Секция 13 Строительные технологии

═══

влияние эксцентриситета приложения нагрузки на несущую способность фундаментов конической формы при действии внецентренной наклонной нагрузки

Дао Чонг Тыонг, В.В. Леденев

Кафедра «Конструкции зданий и сооружений»

ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»

Рассматриваемые фундаменты имеют достаточно высокую удельную несущую способность , где F_u – величина разрушающей нагрузки, V - объем фундамента. Они могуть быть применены для зданий различного назначения и условий работы, например, для распорных систем. При забивке фундаментов конической формы вокруг них образуется уплотнения зона. В пределах неё грунт уплотняется, повышаются его механические характеристики, ликвидируются просадочные свойства. В общем случае на фундамент передаётся внецентренная наклонная сила F. Эксцентриситет силы e и угол её наклона к вертикали могут изменяться в широком интервале величин. В ряде случаев их можно использовать как регуляторы напряженно-деформированного состояния. Для уточнения методов расчёта конических фундаментов и их оснований во всем диапозоне изменения нагрузок, были проведены многочисленные эксперименты с моделями конических фундаментов.

В работе ставилась задача исследовать влияние эксцентриситета приложения нагрузки на несущую способность фундаментов конической формы при действии внецентренной наклонной нагрузки.

Эксперименты проводили в металлическом лотке размером 60x60x50см(рис.1). Нагрузку создавали рычагом с передаточным числом, равным пяти. Перемещения модели в уровне поверхности (s-осадку, u-горизонтальное смещение, i-крен) измеряли индикаторами ИЧ-10, прикрепленными к независимой металлической реперной системе.

Рис. 1. Схема опытной установки: 1- пространственный металлический лоток с песком; 2- металлический конус; 3-индикаторы ИЧ-10; 4-рычаг; 5-противовес; 6- грузы

Модели фундаментов - металлические конуса высотой 10 см с углом при вершине α : 60⁰, 45⁰, 30⁰(рис.2).

Рис. 2. Опытные модели фундаментов

Результаты экспериментов с конусами, забитыми в грунт, приведены на рис. 3,4,5 и табл.1.

Рис. 3. Графики зависимости разрушающей нагрузки от её относительного эксцентриситета e_o при α=60⁰ и δ(град.):1-0; 2-7,5; 3-15; 4-22,5

Рис. 4. Графики зависимости разрушающей нагрузки от её относительного эксцентриситета e_o при α=45⁰ и δ(град.):1-0; 2-7,5; 3-15; 4-22,5

Рис. 5. Графики зависимости разрушающей нагрузки от её относительного эксцентриситета e_o при α=30⁰ и δ(град.):1-0; 2-7,5; 3-15; 4-22,5

Зависимости величин разрушающих нагрузок от относительного эксцентриситета e_o представлены уравнениями вида (табл.1) :

F_u(e_o)=Ae_o² + Be_o² + C

Таблица 1

Функции зависимости разрушающей нагрузки от её относительного эксцентриситета e_o

α, град.	δ, град.	Fu(eo)=Aeo2 + Beo2 + C
30	0	Fu(eo)= -1,114eo2 + 1,135eo2
	7,5	Fu(eo)= -0,614eo2 – 0,310eo2 + 1,032
	15	Fu(eo)= -0,857eo2 - 0,171eo2 + 0,932
	22,5	Fu(eo)= -0,114eo2 - 0,407eo2 + 0,639
45	0	Fu(eo)= -1,4eo2 + 1,742eo2
	7,5	Fu(eo)= -0,9eo2 - 0,439eo2 + 1,564
	15	Fu(eo)= -0,857eo2 - 0,492eo2 + 1,296
	22,5	Fu(eo)= -0,428eo2 - 0,471eo2 + 1,017
60	0	Fu(eo)= -2,114eo2 + 2,671
	7,5	Fu(eo)= -1,614eo2 - 0,439eo2 + 2,332
	15	Fu(eo)= -1,528eo2 - 0,525eo2 + 1,967
	22,5	Fu(eo)= -0,828 eo2 - 0,557 eo2 + 1,525

Список литературы:

1. Алейников С.М. Метод граничных элементов в контактных задачах для упругих пространственно неоднородных оснований. – М.: Изд-во АСВ, 2000.-754с.

2. Алексеев В.М., Калугин П.И. Проектирование оснований и фундаментов сельскохозяйственных зданий и сооружений. - Воронеж: Изд. ВГУ, 1997. - 432с.

3. Леденев В.В. Основания и Фундаменты при сложных воздействиях.-Тамбов: изд. ТГТУ, 1995. - 400с.

4. Урманшина Н.Э. Новые проэктные решения свайных фундаментов тяжелых зданий и сооружений // Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения материалы: Международных академических чтений / Курск. гос. техн. ун-т. Курск,2005. с.261-267.

ТЕХНОЛОГИЯ ДОРОЖНОГО ЦЕМЕНТНОГО БЕТОНА С ДИСПЕРСНЫМ БИТУМОМ

А. С. Пыжов, С. Ю. Андронов, С.М. Евтеева (аспиранты)

Научный руководитель к.т.н. Н.А. Горнаев

ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

Одной из основных задач бетоноведения является обеспечение долговечности бетонных конструкций в различных условиях эксплуатации. Несмотря на большие успехи, достигнутые в области создания химически стойких цементов и морозостойких бетонов, наиболее эффективным способом защиты бетона следует признать его гидроизоляцию.

Гидроизоляция может быть выполнена путём поверхностной обработки бетона, осуществляемой методом его пропитки органическими составами, или при помощи придания всей массе цементобетона необходимых свойств, предотвращающих возможность проникновения в структуру материала агрессивной внешней среды.

Высокие эксплуатационные качества даёт пропитка бетона нефтяными битумами [1, 2]. Но большинство традиционных способов пропитки трудновыполнимо или вообще не приемлемо. Высокая вязкость битума затрудняет механизацию производства работ, что приводит к неоправданному увеличению затрат материалов и ручного труда [3]. Сами авторы признают, что пропитка в связи с большой стоимостью может найти применение лишь в исключительных случаях.

Объёмная гидроизоляция осуществляется путем введения в состав цементобетонной смеси добавок органических вяжущих. Это позволяет помимо водонепроницаемости и морозостойкости бетона улучшить показатели его трещиностойкости и деформативности. Изменение относительного содержания и свойств минерального и органического вяжущих позволяет получать бетоны с большим диапазоном технических свойств, с учётом специфических условий их применения. Наиболее известным и изученным является способ введения в бетонную смесь битума в виде эмульсии [4, 5]. Основным недостатком производства таких бетонов является неизбежное заблаговременное приготовление битумных эмульсий, сопровождающееся значительными организационными трудностями и экономическими затратами. Кроме того, при использовании наиболее применяемых медленнораспадающихся битумных эмульсий, в смесь вводится 1,5…2,5 % жидкого эмульгатора, который, образуя на частицах цемента полимолекулярные слои, длительное время блокирует доступ воды к зёрнам цемента. В итоге значительная часть цемента может остаться непрореагировавшей. Оставаясь в составе битума, эмульгатор снижает его исходные свойства, что негативно отражается на прочности и водостойкости битумных пленок. Согласно ГОСТ 12.1.007-99 битумные эмульсии относятся ко второй группе материалов по токсичности. Это делает работу с ними экологически небезопасной.

В Саратовском ГТУ предложена и разрабатывается технология, позволяющая получать цементобетоны на эмульсиях без применения готовых эмульсий. В мешалку в определённой последовательности подаются холодные щебень, песок, вода, цемент и разогретый до рабочей температуры (120-160С) нефтяной битум (рис.).

Рис. – Технологическая схема приготовления цементобетонной смеси с дисперсным битумом

В ходе смешения происходит диспергирование битума. В объёме цементобетонной смеси образуется прямая медленнораспадающаяся неионогенная битумная эмульсия на твёрдом эмульгаторе. Роль эмульгатора выполняет цемент. Отсутствие жидких эмульгаторов положительно сказывается на гидратации цемента и адгезии битума.

Благодаря низкому значению водоцементного отношения, укладка смеси, выполняется теми же машинами, что и для асфальтобетонного покрытия. Для улучшения свойств готового бетона, уплотнение смеси осуществляется укаткой дорожными катками. В отличие от традиционного способа уплотнения цементного бетона вибрированием, укатка позволяет получить бетон большей плотности. Высокоплотная структура бетона обеспечивает и высокие физико-механические показатели. С целью достижения максимальной плотности бетона гранулометрию минеральной части предлагается использовать в соответствии с зерновым составом плотных и высокоплотных асфальтобетонов по ГОСТ 9128-97.

Сразу после завершения работ по уплотнению выполняются мероприятия по уходу за уложенным слоем. Следует отметить, что при определённых условиях можно отказаться от ухода за бетоном, поскольку содержащийся в смеси дисперсный битум затормаживает процесс обезвоживания смеси. Уплотнённый слой имеет высокую первоначальную прочность, что позволяет сразу же открывать движение автотранспорта

Предложенная технология цементобетона с дисперсным битумом, уплотняемого укаткой, является более экономичной, так как исключает необходимость применения битумных эмульсий, ресурсосберегающей, экологически безопасной, обеспечивает высокие качества бетона.