Спосіб влаштування пальового фундаменту

1. Спосіб влаштування пальового фундаменту, що включає утворення свердловини, занурення обсадної труби з закріпленою на її зовнішній поверхні еластичною плівкою, влаштування тіла фундаменту шляхом укладання бетону через обсадну трубу з одночасним заповненням пазух матеріалом заповнення та наступним вилученням труби у міру укладання бетону з залишанням еластичної плівки у свердловині, який відрізняється тим, що влаштовують свердловину, більшу за діаметр палі на 100-150 мм, з прорізкою просадочного або набухаючого шару та з заглибленням у підстилаючий недеформаційний шар під захистом обрамляючої труби, в заглибленій частині влаштовують проме U 1 3 25402 значно більше передаються на палю. Найбільш близьким до корисної моделі є спосіб влаштування пальового фундаменту на пучинистих фунта х, що включає утворення свердловини, занурення обсадної труби з закріпленою на її зовнішній поверхні еластичної плівки, влаштування тіла фундаменту шля хом укладання бетону через обсадну трубу з одночасним заповненням пазух матеріалом заповнення у вигляді непучинистого матеріалу, з наступним вилученням труби по мірі укладання бетону з залишанням еластичної плівки у свердловині [3]. Недоліком даного способу можна назвати те, що, по-перше, неможливе застосування даного способу в інших геологічних умовах. По-друге, можливе руйнування еластичної плівки внаслідок утворення агресивного середовища [4], що може створюватись в результаті попадання каналізаційно-побутови х витоків у просадочну товщу, та найбільш актуального явища сьогодення для даних геологічних умов - підняття рівня ґрунтових вод. Є можливість утворення дефектів поверхні еластичної плівки внаслідок можливого її змерзання з матеріалом заповнення вище глибини промерзання ґрунту, так як непередбачене роботи щодо досягнення водопроникності шару заповнення. Також можливе зношення еластичної плівки внаслідок тертя її по ґрунту при просадці навколишнього деформаційного шару. Відомо, що поліетиленові покриття з часом стають проникними по відношенню до газу та вологи. З іншої сторони, є багатий літературний досвід того, що агресивне ґрунтове середовище (біологічно активні середовища) негативно впливають на залізобетонні та бетонні конструкції, що заглиблені у ґрунтову то вщу. Це відбувається, внаслідок зміни рН зовнішніх шарів бетону, що в результаті приводить до руйнування бетону та до оголення арматури, її корозійному руйнуванню у 35 разів швидшому, ніж при електрохімічній корозії, також і до втрати міцності вцілому [5, 6]. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення прототипу. Це досягається тим, що спосіб влаштування пальового фундаменту, що включає утворення свердловини, занурення обсадної труби з закріпленою на її зовнішній поверхні еластичної плівки, влаштування тіла фундаменту шляхом укладання бетону через обсадну трубу з одночасним заповненням пазух матеріалом заповнення та наступним вилученням труби по мірі укладання бетону з залишанням еластичної плівки у свердловині, який відрізняється тим, що з метою захисту від несприятливої фун тової дії, як антифрикційного покриття - еластичного полімерного матеріалу, так і фундаменту від деграційних процесів в цілому, влаштовують свердловину більшу за діаметр палі на 100150мм з прорізкою просадочного або набухаючого шару та з заглибленням у підстилаючий недеформаційний шар під захистом обрамляючої труби, в заглибленій частині влаштовують променеве поширення, подають у поширення порції матеріалу заповнення та проводять наступне ущільнення ґрунту у променевому поширенні, після цього бетонують поширення палі, потім занурюють у свер 4 дловину обсадну трубу діаметром рівним діаметру палі, на яку попередньо надіта трубчаста оболонка з полімерного еластичного матеріалу, проводять заповнення пазух між свердловиною та трубою матеріалом заповнення, та наступне бетонування та вилучання вібруванням обрамляючої та обсадної труби, з подальшим армуванням пальового фундаменту. Також у якості матеріалу заповнення використовують гідрофобізовану грунтово-піщану суміш, що одержують додаванням бітумного органічного в'яжучого (крекінг-залишку, легкого газойлю сповільненого коксування, кубового залишку ректифікації синтетичних жирних кислот, нижнього шару прудкового кислого гудрону) у кількості 810% до лесово-піщаного ґрунту, у пропорції 30:70 відповідно. Застосування даної корисної моделі дозволяє: 1) використовувати в якості засипки пазух пальового фундаменту гідрофобізований ґрунт (ГФГ), що є практично непроникним. Згідно досвіду аеродромного та шляхобудівництва відомо, що гідрофобізовані грунти мають проникність 10-8м/с, що є практично фактором водо- та газонепроникності. Також відомо, що за 1 рік можливе проникнення середовищ на 1мм породи ГФГ. Виходячи з цього, товщина заповнення пазух пальового фундаменту у 5см буде непроникною до газорідких середовищ на протязі 50 років. Так як при застосуванні ГФГ корозійна активність ґрунту зменшується в 2-10 раз, газопроникність - в 10-100 раз, набухання і водонасичення - в 2-4 рази, водостійкість - в 2-3 рази, міцність зростає в 2-10 раз. Під терміном ГФГ маються на увазі фунти, що оброблені в'яжучим (наприклад, рідкими бітумами). Згідно моделювання процесів руйнування антифрикційного еластичного покриття пальового фундаменту з полімерного матеріалу відомо, що товщина засипки пазух у 10см зменшує швидкість старіння полімерного матеріалу на 40-50% в порівнянні з варіантом знаходження у звичайному ґрунті середньої вологості. Таким чином, шар ГФГ навколо пальового фундаменту утворює бар'єрний непроникний на протязі часу експлуатації шар, що захищає від несприятливої дії ґрунтового середовища як антифрикційне еластичне покриття (еластичну полімерну оболонку), так і тіло пальового фундаменту вцілому. 2) збільшувати несучу здатність пальового фундаменту, так як, згідно переліченого вище, гідрофобізація ґрунту збільшує міцність закріпленого ґрунту на стиснення у 2-10 раз, та при гідрофобізації ґрунту навколо променевого поширення палі збільшується його опір та загальна несуча здатність пальового фундаменту (паля-стійка). 3) зменшувати зношення антифрикційного покриття пальового фундаменту (еластичної полімерної оболонки) внаслідок утворення навколо нього гідрофобізованого шару, що має менший коефіцієнт тертя в порівнянні з варіантом звичайного ґрунту. На Фіг.1 показано процес влаштування пальового фундаменту, на Фіг.2 - пальовий фундамент, що вла штований. 5 25402 Пальовий фундамент, що влаштовують у деформаційному (просадочному або набухаючому) ґрунті 1, з заглибленням у недеформаційний ґрунт 2, складається з свердловини 3 під захистом обрамляючої труби 4, матеріалу заповнення пазух палі 5 з гідрофобізованого місцевого фунту, обсадної труби 6 з тр убчастої еластичної оболонки 7 з полімерного матеріалу на своїй поверхні, у якості антифрикційного покриття фундаменту, тіла пальового фундаменту 8, арматурного каркасу 9. Спосіб влаштування пальового фундаменту виконується в такій послідовності. У ґрунті влаштовують свердловину 3 (наприклад, під захистом обрамляючої труби 4 діаметру свердловини 3), більшу за діаметр палі 7 на 100150мм на всю товщу просадочного або набухаючого шару 1 з зануренням у не деформаційний підстилаючий ґрунт 2, за допомогою, наприклад, бурового станку ЭДФ-55. В заглибленій частині свердловини 3 влаштовують променеве поширення за допомогою гідравлічних поширювачів, наприклад, УГС-2 та УГС-2М (на фігура х не показано). Потім у свердловину, а саме в утворене променеве поширення вносять гідрофобізований ґрунт 5 (об'ємом V=[11,8÷17]·d3, де d - діаметр свердловини), що заздалегідь приготовлений, та проводять наступну роботу поширювачів. Тобто, утворюють буферний шар 5 з ГФГ навколо променевого поширення пальового фундаменту. Після цього проводять бетонування поширення палі відомими методами. Потім у свердловину 3 опускають обсадну трубу 6 діаметром рівним діаметру майбутньої палі 8, тобто на 100-150мм меншим за діаметр свердловини та заповнюють пазухи, простір між стінками свердловини 3 та трубою 6 матеріалом заповнення (гідрофобізованим ґрунтом, об'ємом V=(0.04+0.2·d)·1, де d, 1 - діаметр та довжина тіла пальового фундаменту, відповідно), що утворює навколо труби 6 зовнішню гідрофобізовану ґр унтово-піщану оболонку 5. Причому попередньо на трубу 6 шляхом поступового насунення при підвішуванні труби на крюку крана надівають антифрикційне покриття 7 пальового фундаменту у вигляді тр убчастої оболонки з полімерного еластичного матеріалу діаметром, наприклад, на 50-70мм більшим за діаметр палі та діаметр обсадної труби. Для фіксації трубчастої оболонки з еластичного полімерного матеріалу 7 на трубі 6, тр убу 6 попередньо оброблюють консистентним матеріалом (наприклад, солідолом). Для збереження матеріалу трубчастої еластичної полімерної оболонки 7 під час подальшого витягання обсадної труби 6 з свердловини 3 влаштовують сегментні випуски трубчастої еластичної полімерної оболонки 7 на нижньому кінці з заведенням їх у днище труби 6, де вони в подальшому придавлюються вагою бетону, що укладений. Після цього внутрішній об'єм труби 6 заповнюють бетонною сумішшю будь-яким з методів. Після цього вилучають вібруванням обрамляючу трубу 4 та захисну трубу 6, залишаючи у свердловині трубчасту еластичну полімерну оболонку 7, під час витягання захисної труби 6 досипають порції як гідрофобізованого ґрунту 5, так і бетону внаслідок 6 їх ущільнення. Потім проводять армування тіла фундаменту 8 з проведенням вібрування бетонної суміші. За рахунок вібрування бетону тіла палі 8 відбувається значний боковий тиск. Трубчаста еластична полімерна оболонка розширюється в діаметрі, щільно прилягаючи до поверхні матеріалу гідрофобізованого грунту 5, набуваючи свого максимального діаметру, а матеріал заповнення навколо тіла палі - гідрофобізований грунт 5 - ущільнюється. Гідрофобізований ґрунт 5, що використовується для влаштування пальового фундаменту, попередньо готують шляхом одержання грунтовопіщаної суміші. Так як відомо, що глинисті ґрунти, до підкласу яких і відноситься перелічені нами геологічні умови, дуже тяжко піддаються перемішуванню з органічним в'яжучим. При цьому не вдається досягти якісного перемішування, грунтові частинки ґрунту збираються у кубла, тому рекомендується застосовувати як варіант грунтовопіщану суміш. Згідно проведених лабораторних досліджень, максимальну міцність на стиснення має пропорція з лесового ґрунту та піщаної суміші - 30:70% відповідно. Технологію гідрофобізації грунтово-піщаної суміші можливо проводити за допомогою кар'єрного способу та за допомогою пристрою для засипання траншей. Кар'єрний спосіб виконують в наступний послідовності. У визначеному місці влаштовують горизонтальну площадку, на якій екскаватором з зворотною лопатою (наприклад, ЭО-4121А) формують лоток шляхом перемішування місцевого ґрунту та піщаної суміші у пропорції 30:70 відповідно. В лоток в подальшому зливають готове органічне в'яжуче з автобітумовоза (наприклад, Д-640, ДС-39) та екскаватором перемішують грунтово-піщану суміш з органічним в'яжучим. Додавання органічного бітумного в'яжучого в пропорції 8-10% від маси грунту. Готовий гідрофобізований ґрунт завантажують екскаватором на автосамоскид (наприклад КРАЗ-256 Б1) та транспортують безпосередньо до місця влаштування пальового поля. Спосіб виконання робіт за допомогою пристрою для засипання траншей виконують в наступний послідовності. Даний спосіб застосовується у разі достатності розмірів кар'єру для розміщення техніки, що зайнята на приготування і відвантаження в'яжучеґрунтової суміші. Перемішаний грунт (лесова та піщана суміш у пропорції 70:30 відповідно), що пошарове відсипаний на дні кар'єру, бульдозерами складають у вали шириною до 3м, висотою до 1м, довжина визначається шириною кар'єру, але не менше 30-40м. Пристрій для засипання траншей ТР-351, що йде в зчепленні з автогудронатором або автобітумовозом, підбирає грунт з валу, змішує з в'яжучим і скидає його в паралельний вал, які бульдозером збирають в бурти. З буртів суміш екскаватором вантажать в автосамоскиди і доставляють безпосередньо до місця укладання. Далі роботи проводять аналогічно роботам попереднього способу. Якість готової грун тово-піщаної гідрофобізованої суміші необхідно оцінювати по зовнішнім фак 7 25402 торам: однорідності, кольору, рівномірності розподілення компонентів, зручності в обробленні при укладці та ущільненні. Вологість грунтово-піщаної суміші слід оцінювати щоденно перед початком робіт. Бітумне в'яжуче складається з крекінгзалишку, легкого газойлю, сповільненого коксування, кубового залишку ректифікації синтетичних жирних кислот, нижнього шару прудкового кислого гудрону, згідно деклараційного патенту №u200606487, що отриманий автором. Література: 1. Авторское свидетельство СССР №896188, кл. Е02D 27/12, 1982. 2. Метелюк Н.С. и др. Сваи и свайные фундаменты. Справочное пособие. Киев, «Будівельник», Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 8 1977, с. 130-132. 3. Авторское свидетельство СССР №800289, кл. Е02D 27/34,1981. 4. Грабер Ю.И. Взаимодействие коллоиднодисперсной грунтовой среды с полиэтиленовыми противокоррозионными покрытиями подземных трубопроводов // Физико-химическая механика материалов. Т.27. - Киев: АН УССР. - 1991. - №3. 5. Драновский А.Н., Фадеев А.Б. Подземные сооружения в промышленном и гражданском строительстве: Учебное пособие для студентов ВУЗов по специальности ПГС. - Казань: Изд-во КГУ, - 1993, - 355с. 6. Саламатов В.И., Ерофеев В.Т. и др. Биологическое сопротивление материалов. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2001. - 196с. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601