метрологическое обеспечение работ нулевого цикла. 1 руды Уфимского НИИПромстроя : Уфа, 1988 ; с. 29-31.

6. Васильев Е.В. , Коган ВЛ., Гончаров Б.В. Технология уплотнения грунтов обрашых засыпок гидромолотами. Передовой производственный опыт и научно-технические достижения, рекомендованные для вне/фений: Пнформ. сб. - Строительство в районах Сибири и Урала. - 1989. - Вып. 4. с. л4-39.

7. Васильев E.B. , Коган ВН., Гончаров Б.В. Технология уплотне-ниягрунгов гидромолотами вблизи подземных конструкций. Механизация, автоматизация работ нулевого цикла. Труды Уфимского НИИПромстроя ; Уфа, 1989 ; с.44-53.

8.. Васильев Е.В., Ушарович Е.Б. Исследования на моделях факторов, влияющих на устойчивость фундамента при уплотнении грунта обратных засыпок. Механизация и автоматизация работ нулевого цикла .Труды Уфимского НИИПромстроя ; Уфа, 1989 ; с. 29-37.

9. Ковалев В.Ф., Васильев Б.В. Контроль плотности грунта при ударном уплотнении . Механизация работ нулевого цикла. Труды Уфимского НИИПромстроя ; Уфа, 1992 ; с.30-39.

10. A.C. 1622507 AI, кл. Е02Д, 1/00. Ковалев В.Ф., Овчинников В.Ю. Васильев Е.В. Устройство для контроля качества уплотнения грунта. Б. И., №3,1991.

х4

Проблема уплотнения пазух фундаментов в промышленном и грааденском строительстве

1.1. Современное состояние технологии уплотнения обратных засыпок .Ю

1.2. Цели и задачи исследований.

Глава 2.

Теоретические предпосылки проведения экспериментальных работ

2.1. Общие предпосылки проведения экспериментальных работ.

2.2. Определение устойчивости фундамента при уплотнении пазух.

2.3. Обоснование методики эксперимента о использованием моделей.

2.4. Планирование эксперимента.

Глава 3.

Экспериментальные исследования на моделях и в полевых условиях

3.1. Результаты исследований на моделях

3.2. Результаты натурных исследовании

3.2.1. Исследование технологических параметров гидромолотов.

3.2.2. Исследование влияния динамических процессов на устойчивость конструкций

СТГ}„

Глава 4,

Практические результаты работы и внедрение в производство

4.1. Основные рекомендации по технологии уплотнения. 1x

4.2. Практическое внедрение технологии на строительных объектах

4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВНЕДРЕНИЕ

В ПРОИЗВОДСТВО

4.1. Основные рекомендации по технологии уплотнения

По результатам исследовательских работ разработаны "Рекомендации по устройству обратных засылок пазух фундаментов зданий и сооружений с применением навесных гидромолотов".

В Рекомендациях освещены вопросы подготовки и проведения работ по устройству обратных засыпок грунта с применением гидромолотов, содержатся данные по контролю качества выполнения работ и правилам техники безопасности. "Рекомендации" содержат следующие разделы: а) Характерные типы стесненных мест при уплотнении обратных засыпок.

Условия работы подразделяются на следующие основные типы

- пазухи мевду стенками котлована или траншей с одиночными колоннами (рис.4.1);

- основания под полы зданий и сооружений с установленными колоннами (рис,4.2);

- пазухи мезду стенками котлована и подпорной стенкой (рис.4.3);

Рис.4.1. Пазухи между стенками котлована или траншеи с одиночными колоннами

I - колонна

Рис.4.2. Основания под полы зданий и сооружений с установленными колоннами

I - колонна

Рис.4.3. Пазухи между стенкаш котлована и подпорной стенкой I - подпорная стенка I

Рис.4,4. Пазухи между стенками котлована и стенками подвального помещения

1 - плита перекрытия подвала;

2 - сборный ж/б ленточный фундамент;

3 - фундаментная подушка

Рис.4.5. Пазухи между стенками траншей и ленточными фундаментами

1 - сборный ж/б ленточный фундамент;

2 - фундаментная подушка

- пазухи мевду стенками котлована и стенками подвального помещения (рис.4.4);

- пазухи мевду стенками траншей и ленточными фундаментами (рис.4.5). б) Требования, предъявляемые к грунтам обратных засыпок

Перед производством работ по обратной засыпке и уплотнению грунта о применением гидромолотов проверяется состояние грунта, предназначенного для обратной засыпки и уплотнения согласно п.2.1.2.3 С^З . Определяется максимальная плотность грунта площадки по методу стандартного уплотнения. .

Уплотнение грунта рекомендуется производить при оптимальной влажности. Значения оптимальной влажности грунта и диапазон допускаемого ее изменения определяются методом стандартного уплотнения (ГОСТ 22733-77).

Грунты обратных засыпок должны быть уплотнены до проектной плотности скелета грунта. Критерием, определяющим качество уплотнения грунта является коэффициент уплотнения К, который назначается при проектировании и зависит от вида грунта, нагрузки на поверхность уплотненного грунта и общей толщины отсыпки. в) Выбор гидромолотов

Типы молотов дан поверхностного уплотнения обратных засыпок в стесненных местах следует выбирать исходя из конкретных условий строительной площадки с учетом воздействия на строительные конструкции динамических нагрузок.

При этом необходимо:

- на основании проектной документации установить назначение возводимых сооружений, размеры и массу фундамента;

- определить объемы работ по устройству обратных засыпок и сроки их выполнения, грунтовые условия площадки;

- уточнить проектную плотность скелета грунта;

- определить типы и размеры стесненных мест;

- в зависимости от размеров стесненных мест, угла откоса выемки выбрать подходящий по технологическим параметрам экскаватор с навесным гидромолотом согласно "Рекомендациям"[ЗД ;

- опытным уплотнением установить возможность достижения проектной плотности скелета грунта выбранным гидромолотом;

- определить максимальную плотность и оптимальную влажность уплотняемого грунта методом стандартного уплотнения.

По графику (рис.4.6) определяется допустимое расстояние до стенки фундамента при уплотнении. За массу фундамента принимается масса отдельно стоящего фундамента или масса погонной джины 1м ленточного фундамента.

При выборе гидромолотов предпочтение отдается молоту, оказывающему меньшее динамическое воздействие на фундамент или какое-либо другое сооружений. В случае невозможности уплотнения грунта имеющимися гидромолотами в непосредственной близости от стенки фундамента, оставшейся объем грунта уплотняют с помощью электро и пневмотрамбовок.

Когда по всем параметрам проходят несколько гидромолотов, необходимо сравнить их по технико-экономическим показателям и выбрать наиболее экономичный по методике приведенной в "Рекомендациях" т . г) Режим работы гидромолотов и технология производства работ

Режим работы гидромолотов при уплотнении назначаемся согласно табл.4.1. При объеме обратных засыпок на объели свыше

Рис,4.6, График для определения допустимого расстояния до стенки шухщашнта при уплотнении

1. Абашидзе А.И., Худова Н.Г. U6 учете влияния инерционных свойств грунта при работе массивных фундаментов на динамические нагрузки, Изв.Тбил.НЙИсоортжения. 1967, № 51.

2. Адлер Ю.П. и др. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., "Паука", 1976, с.279.

3. Баловнев В,И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин. М., "Высшая школа", 1981, с.335.

4. Баловнев В,И., Кудайберинов Р.К. Статические модели грунтовых условий, как основа для определения технических параметров землеройных машин. Строительные и дорожные машины. Ш 2, 1977.

5. Бобылев Л.М. Повысить эффективность и качество уплотнения грунтов обратных засыпок Механизация строительства", В 8, 1980.

6. Вронский A.B., Ильиных В.А., Яковлев С.И. Влияние многократно повторной нагрузки на осадку и крен заглубленного фундамента. НШОСП, Труды института вып.86. Фундаменты и основания в условиях статического и динамического нагруже-ния. М., 1986.

7. Глозман Л.М., Воронова M.JI., Изофов В.О. Применение спектрального анализа для выявления частотных характеристик колебаний грунта и фундаментов сооружений яри динамических воздействиях. ВНИИГС. Сб.науч.трудов., 1988, с.108-113.

8. Гольдштейн В.М. f Ермолинский A.B. Об учете изменения прочностных характеристик грунтов при динамических нагрузках. Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Материалы У Всесоюз.конференции. г.Ташкент, 198I, ч.1.

9. ГОСТ 22733-77. Метод лабораторного определения максимальной плотности.

10. Декина Г,И,, Декин Б.К. Условия приближенного физического моделирования процесса уплотнения грунта. Сб. "Оптимальное использование машин в строительстве". г.Хабаровск, 1976, с.184-190.

11. Дорожные машины. ч.1. Машины для земляных работ. М., Машиностроение, 1974, с,176.

12. Ершов Б.А. Критическое ускорение нескальных грунтов при уплотнении и сдвиге. Механика грунтов, основания и фундаменты. Материалы 39 науч.конференции ЖОИ, 1970.

13. Карпенко В.П. О сейсмическом активном давлении грунта на стенку на основе теории Кулона. Изв.вузов. Стр-во и архитектура, 1986, и 4, с.33-36.

14. Каюмов А.И., Колмакова Е.И. Исследование нелинейных колебаний сооружений, подвергнутых воздействию циклического нагружения. Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Материалы 5-й Всесоюз.конф. г.Ташкент, 1981, т.2, с.14-16.

15. Комплект карт трудовых процессов строительного производства, ККТ-2,1.2. Уплотнение грунта в стесненных условиях строительства .

16. Калюжнюк М.И. Исследование параметров колебаний грунта при забивке свай и ах влияния на здания. Автореф. Дисс,канд.техн.наук, Л., 1978 , 23о.

17. Костельов М.П., Деникин Э.К. Основные направления развития методов и совершенствование машин для уплотнения грунтов и асфальтобетона. Труды Всесоюзного дорожного НИИ, 1975, вып.84.

18. Костельов М.П. Безопасные расстояния для работы виброударных средств уплотнения. Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Тезиаы У1 Всесоюзной конференций. г.Нарва, 1985.

19. Костельов МЛ., Слонов В.Г, Колебания уплотняемых грунтови элементов подземных сооружений при динамических нагрузках., Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Материалы У Всесоюзной конференции, г.Ташкент, 1981, т.п.

20. Каммерер Ю.Ю. Гидромолоты на рыхлении мерзлых грунтов. "Механизация строительства", 1982, II 2.

21. Крутов В.И., Эйдук Р.П. Устройство обратных засыпок. М., Отройиздат, 1981, 79 с.

22. Лобанов Д.Л. Машины ударного действия для разрушения горных пород. М., Недра, 1982, 152 с.

23. Ленинградский лромстройпроект. Сборник трудов. Проектирование оснований и фундаментов промышленных зданий и сооружений. Л., 1976.

24. Манжелей Ю.В. и др. Механизация работ по устройству обратных засыпок в стесненных условиях. М., Отройиздат, 1976, 96 с.

25. Медведев С.В. Сейсмика горных взрывов, ГЛ.» Недра, 1964, 188 с.

26. Методика определения уплотняющей способности и производительности навесного грунт оуплотнящего оборудован!! цикличеокого действия, 1ЩИОМТП, 1983.

27. Неклюдов М.К. Механизация уплотнения грунтов. Ы., Стройjиздат, 1985, 167 е. ;

28. Нормокомилект оборудования, инструмента, инвентаря и приспособления для вшолнения р§бот по устройству обратных засыпок в стесненных условиях, строительства, Уфимский1.

29. НИИпромстрой, г.Уфа, I2S7, \

30. Отчет о НИР. Анализ структуры ручных земляных работ. НИИпромстрой. Тема 76-13 разд.1. г.^фа, 1976.

31. Отчет о НИР. Доклад о наиболее важных отечественных и зарубежных достижениях в области технологии уплотнения грунта обратных засыпок в стесненных условиях, НИИпромстрой,тема 82-03, г.Уфа, 1982.

32. Отчет о НИР. Результаты исследований уплотнения грунта гидромолотами с оценкой их влияния на фундаменты зданий и сооружений. Тема 86-31/4, Ниилромстрой, г.Уфа, 1986.

33. Отчет о НИР. Провести исследования и разработать технологию уплотнения грунтов с применением новых машин, в т.ч. гидромолотов с оценкой их влияния на инженерные сооружения, тема 86-31/4, кн.1 Уфимский НИИпромстрой, г.Уфа, 1987.

34. Отчет о НИР. Результаты испытаний гидромолотов на уплотнении грунта в стесненных условиях. Тема 81-07, разд.З. НЖПС, г.Уфа, 1983.

35. Отчет о НИР. Провести исследования процесса уплотнения грунтов природного сложения и разработать предложения для включения в СНиП МИСИ им.Куйбышева, г.Москва, 1983.

36. Поляков Б.И., Мензуренко A.C. Техника в стесненных условиях. "Механизация строительства", 1983, i," 7.

37. Поляков И.Б. Уплотнение просадочных грунтов к контроль качества. "Строитель", 1982, В 2, с.26-27.

38. Патент Швеции I 424455, заяв. 26.11.80, & 8008299-3, опубл. 19.07.82. МКИ. Е02 3/046.

39. Поведение грунтов под действием импульсных нагрузок под ред.А.А.Вовка, Киев, 1984.

40. Решается проблема уплотнения грунтов (с заседания координационного техсовета по механизации и технологии уплотнения грунтов. Минстроя ССОР). 'Механизация строительства", 1983, £ II, с.23-54.

41. Рекомендации по забивке свай вблизи зданий, сооружений и подземных коммуникаций НППпромстрой, г.Уфа, 1983.

42. Руководство по устройству обратных засыпок котлованов с подготовкой оснований под технологическое оборудованиеи полы на просадочных грунтах НИИОСП им.Герсеванова, 1.1., Стройиздат, 1980, 40 с.

43. Рабинович И.Г., Клемешев В.Н., Карамзин В .П. Исследования колебаний грунта при трамбовании сверхтяжелой трамбовкой. Основания, фундаменты и механика грунтов, 1987, & I, с.17-19

44. Рудь В. К. ГШ. Фундамент проект. К вопросу определения динамических напряжений в зданиях от забивки свай. Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Материалы

45. У Всесоюзной конференции. г.Ташкент, 1981.

46. Рекомендаций по устройству обратных засыпок пазух фундаментов зданий и сооружений с применением навесных гидромолотов. Уфимский НШпромстрой, г.Уфа, 1988.I

47. Ситников 10.II. и др. Типоразмерный ряд навесных гидромолотов. "Строительные и дорошше машины, 1990, % 8.

48. СНиП 3.03.01-87. Несуще и ограждающие конструкции,

49. Снитко Н.К. Статическое и динамическое давление грунтов и расчет подпорных стенок. Л., 1970, 206 с.

50. СН 536-81. Инструкция по устройству обратных засыпок грунта в стесненных местах. ЦНИИОМТП, 1981.

51. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты, подземные сооружения/ Под ред. Е.А. Сорочана. М.: Стройиздат, 1985.479 с.

52. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты.

53. Сагомонян А.Я., Гаевская И.С. Расчет взаимодействия ударной волны с преградой в грунте. Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Материалы V Всесоюз. конференции. Р. Ташкент, т. П, 1981. С. 8-10.

54. Технологическая карта на уплотнение грунта в котловане гидромолотами СП-71 и ГПМ-120. 01-1592-ТХ, УНИИПС, ООиФ, г. Уфа, 1987.

55. Уплотнение грунтов обратных засыпок в стесненных условиях строительства/Под ред. Л.М. Бобылева, ЦНИИОМТП, М., Стройиздат, 1981. 252 с.

56. Федулов А.И. и др. Ударное уплотнение грунтов. Новосибирск, ИГД, 1983. 118 с.

57. Хархута Н.Я. Машины для уплотнения грунтов. Л., Машиностроение, 1973. 176 с.

58. Хархута Н.Я., Костельов М.П. Исследование волновых процессовв грунтах при ударе жестким штампом. Труды СоюздорНИИ, вып.13, 1966. С. 126-151.

59. Цытович Н.А. Механика грунтов. М., "Высшая школа", 1983. -288 с.

60. G¿. /Áe Dbücítte-U аис/ сонузоъгеД. ч é-t. ¿Cu* tgUpъеы!: h J979 st/3 33-34, 36,gbCfijue'fi. ^ ^ */Sf /7.

61. Z¡f étie *uea ?l¿c<I ¿rtr¿/ .J-oc^Lc/at с с¿<-¿ cUcn.4¿o*> Ргос^сУс^^ c^ ¿Ae ¿p/uetù'ûi<i Soat^y Sf

62. PGut? О-чоилс/ 'tedfùtcle. " pû с -¿¿on. , „ Cf ¿HzotekhcC £*<L \ /^¿V p. 734- //4,

63. G6. /7 ¿7, Wkci-^h. /2. I/ <?oy>Qet¿ott с/

64. УQO~6сио сгг ^г* ¿¿Oh. te<L^£ ¿/wà^y 2.tr¿£ wffó) ASS//¿ \ p, "3SO 364

65. Св. Sí^otal. Sej^/ác/S< P^/^ec/eSe

66. С Я. /j¿í ~é h g i^i Ct. ¿c¿p *ueu~t ¿C ^ 63, Statut S. Cryâuv^ï. £í?¿¿ AïeMu.'^U.c'JtH¿c^ef ^ /), /ь'-^р1. Soy ce 8 A, ¿rfctoAb,1. Ott t*«?7/ &j*fbö4,c/e Л, <dÄff»*** № £¿*e<,v¿é ¿fp, ?ss '' ^о/t £xpe -¿.¿¿^etr ¿ Q г?1/lâ <?YOf

67. SeeJœ,, Ъинж* J.f J^'íf-^«-^1. Me^Á ßep^.Vo UÂiir- *1. Се&рЛкХ; CA,

68. Ji ¿W6г M £**U ръе-Uиг* ^ p^coAÍ p»AU p A A i- 4 Sé.