автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Технология устройства сборно-монолитных "стен в грунте" и противофильтрационных завес методом раздельного бетонирования

И ь з

да»», I. .

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНЖЕНЕРНО СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ им. В.В.КУЙБЫШЕВА

На правах рукописи

ПРУТЯН НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА СБОРНО - МОНОЛИТНЫХ "СТЕН В ГРУНТЕ" И ПРОТИВОФИЛЪТРАЩОННЫХ ЗАВЕС МЕТОДОМ РАЗДЕЛЬНОГО БЕТОНИРОВАНИЯ

Специальность 05.23.08 - Технология и организация промышленного и гражданского строительства

. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА - 1992

Работа выполнена на кафедре "Технология строительного производства" Кишиневского политехнического института им. С.Лазо

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор М.И'.Ояородинов

Официальные оппоненты- доктор технических наук, ,

профессрр В.И.Шейнин "..

кандидат технических наук, профессор А.Н.Токин

Ведущая организация - трест "Гидроспецфундаментстрой"

Минмонтажспецстроя СССР

Защита состоится МаЛ _ 1992 г. в "/4 " чао. на

заседании специализированного Совета Д 053.11.10 при Москов ском инженерно -'строительном институте ш, В.В.Куйбышэва по адресу: г. Москва, Шлюзовая набережная, д.8, ауд.й

С диссертацией «окно ознакомиться в библиотеке ШСИ им. В.В.Куйбышева.

Просим Вас принять участие в защите и направить Ваш отзыв по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, ШСИ им, В.В.Куйбышева, Ученый Совет.

Автореферат разослан "¿0" О^.И?.1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук Б.Ф.Ширшиков

* Актуальность работы. Значительную часть в огромном объеме строительных работ, выполняемых в нашей стране, занимают работы, "осязанные с устройством заглубленных и подземных сооружений. Функциональное назначение их разнообразно, а стоимость и трудоемкость их'выполнения нередко составляет 30-40^ от стоимости возводимых промышленных и гравданских объектов и комплексов. Объекты строительства заглубленных сооружений и конструкций существенно возрастут, в связи с необходимостью в ближайшие годы интенсивного освоения подземного пространства больших городов и промышленных площадок, осуществления мероприятий по охране окружающей среды, связанных с работами по поддержанию чистоты рек, озер и морей, охраны подземных вод от истощения и загрязнения, а земель - от подтопления и заболачивания.

Проведенные в последние годы исследования показали, что строительство заглубленных сооружений чаще всего эффективнее производить способом "стена в грунте". Эффективность способа "стена в грунте" зависит от гидрогеологических условий строительной площадки, стоимости оборудования для выполнения работ, характеристики возводимого сооружения и других факторов. Особенно эффективен данный способ при реконструкции предприятий, возведения подземных сооружений, в условиях городской застройки вблизи существующих зданий.и на площадках с высоким уровнем грунтовых вод и гидравлического напора.

Сущность метода состоит в том, что после разработки грунта в траншеях под защитой глинистой суспензии, в них возводят стены из монолитного или сборного железобетона, или не глиноцемепт-ные или глиногрунтовые противофильтрационнво диафрагмы.

На основе анализа априорной информации наряду с существенными преимуществами способа "стена в грунте" были выявлены и некоторые недостатки:

- налипание глинистой пленки на арматурные каркасы, что приводит к уменьшению адгедии арматуры и бетона (в случае монолитных конструкций);

- наличие глинистой пленки на сборных ж/б панелях, что приводит к уменьшению сцепления старого и нового бетона (в случае сборно-монолитных конструкций);

- высокая трудоемкость заделки стыков и большой расход там-понажного раствора (в случае сборно-монолитных и сборных "стен

в грунте")г

-'глинистые включения в бетоне, при бетонировании методом HIT монолитных и сборно-монолитных "стен в грунте",, приводят к снижению марочной прочности готовой конструкции; .

- брльшой расход глино-цементного раствора при устройстве противофильтрационных завес;

- низкая скорость бетонирования и невысокое качество уплотнения при использовании метода ШТ.

Вшеперечисленные недостатки приводят к необходимости перерасхода вяжущего на 120-160 кг на I куб.м готовой конструкции.

3 связи с изложенным, вопросы совершенствования технологии строительства заглубленных сооружений, сокращение при этом трудовых и материальных затрат, остаются весьма актуальными.

Целью диссертационной работы является разработка эффективной технологии бетонирования монолитных противофильтрационных завес и сборно-монолитных "стен в грунте", позволяющей совмещать процессы укладки крупного заполнителя, формирования бетонных смесей и уплотнение бетонных смесей с однородной структурой.

В качестве объекта исследования принята монолитная противо-филтрационная завеса и сборно-монолитные конструкции заглубленных сооружений.

Предметом исследований является технология устройства монолитных и сборно-монолитных "стен в грунте" методом раздельного бетонирования.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

- теоретически обоснован характер движения твердых частиц в вязких жидкостях под воздействием вибрации;

- теоретически обосновано и разработано устройство для подачи заполнителя в цементный-раствор, включающие вибросистему

"с угловой формой колебаний, сочетающей в себе одновременно функции подачи заполнителя, формирования и уплотнения бетонной смеси;

- разработка методики исследования процесса подачи заполнителя, формирования и уплотнения бетонной смеси;

- исследование масс составляющих ivrimo-Цемёнтно го и цемент-но-карбонатного растворов на их физико-механические свойства (вязкость, начало схватывания, плотность, прочность, коэффициент фильтрации);

~ установлена зависимость физико-механических свойств растворов и изготовленных на их основе бетонов от масс компонентов,

входящих в их состав;

- аналитически и экспериментально исследован механизм введения крупного заполнителя в раствор, формирования и уплотнения бетона в устройстве с угловой формой колебаний;

- оптимизирован режим введения крупного заполнителя, формирования и уплотнения бетона в зависимости от характеристик крупного заполнителя и реологических свойств раствора;

- разработана технология раздельного бетонирования монолитных и сборно-монолитных конструкций, сооружаемых способом "стена в грунте", путем введения крупного заполнителя в цементный раствор с использованием устройства с угловой формой колебаний;

- дана технико-экономическая оценка метода раздельного бетонирования.

Научная новизна работы представлена:

- теоретическим обоснованием и экспериментально подтвержденным характером движения твердых частиц в вязких жидкостях под воздействием вибрации;

- установленной зависимостью физико-механических свойств глино-цементных и цементно-карбонатных растворов от количества составляющих компонентов;

- определенными математическими зависимостями, описывающих процесс введения крупного заполнителя и физико-механические свойства готовой бетонной конструкции;

- разработкой конструкторского решения устройства для подачи заполнителя. 1

Практическая ценность работы;

- разработаны рекомендации по подбору и приготовлению глино-цементных и цементно-карбонатных растворов;

- разработаны рекомендации по введению крупного заполнителя, формирования и уплотнения бетонных смесей при помощи устройства для подачи заполнителя;

обеспечение высокой технологичности процессов подачи заполнителя, формирования и уплотнения бетонных смесей (а.с. № 1296685); •

- разработка конструктивного решения устройства для подачи заполнителя с угловой системой колебаний (а.с. № 1447980).

Практическая реализация результатов исследований обеспечивает:

- получение конструкций с заданными физико-механическими характеристиками;

- снижение расхода вяжущего;

- снижение трудоемкости заделки стыков "стен в грунте";

- интенсификацию бетонирования заглубленных сооружений за счет применения устройства с угловой формой колебаний.

Производственное внедрение предложенной технологии осуществлено при строительстве объекта "водозабор из реки Прут", сооружаемого Фалештским межхозяйственным строительным объединением (МСО-2) Молдагропромстроя Республики Молдова.

Апррбация работы. Основные положения работы были доложены и обсуждены на республиканской конференции "Перспективы строительства подземных сооружений, устраиваемых методом "стена в грунте" в 1983г., республиканской научно-технической конференции "Перспективные способы строительства и проектирования подземных сооружений" в 1985г., республиканской научно-технической конференции' "ХХУ лет КПИ им.С.Лазо" в 1989г.

По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе два авторских свидетельства на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из шести глав, основных выводов, списка литературных источников, приложений и актов внедрений. Работа изложена на 222 страницах и включает 125 страниц основного текста, 57 рисунков, 39 таблиц и 50 страниц приложений с актами внедрения» Список использованной литературы содержит 160 наименований дубликаций отечественных и зарубежных авторов.

На защиту выносятся:

- анализ существующих методов возведения подземных сооружений методом "стена в грунте" позволяющий выявить резервы повышения качества конструкций и снижения их стоимости;

- теоретическое обоснование способа раздельного бетонирования монолитных и сборно-монолитных конструкций,воз водимых методом "стена в грунте" путем введения крупного заполнителя в твердеющий раствор;

- установлены зависимости физико-механических свойств глино-цементных и цеменгно-молуэных растворов,от.количества составляю-/ щих компонентов;

- влияние метода бетонирования конструкций на сцепление арматуры с бетоном и старого бетона с новым;

- технологию раздельного бетонирования, включающую подачу крупного заполнителя, формирование и уплотнение бетонной смеси

при помощи устройства с угловой формой колебаний;

- экспериментальные исследования механизма введения крупного заполнителя, формирования и уплотнения бетонной смеси от режима вибровоздействия и реологических характеристик бетонной смеси;

- кореляционно-регресивную оценку реологических характеристик растворов; , •

- новое конструктивное решение устройства для подачи заполнителя;

•.- производственный опыт внедрения и экономическую эффективность разработанной технологии.

СОДЕРЖАНИИ РАБОТЫ

Анализ современных достижений в области технологии возведения заглубленных сооружений методом "стена в грунте" показал, что получение монолитных и сборно-монолитных конструкций высокого качества в значительной мере обеспечивается отсутствием глинистой корки на арматурных каркасах и сборных элементах и процессами введения крупного заполнителя, формирования и уплотнения бетонных смесей. Установлено также, что одним из способов получения монолитных и сборно-монолитных конструкций с заданными физико-механическими свойствами сооружаемых методом "стена в грунте" является способ раздельного бетонирования^ включающий введение крупного заполнителя в цементный раствор, формирование и уплотнение бетонной смеси.при помощи устройства с угловой формой колебаний.

Разработке и совершенствованию технологии возведения заглубленных сооружений методом "стена в грунте", их научному обоснованию и практическому применению способствовали исследования советских ученых И.А.Ганичева, А.Н.Мещерякова, Н.Н.Круглицкого, В.Ф.Скворцова, М.И.Смородинова, В.С.Федорова, Л.Л.Филатова, Н.В. Писанко,'М.Г.Якунина, В.М.Зубкова л ряда других. Реология вязко-пластичных тол и виброуплотнения бетонных смесей наиболее полно описаны в работах А.А.Афанасьева, И.Н.Ахвердова, А.Е.Десова, О.А.Гершберга, В.В.Гусева, Б.И.Крюкова, Г.ЯЛСуноса, Р.Лермита, П.А.Ребиндера, И.Ф.Руденко, Е.В.Лавриновича, O.A.Савинова, В.Н. Шмигальского и ряда других ученых.

Анализ исследований показывает, что при изучении вопросов, связанных с бетонированием заглубленных сооружений возводимых методом "стена в грунте" исследователи отмечают определеннее уменьшение несущей способности монолитных и сборно-монолитных

"стен 'в грунте" из-за наличия глинистой пленки на арматурных каркасах и сборных элементах, что ведет к уменьшению адгезии последних с монолитным бетоном.

Данная задача может бьггь решена путем замены глинистого раствора на цементный с последующим введением в'него арматурных ' каркасов или сборных-элементов, а затем введением, при помощи устройства с угловой формой колебаний, в пространство между ними крупного заполнителя.

Проблема интенсификации процесса раздельного бетонирования путем введения крупного заполнителя в цементный раствор ставят вопрос интенсификации процессов формирования бетонной смеси и ее уплотнения и, прежде всего, на основе разработки универсального режима вибровоздействия, обеспечивающих однородное уплотнение бетонных смесей.

В рамках проведенных аналитических исследованиях рассматривались вопросы закономерностей движения твердых частиц в вязких средах под воздействием круговых и горизонтальных колебаний. Для этого было использовано уравнение, справедливое для вязкой несжимаемой жидкости при равномерном движений или гармоническим колебаниям: '

m1Tir=m.(A-iX^-û) + F('ur) (I)

где V/ - скорость движения частицы относительно среды, и -абсолютная скорость среды в точке, совпадающей с центром тяжести частицы (скорость переносного движения), ГП< =ГП + т' -эффективная масса частицы, m - масса частицы, m* - присоединенная масса, ГПо - масса среды в объеме, равном объему частицы, Д = = jyj3Q= гп/ГПо - отношение средних плотностей З ютицы и среды,

2 - ускорение силы тяжести, F (иг ) - сила сопротивления относительному движению частлцы, которая в случае колебающейся среде равна:

где S ^JW » )) - 2/j>o - кинетическая вязкость среды, 4 -динамическая вязкость среды, с£ - диаметр частицы, со -частота внешних колебаний.

На частицу также воздействуют гармоничные колебаний, имеющие

ц = ru>sin(<JL>t •+ (3)

где Г - радиус круговых колебаний, ■ - начальная фаза.

Подставляя выражения (2) и (3) в уравнение (I) и проецируя их на подвижные оси координат ХОУ была получена система из трех дифференциальных уравнений, допускающие следующие решение для вертикальной составляющей скорости движения частицы:

•и*

+

гаги)

ехр

(4)

Л - амплитуда колебаний, П - целое положительное число, 10э -коэффициент пропорциональности размеренностью При отсутствии вибрации уравнение (4) превращается в формулу Стокса.

Полученная теоретическая зависимость для скорости движения частицы под верздена экспериментальными исследованиями.

■ Зависимость скорости опускания частиц от частоты вибровоздействия

Скорость см/сек.

14

12

10

.8 6 4

2 0

=1300 кг/м3

А =0,0001 м

с/ =0.004 м а ^ =2020 кг/м

рг=1880 кг/м3 р3»15Ю кг/м3

20 40 60 80 100 120 Частота Гц

РисЛк 1,2,3 - экспериментальные кривые, -

теоретические кривые построенные согласно уравнению (4).

Для выполнения экспериментальных исследований была разработана и изготовлена стационарная установка, оборудованная системой угловьпс колебаний, конструкция которой предусматривала возможность использования в качестве испытательного стенда. В ходе экспериментов импульсная система оснащалась излучателями направленных колебаний длиной 500-1000 мм.

В экспериментах использовались глино-цементные и цементно-молузные растворы. В состав глино-цементного раствора входили следующие составляющие: цемент М400Рыбницкого цементного завода, бетонитная глина месторождения Ларгуца, карбонатный песок (молуза), добавки С-3, ССВ и вода. Для выявления оптимального состава был проведен планируемый 4-х факторный эксперимент, где в качестве входных параметров входили количество суперпластификатора С—3—Xj, ССВ—Xg, молузы-Хз и воды-Хи. Количество цемента и бетонита принимались постоянными 330 кг и 40 кг соответственно. В качестве выходных параметров исследовались: вязкость раствора, его плотность, начало схватывания, прочность в возрасте 28 дней и коэффициент фильтрации в 28-дневном возрасте. Выбор адекватной модели, описывающей зависимость выходных параметров от варьируемых факторов производился на ЭШ-1033 при помощи программы

' .г MAKPL и

в(-0,39-0,063Х1-0,С1в4%»0,006Хв-0,(ХЩ4)^ V (5)

j> = 1140-12,9Xj-7,IXg+O,S2X3+4,6 • I0"3X4,' (6)

HC = 265*4,4Xj-6,5x2-0,2x3-0,6x4+0,ixf + 0,9X|, " (7) ^28= 3,07-0,16Xr-0,29X2-0,0IX4+0,03X^+0,03X|+5,5 • IО"6*® ,(8)

Кф = 37820х5.58х2°'5бхз-1'03х4-0-85' « (9)

в состав цементно-молузного входили тезку компоненты, что и р случае глино-цементного раствора за исключением бентонитной глины. Входные параметры четырехвакторного эксперимента и выбор адекватных моделей производился аналогичным образом:

£ - 4,66-0,48Хj-0,28X^+8,7' 10~^Х3~б,3' Ю~^Х4, CIO)

р « I364-I9XJ-1,8X^,73X3-0,59Х4,- " - • (II)

НСа б,86-1,е8Х240,1Х|-0,21Х1Х2+0,003(Х1+]^Х4), (12)

R28= 3,02-1,43X2-0,85X2+0,42x1+0,115146,4 I0'7X§, ' (13)

Кф = 22,1 Х!0«0^0'06^ -°'309х ■ (14)

На экспериментальном стенде в исследуемые растворы вводился карбонатный щебень плотностью 2150 кг/м3 и гранитный плотностью 2600 кг/мэ крупность^.10-30 мм.

Для оптимизации процесса введения крупного заполнителя в раствор, формирования и уплотнения бетонной смеси был проведен планируемый шести факторный эксперимент в соответствии с планом Хартли. В качестве входных параметров были приняты: Xj--угловая амплитуда колебаний, Х^-частота колебаний, Х3-вязкость раствора, Х^-плотность раствора, Х^-плотность заполнителя.Х^-крупность заполнителя. Выходными параметрами принимались: скорость введения заполнителя, однородность бетонного камня, прочность бетона в возрасте 28 дней, коэффициент фильтрации. ■

Наиболее адекватно описывают выходные параметры следующие математичеркие модели:

V = Х!3;.6^-11,6^2,95^"0'73^0'07^0'61 . (15)

О = 322 Xi0'07X¿0,38^,V'05x5'°Ix60,02' (К) R 28» 4,44 + 4,47 Xj+7• Ю^Х^+З•I0_3Xg-0,544Х4+

+ 3,8 • НГ^Хд-б'Ю"3^ , " (17)

Нф . -5,2 * 0,1 Хг0,04X3-120X5+0,4%-3,5'10_5х| +

+ Ю'5х| + 1472Х§ + г-Ю^-З.ЭЧО^Х^ . (18)

Исследование процесса нарастания прочности бетона отформованного, уложенного и уплотненного по традиционной технологии и бетона;, полученного методом раздельного бетонирования путем введения в раствор крупного заполнителя при помощи устройства с угловой форюй колебаний (рис.2), а также методом ШТ под глинистой суспензией показали, что прочность образцов, изготовленных методом раздельного бетонирования ниже контрольных до 10% в то время, как образцы забетонированные способом ШТ на 26-30% ниже контрольных (рис.3).

Нарастание прочности бетона в зависимости от способа бетонирования, f = 1850 кг/3.

20 15 10

7 Г4 . 21

Рис.3. I - контрольные образцы, 2 - раздельное бетонирование, 3 бетонирование спосбом ШТ. .

При исследовании прочности сцепления арматуры с бетоном в • зависимости от способа бетонирования было установлено, что прочность сцепления арматуры с бетоном при раздельном бетонировании практически не отличается от контрольных, в то же время образцы забетонированные способом ШТ под слоем глинистой суспензии показали прочность £ случае гладкой арматуры до 10 раз ниже контрольных образцов, а профильной арматуры до 5-6 раз ниже, что объясняется наличием глинистой корки на арматурных стержнях (рис.4).

Нарастание прочности сцепления арматуры с. бетоном в зависимости от с.-мсоба бетонирования Ц1 ■ 1850 кг/мэ

600

нлс

500

.400 300 200

I

100

Г '

3 4 4

I 7 - 14 21 28СУТ.

Рис.4. 1-контрольная гладкая арматура,2-контрольная профильная арматура,3-гладкая япматура(способ ШТ),4-то же,профильная арматура ,5-гладкая армадура(раздельное бетонирование) ф-то же,профильна я арматура.

Устройство для подачи заполнителя

Рис.2. I - возбудитель, 2 - рама, 3 - пружина, 4 -стержень, 5 - бункер, 6 - перфорированная труба. 7 - пластина, 8 - направляющие, 9 - поворотная ось, 10 - шарнир, II - стержень, 12 » пружина.

Процесс введения крупного заполнителя в раствор и вибрирование сформированной бетонной смеси в асинхронном режиыз угловой пульсации носит сложный характер и определяется задачами объемно-напряженного состояния. Оценка напряженно-деформированного состояния вибрируемой среды проводилась на основе исследования параметров динамического давления с учетом всех характеристик факторов углового процесса вибровоздействия при введении-крупного заполнителя в раствор и. уплотнение сформированной б&тонной смеси. Экспериментальные исследования проводились ,с раствор'ом плотностью 1200 кг/м3 и 1300 кг/л3 в качестве заполнителя применялся карбонатный щебень плотностью 2150 кг/м3 и крупностью М 20. Вязкость раствора изменялась в пределах 0,57 - 1,94 ПаС. Режим колебаний изменялся в следующих диапазонах: угловая амплитуда от 0,02 до 0,6 рад, угловая частота от 5 до 30 Гц.

Для данных условий и устройстве для подачи заполнителя ' функция зависимости .динамических параметров имеет вид:.

Pj= J)0 ^ Н+К-j>0 н (o)t - T")C05(f-H}e"iH (19)

где j>o - плотность раствора, Н - превышение столба смеси над расчетным уровнем, 2х - расстояние от оси колебания пластины до исследуемой точки, 6 - длина пластнны, iO - частота угловых колебаний, If - угловая амплитуда, К - коэффициент, учитывающий влияние характеристик среды и параметров вибровоздействия, j} - коэффициент затухания.

Анализ вктажения (19) показывает, что в местах осей колебания пластины устройства (рис.2) числовое значение давления незначительно изменяется от среднего значения давления Рср. б местах же излома пластин параметры давления изменяются значительно от ртах до Pmin , при этом значение Ртах может превышать до 6-10 раз Pmin • Благодаря чему в бетонолитной трубе создается турбулентный режим перемешивания крупного заполнителя с раствором, а также создаются условия перемешиванию заурубного. раствора прилегающего к бетонолитной трубе.

Скорость перемещения устройства для подачи заполнителя)(скорость бетонирования) определялась формулой: IWta Ы.г

V = -—■ К- Кз • 900 ( 20)

где: V - скорость перемещения устройства (скорость бетонирова-ни;/) м/час; "

иСГщ,. - скорость перемещения щебня d грубе устройсгва м/сек;

с( - внутренний диаметр трубы устройства М;

Ь - длина захватки,м;

6 - ширина захватки,м;

Кз~ коэффициент1, учитывающий объемное содержание зерен заполнителя в формирующейся бетонной смеси (0,35-0,45);

К - коэффициент, учитывающий среднюю площадь, занимаемую заполнителем в трубе устройства й зависит от угловой амплитуды колебаний пластины устройства и крупности заполнителя (табл.1).

Таблица I.

Определение коэффициента К заполняемое™ бетонолитной трубы заполнителем

1ЛТЯ 1 ! !Угловая ! I амплитуда ! ¡(рад) ! крупность щеоня

пп 1 10 мм ! 20'мм ! ! 1 " \ 30 мм ! 1 1 ! 40 мм ! !

I. 0,01...0.04 0,52 0,49 0,45 0,42

2. 0,04...0,06 0,50 0,46 0,43 0,40

3. 0,06...0,1 0,46 0,42 0,41 0,39

При введении крупного заполнителя (карбонатного щебня) крупностью 10-20 мм с плотностью 2150 кг/м3 в глино-цементный раствор плотностью 1340 кг/м3 и вязкостью 0,84 Па.С при помощи устройства для подачи заполнителя с амплитудой 0,06 рад и часто-колебаний 50 Гц скорость перемещения бетонолитной трубы для захватки с размера.™ Ь = 1,2 м, 6 = 0,6 м составила 1,1 - 1,2 см/сек. При этом общий объем введенного крупного заполнителя составлял в среднем 3 м3 на одну захватку.

с ОБЕр: вывода

1. Существующие способы бетонирования "стен в грунте" ведут к загрязнению сборных конструкций, арматурных каркасов и бетонной смеси глинистыми частицами, что приводит к снижению несущей способности конструкций. Дальнейшее повышение технологичности устройства "стен в грунте" может быть достигнуто применением предложенной автором технологии бетонирования предполагающей применение систем с угловой формой колебаний и сочетающих в себе функции подачи крупного заполнителя, формирования и уплотнения бетонных смесей.

2. Разработана технология раздельного бетонирования монолитных и сборю-моколигных: "стен в грунте" при помощи' устройст-

к

ва для подачи заполнителя с использованием системы с угловой формой колебаний, обеспечивающая совмещение процесса введения крупного заполнителя с процессами формирования и уплотнения бетонных смесей. Разработанная технология обеспечивает незагрязняемость арматурных каркасов, сборных я/б плит и бетонной смеси глинисты-, ми частицами, что обеспечивает конструкции набор,проектной прочности без перерасхода цемента. При этом экономится, по сравнению с методом ШТ до 100-120 кг цемента на I ы3 готовой конструкции.5

3. Разработана рецептура глино-цеыентного и цементно-кар-бонатного раствора, содержащих в качестве заполнителя карбонатный песок (отход пиления известняка-молуза) и добавки С-3 и ССБ,' а глино-цементный раствор до 40 кг бентонитовой глины, в качестве вяжущего применены шлако-портланд и цемент М400 Рыбницкого цементного завода в количестве 220 и 380 соответственно и воды 400-800 л. Как показали результаты исследований, комплексное введение добавок С-3 и ССБ ведет к понижению вязкости раствора, к увеличению Сроков схватывания, при этом не оказывая существенного влияния на пррчность цбментного камня и коэффициент фильтрации.

4. Разработаны математические модели зависимости вязкости, ' плотности, начала схватывания, прочности и коэффициента фильтрации от количества составляющих раствор компонентов,

5. В результате аналитических исследований процесса погружения (всплытия) твердых частиц в вязких жидкостях, подверженным внешним гармоническим колебаниям, установлена зависимость скорости погружения (всплытия) твердых частиц от их размеров и плотности, реолоничвеких свойств среды (вязкость, плотность), а также характеристик внешних колебаний. Анализ теоретических зависим-мостей показал, что при частотах ниже значения (0-15 Гц):

частицы с плотностью близкой к плотности среды не движутся относительно среды, а частицы с плотностью отличной .от плотности среды движутся с минимальной скоростью, то есть процессы расслоения смеси при о) ■ иЗоминимальны, в то же время пузырьки воздуха, у которых разность плотности по отношению к среде большая, удаляются достаточно интенсивно. __

Дальнейшее увеличение частоты до слЛп > 9 1 ^ / (50,100 Гц) приводит * увеличению скорости осаждения (всплытия) частиц то есть процесс расслоения смеси протекает достаточно интенсивно. Продолжительность вибрирования при данной частоте долж-

на быть минимальной, в то же время скорость введения крупного заполнителя в раствор (скорость бетонирования) максимальна.

Увеличение частоты вибрации выше значения и)т приводит к уменьшению скорости осаждения (всплытия) частиц и скорости раздельного бетонирования.

6. Исследование механизма введения заполнителя в раствор, при помощи устройства С угловой пульсацией, показало, что в смеси раствора и крупного заполнителя бетонолитной трубы создается объемное напряженно-деформированное состояние, характеризующееся градиентами давления. Величина и направленность градиента динамического давления способствует турбулизации частиц в бетоно-литной трубе и затрубного раствора в ее непосредственной близости, что ведет к качественному формированию бетонной смеси в бе-тонолитной трубе и активному перемешиванию затрубного раствора.

Горизонтальная составляющая вектора динамического давления на стенки бетонолитной трубы изменяется по синусоидальной и колеблется в пределах 0,005...0,162 МПа и зависит от параметров вибровоздействия и глубины бетонирования.

Выходящая из бетонолитной трубы бетонная смесь уплотняется нижней частью вибрирующей пластины, работающей в режиме плоскостного вибратора.

7. Установлены математические модели зависимости скорости погружения крупного заполнителя, прочности бетона, однородности, коэффициента фильтрации и объемного содержания крупного заполнителя от крупности и плотности заполнителя, плотности раствора, характеристик вибровоздействия (частота, угловая амплитуда) и ширина захватки. По результатам эксперимента установлена рационально ширина захватки 1,2-1,5 м, оптимальный режим вибровоздействия - частота 50-70 Гц, угловая амплитуда 0,02...О,06 рад. При этом, прочность бетонного камня на 15-20Й выше прочности цементного камня без крупного заполнителя, объемное содержание крупного заполнителя в бетоне находится в пределах 40-45^ объема, коэффициент фильтрации находится в пределах 2,7*10" -5,4*10"° м/ сутки.

8. Апробация технологии раздельного бетонирования "стен в грунте" при помощи устройства для подачи заполнителя покапала, что она обеспечивает повышение производительности процессов введения крупного заполнителя, формирования и уплотнения,-бетонных емшеей в 1,5...2 раза, при этом обеспеодаается высокое качество

уплотнения и исключаются трудоемкие операции по очистке стыков сборных конструкций от глинистого раствора и их заделке.

9. На основе результатов проведенных исследований разработаны основные положения, и рекомендации по, технологии раздельного бетонирования при помощи устройства для подачи заполнителя монолитных противофильтрационных завес и сборно-монолитных заглубленных сооружений, возводимых способом "стена в>рунте" ти па насосных станций, проходных каналов, емкостных сооружений и др.

Расчетный экономический эффект от внедрения разработанной технологии составляет 12,05 руб./ы3 готовой монолитной ДФЗ и 0,96 руб./мэ сборно-монолитной конструкции.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: ',...'

1. А.Е. № 1296685 СССР, МКИ Е 0ЗД/20. Способ возведения "стены в грунте" // Н.А.Прутян, В.Г.Перщин (СССР) //Бюллетень изобретений.-1985.' - Р Ю. * ■

2. А.Е. № 1447980 СССР, МКИ Е 02Д 15/04. Устройство для подачи заполнителя // С.Г.Арутюнов, Н.А.Прутян (СССР)//Еюллетень изобретений. - 1988 - 48.

3. Диденкул A.C., Казак О.В., Прутян H.A. Бетонирование конструкций под тиксотропным раствором мвтодом вакуумной дегазации // Перспективы строительства подземных сооружений, устраиваемых методом "стена в грунте"/ Тез.докл.респуб.конф.-Кишинев: Дом техники,1983.-с.27-28.

4. Диденкул A.C., Ирутян H.A., Криволуцкая В.И. Механизация бетонных работ' в условиях Молдавии// Обзорная изформация/ Сер. 67.17.19. -Кишинев:МолдНШЩ!, 1989. -25 с.

5. Прутян Н.А.,Першин В.Г. Сборно-монолитная "стена в грун-TÖ"// Инф.лист.Сер.67.13.19 / 0 научно-техническом достижении -Кишинев :МолдНИИНТИ, 1987,-4 с. ;

6. Прутян H.A. Вибрационное уплотнение бетонных смесей // Строительство и архитектура / Тез,докл.респуб.научно-технической конф.-Кишинев:Кишиневский политехнический институт,1989.-с.12.

, 7. Смородинов М.И..Диденкул A.C.,Прутян H.A. БетонирЬвание конструкций подземных сооружений //,

8. Смородинов М.И., Прутян H.A. Совершенствование технологу« возведения заглубленных сооружений методом "стена в грунте" и Ичф.лист .сер,131'/ Строительство-Кишинев :Молд}Ш1ТИ,1905.-4 с