автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Создание конструкций железобетонных свай с повышенной ударостойкостью и внедрение результатов исследований в практику строительного производства

|1 г. " í q '"v

f" и V J J ^ ЧаллбинскиП государе г ванну fl технпческиЯ ушшврсихег

tía правах рукописи

ЦОЙ Лев Борисович

УДС 624.012.3:624.153.3:666,926

СОЗДАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ШЕЗОБЕГОШШ СВАЙ С ПОВЫШЕННОЙ УДАРСОТОЙКОСТЬО И ВН2ДР£1МЁ РЕЗУЛЬТАТОВ КСаЩОВАШЙ В ПРАКТИКУ СТРОИТЕЛЬНОГО

пшгащсш

(05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения)

Авторе фэ рай' диссвргацки на поксканив учаной степени к&нлшдатл яогничзоиих nayi:

Челпбинок-2992

Работа выполнена в /^льневосточнои

научно-исследовательской, проектио-конструкторском и технологическом институте по строительству

Научный руководитель - доктор технических наук П.А.Аббасов

Официальное оппоненты - оден-корраспондент Академии

наук РСФСР, заслуженной деятель шуки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор А.А.Бартоломей - кандидат технических наук, доцент Б.В.Соловьев

Ведущая организация. Проектно-строителькое объединение "НаходкагратгданстроП"

Защита состоится " 1992 г.^

на заседании специализированного совета К 053.13.05 при Челябинской государственном техническом университете по адресу: 454080, г.Челябинск, проспект мм.В.И.Ленина,176, ЧГ1У, ученый совет

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке института.

Ваши отзывы «а автореферат в двух ¡экземплярах, ааверенныэ гербовой печатью, просим выслать ло указанному вше адресу.

Автореферат разослан " 1992 г. *"

Учений секрегарь специализированного

совета, кандидат технических наук,

доцент / Г.В.Трегуяов

£

• | СЩАЯ ХАРАКГЕРИСТИСЛ РАБОТЫ

V' '' Актуальность работы. СваЯные фундаменты получили широкое pao-'прОстраненив при строительстве сооружений различного назначения. Их применение вместо фундаментов на естественном основании в некоторых случаях позволяет уменьшить объем земляных работ на 70-8С$, расход долаэобегонл на 25-4СЙ, снизить трудоемкость работ нулевого цикла в 1,5-2 раза, сократить сметную стойкость до 50/5.

В СССР на долю забивных приходится около 90% псего объема применяемых свай, причем 95% от объема забивных составляют призматические сваи с квадратным поперепнш сеченном.

При погретании железобетонных свай ударным способом существенным недостатком яиляется преждевременное разр;ушвние их голов, в результате чего сваи не могут достичь проекткнх отметок. Повсеместным явлением при возведении свайных фуидаменгоа становится то, что после работ по погружению в грунт остаются железобетонные "ласа" недобитых свай. Высота этого "лзса" иногда достигааг1 до 5 м и более.

Проведенные обследования показывают, что в настоящее вое мл до глзяезобетонных свай полностью разрушаител в процессе забивки, а более 30^ свай не могут быть добиты до проектных огтеток ;:з-за преждевременного разруазния их голов.

{¡зобходимость покоить ударостойкость забивных калезобетоннтс свай становится очевидным.

Повышение ударостойкости, погружаемых в грунт свай, нэ только отразится на 1вдетаости возводимых здани!!, ко и даст возможность полувдть значительней экономически:! -у'^^кт, так кал п СССР и негодно используптся более В м.:н. мЗ сваГ.

Цель-«) работы является создянпе коксъфукшй гаяояаботоннтс еваЯ с noBiFdörHoi! у/и>рос«оЛкосУмз i¡ внедри,ip раа^льтатот- лсслилоп-яг:;;

-z-

в практику строительного производства.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- проведеш теоретические и экспорш/еталыше исследования по определенно факторов, влияющих на распределение напряжений по сечению сваи;

- исслодоран характер возникающих напряжений в голове желе-зобетонмгх свай при их погружении в грунт ударным способом;

- установлено влияние форш головы на ее ударостойкость;

- исследован и разработан эффективный вариант армирования железобетонных свай;

- изучено влияние конструкции паголовника и характеристик амортизационных прокладок на сохранность голов хзлэзоботонннх спай;

- разработана технология изготовления ударостойких свай Б заводских условиях и погружения в производственных условиях;

- осуществлено внедрение результатов исследований в практику ст роительного про из водства.

Научная новизна диссертации заключается в исследовании характера распределения напряжений в голове железобетонных свай при ударном всэдейств' и м определении способов их рационального н.эре-рлелределотм по наиболее опасному сеяния с цель» повышения ударостойкости, в разработка иових конструкций ударостойких »ллеао-бе^оннтс свай ¿1 наголовника для их погружения, в разработке к освоении заводской технологии ьэготевления ударостойких ж«лезобе-тоншлс сеял и внедрении eft в практику строительного производства.

¿Ьдктич^ска? аипчпиость уаботн заключается в следующем:

- результаты, полуньшш« полприяацмто-он'.'нтсыш способом и МлЗ, по определению характъ^а распцхз.цилонмп ншзрлкйнпн по сочини» съы\ р зависимости от гЕх.^рмон.чменинлл торцевой части могут бить не-пользованы при исследовании и разработке ьомструкниЧ са'мкових соадк нзгшЯ составных счай, опорных узлов колонн, стоек и др.;

- з ■

- исследования по изучению влияния характеристик амортизационных прокладок на сохранность голов г-одезоботонних сваП позволили разработать прокладку переманной жесткости, обеепшгаваюду» белдефектное погружение стандартных :свай до проектных отметок;

- ло результатам исследований разработаны конструкции ударостойких железобетонных свай и наголовник для их пег руке мня. Цовьгеоню ударостойкости железобетонных свай позволяет погружать их до болов плотшгч слоив грунта без разрушения, зи счет чего возможно увеличение грузоподъемности свой. За счет ко негру к? ивньгх особонностей свай

и нагологника снимется трудоемкость при погрузочно-рапгрулочннх работах, значительно облегчается установка ссай под молот и левьь шаетсп КПД дизель-молота при погружении в грунт в производственных условиях;

- в разработке и освоении заводской технологии нзготсрленир ударостойких жалезобетон:гах свай и внедрении их в практику строительного производства.

Реализация работн. Результаты диссертационной работы использованы при разработке технических условий ТУ 65.605439 "Сваи ударостойкие железобетонные дольные сплошного квадратного селения с неналрягаемой арматурой сечением 30x30", утвержденных и принятих к производству работ Мшгагстроем СССР и ТСО"Примкрайстроом!' Мин-востокстроя СССР.

Разработана свая без поперечного армирования ствола с напрягаемой арматурой, располагаемой в центра сечакия евяи, которая внедрена в ТСО "Амурстрой" Минвостокстроя СССР.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались первом региональном координационном совещании-семинар*-* "Прогр десивнне типн фундаментов в условиях Восточной Сибири и Дальнего Востока и пути внедрения их в производство" (Владивосток, 1986); на ХП Ме-ддународном конгрессе по механике грунтов и ¿рундл-

нентосхрое:»ЕЗ (Рко-де-Жанойро, 1989); на ХХП Международной конференции молодое ученых в области бетона и железобетона (Иркутск, 1990); ка третьем бсэсоюзном координационном совещании-семинаре "Механизированная безотходная технология возведения свайных фундаментов из свай заводской готовности" (Владивосток, 1991); на Iii Международной ярмарке научиах достижений в строительстве" ШД-90" (Москва, 1990).

ДУБШОДИИ. Основные научные наложения и результаты диссертационной работы опубликованы в десяти статьях, в двух авторских свидетельствах и отражены в двух отчетах uo научнэ-исследоватедь-скии темам. По результатам исследований получено пять положительных решений на изобретения.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложения и содержит 150 страниц, в том числе 92 страницы машинописного текста, 45 страниц рисунков,. 9 таблиц, библиографический список иг 96 наименований и Г? страниц приложения.

На ЗАЩИГУ ВЫНОСЯТСЯ результаты теоретических и экспериментальных исследований по созданию новых конструкций ударостойких железобетонных свай и наголовника для их погружения на оекове изучения характера распределения напряжения и определению способов их рационального перераспределения но наиболее опасному сеченш головы сваи: >

- новое аналитическое выражение, описывающее функцию распределения давления на контакте' сван с амортизирующей прокладкой;

- способы рационального перераспраделеикя напряжений по наиболее опасному сечзшао головы сваи;

- эффективный вариант армирования гол он железобото иных сзаП;

- новая конструкция нагологиика для по'груления ударостойких свай в производстгенных условиях;

- новые конструкции ударостойких железобетонных свай с идентично заострёнными к заармированными концами;

- новые приспособления л технологические операции для изготовления ударостойких свай (дальше - сокращенно УС) в заводских и погружения в производственных условиях.

содашшщ РАБОТЫ Во введении показана актуальность намоченных исследования. В пзрвой главе выполнен обзор литературных источников в этом направлении. Поставлена цель работы и раскрыта ее научная новкг-на и практическая ценность, олределзш основные задачи исследований.

Проблемами разрушения '"слегсбегоыйгх сва«? при забивке ударимм способом и особенно их голов гюг.вяпаны работы советских и зарубежных ксследователой - П.А.Аббасова, Б.В.Бахолдина, Н.Г.Бондаря, С.А.Варсановича, Ю.И.Васильевского, В.!1.Гояьдатайна, К.П.Дэллооа, А. А. Катана, И.И.Козеля, В.3.Копала, В.В.Кречшра, Д.И.Ширина, Б.М.Малншева, Г.Ф.Новожилова, ¿.'.[.Кэрлая, А.С.Пяуталова, Г.С.Ро-доеа, в.Ростази, Ф.В.Саара, В.М.Салихова, Е.Сандуу, Н. К. Суровой, ®.Г.Чаркьтшева,И.Е.икольникоза и др.

Многочисленные научные работы в этом направлении свидетельствуют о том, что исследователи причину разрушения сва# связывают со следующими, факторами: скорость движения молота в момент соударения; упругие свойства и толаина прокладок метду сваей и стальным наголовником, ьзеду наголовником и молотом; модуль упругости я плотность материала свай; масса и высота падения г/о лот а; сопротивление грунта под острием и по боковой поверхности спал; геометрические размзры osan и глубина со погружения. От этих факторов зависят величины разрушающих напряжений в железобетонных сваях.

„ля того, чтобы исключить разрушение голов и недобивку до проектных отметок, т.е. обеспечить бездефектное их погружение, предпринимаются многочисленные попытки по повышению ударной стойкости забивных железобетонных свай.

Известны различные способн повышения прочности свай при кратковременных воздействиях.

Прочность несколько увеличивается о повыаениеи класса бетона Д( В 35 и более. Эффективнее применение керашитожелезобэтона и демпфирующих добавок различной дисперсии: вермикулита, дошнного шлака и др. &це более высокая ударная стойкость у свай, иэготовлон-них из напрягающегося бетона. Новы:-,: направлением является прима-нен'ле сталеполимербетон 'их свай.

Погашение ударной стойкости может быть достигнуто усилением коеиешого армирования, однако этог прием ш является оптимальны:.:. Более рационально комбинированное армирование с концентрацией проволочной напрягаемой арглатури по оси свал, а обычной периоди-хгзскоЯ по периферии. Хорошие результаты показывают испытания свай с дисперсным ардарованизм (фнбробетонные). Этот материал обладает высокой сопротивляемость» трещинообразованш и разрушению при. д :<!ствии продольного удара.

4

Ударостойкость пирамидальных и конических свай по сравнению с ,.ризматичзсо1ш вызз из-за большей площади головы." Более простим конструктивным предложение!.! по повышению ударной стойкости голов свай яЕляется усиязнпе их стальной обойной, высота которой равна размеру- сторона сваи. Это мероприятие достаточно эффективно, ко существенно повывает металлоемкость конструкции.

Увеличить прочность голов железобетонных свай возможно с примечанием нового способа форкозаши и предварительного напряжения арматуры, разработанного в ДальНИЯСе с участием автора'(а.с,СССР }.» 15711/7).

Все перечисленные способы пякгззиия ударной стойкости спай связаны со значительшпли изменения??» в сзхкологии их изготовления, приводящими к удорожании изделий.

Во второй главе да на эксперишнтальнзлз и гесрэгичзскио исследования по определению характера распрэделения наярлганий по сечению в голова сваи и пути их опт трального паре распределения с целью увеличения ударостойкости жзяезобетоннызс свай.

По данным Сухпниил С.З. (а.с. i? II63250) придание голове свая пирамидальной или конической формы с углом наклона 45° (угол при вершина 90°) и пркмзиенкя в процессе погрулипш ее с грунт юталличэского наголовника аналогичной форта без амортизирующих прокладок ка контакта "свач-маголовник" дает возможность повысить ударостойкость железобетонных свай. 3 это« слугоз эфЗГвктизноетъ восприятия удара по голова сваи' обеспечивается плотним контактом металлического наголоеника с бетоном сваи, а прочность головы osan обеспечивается за счет обойш, соэдапщегося наголовником.

Для проверки данного предположения нами били изготовлены к испытаны модели бетонных cuati се чей л см 10X10 см, длиной 50 см с пирамидальной головой с углом при вершине 60° - 4 ит.; 90° - 4 ¡ira. ; 120° - 5 ит. и с плоской головой - 4 щт. Результаты лрОБодешшх опытов подтверждав, что сваи с заостренной головой б виде пирамиды увеличивают ударостойкость по сравнении с плоской. Наибольшую ударостойкость покаэялл 'модели сзиН о углом при вержше 90°.

Становится очзвиднки, что пои Прочих разннх условиях повышение ударостойкости связано с характерен распределения напряжений по сечении сваи.

С цельп определения камский распределения напряжений по наиболее опасноцу сеченот евли'бшы щохмдвш исследогьндя полярл-зационио-оагкческим методом.

Анализ полуап.ммх дяжмх о растеплении- напряжений ¡¡о сечо-н® cnas: в Э8Г/.с>здосг<.: ол Г:ср?1,->::?г::¡.-¿я показал, чго:

- при плоской форма головы сваи с постоянной прокладкой (вариант стандартных призматических свай) на краях сечения наблюдаются резкие перепады максимальных касательных напряжений, причем с увеличением нагрузки гшки максимальных касательных напряжений возрастают, которые д&зот максимальный вклад в давиатор напряяе~ ннй и интенсивность касательных напряжений т , от которых согласно положениям механики явордого деформируемого тела, зави-сяг формоизменение, появлении шгастичэских деформаций и микрогро-щин;

- при заостренной форма головы сваи пики напряжений сглаживаются, причем с умоньшениам угла заострения при вершине максимальные касателыше напряжения по краям сечения выравниваются относительно центральной оси, т.е. напряжения распределяются более равномерно по сотешет, что благоприятно сказывается на сохранности голов свай;

- наиболее удачно максимальные касательные напряжения распределяются по сечени» сзаи при угле заострения 90° и 60°.

Для определения численных значений напряжений по сечению в голозной части с^аи з зависимости, от жесткости прокладки в наголовнике и от формоизменения головы были выполнены численные исследования напряженного состояния головы сваи с помощью метода конечных элементов (1ЖЗ) в двумерной постановка.

На рис.1 изображены наиболее напряженные сечения исследуемых вариантов езай.■

Установлено, что при идеальном контакт^ прокладки со стандартной сваей все кошолегхп тензора нплря^енмН 0'^ в зоне разрушений имеют вслльевм. Расчета показывают, что с ушньшешпм жзсткостп прокладки Вв краевой эффект сказывается сильнее, т.е. лики :ш1р.тленкй р^зко возрастает. Напряжения увеличляггтся на

. • -9-

краях поперечного сечения более чем в 2 раэа. Существенно краевой эффект отражается на касательных напряжениях X аох (кривые I),

Пики напряжений мочено устранить, применяя амортиз¡ф^ющуп прокладку с пе рема иной жесткостью (кривда 2). Модуль упругости Еа здесь принят изменяющимся дискретно по линейному закону от значения для стали до значения для дуба с волокном, перпендикулярными к направлению сжатия, а тленно 2-1»10^ МПа, 3-10^ МПа, 3«9»Ю^ МПа и 4-8-10^ МПа. Величины всех коппонентов тензора напряжений б^ в этой случае убдааюг от центра сечения сваи к егч краям.

йце более просто избавиться от концентрации напряжоний на краях сечзния сваи мояно путем придания ее голове заостренной формы.

Было исследовано напрятанное состояние голов свай с углом при вершине 90° баз прокладки (кривые 3) и с резиновой прокладкой с углом при вершина 90Р (кривые 4) и 60°(кривые 5).

Сравнение кривых I и 3 показывает, что заострение головы сваи уменьшает пики напряжений бблеа чем в два раза, & кривая 3 принимает плавный вид, пики гллряшнкй сглаживаются.

Наиболее удачно перераспределить напряжения мовдо применив в контактной зоне.бетон-наголовник рзаиноэую прокладку. При заостренной фор?.'.а голоэн с резиновой прокладкой - кривые 4 и 5, напряжения к краям оенеш!Я уменьшаются, что значительно увеличивает прочность голов тселезобетошмх свай.

В нормативной литературе приводятся различные формулы для оп~ ределения динамических напряжений, возникали« в стандартных железобетонных сваях при :ос зпбявке. Эти формулн рекомендуются для вычисления максимальных зьачв.-г.:?. сгпьаи'щих напряжений, не смотря на то, что в рамках допущен:-Я для огерясневих систем дапт усредненные в пределах поперечного сечзнкя взлнчнни.

<> I, МПа

6 4

2 0

_4 -6 -8 -10 -12 -14

0 2 4 б 8 1С 12 14 16 18 20

г-т

1 п'

К

\ А

—

л

г т~ метка»*

\

1

2, Ш1а

-2

-б

2,5 5,0 7,5 10 В,см

2,5 5,0 7,5 10

В,см

—i

/

/

J

"Ж

Д

1 П 1|Щ ими «/

N5 * Л

Ч ■

! 1 М-

Л-. ч / VI

ч г ""

—

—

Рис.1. Сводный график распределения напряжений по наиболее опасному сечению сваи . плоская с постоянной

прокладкой (I); , ■»——плоская с переменной прокладкор"'(2); до0 без прокладки (3); —О—« 90° с прокладкой (4) —К— 60° с прокладкоР (5).

2,5 5,0 7,5 10

В, см

голове происходит следующее: усилия от молота через наголовник, обжимающий коническую поверхность головы (эффект обоймы), создают в середине сечения напряженную зону, которая воспринимается загибами продольных стержней з - образной форш, что обеспечивает ограничение действия напряженной зоны и этим препятствует развитию трещин при динамических воздействиях.

Конструктивное выполнение концов продольной арматуры в виде загибов позволяет воспринять давление от напряженной зоны бетона без потери устойчивости при работе бетона в предельной стадии, что позволяет более эффективно включить в работу продольную арматуру.

Значительную роль при разрушении голов играет наличие внецэнт-рэнного удара молота. При вкэцентрешоы ударе вся нагрузку воспринимает не вся голова, а только какая-то ее часть, при этом напряжения э этой части резко возрастая? и разрушения начинаются с отколов углов, где для защитного слоя.отсутствует арматура. В целях предотвращения этого падения головы саай выполнялись в виде сопряженных конических поверхностей, причем у верхней конической части угол при вершине больно, чем у нижней - это обеспечивает контакт наголовника с верхней частью, а в никнзй части между наголовником и нижней конической поверхносгью-зазор. При ударе молота всю нагрузку воспринимает только верхняя коническая часть, а это означает, что в нижней части напряжения будут минимальными и углы не 'разрушатся, что и подтвердили проведенные эксперименты.

По результатам проведенных экспериментов получено авторское свидетельство СССР 1544890 "Свая" и положительное решение В1ШП. от 21.01.91 по заявке !,"> 4849814/33 (C7SOIO) "Свая".

В процессе исследований по созданию конструкции ударостойкой железобетонной СРаи одновременно проводились опыты по определен!:.».) конструкции иаголозника.

На верэом этапе проводились эксперименты с наголовником, гпез-

до у которого точно копировало конфигурацию головы сваи. В контактной зона бетон-наголовник использовалась прокладка из транспортерной ленты. Использование резиновой прокладки снижает величины касательных усилий, действующих на контакте бетон-прокладка, за счет деформативных свойств резины.

Дальнейшие исследования показали, что резиновып прокладку целесообразно заменять антифрикционным веществом (смазкой). Тонкий слой смазки позволяет уменьшить трение между гнездом наголовника и головой сваи и увеличить этим эффект обоймы.

Кроме того, смазка, как демпфер, позволяет более равномерно распределить напряжения по поверхности головы сваи при ударе (положительное решение ВНИИГГО от 26.03.91 по заявХё 484915/33 (079554) "Способ погружения свай с выпуклой конусной, пирамидальной или сферической головой").

В производственных условиях использование Данного способа вызывает некоторые дополнительные работы - это обмазка антифрикционным веществом голов свай или.гнезда наголовника перед каждым погружением.

С целью исключения этих дополнительных работ была разработана конструкция наголовника, у которого в нижнем гнезде корпуса располагается тонкий кояух. Зазор между корпусом и кожухом заполнен смазывающим веществом. За счет отсутствия силы трения по контуру корпус-ко;:?/х усилие удара передается на голову сваи по нормали к ее поверхности, чем обеспечивается ее дополнительное обжатие в поперечном направлении и достигается повышение ударостойкости головы сваи. Таким образом, кояух наголовника реализует эффект обоймы. Крош того, слой смазнвавдего вещества работает как демпфер и позволяет ровно распределить напряжения на голову сваи при ударе молота, что также повышает ударостойкость (положительное решение ВЩИГ1В от 26.03.91 по заявке » 4849616/33 (079555) "Наголовник".

Вместе с тем, конструкцию можно упростить применив внэсто смазивеющего материала резиновую прокладку. Резиновая прокладка находясь между хояухои и кагояовшты а закинутом пространство даже приполнои его разрушении, т.е. превращения а резиновую крсга» ку, будет обеспечивать проскальзывание кожуха относительно наголовника.

Дальнейшие исследования показали, что проскальзывание головц сваи относительно гнезда наголовника йота обеспечить, понизив се-роховатость гнезда наголовника до 3,2 и !,£шез. Конусная часть головы сваи покрыта тонким слоем цементного но л ока, ко^орлгй обеспечивает1 самошшфовку поверхности гнезда наголовника в процессе погружения.

Большое значение на сохранность голов свай-играет точное соответствие конфигурации головы и гнезда наголовника.

Эксперименты показали, что маяейаее увеличение угла при вершине головы свал (или уменьшение гнезда наголовника) приводит к концентрации напряжений у основания головы,которые и вызывают разрушения.

И наоборот, при незначительном увеличении гнезда наголовника ударостойкость сваи несколько увеличивается.

С целью уменьшения влияния в но цент ре иного удара целесообразно увеличение угла при вершине выполнить следующим образом: гнездо наголовника выполнить с переменным утлой наклона поверхности, возрастающий к периферийным относительно верши)ш гнезда участкам (положительное решение ЗНИМГПЗ от 30.01.91 по заявке I? 4845819/33 (079558).

По результатам проведенных исследований разработана конструкция наголовника для погружения ударостойких железобетонных свай ркс.З.

I - корпус наголовника; 2 - гнездо; 3 - амортизирующая прокладка; 4 - центрирующая; вставка

Четвертая глава посвящена производственному исследованию конструкций ударостойких железобетонных свай и их внедрения в практику строительства.

Для установления качественных возможностей ударостойких свай в г.Курске были проведены ряд натурных экспериментов. ,

Сваи погружались копровой установкой с трубчатым дизель-молотом С-9Э6 с массой ударной части 1,8 т при помощи наголовника второго динамического типа (без нижней амортизирующей прокладки), разработанного автором и изготовленным УМ-2 треста "Курскспэц-етроймзханизация". ,.

Пов}лиаа;-:ал ударостойкость исследуемых свай позволила погру-г«;ть ¿¡х в тяжелых грунтовых условиях на большую глубину, соответ-

"гсопно на.1,3; 1,5; 0,5 м по сравнению со .стандартными и получить

{

П[Н1 о-о.ч минимальные отказы.

Удг.роетоЗкш сваи восприняли обдез количество ударов молота г. 2 ргзс. бельгсе, чем стандартные при полной' сохранности 'голой.

По результатам динамических испытаний по известным формулам бнр. произведен расчет несущей способности свай.

Расчетные нагрузки ударостойких свай по грунту максимально приближаются к расчетной нагрузке сваи по материалу, а у одной сваи даже превышает. Принятая нагрузка на ударостойкую сваю в два раза больше, чем у стандартной.

Ударостойкие железобетонные сэаи изготавливают стендовым или агрегатно-поточнш способом, с использованием суп;эствузхпей оснастки и приспособлений, применявшихся для производства обычных стандартных свай.

Конструктивные отличия инэдряеиых свай требует некоторое изменения в технологически операциях при полной сохранности технологического процесса и режима.

Дял наливки круглой спирали кз високс-прочной проволоки разработано приспособленка в виде кольца, с винтовым яояобоы по внутренней поверхности из высокопрочной стали с последующей закалкой. Навивка спирали производится при покощи правильно-отрезных станков.

Изгибание концов продольной арматуре производите я на гибочном приводном станке. Для одновременного изгибания нескольких стержней необходимо нарезанные по размерам ствряни уложить в одной вертикали в специальные держатели. Вместо центрального кольца на рабочем диске станка устанавливают вилку-кондуктор. Изгибание стержней производится в один прием между двумя упорными плотами и вилкой-кондуктором.

Равномерное распределение напряжений в голове сваи во многом зависит от го'шости изготовлении конических поверхностей концов сза.Ч,

Изготовление вкладагей длл формования згнх концов из цельных литгос заготовок на металлорежущих станках - процесс дорогостоящий и длительный. Изготовление вклздьыюй из итатованн.яс конусов, раз-

работанная автором, сникает стойкость более чей в 10 раз, при резком сокращении врешни на изготовление.

С позиции технологии строительного производства применение »

ударостойких свай конструкции ДальНШС позволяет:

1. Погружать их до более плотных слоев грунта без разрушзния, за счет чзго достигается увеяичэиио нагрузки на свая и уменьшение количества свай на 10-30$.

2. Уменьшить забивку свай-дубларов, составляющих до Ъ% от общего объема свай.

3. Полное использовать энергию удара молота за счет ликвидации нижней амортизирующей прокладки, что дает возможность сократить время погружения свай на 10-20,?.,

4. Использовать любой конец сваи в качестве острия и тем самым исключить из технологического процесса ориентацию сваЯ "голова-острие" при погрузочно-разгрузочных работах, а также "ьерх-низ" при подаче ее на копер, что дает экономия трудозатрат до 10$.

5. За счет системы "наголовник-свая" значительно сократить трудоемкость процесса установки "сваи на копер,

6. Сократить площади складирования и трудозатраты при раскладке свай на строительной площадка.

IIa основании результатов проведенных исследований, направленных на создание конструкций зсзлаз обегонных свай с повышенной ударостойкостью и внедрению результатов исследований в практику строительного производства, можно сделать сльдущее ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

I. По итогам проведениях оисперимэнтальных и теоретических исследований на модельных образцах, подяризационно-оптическим методом, методом конечных элементов, статических испытаний бетонных образцов по определению характера распределения напря*ен:?Д по наи-*ояое опасному сечзнмо в голове сваи были получены слздугадке результаты:

■гь

- в стандартных призматических сваях при пришнении дероэпн-ной прокладки в зоне приложения нагрузки на краях сечения возникают большие местные напряжения, которые и вызывают разрушение углов и т.д.;

- получено аналитическое выражение, описывающее функцию распределения давления на контакте снал с амортизирующей прокладкой;

- избавиться от концентрации напряжений на краях сечения сваи можно путем придания ее гологз заостренной форма. Наибольшую прочность имеют сваи с заостренней при вэряине под углом 90°.

2. Разработан ноьиЯ эффективный вариант армирования голов забивных железобетонных свай, который заключается в следующем:

концзвые части продольных сгер;глэй, каждая в ог.сей плоскости, имеют двойные изгиба ( а -образной форш);

- первые, под углом 30-45°;

- второе, обратные, под тем же углом, а концы соедннзнп в лучок вдоль центральной оси. •

3. Установлено, что для бездефектного погружения свай с заостренной головой наголовник должен быть выполнен следующим образом:

- в целях уменьшения внецентрзнного удара и снижения напряжений на краях сечения сгаи необходимо гнездо наголовника выполнить с переменным углом наклона поверхности, возрастающий к периферийны« относительно" вершины гнезда участкам, а в качестве верхней амортизирующей прокладки использовать прокладку с центрирующей вставкой;

- для уменьшения трэния не яда' гнездом наголовника и головой сваи к увеличения этап эффекта обоймы, а также в целях равномерного распределения напряжений по поверхности бетона головы целесообразно контактную поверхность наголовкик-голова свои смачивать а да ифрикциопным в ещес те ом;

а)

А

А

г\>

в)

Й

Рис. 4. Конструкции ударостойких келеэобетоннюс свай

цельного сплошного квадратного сеченкя а - общий вид; б - с ненапрягаемой арматурой; в - без поперечного армирования ствола с напрягаемой арматурой, расположенной в центре сечения.

' -23- проскальзывание голоеы сваи относительно наголовника можно

обеспечить понизив шероховатость гнезда наголовника до 3,2 и маноо.

4. Определено, что за счет повышения ударостойкости келэзоба-тонных свай стало возможным максимальное приближение нвсуцой способности по грунту к несущей способности по материалу..Несущая способность на ударостойкую сваю в два раза больша, чем у стандартной.

5. Для изготовления ударостойких свай в заводских и погрукенил в производственных условиях были разработаны новые приспособления и отработаны новые технологические операции.

Результаты диссертационной работы использованы при разработки технических, условий ГУ 65.605-69 "Сваи ударостойкие железобетонные цельные сплошного квадратного сечения с нанапрягаемой арматурой сечением 30x30 см", утвержденных и принятых к производству работ Мшгогстрозм СССР и ГСО "Приморкрайсгрой" Минаостокстроя СССР (рис.46).

Разработана свая без поперечного армирования ствола с напрягаемой арматурой располагаемой в центре сечения сваи (ркс.4в), которая внедрена в ТСО "Аыурстрой" Млквостокстрся СССР.

Основные результаты диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Аббасов П.А., Цой Л.Б,'"Ударостойкая железобетонная свая"// Приморское ЦНТИ. - Владивосток, 1988.

2. Аббасов O.A., Цой Л.Б. "Ударостойкие железобетонные св.зн конструкции ДяльНИИСг "//Материалы к первому региональному сове-ча,ч;ро-се!1кнару:"Прогросс!ивниэ типы фувданентов в условиях Восточной Сибири н .Дальнего Востока и пути их внедрения в проиэьэдстно". Владивосток, 1988, с.55-59.

3. Аббасов П.Л., Кархалев В.Н., Цой Л.Б. "Изготовление и погружение ушюялтойяих яалезобетонннх свай"//Груды ХП Мапчуна-

родного конгресса по механике грунтов и фундаментостроэнию. Рио-де-Жанейро , 1989.

4. Аббасов П.А., Кархалев В.Н., Цой Л.Б. "Ударостойкие железобетонные сваи, их изготовление и погружение", "Ресурсосберегающие технологии возведения фундаментов из свай заводской готовности./ Под ред.В.А.Ильичева, - 1,1. :Стройиздат, 199 , Ц2 с.

5. Аббасов ¡I.A.", Кархалев В.Н., Цой Л.Б. "Наголовник для погружения ударостойких свай с заостренной головой/Д!атериали всесоюзного координационного совещания-семинара. - Владивосток, 1991.

6. Аббасов П.А., Кархалев В.Н., Цой I.E. "Оставная свая с утиранием"//Материалы всесоюзного координационного совещания-семинара. Владивосток, 1991.

7. Аббасов П.А., Кархалев В.Н., Цой Л.Б. "К вопросу об определении величины динамических напряжений в сваях при забивке"// Свайные фундаменты из свай заводской готовности. /Под ред.Ильичева Б.А, - И. :Стройиздат, 1991.

8. A.c. I07II77 СССР, МКИ3 ЕО 4 21/12. Способ формования и предварительного напряжения арматуры железобетонных изделий./Л.Б. Цой, В.Е.Абраковя В.Н.Кархалев (СССР). - 4-115319; заявлено CI.02. 8Б; опубл. 15.06.90 Р 2 - 2 с.

9. A.c. 1544890 СССР, МКИР Е02Д 5/30, 27/12. Свая. /П.А.Аббасов Л.Б.Цой и В.Н.Кархалев (СССР). - 4461998/23-33; заявлено 31.05.88; опубл.23,02.90 № 7 - 2 с.

10. "Сваи ударостойкие железобетонные цельные сплошного квад-par.'ioi'o сечения а неьалрягазмой арматурой сечением ЗОхЗО//Техни-ч^екие условия 65.605-89, Владивосток, 1909 , 24 с,

11. Цой Л.Б., Еабыко Ё.И. "Ударостойкая железобетонная свая ' ::o.ii;'i'{jyKHi!.i ¡JfUbHiLlC'/^ia'sepuruirj XXII мег^цународной конференции H.vio:.vx ученых. - Иркутск, 1990, с. 126-127.