Технологічні способи підвищення якості монолітних стін у ґрунті

Результати досліджень пройшли апробацію в натурних умовах при спорудженні комерційного центру на Грецькій площі і на будівництві об'єкту в пров. Червоному, № 16 у м. Одесі.

Економічна ефективність складає 21 грн. на 1 м3 стіни в ґрунті.

Особистий внесок здобувача полягає у:

виконанні аналізу відомих технологій зведення підземних споруд способом “стіна в ґрунті” [1, 7];

виявленні найбільш ефективних технологічних прийомів і параметрів, що поліпшують зчеплення арматури з бетоном, який укладається під шаром глинистого розчину [2, 3];

обґрунтуванні доцільності використання бетонних сумішей рухомістю 4 – 6 см для підвищення величини зчеплення арматури з бетоном, що укладається під глинистим розчином [4];

виконанні експериментально-теоретичних досліджень впливу технологічних режимів електрообробки на величину зчеплення арматури з бетоном різної рухомості в спорудах, що зводяться під глинистим розчином [4, 5, 6];

оптимізуванні технологічних режимів електрообробки при використанні сумішей різної рухомості і зміни в'язкості глинистого розчину [4];

виконанні порівняльного аналізу результатів досліджень зміни величини зчеплення арматури з бетоном у лабораторних і натурних умовах [8].

Апробація результатів роботи. Основні положення і результати дисертаційної роботи доповідались на ІІ Міжнародній науково-методичній конференції “Удосконалення підготовки спеціалістів у галузі будівництва та архітектури” (Одеса, 1997) ; на ІІІ Українській науково-технічній конференції з механіки ґрунтів і фундаментобудування (Одеса, 1998) ; на V Міжнародній науково-методичній конференції “Удосконалення підготовки фахівців” (Одеса, 2000) ; на семінарах кафедри технології і механізації будівництва Одеської державної академії будівництва і архітектури (Одеса, 1999-2001), Придніпровській державній академії будівництва і архітектури (Дніпропетровськ, 2002).

Публікації. Основні наукові положення дисертації опубліковані в 4 статтях, 1 патенті України, 3 матеріалах і тезах доповідей.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, 4 розділів, загальних висновків, 1 додатка. Загальний обсяг – 137 сторінки. Крім основного тексту, викладеного на 111 сторінках (у тому числі 4 стор. рисунок і 1 стор. таблиця), наводиться список літературних джерел з 94 найменувань на 11 сторінках.

 

 

У вступі вказана актуальність роботи, сформульовані мета і завдання досліджень; показані наукова новизна і практична цінність роботи.

Перший розділ присвячений аналізу стану питання, сутності способу “стіна в ґрунті” і сфері його застосування, технології зведення і конструкціям, застосовуваним при спорудженні стін у ґрунті.

Зведення підземних споруд методом “стіна в ґрунті” починається з улаштування траншеї необхідної глибини і конфігурації в плані. Під час розробки траншеї повинні бути постійно заповнені глинистою суспензією. Стійкість ґрунтових стінок забезпечується за рахунок підвищеного гідростатичного тиску глинистого розчину стосовно тиску ґрунтової води в порах ґрунту, а також здатності розчину кольматувати ці пори ґрунту й утворювати на стінках траншей глинисту кірку. Відриті до проектної глибини траншеї заповнюються бетоном з наступним витисненням глинистого розчину, що заповнює траншею.

У роботі показано, що спосіб “стіна в ґрунті” успішно застосовується у вітчизняній і світовій практиці для зведення підземних несучих конструкцій і конструкцій огородження. Однак, незважаючи на високу ефективність методу в цілому, традиційні технології зведення стін у ґрунті мають деякі недоліки.

На основі аналізу стану питання зроблено висновки, визначено напрямки подальших досліджень. Загальне завдання подальших досліджень – вивчення й оптимізація технологічних режимів бетонування стін у ґрунті з високими якісними показниками.

Другий розділ. У розділі викладаються теоретичні основи спільної роботи бетону та арматури. У теорії розрахунку залізобетонних конструкцій по граничних станах однією з основних умов є положення про необхідність монолітного зв'язку між бетоном і арматурою аж до моменту руйнування конструкції. Лабораторні дослідження та експлуатація залізобетонних споруджень показують, що поява тріщин у розтягнутій зоні залізобетону, як правило, неминуча, навіть при навантаженнях, менше експлуатаційних.

Причина їхнього виникнення полягає в дії навантаження, температури, усадки і інш., або в спільній дії перерахованих факторів. Ширина розкриття тріщин залежить від відсотка армування, діаметра арматури, міцності зчеплення бетону з арматурою та інш., а також від відстані між тріщинами, що в основному визначається тими ж факторами. У силу деякої неоднорідності бетону по довжині згинаючого елемента перші тріщини, як правило, виникають у найбільш слабкому місці. Закономірності взаємодії арматури і бетону визначають особливість залізобетону як матеріалу.

У нормативних документах при визначенні ширини розкриття тріщин робота розтягнутого бетону між ними враховується коефіцієнтом а, величина якого знаходиться в безпосередній залежності від монолітності зв'язку бетону й арматури. Так, ширина розкриття тріщин визначається за формулою:

ат = а (а а) lт, (1)

де а – напруга в розтягнутій арматурі;

Еа – модуль пружності арматури;

lт – відстань між тріщинами.

Відстань між тріщинами і ширина їх розкриття залежать від середньої величини зчеплення арматури з бетоном, обумовленої як

ср = Rр / , (2)

де Rp – сила, що витягає;

 – поверхня стержня, що витягається із зразка.

Отже, підвищуючи міцність зчеплення бетону з арматурою, можна зменшити величину розкриття тріщин і підвищити міцність залізобетонної конструкції.

Традиційна технологія зведення монолітних стін обумовлює високу витрату цементу (400 – 600 кг/м3), або застосування пластифікаторів, зниження міцності бетону стін у ґрунті в порівнянні з марочною міцністю на 20 – 40%, зменшення величини зчеплення