Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях


Сваи из песчаного бетона

Канд. техн. наук К. И. ЛЬВОВИЧ, инж. Р. В. ШАХНОВИЧ, д-р техн. наук Н. В. МИХАЙЛОВ (НИЛ физико-химической механики материалов и технологических процессов)

Сплошные железобетонные забивные сваи, применяемые Б практике фундаментостроения, имеют значительную массу и большой (расход арматуры, ке вызванные требованиями эксплуатации. Для свай, работающих в условиях низких ростверков, а таких свай подавляющее большинство армирование определяется лишь условиями обеспечения сохранности изделий в процессе перевозки, подъема на копер и забивки. Прочность висячих свай по стволу, как правило, недоиспользована. При применении пустотелых, в том числе и преднапряженных свай даже в самых удачных конструктивных решениях затраты материалов все же велики.

Одним из факторов, обуславливающих перерасход бетона, является требование ГОСТ 10628—63 об отпуске с заводов изделий 100% прочности. Выполнение этого требования, особенно в зимнее время года, приводит к повышенным расходам цемента и излишним запасам прочности изделий в стадии эксплуатации.

Использование для свай песчаного бетона, приготовленного по «усовершенствованной» технологии, в значительной мере решает указанную проблему, так как песчаный бетон на тонкомолотом вяжущем быстро набирает прочность именно в начальный период твердения (прочность через 4 ч после термообработки достигает 80—90% марочной).

Песчаный бетон имеет целый ряд преимуществ по сравнению с бетоном на крупном заполнителе. Повышенная прочность песчаного бетона на растяжение и на динамические воздействия позволила разработать новые типы тонкостенных свай, в том числе л с пред напряженной арматурой.

Отсутствие крупного заполнителя, тонкокапиллярный характер поровой структуры и высокая плотность материала, определяющие его водонепроницаемость, позволяют ставить вопрос об уменьшении защитного слоя бетона до 10 IMM, ЧТО дает возможность, например в сваях сечением 30X30 см, уменьшить расход продольной арматуры на 18%.

B проведенных экспериментальных работах была отработана технология изготовления свай как на цементах заводского помола, так и на тонкомолотом песчанистом портландцементе, оценена несущая способность свай из песчаного бетона. Учитывая технические особенности виброплощадки (2=3000,5000 об/мин 41,2=0,7, 0,2 мм), была выбрана свая длиной 6 м, поперечным сечением ЗОХЗО см, трещиностойкая.


Отрезки свай изготавливали для проверки несущей способности конструкций с уменьшенной толщиной защитного слоя при центральном сжатии.

Все сваи подвергали одинаковой гидротермальной обработке. Сваи из песчаного бетона изготавливали с использованием отдельных принципов «усовершенствованной» технологии —-вибр о активации введения добавок ПАВ (ССБ) при оптимальном времени предварительной выдержки и режима гидротермальной обработки.

Время, необходимое для достижения коэффициента уплотнения бетона свай не ниже 0,98 в среднем составляло около 2 мин. При этом уплотнение бетона было достаточно равномерным по длине и высоте изделия.

Из табл. 2 следует, что расходы цемента для свай серий 1—7 оказались избыточными, поэтому для серий 9, 10 они были снижены.

Определению несущей способности свай предшествовали испытания на образование трещин в соответствии с ГОСТ 16628—63, показавшие, что все изготовленные из песчаного бетона сваи удовлетворяют требованиям ГОСТ.

Для свай из песчаного бетона и из бетона с крупным заполнителем были проделаны ультразвуковые испытания. Скорость ультразвука определяли в трех точках по высоте и в 12 сечениях по длине сваи. Такая схема испытаний позволила выявить участки пониженной прочности как по -высоте, так и по длине свай.


Для того чтобы получить сравнимые результаты, помимо свай из песчаного бетона по той же методике были испытаны три сваи из бетона марки 300 на крупном заполнителе, выдержавшие испытание на трещинастойкость по ГОСТ 10628—63 и не имеющие внешних дефектов.

Параллельные испытания свай на щебеночном и песчаном бетонах показали, что у последних разрушающая нагрузка выше в среднем на 10%, а нагрузка, соответствующая нормируемому раскрытию трещин, на 7%.

Представляет интерес сравнение механизма образования трещин в сваях из песчаного бетона и бетона на крупном заполнителе. При принятой схеме испытаний с увеличением нагрузки и приближением ее к разрушающей количество трещин в сваях из песчаного бетона достигает 25—30, при этом трещины с раскрытием 0,1—0,2 мм равномерно распределены по длине зоны чистого изгиба. При нагрузках, близких к разрушающим, начинается интенсивное раскрытие трещин. При разрушении (текучести арматуры) практически нельзя выделить трещину, по которой происходит разрушение. Раскрытие трещин на этом этапе не превышало 1,5—2 мм. Сцепление бетона с периодической арматурой не нарушалось.

В сваях из бетона на крупном заполнителе с ростом нагрузки и приближением ее к разрушающей количество трещин достигает 15. Они концентрируются в средней части сваи, раскрытие их 0,.2— 0,3 мм. При нагрузках, близких к разрушающим, две-три трещины в середине пролета раскрываются интенсивнее других, по ним происходит разрушение. Сцепление бетона с арматурой также не нарушалось.

Очевидно, что указанный характер трещинообразования в песчаном бетоне позволяет полнее использовать прочностные свойства стали. Образование большого количества равномерно раскрывшихся мелких трещин, расположенных практически по всей зоне чистого изгиба, приводит к тому, что в сваях из песчаного бетона нагрузка, вызывающая номируемое раскрытие трещин, выше. Что же касается несущей способности свай, представляющих собой слабо армированные конструкции, то разрушающая нагрузка не должна была бы зависеть от размеров заполнителя. Однако испытания показывают некоторое увеличение несущей способности свай из песчаного бетона (табл. 1).

Можно предположить, что большая величина разрушающей нагрузки при изгибе для свай из -песчаного бетона может быть объяснена большей однородностью материала, так и разницей в предельной деформатвности обоих видов бетонов до сжатию, определяющей -различную степень участия сжатой арматуры в восприятии внешнего момента.

Испытания отрезков свай серий 6 и 7 на центральное сжатие показали, что при уменьшении толщины защитного слоя не наблюдается снижения несущей способности изделий.

При изучении песчаного бетона, проведенном в ЛИИЖТ и по исследованиям авторов установлено, что из-за тонкодисперсной породой структуры материала коэффициент скорости движения воды в песчаном бетоне на два порядка ниже, чем в бетоне на крупном заполнителе. Это позволяет предположить положительные результаты проводимых-в настоящее время экспериментов по оценке влияния уменьшения толщины защитного слоя ка коррозионную стойкость арматуры.

Осмотр изделий до забивки показал, что сваи из песчаного бетона имели гладкую поверхность, четкие грани, раковины и каверны на их поверхности отсутствовали.

Бетон и железобетон, избранные статьи - 1974 г.

??????????

??????? ?.?., ??$B!`(B?????? ?.?., ??????? ?.?., ?????????????? ???????????

?????? ?.?., ???????????? ??????????? ?????????? ????????????

?.?. ???????, ????????????? ???????????

?.?. ???????, ???????? ?????? ?? ??????? ???????????

?. ???????, ????????$B!`(B????? ???????????? ???????????

???????? ?.?., ??????????? ?.?., ???????? ?.?., ???????????????? ?????????? ???????????

?.?. ???????, ?????????? ???????????

?.?. ?????????, ?. ????, X. ???????, ????? ???????????? ?????

?.?. ???????, ?????? ???????

?????? ?.?., ??????????: ??? ??? ???????? ? ??? ??? ??$B!`(B?????

?. ????????, ???????????? ????????????? ???????????? ??????

?.?. ???????, ?????????????$B!`(B????? ?????????

?.?. ???????, ????????? ??????????$B!`(B?????? ? ?????????????????? ?????????????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. I. ?????? ???????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. II. ??????????? ???????

???????????? ??????????$B!`(B????? ?????

?.?. ???????, ??????????$B!`(B????? ??????????

?. ?. ????, ????????????????

????????????$B!`(B????? ??????????????? ???????

????????????? ?????????????? ???????

????? ? ???????????, ????????? ??????

??????????? ????????? ? ??????????? ???????? ??????????