CC BY
32
УДК 624.131.524
В. М. КОНОВАЛ, М. В. ШЕЛЕГОН, Д. В. ГРЕЦЬКИЙ (ЧДТУ)
удосконалення конструктивних та технолог1чних особливостей пальових фундамент1в у просадочних
Грунтах ii типу
Вiдмiчаeться про низьку довговiчнiсть антифрикцiйного шару пальових фундаментiв у просадочних грунтах II типу шд впливом негативно! ди навколишнього грунту. Експериментально доведено застосування шару з гiдрофобiзованого грунту навколо фундаменту в якостi захисного екрану ввд негативних чинникiв.
Отмечается низкая долговечность антифрикционного слоя свайных фундаментов в просадочных грунтах II типа под влиянием негативного действия окружающего грунта. Экспериментально доказано использование слоя из гиброфобизованного грунта вокруг фундамента в качестве защитного экрана от негативных факторов.
The low longevity of antifriction layer of pile foundations in slumping grounds of the IInd type under the negative influence of the surrounding soil is discussed in the paper. The possibility of using the layer of water repellent soil around the basement as protective screen against negative factors is experimentally proved.
По рiвню особливо негативно! i тривало! дп на еколопчний стан тдземного простору наших укра!нських мiст-«мiльйонерiв» слщ вид> лити вплив каналiзацiйно-побутових мереж. В даний час стан каналiзацiйних та водопровщ-них мереж в наших укра!нських мютах не мож-на визнати задовшьним: велика довжина вули-чних мереж вимагае повно! замши, також мереж! функщонують з постшними аварiями. Притому водоканал визнае, що з мюько! мереж! каналiзацi! - 60 % мереж течуть. Притому, що мiжнародна норма втрат води з водопроводiв складае 6.. .14 %, канатзацшних стокiв - 20 % . Тобто у будь-якому випадку е реальний контакт витоюв господарських мереж наших мiст з навколишшми грунтами та з конструкщями, що заглибленi в них.
При влаштуванш пальових фундаментiв в просадочних грунтах з прорiзкою просадочно! товщi та заглибленням вiстря палi у тдстилаю-чий непросадочний шар, для зниження негативного тертя по тшу палi, що дiе у просадочному шарi та пiдвищення несучо! здатносп пальово-го фундаменту, застосовують антифрикцшш покриття (полiетилен, картон, пластик, б^ум, пластична нетвердiюча змазка, мiнеральнi за-сипки пазух тощо). Але антифрикцшш покриття створюються у вищезгаданому випадку тшь-ки з критерда «поверхнi ковзання», не береться до уваги стшюсть та довговiчнiсть покриття по вщношенню до перелiчених негативних чинни-кiв з метою шдвищення !х строку служби та тим самим захисту вщ несприятливих бюкоро-зiйних умов тiла пальового фундаменту.
Зпдно описано! постановки проблеми вини-кае проблема захисту конструкцiй, що заглиб-ленi у грунтовий проспр, з метою захисту вiд
несприятливо! дi! агресивного грунтового простору.
Одним з можливих методiв сумюного р> шення цих задач е утворення захисного екрану з мюцевого лесового гiдрофобiзованого грунту (ГФГ). Пщ термiном «гiдрофобiзованi» маеться на увазi грунти, обробленi в'яжучими продуктами (наприклад, рщкими бiтумами) i таю, що мають пiдвищену водостiйкiсть, водонепрони-кнiсть, низьку корозiйну активнiсть i газопро-никнiсть.
Згiдно досвiду аеродромного та трубопроводного будiвництва, найважлившими з влас-тивостей ГФГ е: розрахунковий ошр стиснен-ню; водонасичення; набухання; час розмочу-вання; зчеплення; кут внутршнього тертя; кое-фщент фiльтрацi!; коефiцiент водостiйкостi; газопроникнiсть.
Був розроблений состав в'яжучого [1]. Кре-к!нг-залишок, легкий газойль, спов№неного кок-сування змiшують з кубовим залишком ректифша-цп синтетичних жирних кислот при нагрiваннi до 150.200 °С з подальшим додаванням нижнього шару прудкового кислого гудрону.
Вiдомо, що лесовi грунти iз-за значних зв'язкiв з мiкрочастинками неможливо якiсно перемiшувати з органiчним в'яжучим. Тому, зпдно лтературних даних, для закршлення i гiдрофобiзацi! рекомендуеться використовувати грунтово-пщаш сумiшi. З цiею метою були до-слiдженi рiзнi пропорцл лесового грунту та шс-ку. Максимальна мщшсть була у сумiшi 30/70 -лесовий грунт/пiсок. Така пропорщя сумiшi в подальшому дослщжувалась як грунт для пд-рофобiзацi!. Були проведенi лабораторнi досл> дження фiзико-механiчних властивостей грунту, що закршлеш i гiдрофобiзованi органiчним
в'яжучим. Згщно усiх проведених дослiдiв, при застосуванш технологи ГФГ корозiйна актив-нiсть знижуеться в 2.. .10 раз, газопроникшсть -в 10 _100 раз, набухання та водонасичення -у 2 рази, водостшюсть - в 2.. .3 рази, мiцнiсть -у 2.10 раз. З цих дослав отримали оптималь-не значення додавання в'яжучого - 9.6 %.
В нормах [2-6] та шших рекомендащях що-до вторинного захисту залiзобетонних та бе-тонних конструкцш плiвковими iзоляцiйними матерiалами немае шяких вимог, щодо забезпе-чення довговiчностi антифрикцiйного покриття пальового фундаменту на протязi часу, також немае шякого кiлькiсного та якiсного моделю-вання стану руйнування покриття в реальних грунтових умовах.
СНиП [2] дозволяе лише вибрати засоби захисту залежно вщ ступеня агресивностi.
Для подальшого розгляду оцiнки впливу ГФГ на довговiчнiсть, якiсть та суцшьшсть ма-терiалу антифрикцiйного покриття пальового фундаменту скористаемось досвщом та специ-фiкою норм [7], де за критерш старiння та руйнування антикорозшно! iзоляцil (на основi в'яжучих - полiмеру та бiтуму) пропонуеться вважати зменшення показника перехiдного опору iзоляцiйного матерiалу на межi «навко-лишнiй грунт - конструкщя».
Як вщомо, перехiдним електричним опором захисного iзоляцiйного покриття називаеться електроопiр одинищ площi покриття в ланцюзi «конструкщя - покриття - навколишнiй грунт» з властивютю електропровiдностi (одиниця ви-мiрювання - Ом-м2). Це показник комплексно! штегрально! оцiнки стану iзоляцiйних покрит-тiв, прогнозуванням якого можна визначати залишковий ресурс iзоляцil [7].
Так, за мету антифрикцшного захисного покриття для пальових фундамешгв у проса-дочних грунтах II типу при наявносп прошар-ку ГФГ покладено збереження суцiльностi ма-терiалу, протидiю появi мiкротрiщин та змен-шенню вимивання та випоивання пластифша-торiв з тiла матерiалу, тобто працювати як покриття з властивютю iзоляцil та антифрикци. Ц принципи довговiчностi антифрикцiйного матерiалу фундамешгв у просадочних грунтах е аналопчними з принципами, що покладенi для iзоляцiйних матерiалiв трубопроводiв у несприятливих умовах роботи (мехашчний та фiзико-хiмiчний вплив навколишнього грунтового масиву) [7]. Тодi для розглядання оцшки довговiчностi матерiалу антифрикцiйного шару пропонуеться прийняти, що тiло пальового фундаменту е матерiалом з властивостями елект-ропровiдностi, та таким, що обгорнено шаром iзоляцil. Таким чином, в процес старiння iзо-
ляци, И дiелектричнi властивостi зменшуються. При цьому приймемо, що повне вироблення ресурсу покриття досягаеться, при зниженнi перехщного опору Яп = 105 Ом-м2 до гранично допустимого значення 103 Ом-м2.
В результат проведення математичного мо-делювання вперше одержана залежнють пере-хiдного опору iзоляцil вщ ступеня И пошко-дження. Встановлено, що пошкодження iзоляцil в межах до 0.2 % приводить до втрати И захис-них властивостей бшьш шж в 5 разiв. Показано, що нерацiонально використовувати коштовну iзоляцiю з високим значенням перехщного опору, набагато бшьше значення для iзоляцiй-них покриттiв мае !х стiйкiсть до механiчних пошкоджень пiд час експлуатаци, так i шд час занурення у свердловину. Побудовою матема-тично! моделi змiни перехщного опору iзоля-цiйних покриттiв показано, що наявнють на-вколо пальового фундаменту шару з ГФГ зб> льшуе працездатнiсть iзоляцiйних покриттiв в 2 рази при наявносп цшсносп матерiалу.
Згiдно експериментальних дослiджень встановлено, що наявшсть навколо пальового фундаменту прошарку з ГФГ збшьшуе термш слу-жби iзоляцiйних (антифрикцiйних) покриттiв в середньому на 40 %, забезпечуючи при цьому високу економiчну ефективнiсть.
Щодо влаштування пальових фундамешгв з прошарком ГФГ були розробленi технологи, за результатом яких були поданi заявки до Укрпа-тенту [8].
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Патент на корисну модель Укра1ни № 20040, С10С 3/00, 15.01.2007.
2. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии // Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 46 с.
3. Пособие по проектированию защиты от коррозии бетонных и железобетонных строительных конструкций (к СНИП 2.03.11-85). М.: Стройи-здат, 1989. - 175 с.
4. Строительные конструкции и защита от коррозии. - Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1980. - 159 с.
5. Москвин В. М. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты / В. М. Москвин, Ю. А. Савина. - М.: Стройиздат, 1984. - 74 с.
6. Рекомендации по антикоррозионной защите подземных железобетонных конструкций. - М.: НИИЖБ, 1982. - 13 с.
7. ГОСТ Р 51164-98. Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии. - М.: Госстандарт России, 1999.
8. Патент на корисну модель Укра1ни № 25402, Б02Б 27/12, 16.06.2007.
Надшшла до редколеги 22.10.2007.
