1462

Насыпи из легко выветривающихся размягчаемых пород (аргиллитов и алевролитов) устраивают с учетом следующих особенностей:

–максимальная фракция грунта, используемого для сооружения насыпи, не должна превышать 2/3 толщины уплотняемого слоя;

–крупнообломочные грунты следует уплотнять при влажности мел-

козема не выше оптимальной Wопт, а при содержании мелкозема менее 30 % его влажность должна быть близка к значению 1,3Wопт. Грунты, уплотненные при влажности мелкозема ниже этих значений (твердая консистенция), склонны к проявлению просадочных деформаций;

–вследствие невозможности измерения степени уплотнения методом режущего кольца и методом лунок степень уплотнения крупнообломочных грунтов следует определять замером осадки отсыпаемого слоя;

–для определения осадки слоя на поверхности отсыпанной полосы грунта устанавливаются контрольные осадочные марки (рис. 2) по оси земляного полотна и на расстоянии 1,5 от бровки, а при ширине более 20 м – также в промежутках между ними.

Рис. 2. Осадочная марка: 1 – сталь Ст.3 80*80*10; 2 – стержень Ст.3 О22, I = 100; 3 – электросварка

С помощью геодезических приборов (нивелир, тахеометр) фиксируются их высотные отметки. Осадочные марки допускается заменить точками с координатами, определяемыми электронными тахеометрами;

– для составления акта пробного уплотнения одновременно с замерами осадок фиксированных точек учитывается количество проходов катка по одному следу;

321

–требуемый объем мелкозема предусматривается в технологии разработки резерва крупнообломочного грунта;

–режим работы (число проходов, скорость, амплитуда и частота вибрации, толщина отсыпаемого слоя) уплотняющих средств уточняется на основе пробного уплотнения;

–при необходимости достижения оптимальной влажности мелкозема производят его увлажнение водой в отсыпанном слое. При отрицательной температуре наружного воздуха увлажнение выполняют раствором хлористых солей в количестве 0,3–0,5 мас. % мелкозема;

–уплотнение считается оконченным при отсутствии изменения осадок марок или фиксированных точках (координат).

Список литературы

1.Татьянников Д.А., Клевеко В.И., Пономарев А.Б. Анализ работы армированного песчаного основания на основе штамповых модельных испытаний // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Урбанистика. – Пермь, 2012. – № 4(8). –

С. 92–102.

2.Пономарев А.Б., Захаров А.В., Сурсанов Д.Н. К вопросу использования верхнепермских отложений в качестве грунтовых оснований // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Урбанистика. – Пермь, 2011. – № 1. – С. 74–80.

3.Сазонова С.А., Пономарев А.Б. О необходимости комплексного изучения свойств техногенных грунтов и использования их в качестве оснований зданий // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2013. – № 2. – С. 98–106.

Об авторах

Балуев Игорь Борисович (Пермь, Россия) – первый заместитель генерального директора, Открытое акционерное общество «Пермдорст-

рой» (614002, г. Пермь, ул. Рабочая, 7; е-mail: Baluev-IB@pds.u-con.su).

Кошелев Николай Васильевич – главный инженер проекта, за-

служенный строитель РФ, почетный дорожник РФ, Открытое акционерное общество «Пермдорстрой» (614002, г. Пермь ул. Рабочая, 7;

е-mail: Koshelev-NV@pds.u-con.su).

322

УДК 625.745.22

СТРОИТЕЛЬСТВО МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГОФРИРОВАННЫХ ТРУБ В УСЛОВИЯХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

И.Б. Балуев, А.Н. Татьянников

Открытое акционерное общество «Пермдорстрой», Пермь, Россия

Изложена технология строительства оснований металлических гофрированных труб в условиях вечной мерзлоты с использованием теплоизолирующих материалов и геомембран. Применена в ОАО «Пермдорстрой» в 2012–2013 гг. при строительстве водопропускных труб на федеральной автодороге «Вилюй» в Республике Саха (Якутия).

Ключевые слова: вечная мерзлота, основание трубы, геомембрана.

В настоящее время во многих районах страны ведется широкое строительство железных и автомобильных дорог. Особое место занимает развитие дорожной сети в восточных регионах страны [1], связанное с освоением новых месторождений природных ресурсов. Значительное количество автомобильных дорог строится в малообжитых районах со сложным рельефом и суровым климатом, в том числе в зоне вечной мерзлоты. Здесь важнейшими вопросами являются снижение затрат и повышение эксплуатационной надежности сооружений. Один из наиболее распространенных видов искусственных сооружений на дорогах – водопропускные трубы. Постройка наиболее массовых в настоящее время конструкций из бетона и железобетона требует изготовления большого числа элементов разных типоразмеров с доставкой на значительные расстояния. Между тем сооружение труб из металлических гофрированных структур (МГС) значительно (в разы) снижает транспортные расходы, трудоемкость и, как следствие, стоимость и сроки строительства [2]. Металлические гофрированные трубы представляют собой гибкие безфундаментные конструкции. Основная особенность их – совместная работа с окружающим грунтом. Исходя из этого наряду с выполнением определенных требований по изготовлению и монтажу собственно металлической конструкции должно быть обеспечено высокое качество работ и применение передовых технологий при устройстве оснований и засыпке трубы. В районах вечной мерзлоты особое внимание должно быть уделено технологии работ по устройству

323

оснований [3]. В частности, нужно стремиться к тому, чтобы не нарушать естественное состояние мерзлых грунтов. В минимальной степени должны изменяться природные условия строительной площадки на расстоянии не меньше 20 м от трубы. Здесь надо максимально сохранить моховой и растительный покров, исключить любые срезки грунта, кроме предусмотренных проектом.

ОАО «Пермдорстрой» по проекту, разработанному ОАО «Иркутскгипродорнии», выполнило работы по строительству водопропускных труб на объекте «Строительство автомобильной дороги “Вилюй” от автомобильной дороги М-53 “Байкал” через Братск, Усть-Кут, Мирный до Якутска на 582–370 км 592+400 км (участок г. Вилюйск – р. Чебыда), республика Саха». Все работы выполнялись в условиях вечной мерзлоты. Для сохранения естественного состояния вечномерзлых грунтов основания разработка котлованов под трубы и оголовки начиналась только после выполнения подготовительных работ, обеспечивающих непрерывность всего комплекса работ по строительству сооружений. Для обеспечения сохранности вечномерзлых грунтов в основании труб в период эксплуатации было выполнено устройство теплоизолирующей прослойки из пенополистирольных плит толщиной 10 см. Теплоизолирующие плиты укладывались на песчаную подготовку вручную с креплением крайних рядов плит металлическими анкерами диаметром 8–10 мм, длиной 200–250 мм. Для предотвращения фильтрации воды в основании трубы подушки под оголовками и под телом трубы устраивались в оболочке из геомембраны толщиной 5 мм. Применение геомембраны позволяет исключить устройство цементогрунтовых, бетонных и металлических экранов. Под телом трубы геомембрана укладывалась непосредственно на теплоизолирующий слой из пенополистирольных плит, при этом раскрой полотен производился на строительной площадке, а сварка – непосредственно в котловане. Сварка полотен осуществлялась сварочным аппаратом ТН-501. Нахлест полотен геомембраны при сварке составлял не менее 10 см. При компоновке листов геомембраны необходимо учитывать запас полотна на полное закрытие обоймы из геомембраны. Уложенные и сваренные между собой листы геомембраны послойно засыпались гравийнопесчаной смесью с тщательным уплотнением виброплитой. Устройство основания выполнялось сразу на проектную отметку с устройством ложа под тело трубы. Ложе под трубу готовилось по шаблону, повторяющему очертание трубы. Спланированное и уплотненное основание тру-

324

3. Мащенко А.В., Пономарев А.Б. К вопросу использования армированных сезоннопромерзающих пучинистых грунтов в качестве оснований фундаментов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитекту-

ра. – 2012. – № 1. – С. 64–80.

Об авторах

Балуев Игорь Борисович (Пермь, Россия) – первый заместитель генерального директора, Открытое акционерное общество «Пермдорст-

рой» (614002, г. Пермь, ул. Рабочая, 7; е-mail: Baluev-IB@pds.u-con.su).

Татьянников Андрей Николаевич (Пермь, Россия) – главный технолог, Открытое акционерное общество «Пермдорстрой» (614002,

г. Пермь, ул. Рабочая, 7; е-mail: Tatyannikov-AN@pds.u-con.su).

326

УДК 69.058

ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ В ТРАНСПОРТНОМ И ГРАЖДАНСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Н.А. Богоявленский, А.Г. Кузнецов, В.А. Буторин, А.В. Коровина

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия

Посвящена современным методам контроля качества возведенных буронабивных свай. Рассмотрены неразрушающие методы контроля качества без нарушения целостности стволов свай.

Ключевые слова: буронабивная свая, контроль сплошности, межскважинный мониторинг, эхо-метод.

Известный факт, что от качества фундамента зависит качество сооружения в целом. На сегодняшний день одним из распространенных видов фундамента является фундамент на буронабивных сваях. В связи с этим происходит активное внедрение применения современного оборудования для контроля качества возведенных буронабивных свай.

Необходимым этапом производства работ при устройстве буронабивных свай является контроль их качества как на этапе бурения скважин, так и на этапе бетонирования. Но существует ряд факторов, благодаря которым такой контроль оказывается недостаточным:

–испытания, проводимые на бетонных кубиках размером 200×200×200, которые формируются из бетонной смеси, производимой для свай, не учитывают все особенности бетонирования сваи на месте, так как укладка бетонной смеси в скважину, ее уплотнение и условия твердения значительно отличаются от изготовления образцов;

–для определения несущей способности сваи проводят испытания статической нагрузкой по ГОСТ 5686–2012 «Методы полевых испытаний свай». Зачастую работы производятся для определенного количества свай, которые назначаются заранее к испытаниям, а рядовые сваи остаются без внимания, что приводит к глобальному отличию несущей способности проверяемых свай от основной части;

327

–из-за возможности нарушения однородности бетонной смеси, приостановки бетонирования сваи, использования некачественных материалов бетонной смеси и несоблюдения герметичности состыковки обсадных труб велика вероятность появления дефектов. Обычная система контроля не позволяет выявить дефекты такого типа, как нарушение сплошности тела свай;

–в большинстве организаций отсутствует специализированная лабораторная база. Этот факт означает то, что необходимый контроль над технологией не осуществляется в полной мере. Сметная документация не всегда содержит работы по проверке свай на сплошность.

При нарушении технологии несущая способность свай снижается

взначительной степени, следовательно, контроль сплошности очень важен. Существует две основных группы способов контроля качества изготовленных буронабивных свай: способы частично разрушающего действия и неразрушающие способы.

Неразрушающие способы имеют ряд преимуществ:

–получение данных в короткие сроки прямо на строительной площадке;

–возможность проверки до 100 свай в день;

–диагностика свай может осуществляться одним человеком;

–выявление дефектов разного характера;

–испытания можно проводить при любых температурных и погодных условиях;

–целостность сваи после испытания сохраняется;

–значительное уменьшение стоимости проведения испытаний.

Сегодня широко распространены ультразвуковые методы, а именно метод межскважинного мониторинга и эхо-метод [1].

Первый метод может выполняться только при наличии специального оборудования, в комплект которого входит: блок регистрации и сбора данных измерений, ультразвуковые датчики (источник и приемник), роликовые датчики положения преобразователей в каналах, кабель, специальное программное обеспечение. Метод заключается в пропуске через всю длину сваи ультразвукового преобразователя через специальные металлические или пластиковые трубки. Трубки с закрытыми торцами заранее устанавливают внутри арматурного каркаса. Количество трубок назначается в зависимости от диаметра сваи и обычно составляет не меньше 2–3 труб на сваю. Трубки устанавливают параллельно друг другу. Для достижения акустического контакта в них зали-

328

вают воду. Для полного выявления дефектов бетона необходимо соблюдать требования к расположению трубок по периметру сваи, а также учитывать их число и материал, из которого они выполнены.

При проведении испытаний ультразвуковые преобразователи подключают к кабелям, предварительно пропустив их через энкодеры (роликовые датчики положения преобразователей в каналах), и к электронному блоку. Затем по трубкам преобразователи опускают на дно, разматывая кабель с бобин.

Включив прибор, начинают одновременно медленно вытягивать преобразователи вверх (рис. 1).

Преобразователи должны двигаться синхронно и на одном уровне. Если на пути волн присутствует дефект, то скорость прохождения ультразвукового импульса уменьшается и изменяется форма принимаемого сигнала, что и отображается на мониторе (рис. 2). Энкодеры, подключенные к электронному блоку, дополнительно замеряют длину сваи.

Для 1-го метода возможно использование следующих приборов: «ПУЛЬСАР-2.2», версия «ДБС», комплект оборудования ультразвукового контроля сплошности компании Pile Dynamics (США)1.

1 Технический отчет по ультразвуковой диагностике буронабивных свай фундамента опоры № 1 на объекте «Железнодорожный мост через р. Бабка в промышленной зоне ООО “Ергач”».

329

Суть 2-го метода – распространение звуковых волн в твердом теле за счет передачи серии ударных импульсов специальным молотком. Далее происходит оцифровка и анализ отраженных волн акселерометром прибора. Результатом вышеизложенных действий является вывод информации (рефлектограммы) о длине и сплошности тела сваи

(рис. 3).

Визуализация дефектов и длина сваи предоставляются в метрической системе координат.

Испытание такого рода позволяет выявить дефекты в теле сваи и осуществить анализ сплошности. Программное обеспечение оборудования позволяет предоставить изображение тела ствола буронабивной сваи сразу на месте производства работ [2].

Реализация контроля сплошности может выполняться даже в том случае, если проведение испытания не было предусмотрено заранее проектной документацией, без дополнительных затрат.

Для 2-го метода возможно использование приборов «СПЕКТР-2» и «СПЕКТР-3», предназначенных для виброакустической диагностики железобетонных и буронабивных свай, набивных бетонных труб в соответствии со стандартом ASTM-D5882–07.

Сваи с дефектами оцениваются заказчиком и главным инженером. После этого организуют мероприятия по их устранению. Вид мероприятия зависит от типа и расположения дефекта, например при обнаружении пустот может быть применена струйная цементация. Если свая имеет неисправимые дефекты, сильно влияющие на ее несущую способность, то организуют мероприятия по ее выбуриванию и бетонированию вновь либо устраивают дополнительные сваи. Эти мероприятия дорогостоящие и требуют дополнительных проектных затрат.

Сегодня российским инженерам стоит задуматься над составлением своей технической документации по оценке дефектов свай, обнаруженных ультразвуковыми методами.

После контроля сплошности грунт под сваями испытывают статическими вдавливающими, выдергивающими и горизонтальными нагрузками по ГОСТ 5686–2012 «Методы полевых испытаний свай». Ис-

330