Спосіб використання буронабивної палі в процесі виготовлення в польових умовах для улаштування дорожнього покриття із залізобетонних плит

Реферат: Спосіб використання буронабивної палі в процесі виготовлення в польових умовах для улаштування дорожнього покриття із залізобетонних плит включає виготовлення буронабивної палі шляхом розпушування ґрунту по всій глибині свердловини, подачі водоцементного розчину з розрахунковою додатковою кількістю води в свердловину і перемішування зворотним обертанням бурового інструмента з розпушеним ґрунтом; після твердіння, створеної в свердловині ґрунтоцементної суміші, в ній бурять отвір розрахункового діаметра на потрібну висоту палі. Знімають шар ґрунту товщиною 10-15 см навколо отвору в затверділій ґрунтоцементній суміші свердловини і спланованій смузі дороги, захищають торцеву поверхню свердловини водостійким покриттям. Відкриту (оголену) верхню частину зовнішньої поверхні свердловини - водостійким і теплоізоляційним неорганічним покриттям; сплановану поверхню ґрунту дороги вкривають ущільненим шаром підстилаючої суміші піску з подрібненими синтетичними і/або природними неорганічними матеріалами. Обмежують вздовж майбутньої дороги створений шар покриття бордюрами. Накладають на торцеву поверхню свердловини бетонний або асфальтобетонний шар суміші, далі на нього вкладають залізобетонну дорожню плиту з розрахунковим діаметром наскрізного отвору в конусному гнізді, що розташований напроти отвору з ідентичним діаметром в затверділій ґрунтоцементній суміші. Через отвір в плиті в отвір в свердловині затверділої ґрунтоцементної суміші вводять бетонну суміш; вкривають бетонною або асфальтобетонною сумішшю поверхню конусного гнізда і внутрішню поверхню циліндричної частини наскрізного отвору залізобетонної плити. Опускають нижньою частиною Т-подібний залізобетонний стержень або Т-подібну залізобетонну балку на всю глибину отвору в затверділій ґрунтоцементній суміші свердловини. Верхню частину виробу, з жорстко з'єднаним з торцем стержня або балки конусним залізобетонним диском малого діаметра, розміщують на основі поверхні конусного гнізда залізобетонної плити. Над встановленим конусним диском малого діаметра розміщують конусний залізобетонний диск більшого діаметра, який конусною поверхнею опирається на попередньо вкриту бетонною або асфальтобетонною сумішшю поверхню конусного гнізда плити, але не контактує з плоскою поверхнею конусного диска малого діаметра; дають затверднути суміші. . UA 107501 U (12) UA 107501 U UA 107501 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області дорожнього будівництва під час спорудження мережі автомобільних доріг в сільській місцевості, пішохідних тротуарів в міському комунальному господарстві, доріг біля кооперативних гаражів, площ колективних автостоянок, базарів, підприємств, магазинів, адміністративних, культурних і навчальних закладів, житлових кварталів, внутрішніх мереж доріг на кладовищах, території закритих, спеціальних закладів. За рахунок впровадження буронабивних паль в дорожнє будівництво скорочується спорудження дорожньої ґрунтової основи через обмеження негативних наслідків від її використання під час експлуатації композиції "покриття-основа", зменшується число ремонтів покриття доріг і відповідно фінансових і матеріальних витрат на їх відновлення. Експлуатаційна здатність дорожніх покрить із залізобетонних плит, як і із асфальтобетонних покрить, в умовах інтенсивного руху автотранспорту, поряд із фізичними характеристиками міцності матеріалу самого покриття, суттєво залежить і від стану ґрунтової основи. Нерівномірне просідання ґрунту в місцях найбільших напруг і вологості, може настільки погіршити умови роботи окремих плит, що частина їх площі буде знаходитись над пустотами, утвореними від деформативної ґрунтової основи, і плити почнуть руйнуватись під навантаженням. Подібні деформації ґрунту можуть бути обумовлені його недостатнім ущільненням, а також надвологістю і недостатнім осушенням зв'язуючих ґрунтової основи. В зимовий період, в зв'язку з промерзанням земельної основи, плити дорожніх покрить нерівномірно підіймаються. Під плитами виникають пустоти, утворюючи підвищення однієї плити над іншою, що перешкоджає руху, приводячи до руйнування дороги. Узагальнюючи інформацію можна зробити висновок, що ґрунтова основа покриття потребує досконалої інженерної оцінки кліматичних, ґрунтових та гідрогеологічних умов, які визначають розрахунковий стан ґрунту (вологість, щільність), його фізичні характеристики (модуль пружності, коефіцієнт зчеплення, кут внутрішнього тертя). При плануванні і будівництві доріг важливим є врахування мінералогії ґрунту. Звичайно, важко завбачити всі фізичні властивості ґрунту на основі даних про його мінеральний склад. Проте маючи інформацію про присутність в ньому незвичайних мінералів, можна припускати ту чи іншу поведінку дорожньої ґрунтової основи. Враховуючи, що автомобільна дорога визначається значною протяжністю, а мінералогічний склад ґрунту не може бути постійним по всій її довжині, то проблема якісної ґрунтової дорожньої основи потребує кваліфікованої підготовки, визначення заходів по її контролю, постійного пошуку шляхів удосконалення при будівництві дороги. Враховуючи різновид причин, що ініціюють негативні наслідки, а також ту обставину, що багато причин пов'язані із зміною стану ґрунтової основи композиції "покриття-основа" пропонується альтернативний варіант-використання буронабивних паль в процесі їх виготовлення в польових умовах для улаштування дорожнього покриття із залізобетонних плит. Це дозволить обмежити використання традиційної ґрунтової основи, і в залежності від мінералогічного стану ґрунту, гідрогеологічних, кліматичних умов та експлуатаційних навантажень, здійснити можливість технічного регулювання глибини отвору свердловини для оптимального розташування в ній буронабивної палі з урахуванням проектних вимог до запланованої ділянки дороги. Буронабивні палі створюють методом буріння свердловини переважно в нестійких ґрунтах, тобто в ґрунтах, які при бурінні не тримають стінок свердловини. Найбільш перспективним способом влаштування буронабивних паль є використання самого ґрунту для забезпечення стійкості стінок свердловини з наступним вільним встановленням арматурного каркасу та одночасним введенням бетонної суміші. Особливу увагу заслуговують буронабивні палі із ґрунто-цементу за бурозмішувальною технологією у ґрунтоцементній оболонці [Петруняк М.В. Буронабивна паля у оболонці із грунтоцементу: автореф. дис. кан. техн. наук. 052302 / Петруняк М.В. Полтава: Полт. НТУ ім. Ю. Кондратюка, 2011 - 20 с.]. Використання запропонованого способу улаштування буронабивної палі шляхом її ізоляції твердою ґрунтоцементною сумішшю захищає палю від ґрунтової корозії. Одночасно підвищується несуча здатність конструкції за рахунок підвищення міцності матеріалу, яку можна збільшити корегуванням цементу в ґрунтоцементній суміші. Досягненням цього способу є виготовлення буронабивних паль безпосередньо у польових умовах, що значно скорочує витрати на їх виробництво, транспортування, механізацію робіт в порівнянні із забивними палями, одержаними в умовах підприємства і їх транспортування на місце використання. Задачею корисної моделі є розробка способу поєднання виготовлення буронабивної палі з улаштуванням на палі залізобетонної плити для створення дорожнього покриття з урахуванням розрахункової кількості буронабивних паль і залізобетонних плит. 1 UA 107501 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується тим, що спосіб використання буронабивної палі у виготовленні дорожнього покриття із залізобетонних плит, згідно з корисною моделлю, знімають шар ґрунту товщиною 10-15 см навколо отвору в затверділій ґрунтоцементній суміші свердловини і спланованій смузі дороги, захищають торцеву поверхню свердловини водостійким покриттям, а відкриту (оголену) верхню частину зовнішньої поверхні свердловини водостійким і теплоізоляційним неорганічним покриттям; сплановану поверхню ґрунту дороги вкривають ущільненим шаром підстеляючої суміші піску з подрібненими синтетичними і/або природними неорганічними матеріалами, обмежують вздовж майбутньої дороги створений шар покриття бордюрами; накладають на торцеву поверхню свердловини бетонний або асфальтобетонний шар суміші, далі на нього вкладають залізобетонну дорожню плиту з розрахунковим діаметром наскрізного отвору в конусному гнізді, що розташований напроти отвору з ідентичним діаметром в затверділій ґрунтоцементній суміші; через отвір в плиті в отвір в свердловині затверділої ґрунтоцементної суміші, вводять бетонну суміш; вкривають бетонною або асфальтобетонною сумішшю поверхню конусного гнізда і внутрішню поверхню циліндричної частини наскрізного отвору залізобетонної плити; опускають нижньою частиною Т-подібний залізобетонний стержень або Т-подібну залізобетонну балку на всю глибину отвору в ґрунтоцементній затверділій суміші свердловини, а верхню частину виробу, з жорстко з'єднаним з торцем стержня або балки конусним залізобетонним диском малого діаметра, розміщують на основі поверхні конусного гнізда залізобетонної плити; над встановленим конусним диском малого діаметра розміщують конусний залізобетонний диск більшого діаметра, який конусною поверхнею опирається на попередньо вкриту бетонною або асфальтобетонною сумішшю поверхню конусного гнізда плити, але не контактує з плоскою поверхнею конусного диска малого діаметра; дають затверднути суміші. Кількість буронабивних паль визначають розрахунковими розмірами залізобетонних плит для дорожнього покриття запроектованої дороги. На кресленні наведена ілюстрація вузла з'єднання буронабивної палі із залізобетонною плитою для улаштування дорожнього покриття. Він складається із виготовлення буронабивної палі шляхом розпушування ґрунту 1 по всій глибині свердловини 2, подачею водоцементного розчину в свердловину з наступним перемішуванням з розпушеним ґрунтом і створенням твердої ґрунтоцементної суміші 3. В затверділій ґрунтоцементній суміші бурять отвір 4. Навколо свердловини 2 з отвором 4 знімають шар ґрунту 5 товщиною 10-15 см, захищають торцеву поверхню свердловини водостійким покриттям 6, верхню частину зовнішньої поверхні свердловини - водостійким покриттям 6 і теплоізоляційним неорганічним покриттям 7, а сплановану поверхню ґрунту дороги, включаючи і ділянку навколо свердловини, вкривають ущільненим шаром 8 підстеляючої суміші піску з подрібненими синтетичним (шлак, керамзит і т.ін.) і/або природним (щебінь) матеріалами. Накладають на торцеву поверхню свердловини 2 з отвором 4 бетонний або асфальтобетонний шар суміші 9, далі на нього вкладають залізобетонну плиту 10 з наскрізним отвором 11 в конусному гнізді 12. Напроти отвору 11 в залізобетонній плиті, розташований отвір 4 з ідентичним розміром діаметра, що знаходиться в затверділій ґрунтоцементній суміші 3 свердловини 2. Через отвір 11 в плиті 10, в отвір 4 свердловини затверділої ґрунтоцементної суміші 3 вводять бетонну суміш 13, якою вкривають поверхню конусного гнізда 12 і внутрішню поверхню циліндричної частини наскрізного отвору 11. Опускають нижньою частиною Т-подібний залізобетонний стержень 14 на всю глибину отвору в свердловині, а конусний залізобетонний диск малого діаметра 15 залізобетонного стержня 14 розташовують на основі поверхні конусного гнізда 12 залізобетонної плити 10. Надлишок введеної в отвір 4 маси суміші 13, під тиском стержня 14, що опускається в свердловину 2 поступово витісняється через зазор між зовнішньою поверхнею введеного стержня по всій глибині отвору в свердловині і внутрішньою поверхнею стінок отвору свердловини. Частина надлишкової маси суміші залишається в зазорі між дном отвору свердловини і дном стержня, частина суміші протискується в зазор між циліндричною частиною внутрішньої поверхні конусного гнізда 12 і зовнішньою поверхнею стержня 14, інша частина суміші протискується між конусною поверхнею конусного диска 15 і конусною поверхнею конусного гнізда 12 залізобетонної плити 10. Вкривають цією сумішшю всю частину поверхні конусного гнізда залізобетонної плити 10, розміщують на ній конусний залізобетонний диск більшою діаметра 16, який своєю конусною поверхнею через прошарок суміші щільно опирається на поверхню конусного гнізда 12 плити 10, але не контактує з плоскою поверхнею конусного диску малого діаметру 15. Верхня частина конусного диску 16 повинна знаходитись на рівні верхньої плоскої частини поверхні залізобетонної плити 10 і практично не мати зазору між контактуючими елементами вузла з'єднання. Дають введеній суміші затверднути. 2 UA 107501 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Аналогічним чином використовують іншу кількість розрахункових буронабивних паль у вигляді стержнів або балок для улаштування спланованого дорожнього покриття за допомогою залізобетонних плит. В залежності від дорожнього навантаження і виду ґрунтів міцність стінок свердловини і конструкції вузла з'єднання можна коригувати кількістю введеного цементу в ґрунтоцементну суміш. Нанесення водостійкого покриття на торцеву і вертикальну поверхні оголеної частини стінки свердловини, основу складу якої складає ґрунтоцементна суміш, створює умови до збільшення опору проникнення вологи в товщу стінок при підвищеній вологості довкілля. Створення ущільненого шару підстеляючої суміші з піску і неорганічних дисперсних матеріалів на спланованій поверхні ґрунту майбутньої дороги під залізобетонні дорожні плити, виконує не тільки функцію вологоізолюючого шару для ґрунту, а і демпфуючого шару від можливої деформації залізобетонних плит під час динамічного руху автотранспорту, не дивлячись на те, що вірно розташовані стержні (палі) під дорожні плити будуть надійною опорою від запобігання провисанню і деформації плит. Конусний диск малого діаметра є невід'ємним складовим суцільним елементом залізобетонного стержня, зафіксованого в отворі затверділої ґрунтоцементної суміші свердловини. Опираючись своєю поверхнею на основу і бокову поверхню конусного гнізда навколо отвору в залізобетонній плиті, конусний диск малого діаметра забезпечує зв'язок між плитою і палею - залізобетонним стержнем, несучи динамічне навантаження від руху автотранспорту через залізобетонні плити дорожнього покриття. Для запобігання безпосередньому контакту від руху автотранспорту з вузлом з'єднання, отвір верхньої частини конусного гнізда залізобетонної дорожньої плити ізолюють, закриваючи конусним диском більшого діаметра, який контактує з конусною поверхнею гнізда плити, але не контактує з поверхнею конусного диску малого діаметра, розташованого в нижній частині конусного гнізда, захищаючи малий конусний диск від безпосереднього впливу рухомого автотранспорту. Отже, виготовлення залізобетонних паль у вигляді залізобетонних стержнів або балок, які є аналогом відомих буронабивних паль, з використанням дорожніх залізобетонних плит стає перспективним напрямком по створенню мережі автомобільних доріг сільськогосподарського призначення пішохідних тротуарів в міському комунальному господарстві, доріг біля кооперативних гаражів, площі колективних автостоянок, базарів, підприємств, магазинів, адміністративних, культурних і навчальних закладів, житлових кварталів, внутрішніх дорожніх мереж на кладовищах, території спеціальних закритих закладів. Враховуючи негативні ознаки від використання традиційної ґрунтової основи для будівництва доріг, прийняття запропонованої нескладної технології виготовлення дорожнього покриття, дозволить забезпечити більш надійну і тривалу експлуатацію з різними видами ґрунту, уникаючи незапланованого бюджетного фінансування заходів по відновленню зруйнованих ділянок, що з'являються в композиції "покриття-основа". Особливості використання буронабивних паль, отриманих у вигляді стержнів або балок, виготовлених у польових умовах для спорудження доріг, має очевидну перевагу в порівнянні з виготовленням забивних паль в умовах підприємства. Крім того, отримання буронабивних паль у оболонці із ґрунтоцементу відкриває можливість їх практичного впровадження для користування більшим різновидом по мінералогічному складу ґрунтів. Вказані ознаки запропонованої корисної моделі дають можливість рекомендувати для використання в дорожньому будівництві. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 1. Спосіб використання буронабивної палі в процесі виготовлення в польових умовах для улаштування дорожнього покриття із залізобетонних плит, що включає виготовлення буронабивної палі шляхом розпушування ґрунту по всій глибині свердловини, подачі водоцементного розчину з розрахунковою додатковою кількістю води в свердловину і перемішування зворотним обертанням бурового інструмента з розпушеним ґрунтом; після твердіння, створеної в свердловині ґрунтоцементної суміші, в ній бурять отвір розрахункового діаметра на потрібну висоту палі, який відрізняється тим, що знімають шар ґрунту товщиною 10-15 см навколо отвору в затверділій ґрунтоцементній суміші свердловини і спланованій смузі дороги, захищають торцеву поверхню свердловини водостійким покриттям, а відкриту (оголену) верхню частину зовнішньої поверхні свердловини - водостійким і теплоізоляційним неорганічним покриттям; сплановану поверхню ґрунту дороги вкривають ущільненим шаром підстеляючої суміші піску з подрібненими синтетичними і/або природними неорганічними 3 UA 107501 U 5 10 15 матеріалами, обмежують вздовж майбутньої дороги створений шар покриття бордюрами; накладають на торцеву поверхню свердловини бетонний або асфальтобетонний шар суміші, далі на нього вкладають залізобетонну дорожню плиту з розрахунковим діаметром наскрізного отвору в конусному гнізді, що розташований напроти отвору з ідентичним діаметром в затверділій ґрунтоцементній суміші; через отвір в плиті в отвір в свердловині затверділої ґрунтоцементної суміші вводять бетонну суміш; вкривають бетонною або асфальтобетонною сумішшю поверхню конусного гнізда і внутрішню поверхню циліндричної частини наскрізного отвору залізобетонної плити; опускають нижньою частиною Т-подібний залізобетонний стержень або Т-подібну залізобетонну балку на всю глибину отвору в затверділій ґрунтоцементній суміші свердловини, а верхню частину виробу, з жорстко з'єднаним з торцем стержня або балки конусним залізобетонним диском малого діаметра, розміщують на основі поверхні конусного гнізда залізобетонної плити; над встановленим конусним диском малого діаметра розміщують конусний залізобетонний диск більшого діаметра, який конусною поверхнею опирається на попередньо вкриту бетонною або асфальтобетонною сумішшю поверхню конусного гнізда плити, але не контактує з плоскою поверхнею конусного диска малого діаметра; дають затверднути суміші. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кількість буронабивних стержнів паль визначають розрахунковими розмірами залізобетонних плит для дорожнього покриття запроектованої дороги. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4