Технологии погружения металлического шпунта вблизи существующих зданий с обеспечением их безопасности и недопущения неравномерных осадок их фундаментов (стр. 1 из 5)

Реферат на тему

«Технологии погружения металлического шпунта вблизи существующих зданий с обеспечением их безопасности и недопущения

неравномерных осадок их фундаментов»

Содержание

Введение

1. Вибромолоты и вибропогружатели для погружения в грунт металлического шпунта

2. Вибраторы для погружения в грунт металлического шпунта

3. Сравнение вариантов погружения

4. Особенности погружения вблизи существующих зданий

Литература

Введение

При возведении зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки возникает целый ряд факторов, соблюдение которых обеспечивает качество и долговечность не только непосредственно возводимых объектов, но и окружающих их сооружений:

· необходимость обеспечения поддержания эксплуатационных свойств объектов, расположенных в непосредственной близости от пятна застройки;

· невозможность расположения на строительной площадки полного комплекса бытовых и инженерных сооружений, машин и механизмов;

· разработка технических и технологических мероприятий, направленных на защиту экологической среды объекта и существующей застройки.

Особенность перечисленных выше факторов заключается в том, что для многих из них на сегодняшний день отсутствует нормативная база, комплексно рассматривающая их в привязке к процессам возведения зданий.

Возникающие в первые же дни строительства проблемы, связанные с образованием трещин на стенах, могут повлечь за собой не только финансовые потери, но и привести к закрытию строительства. Такие же последствия могут возникнуть и от невозможности обеспечения инженерных и санитарных требований по обустройству строительной площадки.

Здания, расположенные в непосредственной близости от участка застройки, могут быть подвержены ряду воздействий, возникающих в процессе возведения нового здания. Это:

· отрывка в непосредственной близости от здания котлована под новое строительство;

· вибрация от расположенных в непосредственной близости строительных машин и механизмов.

Первая группа дефектов возникает от изменения статических характеристик оснований. Удаление грунта вблизи фундаментов зданий, оснований дорог и других существующих сооружений приводит к изменению силового поля вокруг них, поэтому создание конструктивного баланса позволяет компенсировать возникающие воздействия. Вторая группа дефектов является следствием динамических воздействий работающих строительных машин и механизмов. Их снижения до допустимых уровней достигают реализацией специальных инженерных мероприятий.

До начала земляных работ необходимо осуществить укрепление оснований и фундаментов существующих сооружений и городской инфраструктуры, расположенных в непосредственной близости от строительной площадки. Укрепление конструкций оснований и фундаментов должно обеспечить статическое равновесие здания на период отрытого котлована до возведения несущих конструкций подземной части нового здания.

Мероприятия по укреплению оснований и фундаментов подразделяются в зависимости от воздействия на несущий каркас и прилегающие основания на постоянные и временные. К постоянным относятся те решения, при реализации которых усиление конструкции становится неотъемлемой частью возводимого сооружения.

До начала земляных работ по всему периметру котлована устраивают шпунтовое ограждение (рис. 1). Цель шпунтового ограждения – воспрепятствовать сползанию и обрушению грунтовых массивов, находящихся за пределами строительной площадки. В качестве несущих элементов шпунтового ограждения используют металлические трубы или сортаментные прокатные балки – швеллеры или двутавры. Расчетом устанавливают расстояние металлическими элементами и их характеристики: для труб – это длина, диаметр, толщина стенки; для балок – длина и номер их сортамента.

По окончанию возведения подземной части здания шпунтовое ограждение, как правило, извлекают из грунта, его можно использовать повторно.

Рис. 1. План металлического шпунтового ограждения котлована:

1 – труба; 2 – деревянное ограждение; 3 – балка; 4 – распорки; 5 – раскосы

1. Вибромолоты и вибропогружатели для погружения в грунт металлического шпунта

Клиновый наголовник для шпунта (рис. 2) является одним из первых решений быстродействующего узла соединения вибропогружателя и погружаемого элемента. Наголовник такого типа был разработан Д.Д. Барканом и В.Н. Тупиковым в 1949 г., а затем усовершенствован О.А. Савиновым и А.Я. Лускиным. Эта конструкция оказалась весьма удачной и до сего времени широко используется при производстве шпунтовых работ по вибрационной технологии с помощью высокочастотных, относительно легких вибропогружателей. К недостаткам клинового наголовника этого вида следует отнести необходимость устройства выреза в шпунтине, а также самопроизвольное ослабление соединения при вибрировании и возможность возникновения нежелательных ударов на контакте клин – шпунт или вибровозбудитель – шпунт [1].

Рис. 2. Конструктивные решения наголовников с фиксирующими деталями, перемещающими в поперечной плоскости сквозь прорези в погружаемом (извлекаемом) элементе или образующими в нем углубления

а – клиновый наголовник для шпунта; б – гидравлический наголовник для шпунта, стальных труб и оболочек; в-клиновый наголовник виброгрейфера продольно-вращательного действия (на схеме клиновые пары условно показаны развернутыми на 90⁰)

Наголовник для шпунта, разработанный в ЦНИИСе [11] и изображенный на рис. 2, б, снабжен парой пуансон – матрица с гидроприводом. Шпунт зажимается при местном деформировании его стенки. Это надежная система захвата, однако в конструкции наголовника необходимо иметь прочную плиту и щеки, способные воспринимать реактивные усилия от деформирования стенки шпунта.

По виду динамического воздействия на погружаемый (извлекаемый) элемент вибрационные машины разделяются на вибропогружатели, ударно-вибрационные погружатели-вибромолоты, а также комбинированные, в которых могут реализовываться как вибрационные, так и ударно-вибрационные режимы или их сочетания.

Рис. 3. Конструктивные схемы основных типов вибромолотов для свайных и буровых работ

а – свободный беспружинный вибромолот; б – пружинный вибромолот с ударами, направленными вниз; в-то же, направленными вверх

Ударно-вибрационные машины ВНИИстройдормаша и ЦНИИСа для погружения и извлечения шпунта (табл. 1) являются пружинными вибромолотами. Вибромолот В1–601 и его модификации выполнены свободными пружинными по схеме рис. 4, а. В основе остальных вибромолотов этих организаций лежат схемы рис. 3, б или 3, в, требующие жесткого скрепления вибромолота со шпунтом, которое осуществляется у СП-58 клиновым наголовником, а у МШ-2М – гидравлическим, устроенным по схеме рис. 2, б.

Пружинные вибромолоты, устроенные по схеме 3, б [12], а также вибромоты для ударно-вибрационного извлечения из грунта шпунта и труб (схема рис. 3, в) создают с частотой колебаний от 16 Гц и более как трансмиссионного, так и бестрансмиссионного типов с наголовниками, обеспечивающими в основном жесткое крепление рамы вибромолота к погружаемому элементу.

Рис. 4. Конструктивные схемы свободных пружинных вибромолотов

а – свободный пружинный вибромолот без регулирования натяжения пружин во время его работы; свободные пружинные вибромолоты с регулированием режима их работы изменением натяжения пружин статической нагрузкой; б – сила пригруза приложена к вибровозбудителю и передается погружаемому элементу в течение времени удара; в-сила пригруза приложена к вибровозбудителю и передается погружаемому элементу первоначально только в течение времени удара, а на заключительной стадии погружения – дополнительно к этому в виде постоянно действующей вдавливающей силы; г – сила пригруза постоянно приложена к погружаемому элементу и вибровозбудителю, по мере заглубления элемента имеется возможность увеличения силы его вдавливания с одновременным уменьшением пригруза вибровозбудителя и увеличение его ударной скорости

Вибропогружатели ВПП-2А и его модификации решены по схеме рис. 5, в с подрессоренной пригрузкой, виброустановка ВШ-1 является вибромашиной комбинированного действия и может работать в вибрационном и в различных ударно-вибрационных режимах (одноударном и двухударном, как при забивке шпунта, так при его выдергивании) [13]. Эти вибромашины комплектуются наголовниками, выполненными по схемам рис. 2, а или рис. 2, б.

Широкое внедрение вибрационной техники и технологии в фундаментостроении было осуществлено в 50-х – 70-х гг. прошлого века. Это явилось следствием усилий, в основном, отечественных ученых и инженеров, разработавших на основе теоретических и экспериментальных исследований соответствующие вибротехнические средства и обосновавших рациональную область применения и высокую эффективность вибрационного метода.

Необходимость генерирования минимального уровня колебаний при использовании вибрационного метода в фундаментостроении заставляет предъявлять жесткие требования к вибрационной технике и технологии производства работ. Наиболее ярким примером этого являются вибрационная техника и технология погружения (извлечения) металлического шпунта.