CC BY
475
A.G. Malinin, D.A. Malinin
RESEARCH OF CONTACT STRENGTH BETWEEN REINFORCING ELEMENT AND CEMENT STONE
The results of experimental works concerning using of different types of hollow metal reinforcing bar during construction of self-drilling ground anchors and micro piles are given in this article. Test results show that adhesion of metal with cement exceeds adhesion of pile with ground.
Key words: Atlant ground anchor, Titan ground anchor, micro piles, adhesion, contact strength, smooth bar, bar with rolled screw thread, reinforcing.
Получено 20.04.11
УДК 691.54
А.Г. Малинин, канд. техн. наук, техн. дир., (3422) 19-61-03, [email protected].
А.А. Жемчугов, асп., рук. отд. геотехн. расчетов, 89129814542, [email protected],
И.Л. Гладков, асп., рук. проект. отд., 89129899490, [email protected] (Россия, Пермь, ООО «СК «ИнжПроектСтрой»)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОЦЕМЕНТА В ХОДЕ НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Приведены результаты экспериментальных исследований прочностных и деформационных характеристик грунтоцемента в зависимости от параметров струйной геотехнологии. Выполнена серия экспериментальных работ по устройству грунтоцементных колонн в песчаном грунте. Получены зависимости значения модуля деформации, а также прочности грунтоцемента при сжатии и растяжении.
Ключевые слова: струйная цементация, грунтоцементная колонна, прочность грунтоцемента, модуль деформации грунтоцемента, лабораторные исследования.
Технология струйной цементации грунтов получила широкое распространение при решении сложных задач в области подземного строительства. Несмотря на большое количество выполненных объектов с использованием технологии струйной цементации, в настоящее время не существует нормативной базы по проектированию подземных конструкций с использованием струйной технологии.
При проектировании ограждений котлованов, находящихся вблизи существующей застройки, необходимо использовать расчетные методики, учитывающие деформационные свойства грунтоцемента, а также прочность при сжатии и растяжении [1]. Данные характеристики определяют податливость и геометрическую изменяемость конструкции, что, в итоге, позволяет более точно оценить влияние строящегося котлована на прилегающие здания и сооружения.
При решении задач усиления оснований плитных фундаментов часто используют схему армирования грунтового массива грунтоцементными колоннами [2]. Расчет осадок фундаментов ведется по методике приведенного модуля деформации массива. В данном случае выбор схемы укрепления (длина и шаг колонн) зависит от прочностных и деформационных параметров грунтоцементных колонн.
В технической литературе часто встречаются результаты измерений диаметров колонн и определения физико-механических характеристик грунтоцементных колонн на различных реальных объектах строительства [3]. При этом построение каких-либо экспериментальных зависимостей представляется очень сложной задачей, т. к. результаты измерений имеют разрозненный характер. Как показывает опыт, в одном и том же грунтовом массиве можно получить результаты измерений, находящиеся в широком диапазоне. Для получения параметров конструкции с необходимыми проектными характеристиками рекомендуется перед началом производства работ выполнить опытный участок и выбрать правильный технологический режим.
В настоящей работе приведены некоторые результаты опытных работ, полученных на одном из объектов в г. Перми. В рамках серии экспериментов в пределах строительной площадки было устроено поле грунтоцементных колонн (рис.1). Целью опытных работ являлся выбор оптимального технологического режима для устройства ограждающей конструкции.
Рис. 1. Опытная площадка
Грунт на строительной площадке был представлен однородным массивом, состоящим из мелкого плотного песка (§=17,8 кН/м , с=7 кПа, ф=27°). При устройстве опытных колонн изменяли основные технологические параметры: давление нагнетания и скорость подъема монитора (таблица). По окончании выполнения работ были произведены откопка и замер диаметров грунтоцементных колонн. Диаметр колонн варьировался от 400 до 840 мм [4].
Технологические параметрыустройства грунтоцементных колонн
№ колонны Давление нагнетания, атм Водоцементное отношение, В:Ц Расход цемента, кг/м Время подъема, с/м Средний диаметр колонны, мм
1 100 0,8 140 130 410
2 200 0,8 190 130 515
3 300 0,8 240 130 615
4 400 0,8 270 130 725
5 500 0,8 305 130 780
6 100 115 135 400
7 200 165 135 565
8 300 200 135 665
9 400 235 135 745
10 500 260 135 795
11 200 0,9 185 135 605
13 400 0,9 230 135 695
14 500 0,9 230 135 755
17 200 1,0 175 135 550
18 300 1,0 215 135 660
19 400 1,0 250 135 745
20 500 1,0 280 135 790
23 400 0,8 260 125 730
24 400 0,8 315 150 775
25 400 0,8 420 200 840
Для определения физико-механических свойств грунтоцемента из колонн были отобраны керны. В ходе лабораторных работ были изготовлены образцы цилиндрической формы для испытания образцов сжимающей нагрузкой с целью построения графической зависимости «напряжения - деформации» (рис. 2).
Предел прочности при растяжении определяли методом раскалывания шариковым индентером цилиндрических образцов с отношением высоты образца к его диаметру 0,1...0,25 (рис. 3). По результатам лабораторных исследований были построены графики зависимостей пределов прочности на одноосное сжатие, растяжение и модуля деформации от расхода цемента на 1 м укрепленного грунта (рис. 4 - 5).
Анализируя рис. 4 можно сделать вывод, что при увеличении расхода цемента наблюдается рост значения предела прочности, стремящегося к асимптотическому значению, равному 22 МПа. По результатам лабораторных испытаний прочность грунтоцемента на растяжение составляет
5.10 % от прочности на сжатие. На рис. 5 модуль деформации изменяется линейно от 1000 до 4000 МПа.
cd
С
S
W
К
Й
*
о
W
S
к
П
Он
С
cd
X
16
12
8
0
в -
:$0Г
/ . -Д
.Jr'
0
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010
Относительная деформация
Рис. 2. Диаграммы cr-s
Рис. 3. Предел прочности: а - определение прочности на сжатие, б - определение прочности нарастяжение
Рис. 4. Зависимость прочности грунтоцемента на одноосное сжатие от расхода цемента на 1 м3 укрепленного грунта
Рис. 5. Зависимость модуля деформации грунтоцемента от расхода
3
цемента на 1 м укрепленного грунта
При устройстве грунтоцементных колонн в песчаных грунтах оптимальным диапазоном расхода цемента является 650.750 кг/м . Дальнейшее увеличение прочности с увеличением расхода цемента не наблюдается. При этом модуль деформации грунтоцемента составит 2200 МПа.
В процессе выполнения расчетов и проектирования правильное назначение таких характеристик, как прочность и модуль деформации грунтоцемента, позволяет наиболее оптимально подобрать конструкцию, шаг колонн, их длину и диаметр.
Список литературы
1. Малинин А.Г., Чернопазов С.А., Жемчугов A.A. Методы расчета предельного изгибающего момента в грунтобетонной свае при упругом и
жесткопластическом сопротивлении изгибу // Промышленное и гражданское строительство. № 8. 2008. С. 41.
2. Тер-Мартиросян З.Г., Струнин П.В. Усиление слабых грунтов в основании фундаментных плит с использованием технологии Jet-grouting // Вестник МГСУ. № 4. 2010. С. 310.
3. Малинин А.Г. Струйная цементация грунтов. Пермь: Пресстайм, 2007. 168 с.
4. Малинин А.Г., Гладков И.Л., Малинин Д.А. Экспериментальные исследования параметров струйной технологии в различных грунтовых условиях геотехнические проблемы мегаполисов: тр междунар. конф. по геотехнике. Москва, 7-10 дек. 2010. Т 5.
A. G. Malinin, I.L. Gladkov, A.A. Zhemchugov DEFINING OF PHYSICAL AND MECHANICAL CHARACTERISTICS OF SOIL-CONCRETE IN THE COURSE OFIN-SITU TESTING
The results of experimental research of soil-concrete strength and deformation characteristics depending on jet-grouting parameters are described. Some experimental works of jet column construction in sandy ground are carried out. Dependences of deformation modulus, compression strength and tension strength.
Key words: pile, foundation, parameter, drilling, grouting, pressure.
Получено 20.04.11
УДК 624.19:621.876.32
B.A. Маслак, ген. директор, (812) 316-20-22, [email protected],
К.П. Безродный, зам. ген. директора, д-р техн. наук, (812) 312-78-11, [email protected],
М.О. Лебедев, зав. лаб., канд. техн. наук, (812) 702-61-95, [email protected],
(Россия, Санкт-Петербург, ОАО «НИПИИ «Ленметрогипротранс»)
СТРОИТЕЛЬСТВО ЭСКАЛАТОРНЫХ ТОННЕЛЕЙ В СЛАБЫХ ГРУНТАХ ЩИТОВЫМ СПОСОБОМ
Приведены результаты геотехнического мониторинга при строительстве эскалаторных тоннелей в Санкт-Петербурге при помощи тоннелепроходческого механизированного комплекса. Впервые в рассматриваемых условиях получены закономерности деформирования массива от контура тоннеля до дневной поверхности в пределах всей толщи массива.
Ключевые слова: наклонный тоннель, грунты, мониторинг, деформации, обделка, напряжения.
В апреле 2011 года закончена проходка эскалаторного тоннеля станции «Адмиралтейская». Расположение станции в центре Санкт-Петербурга в условиях плотной городской застройки стало ключевым мо-
