2.4. Для приготовления цементогрунта следует применять портландцемент или шлакопортландцемент без минеральных добавок марки не ниже 400, отвечающие требованиям ГОСТ 10178-76 "Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия". Использование цемента с добавками требует соответствующего обоснования (проведение комплекса лабораторных и полевых работ).
2.5. Вода (речная или грунтовая) для приготовления водоцементного раствора должна иметь водородный показатель pH не менее 6 и отвечать требованиям ГОСТ 23732-79 "Вода для бетонов и растворов. Технические условия".
2.6. В составе водоцементного раствора, вводимого в грунт при устройстве фундаментов из цементогрунта буросмесительным способом, не должно быть включений крупнее 2 мм. Раствор не должен расслаиваться в течение 2 ч и должен легко перекачиваться насосами по трубопроводам. Этим требованиям отвечают растворы с водоцементным отношением В/Ц = 0,5 - 0,6.
2.7. Для улучшения физико-механических свойств цементогрунта (прочность при сжатии, морозостойкость и др.), изготавливаемого на грунтах с органическими примесями, водонасыщенных, с pH <= 6, а также для получения раствора с В/Ц > 0,6 рекомендуется вводить химические добавки (известь-пушонку, кипелку, хлористый кальций, СДБ, С-3, ПНГ, полиизоцианат и др., см. Приложение 2).
2.8. Марка цементогрунта для фундаментов должна быть не ниже 50. Марка цементогрунта при устройстве армированных оснований определяется расчетным путем.
2.9. Проектная марка цементогрунта по морозостойкости должна назначаться в соответствии с требованиями действующих нормативных документов, как для фундаментов зданий и сооружений III класса ответственности, но должна быть не ниже 25.
3.1. Для разработки проекта фундаментов из цементогрунта необходимы:
отчет по инженерно-геологическим изысканиям с планом расположения геологических скважин;
проект конструктивных и объемно-планировочных решений с привязкой возводимого сооружения к условиям строительной площадки;
данные о действующих нагрузках от несущих конструкций сооружения на фундамент;
данные по подбору составов цементогрунта, его прочностные характеристики, результаты опытных работ по изготовлению фундаментов из цементогрунта (опытные сваи, лента), по испытанию образцов, отобранных из опытных свай, лент;
данные по испытанию цементогрунтовых свай (в случае свайного фундамента) или элемента армированного основания статической нагрузкой на конкретной строительной площадке.
3.2. Проектирование фундаментов из цементогрунтовых свай гражданских и промышленных зданий и сооружений производится в соответствии с требованиями СНиП II-17-77 "Свайные фундаменты", как для фундаментов из набивных свай, работающих на вертикальную вдавливающую нагрузку.
Примечание. Нормативные и расчетные характеристики цементогрунта приводятся в табл. 6 и 7 настоящих Рекомендаций.
3.3. Для определения расчетной нагрузки на сваю на каждой строительной площадке обязательно проводятся испытания свай статической нагрузкой в полевых условиях в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-78 "Сваи. Методы полевых испытаний".
3.4. Проектирование оснований, армированных цементогрунтовыми сваями в лессовых просадочных грунтах, осуществляется в соответствии с п.п. 3.19.1 - 3.19.13 настоящих Рекомендаций. Сваи устраиваются ниже глубины сезонного промерзания грунта.
3.5. Проектирование монолитных и сборных ленточных фундаментов из цементогрунта производится в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 "Основания зданий и сооружений".
3.6. При проектировании фундаментов из цементогрунтовых свай длиной до 3 м для сельских зданий и сооружений следует руководствоваться требованиями СНиП II-17-77, "Рекомендациями по применению свайных фундаментов в сельском строительстве" М., 1977, и материалами, изложенными в п.п. 3.7 - 3.11, 3.13 - 3.18 настоящих Рекомендаций.
3.7. Расчетная нагрузка N, кН (т), передаваемая на цементогрунтовую сваю, определяется по формуле
, (1)где
для зданий со сроком службы >= 50 лет, если несущая способность сваи или фундамента определена расчетом; для зданий со сроком службы не менее 10 лет, если несущая способность сваи или фундамента определена расчетом; для зданий со сроком службы >= 50 лет, если несущая способность сваи или фундамента определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой; для зданий со сроком службы не менее 10 лет, если несущая способность сваи или фундамента определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой;P - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, кН (т).
Примечание. Для сооружений с промежуточным сроком службы значение коэффициента
3.8. За расчетную несущую способность цементогрунтовой сваи (ленты) принимается меньшее из значений несущей способности по грунту, материалу, определяемое соответственно по п.п. 3.9 и 3.10 настоящих Рекомендаций.
3.9. Расчетная несущая способность цементогрунтовой сваи по материалу по прочности на осевое сжатие
где
A - площадь сечения ствола сваи, м2;
3.10. Расчетная несущая способность цементогрунтовой сваи по грунту определяется по результатам статических испытаний свай на вдавливающую нагрузку.
3.11. Для предварительных расчетов значение расчетной несущей способности цементогрунтовой сваи по грунту на осевую сжимающую нагрузку
где
и на лессовые просадочные I типа равным 0,8; в остальных случаях Для сельскохозяйственных зданий и сооружений при длине свай до 3 м значение коэффициента условий работы
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом цементогрунтовой сваи, принимаемое по табл. 7 СНиП II-17-77, кПа;
A - площадь поперечного сечения цементогрунтовой сваи, м2;
u - периметр ствола цементогрунтовой сваи, м;
n - количество слоев.
Для цементогрунтовых свай длиной до 3 м при строительстве фундаментов из цементогрунтовых свай для сельских зданий и сооружений значения расчетного сопротивления грунта под нижним концом сваи R и расчетного сопротивления
- коэффициент надежности по назначению.Таблица 1
цементогрунтовых свай длиной 2 - 3 м, кПа
Примечание. При промежуточных значениях e,
Таблица 2
цементогрунтовых свай длиной 2 - 3 м, кПа
Примечание. При промежуточных значениях e и
Таблица 3
и на боковой поверхности, кПа, фундаментов из цементогрунта
для просадочных грунтов в состоянии его полного
водонасыщения
![]()
Примечания. 1. Даны условные обозначения ширины ленточного фундамента b и диаметра сваи d. 2. Для промежуточных значений глубины и пористости величины R и f принимаются по линейной интерполяции.
3.12. Расчетная нагрузка N, кН (т), на 1 п.м ленточного фундамента из цементогрунта определяется с учетом требований действующих нормативных документов (СНиП 2.02.01-83).
3.13. Суммарные значения осадки и просадки (S и
. (4)Примечания. 1. Для сельских зданий и сооружений с фундаментами из цементогрунтовых свай значение
2. Осадки сельских зданий и сооружений при влажности просадочных грунтов
допускается не учитывать ввиду их небольшой величины.3.14. Относительная разность величин "осадка плюс просадка" двух смежных фундаментов не должна превышать предельные значения, заданные в проекте или регламентируемые СНиП 2.02.01-83.
Для сельских зданий и сооружений с податливыми конструкциями стыков между панелями предельная относительная разность суммарных величин "осадка плюс просадка" двух смежных фундаментов не должна превышать 0,01.
3.15. При проектировании зданий и сооружений, возводимых на лессовых просадочных грунтах, вертикальная планировка застраиваемых площадок должна обеспечивать быстрый сток дождевых и талых вод, максимально использовать естественный рельеф местности и существующие пути стока.
3.16. Вокруг каждого здания или сооружения следует устраивать водонепроницаемые отмостки с уклоном i = 0,03 шириной не менее 1 м. Встречающиеся на площадке старые выработки (ямы, траншеи) следует заделывать уплотненным грунтом (плотностью не менее 1,6 т/м3).
3.17. Проектирование фундаментов из цементогрунта малоэтажных сельских зданий со сваями длиною не более 3 м и ленточными фундаментами с глубиной заложения не более 2 м, возводимых на просадочных грунтах I типа, должно осуществляться с учетом ожидаемой вероятности степени замачивания основания в период эксплуатации зданий и сооружений. При этом различают случаи, указанные в п.п. 3.17.1 - 3.17.3.
3.17.1. Замачивание основания невозможно вследствие повышения уровня грунтовых вод, утечек воды из водонесущих коммуникаций и емкостей. К этому случаю относятся здания и сооружения, не оборудованные водопроводом и канализацией и расположенные на расстоянии более 1,5 - 2H (H - толщина просадочной толщи) от возможных источников замачивания (трубопроводов, емкостей и т.д.). Примером таких зданий являются склады сельхозпродуктов и сельхозтехники, трансформаторные подстанции, навесы для сена и др.
Проектирование фундаментов осуществляется без учета замачивания основания. Расчетные сопротивления R и f грунта определяются по табл. 1, 2 при влажности, прогнозируемой на период эксплуатации здания. При отсутствии таких данных в запас прочности сопротивления R и f определяются при влажности грунта на границе раскатывания
, и при влажности W, если .3.17.2. Возможно аварийное замачивание основания вследствие утечки воды из водонесущих коммуникаций и емкостей, расположенных внутри здания или вне здания на расстоянии менее 1,5H, без повышения уровня грунтовых вод в период эксплуатации здания, способного вызвать просадку грунтов основания.
К этому случаю относятся сельскохозяйственные, жилые здания высотой до двух этажей включительно, оборудованные водопроводом и канализацией. Эти здания разделяются на подгруппы, отличающиеся интенсивностью и характером возможного аварийного замачивания:
а) сельскохозяйственные здания с мокрым технологическим режимом, равномерным распределением источников замачивания по площади здания, расходом воды более 10 л в сутки на 1 м2 площади пола здания. Сюда относятся: коровники, свинарники, имеющие гидросмыв и систему подпольных каналов гидросплава навоза, располагаемых вдоль всего здания, и некоторые типы птичников с системой купонных и канализационных канавок под поилками;
б) сельскохозяйственные здания с локальным мокрым технологическим режимом имеют отдельные помещения или участки с мокрым технологическим режимом (моечные, душевые), свинарники с одиночными поперечными подпольными каналами гидросмыва навоза, объединяющими систему продольных каналов, оборудованных скребковыми транспортерами. Каналы гидросплава находятся друг от друга на расстоянии 20 - 30 м и более. На локальных участках расходы воды превышают 10 л в сутки на 1 м2 площади пола, а на остальных площадках - менее 10 л или полностью отсутствуют;
в) здания с расходом воды менее 10 л на 1 м2 площади пола отличаются наименьшими вероятностью и размером зоны замачивания. Некоторые здания этой группы (птичники, овчарни) имеют разветвленную, но не заглубленную в грунт систему водопровода, а проводки канализации отсутствуют или единичны. Утечки воды обнаруживаются непосредственно после аварийного повреждения трубопроводов;
Проектирование фундаментов (в случаях, указанных в подпунктах а, б, в, г) осуществляется с учетом возможного замачивания основания. В качестве основного расчетного случая принимается полное водонасыщение грунта
. Расчетные сопротивления R и f принимаются по табл. 3. Отличие действительных условий аварийного замачивания от наихудших, соответствующих полному водонасыщению грунта, учитываются коэффициентами условий работы в формуле (3), которые принимаются равными: - для тех же зданий, но при залегании под проселочной толщей недренирующего подстилающего слоя; - для зданий, перечисленных в подпунктах в и б (за исключением расчетных локальных участков) при залегании под просадочной толщей дренирующих грунтов; - для тех же зданий при залегании под просадочной толщей недренирующих грунтов.Примечания. 1. Площадь расчетного локального участка принимается равной площади помещения или участка здания с мокрым технологическим режимом, увеличенная на расстояние 1,5H во все стороны от его границ. 2. Расчетная несущая способность свай, найденная по формуле (3), с коэффициентами
и , не должна превышать величину , и для грунта с влажностью .3.17.3. В период эксплуатации зданий ожидается повышение уровня грунтовых вод до отметок, превышающих заглубление подошвы фундамента или пяты сваи. При этом наблюдается наибольшее снижение прочности грунта, а просадка фундамента и основания достигает максимальных значений. В этом случае расчетные сопротивления R и f находятся по табл. 3, а коэффициент условий работы
3.17.4. В случаях, когда суммарное значение "осадка плюс просадка" превышает предельное значение, необходимо назначение комплекса конструктивных и водозащитных мероприятий. Выбор типа фундамента в этом случае производится на основании технико-экономического сравнения различных вариантов.
3.17.5. В случае, когда суммарное значение "осадка плюс просадка" не превышает 10 см, достаточно учитывать рекомендации п.п. 3.15 - 3.16.
3.17.6. Если просадка грунта от собственного веса составляет 10 - 20 см, то при проектировании зданий в случаях, указанных в п. 3.17.2 (а и г) и на локальных участках зданий - п. 3.17.2, б, рекомендуется устройство под всем зданием или его частью маловодонепроницаемого экрана из уплотненного при оптимальной влажности грунта
толщиной 0,4 - 0,5 м.Примечания. 1. Устройство фундаментов из цементогрунта рекомендуется выполнять после устройства экрана, доведенного до уровня подготовки под полы. 2. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается проектировать здания и сооружения без устройства экрана. 3. Допускается частичная или полная прорезка экрана гидроизолированными каналами.
3.17.7. При проектировании фундаментов из цементогрунтовых свай рекомендуется применять однорядное расположение свай, добиваясь совмещения равнодействующей внешних нагрузок с осью свайного ряда.
3.17.8. Для фундаментов сельских жилых (усадебных и секционных) крупнопанельных зданий серий 25, 135, 121 и др. рекомендуется применять безростверковое решение. Цокольная панель в этом случае опирается на сваю, поверх которой устраивается бетонная подушка толщиной 10 см.
3.18. Расчет ростверков следует производить в соответствии с рекомендациями, изложенными в "Руководстве по расчету и проектированию свайных фундаментов" (М., Стройиздат, 1980).
3.19. Применение цементогрунтовых свай при устройстве армированных оснований осуществляется в соответствии с п.п. 3.19.1 - 3.19.13 настоящих Рекомендаций.
3.19.1. Цементогрунтовые сваи применяются для армирования оснований в лессовых просадочных грунтах I и II типа для уменьшения деформаций оснований, а также для обеспечения нормальной эксплуатации сооружений и технологического оборудования в условиях аварийного замачивания или подъема уровня грунтовых вод как мероприятие, предусмотренное п.п. 2.69 и 3.12 СНиП 2.02.01-83.
3.19.2. Применение цементогрунтовых свай для армирования основания должно быть технико-экономически обосновано и выбрано как оптимальный вариант из других возможных вариантов проектного решения.
3.19.3. Основания, армированные цементогрунтовыми сваями, рассчитываются по двум группам предельных состояний:
а) по первой группе: по прочности материала цементогрунтовых свай; по несущей способности армированного основания (в случаях, указанных в п. 2.3 СНиП 2.02.83);
б) по второй группе - по деформациям (во всех случаях).
3.19.4. Расстояние между осями цементогрунтовых свай определяется из условия
, (5)где
3.19.5. Вертикальное напряжение
, (6)где
z - глубина от подошвы фундамента сооружения, м;
, (7)где Д - диаметр цементогрунтовой сваи, м.
3.19.6. Глубина заделки цементогрунтовой сваи в непросадочный грунт
. (8)![]() Рис 1. Схема расчета осадок основания, армированного
цементогрунтовыми сваями
3.19.7. Расчет оснований, армированных цементогрунтовыми сваями, по деформациям производится исходя из условия
где
Примечание. Под величиной
3.19.8. Расчет деформаций армированного цементогрунтовыми сваями основания отдельного фундамента производится как для условного фундамента на естественном основании.
Границы условного фундамента определяются следующим образом:
снизу - плоскостью, проходящей через нижние концы свай;
с боков - вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних рядов цементогрунтовых свай, расположенных под подошвой фундамента сооружения на расстоянии
, м, где В собственный вес условного фундамента включается вес фундамента сооружения, цементогрунтовых свай и грунта в объеме условного фундамента.
3.19.9. Осадка основания условного фундамента шириной
где
n - число слоев, на которое разбито основание от подошвы условного фундамента до нижней границы сжимаемой толщи;
3.19.10. Дополнительное вертикальное напряжение на глубине z от подошвы условного фундамента
(11)где d - коэффициент, принимаемый по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01-83;
, (12)N - внешняя сила, нормальная к подошве фундамента, кН (т);
3.19.11. Осадка основания
при модуле деформации подстилающего грунта E >= 10 МПа (100 кг/см2) определяется по формулегде
n - число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщины слоя, определяемой по указаниям п. 8 прил. 2 СНиП 2.02.01-83;
3.19.12. При расчете осадок основания условного фундамента по формулам (10) или (13) среднее полное давление под подошвой условного фундамента не должно превышать расчетное сопротивление грунта основания R, кПа (т/м2), определяемое по формуле (7) СНиП 2.02.01-83.
3.19.13. Расчет армированного основания по прочности цементогрунтовых свай производится исходя из условия:
. (14)Здесь
, (15)где
h - длина цементогрунтовой сваи, м;
Пример расчета основания, армированного цементогрунтовыми сваями, в лессовых просадочных грунтах II типа приведен в Прил. 5.
СВАЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ
4.1. При устройстве из цементогрунтовых свай оснований и фундаментов зданий и сооружений их несущую способность по грунту следует определять по результатам статических испытаний. Испытания следует выполнять после набора материалом свай требуемой прочности, но не ранее чем через 28 дней после изготовления свай.
4.2. Несущая способность
4.3. Несущую способность цементогрунтовых свай по результатам статических испытаний следует определять в соответствии с требованиями СНиП II-17-77, "Рекомендациями по инженерным изысканиям для проектирования и устройства свайных фундаментов" (М., ПНИИИС Госстроя СССР, 1983).
Методика испытаний должна соответствовать ГОСТ 5686-78 "Сваи. Методы полевых испытаний" и дополнительным требованиям настоящего раздела для свай длиной до 3 м, применяемых в фундаментах сельских зданий.
4.4. Испытания свай проводят на площадке вблизи проектируемого объекта в тех же грунтовых условиях, но не далее 5 м от него. Испытания свай с замачиванием грунтов проводить непосредственно на территории проектируемого объекта запрещается.
4.5. При испытании свай в непросадочных грунтах, а также в просадочных в случае, оговоренном в п. 3.17.1, испытания свай проводятся в грунтах природной влажности; для случаев, оговоренных в п.п. 3.17.2 и 3.17.3, - при полном водонасыщении просадочной толщи (0,8) с сохранением водонасыщенного состояния в процессе всего испытания.
4.6. При испытании свай с замачиванием устраивается обвалование грунта в радиусе примерно 1 м от сваи высотой 1 м. Дно образовавшейся лунки засыпается слоем щебня или гравия толщиной 10 - 15 см. В течение всего периода испытаний уровень воды поддерживается постоянным (0,7 - 1 м). Ориентировочный расход воды для достижения полного водонасыщения грунта вблизи свай на каждый метр ее длины составляет 15 м3. Для ускорения замачивания грунта рекомендуется использовать дренажные скважины диаметром 10 - 15 см, заполняемые щебнем или гравием (глубина скважин равна длине свай, их количество - 4 - 8 шт. в радиусе 0,8 - 1 м от сваи).
4.7. Статическое испытание свай должно быть доведено до "срыва" (резкое увеличение осадок до 40 - 60 мм и более, при этом приращение осадки за ступень нагружения в 5 раз и более превосходит приращение осадки за предшествующую ступень). При плавном характере кривой "осадка-нагрузка" испытание доводится до осадки 40 - 80 мм либо до нагрузки, определяемой прочностью цементогрунта.
Примечание. При опирании свай на прочный малосжимаемый грунт испытание может быть прекращено при осадках менее 40 мм, при условии, что достигнутая нагрузка составляет не менее 1,5 расчетной.
4.8. Несущая способность сваи
, (16)где
при испытании свай в просадочных грунтах в случае, оговоренном в п. 3.17.2, в;4.9. Если нагрузка при статическом испытании свай доведена до "срыва" (непрерывное увеличение осадки S с примерно постоянной скоростью при неизменной нагрузке) при осадке S <= 20 мм, то эта нагрузка принимается за частное значение предельного сопротивления. В остальных случаях за частное значение
, (17)где
Таблица 4
Коэффициент
расположении, длине 2 - 3 м, шаге >= 2 м
5.1. Подбор состава цементогрунтовой смеси включает в себя определение оптимальной влажности, дозировку цемента, заполнителей, при которых смесь достигает наибольшей плотности, требуемой прочности и морозостойкости.
5.2. Для практических целей оптимальную влажность цементогрунтовой смеси
а) при изготовлении свай буросмесительным способом в лессовых просадочных грунтах из текучих цементогрунтовых смесей (1А, 1Б, 1В)
б) при устройстве ленточных фундаментов из пластичных смесей
; (19)в) при изготовлении цементогрунтовых свай буросмесительным способом из пластичных смесей
где
Ц - количество цемента от массы воздушно-сухого грунта, %.
5.3. Для получения цементогрунта, удовлетворяющего требованиям прочности и морозостойкости, рекомендуется назначать дозировку цемента в количестве (средние значения) 200 - 250 кг/м3 для супесей, 250 - 300 кг/м3 для суглинков.
5.4. Цементогрунт может иметь следующие марки: 35, 50, 75, 100.
Таблица 5
За марку цементогрунта по прочности на сжатие М принимается временное сопротивление осевому сжатию образцов-кубов 150 x 150 x 150 мм в возрасте 90 дней нормально-влажностного хранения (во влажных опилках) в водонасыщенном состоянии.
При подборе составов цементогрунта в лаборатории удобнее и проще изготавливать образцы меньших размеров.
Ниже приведены переходные коэффициенты от полученного при испытании образцов меньших размеров значения временного сопротивления на одноосное сжатие к величине временного сопротивления на одноосное сжатие образцов-кубов 150 x 150 x 150 мм:
Марка цементогрунта по морозостойкости определяется на образцах в возрасте 90 дней нормально-влажностного хранения в водонасыщенном состоянии, изготовленных по методике определения марки по прочности на одноосное сжатие. Методы испытаний должны соответствовать действующему ГОСТ 10060-76 на определение морозостойкости цементных бетонов.
Водонасыщение образцов производится в эксикаторе. В первые сутки образцы заливаются водой на 1/3 - 1/2 своей высоты. На вторые сутки доливается такое количество воды, чтобы верхняя грань образцов была на 2 см (и более) ниже уровня воды.
Для монолитных фундаментов (ленточных, свайных) требуемая морозостойкость при II классе ответственности зданий и сооружений составляет Мрз35, при III - Мрз25.
Примечание. При устройстве фундаментов в водонасыщенных грунтах
требования морозостойкости повышаются на одну ступень.5.6. Допускается предварительная оценка прочности на одноосное сжатие на образцах 28-дневного возраста, хранящихся в нормально-влажностных условиях. Переход от значения временного сопротивления образцов на одноосное сжатие, испытанных в возрасте 28 сут, к значению временного сопротивления образцов на одноосное сжатие в марочном возрасте (90 сут) осуществляется по зависимости:
.5.7. Допускается предварительная оценка прочности на одноосное сжатие на образцах, прошедших тепловлажностную обработку по режиму: 2 + 10 + 2 ч (подъем - выдержка - снижение температуры) при температуре 85 - 90 °C. Образцы цементогрунта должны поступать на пропарку не ранее чем через сутки после их изготовления. Испытания образцов выполняются не ранее чем через двое суток после тепловлажностной обработки.
Таблица 6
осевому сжатию (призменная прочность), МПа
Таблица 7
сжатию (призменная прочность), МПа
Нормативное сопротивление цементогрунта осевому растяжению (ориентировочное значение) может быть определено по формуле
, (21)где
5.8. Ленточные монолитные фундаменты из цементогрунта могут устраиваться только как жесткие конструкции. Угол жесткости принимается по табл. 8.
5.9. Составы цементогрунта должны подбираться лабораторией таким образом, чтобы обеспечить получение материала с заданными свойствами при наименьших расходах цемента.
5.10. Для улучшения свойств цементогрунта (повышения прочностных и деформативных характеристик цементогрунта за счет увеличения подвижности и уменьшения начальной влажности смеси) применяются различные химические добавки (см. Прил. 2).
5.11. Составы цементогрунта, полученные в лаборатории, следует корректировать по результатам опытных работ: изготовлению и испытанию опытных свай (лент) на строительной площадке, испытанию образцов, отобранных из опытных свай (лент).
ФУНДАМЕНТОВ ИЗ ЦЕМЕНТОГРУНТА
6.1. Работы по устройству фундаментов из цементогрунта выполняются в соответствии с требованиями СНиП 3.02.01-83 "Основания и фундаменты".
6.2. Для устройства цементогрунтовых свай рекомендуется применять буровые машины (специализированные буросмесительные), техническая характеристика которых дана в Прил. 7.
6.3. К буровому агрегату предъявляются следующие требования:
а) длина штанги и диаметр лопастного (или иного вида) бура должны обеспечивать изготовление свай проектных размеров и получение качественной цементогрунтовой смеси в соответствии с требованиями разд. 5 настоящих Рекомендаций;
б) используемый агрегат должен обеспечивать режимы работы, рекомендуемые значения (средние) которых для различных видов грунта приведены в табл. 9.
Таблица 9
в) технологические параметры буровой машины, установленные для изготовления свай, должны уточняться после изготовления и испытания опытных свай на строительной площадке, что целесообразно проводить в период инженерно-геологических изысканий.
6.4. Цементогрунтовые сваи могут изготавливаться следующими способами:
Способ 1. Изготовление свай в лессовых просадочных грунтах из текучих цементогрунтовых смесей имеет разновидности (см. Прил. 8) и включает в себя различные операции:
А - размельчение грунта, его увлажнение до получения текучей грунтовой массы при погружении бура-смесителя; введение раствора вяжущего или сухих его компонентов при выглублении или повторном погружении бура-смесителя (возможно ведение работ при совмещении двух операций).
Б - размельчение грунта, введение раствора вяжущего (с применением химических добавок или без них) с требуемым водоцементным отношением раствора, обеспечивающим получение однородной цементогрунтовой смеси при погружении бура-смесителя; перемешивание полученной цементогрунтовой смеси при выглублении или повторном цикле погружения - выглубления бура-смесителя.
В - устройство лидерной скважины на всю длину сваи, диаметр которой устанавливается исходя из объема вводимых цемента или смеси вяжущего (сухого) с наполнителями (песком или добавками); загрузка в лидерную скважину расчетного количества сухого вяжущего или его смеси с наполнителем; разбуривание лидерной скважины до проектных размеров с одновременной подачей расчетного количества воды до получения однородной цементогрунтовой смеси.
Способ 2. Изготовление цементогрунтовых свай из пластичных смесей (способ СибЗНИИЭП) включает в себя следующие операции: размельчение грунта, подачу водоцементной суспензии, смешение грунта с раствором при погружении бура-смесителя; выглубление бура-смесителя с одновременным уплотнением цементогрунтовой смеси весом бурового става.
Способ 3. Аналогичен способу изготовления буронабивных бетонных свай и осуществляется по следующей технологии:
устройство скважины, диаметр и длина которой равна проектным размерам сваи; приготовление цементогрунтовой смеси в смесительных установках с текучей или пластичной консистенцией; укладка цементогрунтовой смеси в скважину (если смесь пластична, укладка производится слоями высотой 20 - 30 см с последующим послойным уплотнением трамбовками до требуемой плотности, которая задается проектом по результатам опытных работ).
6.5. Расчетные технологические параметры процесса изготовления цементогрунтовых свай буросмесительным способом 1А и 1Б назначаются в соответствии с п.п. 6.5.1 - 6.5.8 настоящих Рекомендаций.
6.5.1. Количество цемента
6.5.2. До начала изготовления свай (способ 1А и 1Б) производится устройство приямка диаметром, равным диаметру сваи или на 0,1 - 0,2 м больше. В первом случае глубина приямка определяется по формуле
В формулах (22) и (23) приняты следующие обозначения:
A - площадь сечения сваи, м2;
Ц - количество цемента, доли ед., от массы сухого грунта, определяемое по разд. 5 настоящих Рекомендаций и результатам опытных работ;
L - длина сваи, м.
В случае если диаметр приямка больше диаметра сваи, для определения величины
.6.5.3. Для наиболее часто встречаемой дозировки цемента - 18% (что соответствует 210 кг/м3 сваи) глубину приямка на каждый метр длины сваи при влажности цементогрунтовой смеси
Таблица 10
Примечание. При промежуточных значениях
Дозировки цемента (в % от массы сухого грунта) введены для удобства работ и расчетов по данной методике (способы 1А, 1Б, 1В) и соответствуют следующим значениям дозировок цемента (кг/м3) готовой цементогрунтовой сваи (средние значения):
15% - 180 кг/м3
18% - 210 кг/м3
21% - 250 кг/м3
24% - 290 кг/м3
27% - 330 кг/м3
30% - 360 кг/м3.
6.5.4. Количество воды, вводимой в грунт при погружении с целью получения текучей грунтовой массы, определяется по формуле
6.5.5. Количество раствора, вводимого в грунтовую массу при выглублении или повторном погружении бура-смесителя с В/Ц = a, определяется по формуле
где
6.5.6. В процессе приготовления стабильного водоцементного раствора дозирование составляющих следует выполнять весовыми дозаторами. В практических целях дозирование составляющих допускается выполнять по объему приготовляемого раствора. С этой целью в объем воды, определенный по формуле
добавляют цемент до получения требуемого общего количества раствора, определенного по формуле (26). Количество воды, содержащейся в растворе с В/Ц = 0,6 (наиболее часто применяемый водоцементным отношением), можно определить по табл. 11.
Примечание. Для удобства и быстроты расчета значения параметров производства буросмесительных работ можно производить по номограммам (см. Прил. 10).
6.5.7. При использовании цементопесчаного раствора с целью получения оптимального гранулометрического состава смеси значения параметров производства работ по изготовлению цементогрунтовых свай рекомендуется определять по следующим формулам:
где
a' - В/Ц водоцементопесчаного раствора, доли ед.;
В этом случае количество воды, вводимой в грунт для перевода его в текучее состояние, определяется до формуле (29), в которой значение влажности смеси
6.5.8. Значения параметров изготовления цементогрунтовых свай по способу 1Б определяется по формулам: количество цемента
, (33)где W - значение природной влажности грунта, доли ед.
6.6. Значения технологических параметров по способу 1В назначаются в соответствии с требованиями п.п. 6.6.1 - 6.6.4 настоящих Рекомендаций.
6.6.1. Диаметр лидерной скважины определяется по формуле
где d - диаметр цементогрунтовой сваи, м;
K - количество i-го элемента заполнителя, укладываемого в лидерную скважину, к массе сухого грунта, доли ед.
6.6.2. Основным элементом заполнителя лидерной скважины является цемент, дополнительными элементами заполнителя могут служить различные гранулометрические добавки (песок, шлак и др.).
6.6.3. Требуемое количество воды при разбуривании определяется по формуле
где L - длина сваи, м;
W - природная влажность грунта, доли ед.;
6.7. Проектом производства работ по изготовлению цементогрунтовых свай буросмесительными машинами должна предусматриваться срезка верхней части (головы сваи). Величина срезаемого участка принимается по результатам опытных работ до изготовлению свай данной буросмесительной установкой при принятом проектом способе (1А, 1Б, 1В, 2) производства работ, но не менее 20 см. Срезка производится на вторые-третьи сутки после окончания работ по изготовлению цементогрунтовых свай.
6.8. Количество водоцементной суспензии по способу 2 определяется по формулам
, (37) , (38)где
где
Ц - количество цемента в массе сухого грунта, %;
W - влажность грунта природного сложения, доли ед.
6.9. Влажность цементогрунтовой смеси
6.10. Комплект технологического оборудования, обеспечивающего изготовление коротких цементогрунтовых свай длиной до 3 м, назначается по п.п. 6.11 - 6.15 настоящих Рекомендаций.
6.11. В качестве машин, производящих разработку грунта в скважине, можно использовать серийные бурильные машины типа "Ямобур".
6.12. Буровая машина должна быть укомплектована буровым инструментом лопастного типа, обеспечивающим резание грунта без выемки его из скважин с одновременным и раздельным введением в забой расчетных объемов воды и стабильного по составу водоцементного раствора. Рабочие чертежи бурового инструмента разработаны ПКБ Минсельстроя БССР.
6.13. Для приготовления и подачи водоцементного раствора может использоваться серийно выпускаемое оборудование (растворомешалка, растворонасос, ПРШС). Штукатурная станция типа ПРШС-1 дополнительно оборудуется: водяным насосом 1,5 К6 с регулирующим вентилем и расходомерным устройством на его напорной системе; на перемешивающих лопастях рабочего колеса приемного бункера устанавливаются резиновые лопатки; сечение приемного бункера изменяется на полукруглое по диаметру рабочего колеса; в приемном бункере устанавливается мерная рейка, оттарированная по его объему; промежуточная емкость, установленная внутри станции, тарируется по объему с установкой в ней мерной рейки; на напорной системе растворонасоса устанавливается сбросный кран, позволяющий регулировать расход водоцементного раствора в систему подачи; из патрубка от сборного крана водоцементный раствор сливается в промежуточную емкость.
6.14. В качестве склада для цемента может быть использован металлический ящик вместимостью 3 - 4 м3 с оборудованным шнековым транспортом для загрузки цемента в приемный бункер штукатурной станции.
6.15. Емкость для воды должна обеспечивать запас воды в количестве 3 - 5 м3. Заливная горловина емкости оборудуется закрывающейся крышкой.
6.16. На строительной площадке разбивают оси свайных рядов и закрепляют их на обноске. Намечают контур площадки, подлежащей планировке. Контуры планировки площадки должны ориентировочно выходить за границы осей здания на 10 м. Производят планировку площадки таким образом, чтобы отклонения планировочных отметок от проектных не превышало +/- 5 см. Осуществляется разбивка осей свай. Геометрические оси свай фиксируются колышками. Отклонение геометрических осей свай от проектного положения при геодезической разбивке не более 5 см.
6.17. В середине по длинной стороне оси здания на расстоянии 1,5 - 2 м от нее устанавливается штукатурная станция. Справа и слева от станции располагаются склад цемента и емкость с водой. За пределами свайного поля на расстоянии 4 - 5 м от оси будущей сваи, наиболее удаленной от штукатурной станции, устанавливается в рабочем положении буровая машина. Вертикально расположенные трубопроводы, входящие в конструктивную схему бурового инструмента, с помощью резиновых шлангов, соединяются с напорной системой подачи воды и раствора.
6.18. В приемном бункере штукатурной станции приготавливается водоцементный раствор. Для этого выполняются следующие операции: с помощью водяного насоса через расходомерное устройство в приемный бункер штукатурной станции заливается вода в количестве (табл. 11), необходимом для изготовления 10 - 15 свай. С помощью винтового транспортера в бункер с водой засыпается цемент до подъема уровня воды на отметку (по тарировочной рейке), соответствующую заданному объему приготавливаемого водоцементного раствора; включением рабочего колеса приемного бункера во вращательное движение в течение 10 - 15 мин вода перемешивается с цементом; путем включения обратного вращения рабочего колеса водоцементный раствор подается из приемного бункера через вибросито в промежуточную расходную емкость. Когда промежуточная емкость заполнится раствором, направление вращения рабочего колеса устанавливается в первоначальное положение и не прекращается до полной выработки водоцементного раствора из приемного бункера.
6.19. Производится настройка напорной системы растворонасоса и водяного насоса на подачу расчетного расхода водоцементного раствора и воды. Настройка системы выполняется в такой последовательности: при вытекании из выпускных отверстий в буровом инструменте воды и водоцементного раствора, что должно произойти после включения растворонасоса и водяного насоса, производится пробное погружение бурового инструмента в грунт. Скорость вращения при этом устанавливается в пределах 100 об/мин, а скорость погружения в пределах 10 мм/об; в процессе погружения эти параметры остаются постоянными. При погружении бурового инструмента на 1 м фиксируется фактический расход воды (по водомерному устройству) и водоцементного раствора (по тарировочной рейке), установленной в промежуточной емкости. Если объемы воды и водоцементного раствора окажутся больше или меньше расчетных, производится регулировка системы путем открытия или прикрытия регулирующих вентилей (кранов, расположенных на напорных системах растворонасоса и водяного насоса).
6.20. После настройки напорных систем буровая машина устанавливается на ось сваи свайного ряда, и буровой инструмент погружается до проектной глубины, после чего подача воды и водоцементного раствора прекращается путем отключения электромоторов привода насосов. Направление вращения бурового инструмента меняется, при этом частота вращения должна быть не менее 100 об/мин, и начинается процесс выглубления со скоростью, не превышающей 10 мм/об вращения.
6.21. После изготовления свай буровая машина переезжает на новую точку бурения. Время переезда должно составлять не более 2 мин.
6.22. По окончании работы вся система подачи водоцементного раствора промывается водой.
6.23. На подготовленном свайном поле верхние концы свай покрываются защитным материалом (опилками, рыхлым грунтом, песком), который в солнечные дни регулярно увлажняется.
6.24. Устройство ростверка свайного фундамента можно осуществлять на седьмые - десятые сутки после окончания работ по изготовлению цементогрунтовых свай.
6.25. Количество воды, необходимое для приготовления смеси оптимальной влажности, установленной по п. 5.2, рекомендуется определять по формуле (39).
6.26. Ведущей машиной в комплекте является грунтосмесительная машина, техническая характеристика которой приведена в Прил. 11.
Вспомогательными машинами являются: раствороприготовительная станция типа ПРШС-1 с насосом регулируемой производительности; саморазгружающий автоцементовоз типа ТЦ-4 (С-927) грузоподъемностью 8 т; автоцистерна для доставки воды (при отсутствии водопровода).
Грунтосмесительный комплекс обслуживает бригада рабочих в количестве четырех человек.
6.27. Организация работ при строительстве цементогрунтовых ленточных фундаментов.
Подготовительные работы
До начала работ на строительной площадке должны быть выполнены работы по удалению камней, деревьев, пней, кустарников, подземных частей сооружений, трубопроводов и др. предметов. Поперечный уклон должен быть не более 0,01. Работы по устройству цементогрунтовых фундаментов разрешается производить только на основании акта выполненных работ по геодезической разбивке и акта на пробный фундамент за подписью заказчика.
Подготовка растворного узла. В/Ц водоцементного раствора принимается равным 0,5 - 0,6. При приготовлении раствора необходимо принять меры, чтобы в вяжущем не было прочных комков крупностью более 2 мм.
Подготовка грунтосмесительной машины. Перед началом работы грунтосмесительной машины, размещенной на горизонтальной площадке, ее рабочий орган должен быть установлен вертикально. На корпус рабочего органа должны быть установлены боковые заслонки. Трубопровод подачи раствора необходимо промыть и опробовать, проверить на герметичность вертлюг. На каждом новом объекте при изменении грунтовых условий перед началом работы выполняется пробная стенка с целью уточнения рабочей скорости движения машины, при которой достигается требуемая степень перемешивания. Ориентировочная скорость движения машины в зависимости от вида грунта приведена в табл. 12.
Таблица 12
Угол взаимодействия между шнеками должен быть отрегулирован в пределах 75 - 80° и зафиксирован натяжными винтами.
Устройство пробного фундамента. После подготовки к работе грунтосмесительного комплекса с целью отработки оптимальной скорости движения машины, обеспечивающей качественное перемешивание цемента с грунтом, устраивается пробный фундамент.
Машина устанавливается на спланированной площадке в стороне от фундамента или по его оси. В систему подается расчетное количество раствора, и вращающийся шнек-фреза заглубляется в грунт. После этого включается ход машины и через 0,5 м движения опускается уплотняющий шнек и производится устройство 1,5 - 2 м пробного фундамента. Затем пробоотборником отбираются пробы цементогрунтовой смеси в трех точках фундамента на глубине 0,2 м, 0,5 м и 1 м. Из отобранных проб изготавливаются образцы-цилиндры = 50 мм и = 50 мм по методике разд. 5. Через сутки образцы пропариваются в течение 10 часов при t = 85 - 90 °C. Испытание образцов проводят через 24 - 48 ч после пропарки.
В соответствии с подобранными значениями скорости движения машины корректируется количество подаваемого раствора и на этом опробование завершается. По окончании пробных работ рабочий орган и машина устанавливаются в исходное положение в одном из углов устраиваемого фундамента. Результаты опробования оформляются актом за подписями производителя работ, представителя строительной лаборатории и заказчика.
Порядок работы комплекса машин. Грунтосмесительная машина устанавливается в одном из углов устраиваемого фундамента по его оси таким образом, чтобы оси шнеков совпадали с вертикальной плоскостью, проходящей через ось фундамента, что проверяется при помощи рейки сечением 25 x 50 мм и длиной 3 м, укладываемой по оси фундамента. Отклонения шнеков в вертикальной плоскости не должны превышать +/- 20 мм.
При этом шнек-фреза после врезки в грунт должен находиться за линией наружного контура примыкающего фундамента на величину, равную диаметру шнека (для удобства сопряжения при замыкании контура фундаментов). После установки и выверки положения машины приводится в действие раствороприготовительный узел и проверяется мерной емкостью расход раствора, вытекающего из форсунки шнека-фрезы. При отклонении величины расхода от расхода, определенного пробой, производится корректировка работы насоса-дозатора, после чего приводится во вращение шнек-фреза, которая заглубляется в грунт с одновременной подачей раствора. После заглубления шнека-фрезы включается поступательный ход машины со скоростью, которая применялась при устройстве пробного фундамента и обеспечивала качественное уплотнение грунта. Уплотняющий шнек заглубляется в цементогрунтовую смесь после начала движения шнека-фрезы.
При устройстве фундаментов должны контролироваться скорость и прямолинейность движения машины, а также величина подачи раствора.
При достижении рабочим органом машины угла поворота фундамента (по наружному контуру) производится медленное выглубление вращающегося рабочего органа, после чего машина разворачивается и становится в створе прямого участка фундамента. При этом для проезда машины через свежую цементогрунтовую смесь под колеса машины должны подкладываться щиты. Образовавшаяся впадина траншеи после выглубления рабочего органа заделывается вручную до начала устройства последующего участка фундамента.
Замыкание контура фундамента или примыкание его к ранее выполненному фундаменту с начавшим твердеть цементогрунтом выполняется путем врезки участка фундамента в ранее выполненный на 1/2 ширины или пересечения его с выходом за контурную линию на величину, равную его ширине.
7.1. Настоящие Рекомендации распространяются на изготовление фундаментных плит из армированного цементогрунта (грунтобетона) для сборных ленточных фундаментов взамен железобетонных плит типа ФЛ, изготавливаемых по рабочим чертежам серии 1.112-5 по ГОСТ 13580-80 для жилых, общественных, промышленных и сельских зданий высотой до трех этажей.
7.2. Предусматривается выпуск цементогрунтовых плит, форма, размеры и марки которых указаны в табл. 13 по тем же чертежам, что и обычные железобетонные, без изменения сечений и армирования.
Примечание. Марки плит в табл. 13 указаны условно без обозначения их нагрузки (группы несущей способности).
7.3. Вид и марка цементогрунта назначаются расчетом на прочность. Минимальные марки цементогрунта в зависимости от класса ответственности назначаются в соответствии с данными, приведенными в табл. 5.
7.4. Морозостойкость фундаментных плит, укладываемых в пределах глубины, равной половине расчетной глубины промерзания, должна отвечать требованиям табл. 6.
7.5. Для приготовления цементогрунтовых смесей при изготовлении фундаментных плит рекомендуется использовать лессовидные и другие карбонатные грунты типа супесей и суглинков, обладающие физическими и химическими свойствами в пределах, указанных в табл. 14.
Таблица 14
7.6. Оптимальным гранулометрическим составом обладают, как правило, грунты типа супесей. Необходимый состав грунта можно подобрать путем добавок песчаных или глинистых фракций. Методика и пример подбора оптимального состава грунта приведены в Приложении 1.
7.7. Характеристики применяемого песка и методы его использования должны соответствовать ГОСТ 8736-77 и ГОСТ 8735-75.
7.8. Составы цементогрунтовых смесей должны подбираться лабораторией предприятия-изготовителя и корректироваться в зависимости от изменения сырья и технологии производства таким образом, чтобы обеспечить получение смесей с заданными свойствами при наименьшем расходе цемента. Подбор составов осуществляется согласно п. 5.5 - 5.8 настоящих Рекомендаций.
7.9. Ориентировочные составы цементогрунтовых смесей для цементогрунта марки 150 в расчете на 1 м3 изделий (в кг) представлены в табл. 15.
Таблица 15
7.10. Цементогрунтовые смеси следует приготавливать в принудительных смесителях циклического или непрерывного действия, соответствующих требованиям ГОСТ 6508-81. Указанные смесители должны быть переоборудованы в вибрационно-механические с параметрами по п. 7.11. Вибраторы устанавливают на корпусе или вкладыше смесителя, предварительно изолировав эти узлы от других деталей резиновыми прокладками и амортизационными пружинами.
7.11. Наложение вибрации на глинистый грунт вызывает его разрыхление и самоочищение рабочих органов смесителя, снижает мощность перемешивания и увеличивает объем загрузки смесителя. Рациональными параметрами вибровоздействия следует считать: амплитуду колебания A = 1 - 2 мм и частоту f = 48 Гц (2880 кол/мин).
7.12. Вибрационно-механическое перемешивание компонентов смеси осуществляется в такой последовательности: вначале перемешивают грунты и цемент, а затем перемешивают с водой затворения до получения однородной смеси. Рабочее время перемешивания зависит от типа и объема смесителя, устанавливается опытным путем и контролируется лабораторией.
7.13. Технологическая схема подготовки грунта должна предусматривать разбивку его комков, пропуск через грохот и вибросито с отверстиями до 20 мм, а также принудительную подачу грунта в дозирующее устройство и смеситель.
7.14. В свежеприготовленной цементогрунтовой смеси содержание нераздробленных комков грунта размером более 10 мм должно быть не более 10%, в том числе комков до 20 мм не более 5%.
7.15. Готовая цементогрунтовая смесь должна быть уложена в формы не позднее чем через 1 ч после ее приготовления.
7.16. В качестве арматуры следует применять горячекатаную арматурную сталь периодического профиля классов А-II и А-III по ГОСТ 5781-75.
7.17. Сварные арматурные изделия и закладные детали должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10922-75, сварные сетки - требованиям ГОСТ 8478-76.
7.18. Монтажные петли должны изготавливаться из горячекатаной гладкой арматурной стали класса А-I по ГОСТ 5781-75 марки ВСт3сп2.
7.19. Свежеприготовленная цементогрунтовая смесь загружается в металлическую форму, закрепленную пневмо-, гидро- или механическими прижимами на столе виброплощадки. Объем загружаемой смеси превышает объем формы на величину, зависящую от коэффициента уплотнения смеси
7.20. Арматура устанавливается в проектное положение перед укладкой смеси в форму.
7.21. С целью обеспечения более эффективного уплотнения смеси институт "Южгипрониисельстрой" Минсельстроя СССР разработал конструкции металлических форм, которые обеспечивают формирование плит трапецеидального сечения в повернутом на 180° положении (подошвой вверх).
7.22. Уплотнение цементогрунтовых смесей в металлических формах на виброплощадках с переменными параметрами колебаний конструкции Южгипрониисельстроя осуществляется в два этапа. На первом этапе при частоте
и амплитуде вертикальных колебаний происходит разрушение структуры, сближение, переориентировка грунтовых агрегатов и удаление незащемленного воздуха. Второй этап характеризуется применением пригруза , частотой , амплитудой вертикальных колебаний. На втором этапе происходит удаление части защемленного воздуха и завершающее уплотнение смеси.7.23. Продолжительность уплотнения на первом этапе 0,5 - 1 мин, на втором - 1 - 2 мин до получения плотности изделия
.7.24. Рекомендуемые режимы тепловой обработки отформованных изделий: предварительная выдержка 6 - 8 ч, подъем температуры до 90 °C - 2 ч, изотермический подогрев 10 ч и охлаждение до 40 °C - 2 ч.
7.25. После тепловой обработки производится распалубка изделий и отправка их на склад готовой продукции.
7.26. Форма, внешний вид, проектные размеры и качество поверхности плит должны проверяться по ГОСТ 13015-75. Прочность цементогрунта на сжатие - по ГОСТ 10160-78, морозостойкость - ГОСТ 10060-76.
8.1. Устройство оснований и фундаментов из цементогрунта буросмесительным способом (без выемки грунта на поверхность из скважин и траншей) относится к скрытым работам, в связи с чем на всех этапах работ должны производиться систематический контроль и оценка качества выполненных фундаментов.
8.2. Контроль качества по устройству фундаментов из цементогрунта подразделяется на текущий контроль в ходе выполнения работ и контрольные работы по определению качества цементогрунта в готовых фундаментах.
8.3. Текущий контроль осуществляется в процессе производства работ по устройству фундаментов и состоит из следующих основных операций:
а) контроль качества подготовленного водоцементного раствора (водоцементное отношение должно быть равно заданному в проекте);
б) контроль состава сухой цементопесчаной смеси, если проектом предусматривается их введение;
в) скорость погружения и частота вращения буросмесителя должны соответствовать принятым в проекте параметрам;
г) объемы воды и водоцементного раствора, вводимого в грунт по всей длине сваи или ленты, должны соответствовать расчетным значениям, принятым в проекте (отклонения могут быть не более 5% от расчетных объемов);
д) глубина погружения буросмесителя должна быть равна принятой в проекте, а при изготовлении свай с лидирующей скважиной строго соответствовать ее длине;
е) ведение журнала работы буросмесительной машины оператором или его помощником по п.п. 8.3 "а - д" и показания приборов, контролирующих работу всех механизмов буросмесительной машины (в процессе изготовления свай и лент из цементогрунта);
ж) ведение журнала производства работ строительной лабораторией организации, выполняющей работы по устройству фундаментов (Приложение 13);
з) автоматическая запись параметров работы машины на ленту.
8.4. Контрольная работа по оценке качества цементогрунта в готовых фундаментах на соответствие его проектным требованиям выполняется после завершения работ по отдельным секциям здания или объектам строительства.
8.4.1. Качество цементогрунта следует проверять путем отбора кернов при контрольном бурении или отбором образцов из вскрытых шурфов.
8.4.2. К вскрытию контрольных шурфов и контрольному бурению приступают на вторые-третьи сутки после завершения работ по устройству фундаментов из цементогрунта на участке, намеченном к исследованиям качества материала.
8.4.3. Работы по контрольному бурению следует производить при участии представителей авторского надзора.
8.4.4. Отбор кернов в сваях и лентах производят через 0,5 - 1 м по всей длине сваи или высоте ленты в центре сечения и на расстоянии 2/3 от центра.
8.4.5. Количество контрольных скважин и шурфов назначается из расчета отбора кернов: в свайных фундаментах не менее чем из четырех свай на каждые 100 изготовленных свай; в ленточных фундаментах - через 50 м ленты.
8.4.6. При контрольном бурении производится тщательный осмотр и описание кернов с визуальной оценкой однородности смешения грунта с цементом и устанавливается количество видимых неразрушенных агрегатов грунта и их размеры. Материалы визуального осмотра записываются представителем строительной лаборатории в журнал производства работ.
8.4.7. Отобранные при контрольном бурении из скважин и шурфов образцы цементогрунта хранятся во влажных опилках и испытываются в возрасте 90 дней для определения прочности на одноосное сжатие, значение которой не должно быть менее проектной.
8.4.8. Для предварительной оценки прочности цементогрунта на одноосное сжатие может быть использован ускоренный способ испытаний. Отобранные образцы пропариваются в пропарочных камерах по режиму 2 + 10 + 2 ч (подъем температуры до 90 °C, выдержка при температуре 90 °C в течение 10 ч, снижение до 20 °C) и испытываются на одноосное сжатие не ранее чем через 24 ч после тепловлажностной обработки. Прочность на одноосное сжатие пропаренных образцов должна составлять не менее 50% проектной марки материала.
8.4.9. Приемка законченных работ по объекту должна установить соответствие полученных материалов закрепления с требованиями проекта. Приемка работ осуществляется приемочной комиссией на основе сопоставления проектной, исполнительной и контрольной документации.
8.4.10. В состав приемочной комиссии входят представители: заказчика, подрядчика и проектной организации.
8.4.11. Приемочной комиссией представляются следующие документы:
журнал производства работ;
журнал работы буросмесительной машины;
исполнительный чертеж фундаментов здания или сооружения;
материалы испытаний (в том числе ускоренных) образцов цементогрунта на одноосное сжатие;
сведения о марке и активности используемого цемента;
журнал автоматической записи параметров процесса изготовления свай или ленты;
документация по контрольным работам: планы с указанием контрольных выработок, акты на вскрытие шурфов, журналы контрольного бурения и результаты определения физико-механических характеристик цементогрунта;
акты испытаний свай статической нагрузкой.
8.4.12. По результатам рассмотрения представленной документации приемочная комиссия составляет акт приемки работ.
9.1. К работам, связанным с устройством цементогрунтовых свайных и ленточных фундаментов, допускаются рабочие, прошедшие курсы по технике безопасности, сдавшие экзамены и имеющие соответствующие удостоверения. Монтаж оголовков и ростверков свайных фундаментов производится рабочими, имеющими специальные удостоверения.
9.2. Все опасные зоны на площадке должны быть обозначены хорошо видимыми предупредительными знаками и надписями. По окончании работ по устройству ленты, сваи или какого-либо участка цементогрунтового фундамента данный участок закрывается щитами для продвижения техники и людей.
9.3. Производство каких-либо работ, не имеющих непосредственного отношения к выполняемому технологическому процессу на площадке, запрещается.
9.4. Обслуживание и ремонт рабочего органа бура-смесителя при работающем двигателе запрещаются.
9.5. Во время работы машины при заглубленном или выглубленном буре-смесителе производить регулировку и другие работы не допускается.
9.6. При работах по изготовлению цементогрунтовых фундаментов необходимо соблюдать требования техники безопасности по эксплуатации применяемого бурового или буросмесительного агрегата.
9.7. Техническое обслуживание и ремонт рабочих органов машины разрешается производить в выглубленном положении после фиксации их стопорными устройствами, бур-смеситель должен опираться на поверхность грунта (двигатель машины должен быть выключен); необходимо строгое соблюдение и остальных правил технического обслуживания буросмесительного агрегата.
9.8. Обслуживание и ремонт растворной станции (растворо-смесительного узла), а также других вспомогательных узлов и устройств должны выполняться в соответствии с инструкцией по их эксплуатации.
9.9. При строительстве фундаментов из цементогрунта должны соблюдаться правила по технике безопасности и охране труда в соответствии со СНиП III-4-80 "Техника безопасности в строительстве".
И ПРИМЕР ПОДБОРА ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА ГРУНТА
Проектирование состава грунтовой смеси можно выполнить по треугольным координатам Ферре. Этот метод основан на известном свойстве равностороннего треугольника: если из какой-либо точки внутри треугольника опустить перпендикуляры на его стороны, то сумма этих отрезков будет равна его высоте (см. Безрук В.М., Енович А.С. Дорожные одежды из укрепленных грунтов, М., 1969). Если разделить высоты треугольника на 100 равных частей (рис. 1) и из этих точек провести линии, перпендикулярные высотам, то этими линиями стороны треугольника разделятся на 100 равных частей.
![]() Рис. 1. Треугольная диаграмма Ферре для подбора
оптимального гранулометрического состава грунтов
Таким образом, каждая из сторон треугольника может характеризовать процентное содержание одной из трех основных фракций (песка, пыли или глины). Это свойство равностороннего треугольника позволяет изобразить гранулометрический состав грунта точкой внутри треугольника. Внутри треугольника Ферре нанесены также пределы грунтовой смеси оптимального гранулометрического состава, которые изображены в виде четырехугольника abcd.
В табл. 1 представлены гранулометрические составы исходных грунтов Краснодара (грунт A) и песков реки Кубани (грунт B). В треугольных координатах точки A и B лежат за пределами четырехугольника abcd, однако прямая линия, соединяющая эти точки, пересекает четырехугольник. Значит, из этих грунтов может быть составлена оптимальная смесь (грунт C). Процентное содержание грунтов A и B в смеси (грунт C) определяется отрезками AC и CB, где точка C характеризует гранулометрический состав искомой оптимальной смеси и выбирается на четырехугольнике по технико-экономическим соображениям. Измерив отрезки AB, AC, CB в мм, рассчитаем содержание грунтов A и B в грунте C:
содержание грунта A
;содержание грунта B
.Расчетный гранулометрический состав (в %) грунта C представлен в таблице
Когда требуется большая прочность, определение процентного содержания фракций грунтовой смеси производят с помощью графика полных просевов (рис. 2), где по оси ординат откладывается процентное содержание фракций исходных грунтов, прошедших через сито данного диаметра (полные просевы), а по оси абсцисс в логарифмическом масштабе - размеры фракций от 0,005 до 2,0 мм.
![]() полных просевов
На графике (рис. 2) нанесены предельные кривые оптимальных грунтов. Площадь между этими кривыми (заштрихована) представляет собой зону оптимальных составов грунтовых смесей. Любая кривая, укладывающаяся в эту зону, будет соответствовать оптимальному составу грунта.
Наносим на график кривые гранулометрических составов исходных грунтов A и B. На рис. 2 кривая грунта A в зоне глинистых и пылеватых фракций лежит выше оптимального контура, а кривая грунта B расположена в той же зоне ниже оптимального контура. По сравнению с оптимальной грунтовой смесью в грунте A избыток глинистых и пылеватых фракций, а в грунте B этих фракций недостает. Следовательно, из этих грунтов можно получить оптимальную смесь.
Расчеты ведем по фракции 0,05 мм (ордината
.По аналогии содержание грунта B в грунте C будет равно:
.Кривая грунта C, содержащего 67% песчаных, 26,8% пылеватых, 6,2% глинистых частиц, лежит в зоне оптимальных грунтовых смесей.
ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТОГРУНТА
Требуется определить расчетную нагрузку на цементогрунтовую сваю длиной 3 м, диаметром 0,5 м. Растительный слой срезан. Грунты, прорезаемые сваей, приведены в таблице.
Для определения несущей способности сваи используется следующая формула
.Предварительно определяются входящие в нее величины:
. ; .Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи определяется в слое равном 2d = 1,0 под подошвой, R = 360 кПа.
Площадь опирания сваи на грунт
.Наружный периметр:
.Расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи для 1-го, 2-го, 3-го слоев грунта равно:
, , .Несущая способность сваи по грунту основания:
.Расчетная нагрузка на сваю P, кН, определяется по формуле:
,где
- для зданий со сроком службы не менее 10 лет, если несущая способность сваи определена расчетом .С целью упрощения расчетов, а также возможности вариантного проектирования указанные параметры (N, L, d, n,
для свай длиной от 1 до 3 м значения R и f взяты постоянными по длине сваи для грунтов с различным значением e и равными значениям при длине сваи 2 м. При длине свай более 2 м все значения, полученные по номограмме, имеют некоторый запас (10%), а при длине свай менее 2 м погрешность вычислений по номограмме не превышает 5%, что можно считать допустимым для графического метода расчета. Номограмма служит для определения следующих параметров:
расчетной нагрузки на сваю N, тс;
длины сваи L, м;
диаметра сваи d, м;
количества свай данной длины и диаметра на участке длиной L, п;
суммарного объема свай на участке длиной
, м3.Номограмма позволяет проводить анализ и выбирать оптимальные решения, добиваясь минимизации значения
Исходными данными для расчета по номограмме являются:
грунтовые условия и тип здания (e и
значение интенсивности равномерно распределенной нагрузки q, т/м;
длина участка здания с постоянным значением q - l, м.
В качестве исходных данных примем для примера значения: e = 0,86,
; q = 7,5 тс/м, l = 8 м. Для данных значений на оси номограммы: найдем точку, соответствующую этому значению (точка А). Из этой точки проводим вертикально вверх линию до пересечения с кривой Б (ql = 7,5 x 8 = 60 тс). Из точки В проводим горизонталь . Пересечение горизонтали (точка С). Использование квадратов n и d дает возможность определить суммарный объем четырех свай диаметром 0,5 м длиной 2,4 м . Из приведенного примера видно, что двигаясь по горизонтали в квадрате d, можно производить выбор диаметра сваи, определять соответствующую этому диаметру длину при требуемом постоянном значении N - расчетной нагрузки на сваю.![]() Номограмма для определения значений в зависимости
от значения интенсивности равномерно распределенной
нагрузки, грунтовых условий и типа зданий для свай
длиной от 1 до 3,5 м на просадочных грунтах
(см. табл. 3)
Требуется запроектировать подготовку основания площадью 400 м2 (20 x 20) элементами из цементогрунта, изготавливаемыми буросмесительным способом, в грунтовых условиях II типа по просадочности.
Исходные данные
Мощность просадочной толщи 20 м.
Средневзвешенные характеристики грунта в водонасыщенном состоянии:
; ; .Начальное просадочное давление на нижней границе просадочной толщи
.Модуль деформации непросадочного грунта
.Угол внутреннего трения непросадочного грунта
.Расчетное сопротивление цементогрунта на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии
.Объемный вес цементогрунта
.Диаметр элемента d = 600 мм.
Нагрузка на полы от оборудования q = 0,05 МПа.
Расчет выполняется в следующей последовательности.
Назначаем расстояние между армирующими элементами a = 1,8 м.
1. Проверяем выполнение условия
.Напряжения в просадочном грунте на нижней границе просадочной толщи равны
,т.е.
.2. Вычисляем максимальные напряжения в армирующих элементах:
![]() Условие (2) выполнено.
3. Определяем глубину заделки армирующих элементов в непросадочный грунт:
При глубине заделки элемента, равной 5,7 м, выполняется условие (3).
4. Определяем осадку условного фундамента, имеющего глубину заложения 25,7 м и площадь 400 м2.
Дополнительное к природному давление по подошве условного фундамента равно распределенной нагрузке на полы и составляет 0,05 МПа. Определим расчетную толщину линейно-деформируемого слоя
.Осадка условного фундамента
.ПЕРЕЧЕНЬ
ЛАБОРАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ
ПО ПОДБОРУ СОСТАВА ЦЕМЕНТОГРУНТА
1. Весы лабораторные
2. Формы для закладки образцов цементогрунта (кубики 50 x 50 x 50 мм, 70 x 70 x 70, 160 x 160 x 160; цилиндры d = h = 50 мм)
3. Емкость для проведения замесов объемом не менее 1 л
4. Инструмент для проведения замесов
5. Мерные цилиндры емкостью: 50, 100, 500 мл
6. Масло машинное для смазки форм
7. Бумага фильтровальная
8. Пропарочная камера объемом 2500 см3
9. Сушильный шкаф
10. Конус Васильева
11. Бюксы
12. Пресс 4 - 5 т
13. Манометр с ценой деления 1 ат
14. Штангенциркуль
![]() цементогрунтовых свай по способу 1А, 1Б:
1 - бурение приямка; 2 - погружение буросмесителя с подачей
воды; 3 - свая с грунтовым раствором; 4 - выглубление
буросмесителя с подачей цементного раствора;
5 - готовая свая
![]() цементогрунтовой сваи по способу 1В:
1 - бурение лидерной скважины; 2 - засыпка лидерной
скважины сухим вяжущим; 3 - бурение с водой;
4 - готовая свая
ПРИМЕР РАСЧЕТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕМЕНТОГРУНТОВЫХ СВАЙ
1. Требуется рассчитать технологические параметры, необходимые для изготовления цементогрунтовой сваи диаметром 0,8 м длиной 8 м по способу 1(А). Характеристики грунтов следующие: W = 16%;
; ; ; .
По формуле (19) определяем влажность цементогрунтовой смеси и ее плотность в сухом состоянии:
; .
По формуле (24) определяем глубину приямка:
.
Количество цемента, необходимое для изготовления сваи, определяем по формуле (23):
.Объем раствора и количество воды, требуемые для приготовления водоцементного раствора с В/Ц = 0,6, определим по формулам (26) и (27):
; .Дополнительный объем воды, вводимой в грунт для перевода его в текучее состояние и получения требуемого значения влажности цементогрунтовой смеси, находим по формуле (25):
.2. Требуется рассчитать технологические параметры изготовления цементогрунтовой сваи диаметром 0,5 м длиной 3 м, изготавливаемой по способу 1В. Грунтовые условия те же, что и в примере 1.
а) при заполнении лидера цементом:
Диаметр лидерной скважины определяем по формуле (32):
.
Количество цемента, необходимого для изготовления сваи, определяем по формуле (34):
.
Количество воды, необходимой для разбуривания лидерной скважины до проектных размеров и получения цементогрунтовой смеси с требуемым значением влажности, определим по формуле (33):
;б) при заполнении лидера цементопесчаной смесью:
Диаметр лидерной скважины можно определить по формуле (32):
.Количество цемента, засыпаемого в лидерную скважину в составе смеси, таково:
,а количество песка, необходимое для приготовления цементопесчаной смеси:
.Требуемое количество воды для разбуривания до получения смеси с влажностью
, найденной в лабораторных условиях по значению влажности на границе текучести песчаногрунтовой смеси состава 1Г + 0,25П, находим по формуле (35): ;в) при введении цементопесчаного раствора:
Опытным путем в лаборатории находится значение влажности на границе текучести песчаногрунтовой смеси, получаемой в результате введения в грунт вместе с раствором вяжущего определенного количества песка. Состав песчаногрунтовой смеси можно представить следующим образом: 0,75Г + 0,25П. Для полученной таким образом смеси значение влажности на границе текучести будет составлять 0,22. Тогда влажность цементогрунтопесчаной смеси при определении по формуле (19) будет составлять:
;значение плотности получаемой смеси в сухом состоянии
.Глубину приямка определяем по формуле (28):
.
Требуемое количество песка на сваю определяем по формуле (29):
,
а цемента - по формуле (30):
.
Объем раствора с K = 0,7 определяем по формуле (31):
.Объем воды, необходимой для приготовления требуемого количества водоцементопесчаного раствора, определяем по формуле:
.Дополнительное количество воды, вводимой в грунт для перевода его в текучее состояние и получения смеси с требуемым значением влажности, находим по формуле:
![]() ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕМЕНТОГРУНТОВЫХ
СВАЙ БУРОСМЕСИТЕЛЬНЫМ СПОСОБОМ (1А И 1Б)
Для удобства и быстроты расчетов, а также сравнения и выбора оптимальных вариантов рекомендуется определять значения параметров технологического процесса по номограммам.
- на рис. 1 -
- на рис. 3 -
![]() ![]() ![]() 1 2 3 4
![]() для получения смеси оптимальной влажности, л/м длины сваи,
участком
![]() ![]() Пользоваться номограммами следует по единому ключу, двигаясь от входа к выходу в соответствии с порядком, указанным на графиках стрелками. При промежуточных значениях исходных данных точки на графиках определяются линейной интерполяцией. Точность определения значений параметров по номограммам во многом зависит от точности построений.
Пример определения значений технологических параметров изготовления цементогрунтовых свай по номограммам:
1) Исходные данные: W = 14%;
; ; ; Ц = 20%; d = 0,7 м; L = 12 м; В/Ц = 0,6.2) Исходные данные: W = 14%;
; ; ; Ц = 20%; П = 30%; d = 0,7 м; L = 8 м.в) количество воды в этом случае следует определять расчетным методом.
![]() Схема устройства ленточных грунтобетонных фундаментов:
1 - базовая машина МТ3-50; 2 - ПРМС-1; 3 - емкость для воды;
4 - емкость для цемента; 5 - шланги
производства работ по изготовлению цементогрунтовых свай
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://internet-law.ru/documents/prod/zhurnal_forma/1/rekom_47827.html
На правах рекламы:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||