Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРИДНІПРОВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

КОЗЛЮК ЕЛЕОНОРА ІППОЛІТІВНА

УДК 624.152.61

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ТЕХНОЛОГІЧНІ СПОСОБИ ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ МОНОЛІТНИХ СТІН У ҐРУНТІ

Спеціальність - 05.23.08 - технологія промислового та цивільного будівництва

Дніпропетровськ - 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Одеській державній академії будівництва та архітектури Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник - доктор технічних наук, доцент Менейлюк Олександр Іванович, Одеська державна академія будівництва та архітектури, професор кафедри технології та механізації будівництва.

Офіційні опоненти:

- доктор технічних наук, професор Нікіфоров Олексій Петрович, ВАТ Дніпропетровський науково-дослідний інститут будівельного виробництва, перший заступник голови правління з наукової роботи;

- кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Галінський Олександр Михайлович, АП науково-дослідний інститут будівельного виробництва Держбуду України, старший науковий співробітник відділу гідротехнічних та спеціальних споруд.

Провідна установа - Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури Міністерства освіти і науки України, кафедра технології будівельного виробництва.

Захист відбудеться “21” листопада 2002 року о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 08.085.03 Придніпровської державної академії будівництва та архітектури за адресою: 49600, Дніпропетровськ, вул. Чернишевського, 24-а.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Придніпровської державної академії будівництва та архітектури за адресою: 49600, Дніпропетровськ, вул. Чернишевського, 24-а.

Автореферат розісланий “19” жовтня 2002 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Шаленний В.Т.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Спосіб “стіна в ґрунті” має високу ефективність. Проведені для різних об'єктів кошторисні розрахунки показали, що застосування замість опускних колодязів стіни в ґрунті дозволяє одержати зниження вартості в 1,7 - 2,2, трудомісткості - у 2,8 - 3,2, сталі - у 1,3 - 1,9, цементу - у 1,2 - 2,4, термінів будівництва - у 1,5 - 2 рази. У більшості розвинутих країн досягнути значні обсяги його використання. Поряд з цим, при бетонуванні під глинистим розчином часточки глини обволікають арматурний каркас. Це погіршує зчеплення арматури з бетоном і приводить до передчасного розкриття тріщин. Підвищене утворення тріщин скорочує терміни безпечної експлуатації таких споруд, вимагає збільшення витрат складових матеріалів, що входять до складу бетону.

Вирішення завдання збільшення зчеплення арматури з бетоном і оптимізації технологічних режимів при бетонуванні під глинистим розчином сприяє підвищенню якості монолітних стін у ґрунті, скороченню матеріально-технічних витрат для їх зведення, тому тема дисертаційної роботи є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Робота виконана у відповідності з науковими напрямками кафедри технології і механізації будівництва Одеської державної академії будівництва та архітектури і з розробленими на Україні “Схемами комплексного використання підземного простору в м. Києві та інших великих містах”.

Мета і задачі досліджень. Метою роботи є оптимізація параметрів технологій, що підвищують зчеплення арматури з бетоном різної рухомості в монолітних підземних спорудах, зведених способом “стіна в ґрунті”.

Для досягнення поставленої мети в роботі вирішені такі основні завдання:

Зроблено аналіз відомих технологій зведення підземних споруд способом “стіна в ґрунті”.

Вивчені технологічні основи зчеплення арматури з бетоном в умовах зведення конструкцій способом “стіна в ґрунті” і виявлені найбільш ефективні технологічні прийоми, що поліпшують зчеплення арматури з бетоном, який укладається під шаром глинистого розчину.

Проведено експериментальні дослідження впливу рухомості бетонної суміші на зчеплення арматури з бетоном при зміні технологічних режимів на основі експериментально - статистичного моделювання.

Виконано дослідження впливу технологічних режимів електрообробки на величину зчеплення арматури з бетоном різної рухомості на основі експериментально - статистичного моделювання.

Оптимізовано технологічні параметри електрообробки з урахуванням їх взаємного впливу на зчеплення арматури з бетоном і перевірено отримані результати в умовах будівництва.

Об'єктом досліджень є технологія зведення монолітних залізобетонних стін у ґрунті в траншеях під глинистим розчином.

Предметом досліджень є технологічні засоби підвищення зчеплення арматури з бетоном стін у ґрунті.

Методи досліджень. При роботі з літературними джерелами, пошукові та обґрунтуванні вибору предмета досліджень і при закінченні кожного розділу використаний метод узагальнення та аналізу. При виконанні експериментальної частини роботи застосовувалися методи теорії скороченого планування й оптимізації експериментів. При обробці результатів експериментів застосовувався метод експериментально-статистичного моделювання.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в такому:

- обґрунтована доцільність використання бетонних сумішей рухомістю

4 - 6 см для підвищення величини зчеплення арматури з бетоном, що укладається під глинистим розчином;

- вперше виконаний аналіз експериментально-статистичних моделей зміни величини зчеплення арматури з бетоном і встановлені закономірності впливу обґрунтованих технологічних параметрів на цю величину;

- вперше оптимізовані технологічні режими електрообробки при використанні сумішей різної рухомості і зміни в'язкості глинистого розчину;

- виконано порівняльний аналіз результатів досліджень зміни величини зчеплення арматури з бетоном у лабораторних і натурних умовах.

Практичне значення отриманих результатів. Використовуючи сформульовані теоретичні основи, науковий та якісний аналіз результатів експериментально - статистичного моделювання, автор отримав такі практичні результати.

Отримані результати і виявлені закономірності дозволяють використовувати бетонні суміші рухомістю 4 - 6 см для одержання високих показників зчеплення арматури з бетоном, який укладається під шаром глинистого розчину, що дозволяє знизити витрату арматури на 23 кг/м³ готової конструкції при підвищених вимогах до деформативних характеристик.

Оптимізація технологічних режимів електрообробки дозволяє скоротити витрати на влаштування монолітних стін у ґрунті з високими показниками зчеплення арматури і бетону, при використанні сумішей різної рухомості і зміні в'язкості глинистого розчину.

Результати досліджень пройшли апробацію в натурних умовах при спорудженні комерційного центру на Грецькій площі і на будівництві об'єкту в пров. Червоному, № 16 у м. Одесі.

Економічна ефективність складає 21 грн. на 1 м³ стіни в ґрунті.

Особистий внесок здобувача полягає у:

виконанні аналізу відомих технологій зведення підземних споруд способом “стіна в ґрунті” [1, 7];

виявленні найбільш ефективних технологічних прийомів і параметрів, що поліпшують зчеплення арматури з бетоном, який укладається під шаром глинистого розчину [2, 3];

обґрунтуванні доцільності використання бетонних сумішей рухомістю 4 - 6 см для підвищення величини зчеплення арматури з бетоном, що укладається під глинистим розчином [4];

виконанні експериментально-теоретичних досліджень впливу технологічних режимів електрообробки на величину зчеплення арматури з бетоном різної рухомості в спорудах, що зводяться під глинистим розчином [4, 5, 6];

оптимізуванні технологічних режимів електрообробки при використанні сумішей різної рухомості і зміни в'язкості глинистого розчину [4];

виконанні порівняльного аналізу результатів досліджень зміни величини зчеплення арматури з бетоном у лабораторних і натурних умовах [8].

Апробація результатів роботи. Основні положення і результати дисертаційної роботи доповідались на ІІ Міжнародній науково-методичній конференції “Удосконалення підготовки спеціалістів у галузі будівництва та архітектури” (Одеса, 1997); на ІІІ Українській науково-технічній конференції з механіки ґрунтів і фундаментобудування (Одеса, 1998); на V Міжнародній науково-методичній конференції “Удосконалення підготовки фахівців” (Одеса, 2000); на семінарах кафедри технології і механізації будівництва Одеської державної академії будівництва і архітектури (Одеса, 1999-2001), Придніпровській державній академії будівництва і архітектури (Дніпропетровськ, 2002).

Публікації. Основні наукові положення дисертації опубліковані в 4 статтях, 1 патенті України, 3 матеріалах і тезах доповідей.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі вказана актуальність роботи, сформульовані мета і завдання досліджень; показані наукова новизна і практична цінність роботи.

Перший розділ присвячений аналізу стану питання, сутності способу “стіна в ґрунті” і сфері його застосування, технології зведення і конструкціям, застосовуваним при спорудженні стін у ґрунті.

Зведення підземних споруд методом “стіна в ґрунті” починається з улаштування траншеї необхідної глибини і конфігурації в плані. Під час розробки траншеї повинні бути постійно заповнені глинистою суспензією. Стійкість ґрунтових стінок забезпечується за рахунок підвищеного гідростатичного тиску глинистого розчину стосовно тиску ґрунтової води в порах ґрунту, а також здатності розчину кольматувати ці пори ґрунту й утворювати на стінках траншей глинисту кірку. Відриті до проектної глибини траншеї заповнюються бетоном з наступним витисненням глинистого розчину, що заповнює траншею.

У роботі показано, що спосіб “стіна в ґрунті” успішно застосовується у вітчизняній і світовій практиці для зведення підземних несучих конструкцій і конструкцій огородження. Однак, незважаючи на високу ефективність методу в цілому, традиційні технології зведення стін у ґрунті мають деякі недоліки.

На основі аналізу стану питання зроблено висновки, визначено напрямки подальших досліджень. Загальне завдання подальших досліджень - вивчення й оптимізація технологічних режимів бетонування стін у ґрунті з високими якісними показниками.

Другий розділ. У розділі викладаються теоретичні основи спільної роботи бетону та арматури. У теорії розрахунку залізобетонних конструкцій по граничних станах однією з основних умов є положення про необхідність монолітного зв'язку між бетоном і арматурою аж до моменту руйнування конструкції. Лабораторні дослідження та експлуатація залізобетонних споруджень показують, що поява тріщин у розтягнутій зоні залізобетону, як правило, неминуча, навіть при навантаженнях, менше експлуатаційних.

Причина їхнього виникнення полягає в дії навантаження, температури, усадки і інш., або в спільній дії перерахованих факторів. Ширина розкриття тріщин залежить від відсотка армування, діаметра арматури, міцності зчеплення бетону з арматурою та інш., а також від відстані між тріщинами, що в основному визначається тими ж факторами. У силу деякої неоднорідності бетону по довжині згинаючого елемента перші тріщини, як правило, виникають у найбільш слабкому місці. Закономірності взаємодії арматури і бетону визначають особливість залізобетону як матеріалу.

У нормативних документах при визначенні ширини розкриття тріщин робота розтягнутого бетону між ними враховується коефіцієнтом _а, величина якого знаходиться в безпосередній залежності від монолітності зв'язку бетону й арматури. Так, ширина розкриття тріщин визначається за формулою:

а_т = _а (_{а а}) l_т , (1)

де _а - напруга в розтягнутій арматурі;

Е_а - модуль пружності арматури;

l_т - відстань між тріщинами.

Відстань між тріщинами і ширина їх розкриття залежать від середньої величини зчеплення арматури з бетоном, обумовленої як

_ср = R_р / , (2)

де R_p - сила, що витягає;

- поверхня стержня, що витягається із зразка.

Отже, підвищуючи міцність зчеплення бетону з арматурою, можна зменшити величину розкриття тріщин і підвищити міцність залізобетонної конструкції.

Традиційна технологія зведення монолітних стін обумовлює високу витрату цементу (400 - 600 кг/м³), або застосування пластифікаторів, зниження міцності бетону стін у ґрунті в порівнянні з марочною міцністю на 20 - 40%, зменшення величини зчеплення арматури з бетоном у 2 - 2,5 рази і, як наслідок, збільшення ширини розкриття тріщин, зниження довговічності конструкцій.

При розгляді питання про вплив глинистого розчину на деформативні властивості бетону відзначено, що при заповненні траншеї бетонна суміш обволікає арматурні стержні, залишаючи на їхній поверхні глинисту плівку. У результаті контакту з бетоном властивості цієї плівки можуть змінюватися (втрата міцності при зменшенні вмісту води, зміна міцності під впливом цементу).

Величина зчеплення бетону з арматурою змінюється в широких межах. В основному вона залежить від характеру з'єднання бетону з арматурою завдяки твердінню цементного тіста; сил тертя, що виникають на поверхні арматури, завдяки тужавінню стержнів у бетоні при його укладанні; опору бетону зусиллям зрізу, що виникає через наявність нерівностей і виступів на поверхні арматури. арматура бетон споруда стіна

Перші тріщини у випробуваних зразках з'являються при напругах, рівних 450 МПа, що дуже близько до межі міцності. У момент руйнування напруга в подовжній арматурі складала від 470 МПа (гладка сталь) до 620 МПа (профільована сталь).

Істотно впливає на величину зчеплення між арматурою і бетоном в'язкість і ступінь коагуляції глинистого розчину, а також розташування арматури та її конфігурація.

Профільована арматурна сталь має гірше зчеплення з бетоном, ніж гладка. Однак проведений аналіз і випробування відносяться до випадку навантаження за схемою простого розтягу. Для конструкції “стіна в ґрунті” характерна деформація вигину. Тому їхні результати не можна автоматично перенести на зведення стін у ґрунті. Згідно з тими ж випробуваннями, при вигині зразків зменшення зчеплення арматури з бетоном у порівнянні з контрольним зразком не відзначалося, тоді як для арматури, покритої мастилом, втрата зчеплення склала 70%.

Проведений аналіз говорить про те, що зчеплення залежить від багатьох факторів і вимагає додаткового вивчення шляхом експериментальних досліджень і аналізу отриманих результатів.

У розділі приводиться аналіз декількох технологічних способів, що поліпшують якість конструкцій стін у ґрунті.

Перший - це застосування вібрації для бетонування бетонними сумішами рухомістю (ОК = 4 - 12 см), при цьому зменшується небезпека виникнення тріщин просадки, підвищується водонепроникність, морозостійкість і інш. Цей метод має обмежену галузь застосування. Крім того, немає даних про кількісну оцінку впливу рухомості бетонної суміші на деформативні властивості конструкцій стін у ґрунті.

Другий - попереднє змочування арматурного каркаса. Цей прийом сприяє підвищенню зчеплення арматури з бетоном на 15%. Однак, він - не технологічний і має невисоку ефективність.

Третій - електроосмос. Дослідженнями установлена висока ефективність використання постійного електричного струму для поліпшення характеру спільної роботи арматури і бетону. Однак у відомих дослідженнях не наводяться відомості про оптимізацію технологічних режимів для поставленої в роботі мети.

Аналізуючи рекомендації нормативної літератури, результати досліджень якості залізобетону стін у ґрунті, досвід будівництва, можна зробити висновок, що найбільш перспективним методом є обробка арматури постійним електричним струмом. Відсутність досліджень, що дозволяють визначити величину зчеплення при зміні технологічних режимів електрообробки, визначила необхідність проведення подальших досліджень у цій галузі і створення методики їхнього проведення, яка викладена у відповідному розділі дисертації. Розроблена методика забезпечила проведення достатньої кількості експериментів для якісної і кількісної оцінки основних досліджуваних факторів (у їх сукупності), що впливають на зчеплення арматури з бетоном, вкладеним під глинистим розчином. Для цього створено стенд, що моделює бетонування конструкцій під шаром глинистого розчину.

Третій розділ. У зв'язку з великою кількістю факторів, що впливають на величину зчеплення бетону з арматурою, був застосований метод скороченого планування експериментів. Границі зміни факторів визначилися теоретичними межами існування перемінних та технічними можливостями дослідників їх вивчати в межах, що являють практичний інтерес з огляду поставленого завдання.

План експериментів припускав реалізацію серії дослідів, складених за визначеною схемою: кожний дослід відрізнявся поєднанням незалежних змінних, які визначили умови його проведення при скороченні обсягу дослідних робіт в порівнянні з повним багатофакторним експериментом.

Дослідження проводилися в 4 етапи. На першому етапі робіт поставлено завдання визначити вплив рухомості бетонної суміші на величину зчеплення арматури з бетоном, покладеним під глинистим розчином у поєднанні з іншими технологічними факторами: різним часом витримки арматури в розчині і в'язкістю глинистого розчину. На другому етапі поставлено завдання досліджувати вплив технологічних режимів електрообробки на величину зчеплення арматури з бетоном при зміні рухомості бетонної суміші і в'язкості глинистого розчину. На третьому етапі виконана оптимізація досліджених технологічних параметрів для досягнення найбільшої ефективності. На четвертому, заключному, етапі зроблена виробнича перевірка отриманих результатів у реальних умовах будівництва.

Для рішення завдання першого етапу був вивчений вплив 3-х факторів на величину зчеплення: часу витримки арматури в глинистому розчині (t), в'язкості глинистого розчину () і рухомості бетонної суміші (ОК).

Основними факторами впливу на утворення глинистої плівки на стержнях арматури були в'язкість глинистого розчину і час перебування її в глинистому розчині. Як вихідний параметр аналізувалася величина зчеплення арматури з бетоном ().

За результатами розрахунків, виконаних на персональному комп'ютері, побудована кінцева модель, що характеризує вплив технологічних факторів при різному їхньому поєднанні на величину зчеплення арматури з бетоном.

Використовуючи перетворення наведеної моделі, було побудовано графіки, за допомогою яких можна визначити силу зчеплення бетону з арматурою при різних сполученнях факторів, що впливають на нього, не роблячи математичних розрахунків. Абсолютні значення факторів і відповідні їм відносні значення занесені в табл. 1.

Результати досліджень першого етапу підтверджують висновки відомих досліджень про істотне погіршення зчеплення арматури з бетоном при бетонуванні під шаром глинистого розчину. Вони дозволили зробити висновок про те, що перехід на менш рухомі бетонні суміші при визначеному сполученні з іншими технологічними факторами поліпшує показник зчеплення.

Таблиця 1 - Фактори та рівні їх варіювання

№	Фактори	Од. вим.	Код	Рівні факторів за планом експерименту
				-1	0	+1
1	Час знаходження арматури в глинистому розчині, t	год	Х1	1	6.5	12
2	Осідання стандартного конуса, ОК	см	Х2	6	12	18
3	В'язкість глинистого розчину,	сек	Х3	19	23	27

Проте, порівняння результатів впливу першого етапу з результатами випробування еталонних зразків показує, що навіть при оптимальному співвідношенні факторів показник зчеплення виявляється істотно меншим, ніж в еталонних зразках (табл. 2). Для наближення цього показника до еталона, було прийнято рішення використовувати електрообробку арматури і визначити її вплив на величину зчеплення. Тому в наступній частині роботи були продовжені дослідження, у результаті яких отримані висновки, яких недоставало про вплив технології електрообробки на зчеплення арматури з бетоном різної рухомості, покладеним під шаром глинистого розчину.

Таблиця 2 - Зчеплення арматури з бетоном (МПа) при різних факторах

№	Перелік факторів	ОК = 6	ОК = 12	ОК=18
		=19	=23	=27	=19	=23	=27	=19	=23	=27
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Контрольний зразок (без глинистого розчину)	5,6	3,75	3,0
2	В глинистому розчині 1год	3,111	2,785	2,46	-	2,785	-	2,86	-	2,71
3	6,5 год.	3,065	2,704	-	2,941	2,74	2,54	-	2,74	2,66
4	12 год.	3,019	-	2,368	-	2,694	-	2,77	2,694	2,62

Для одержання висновків, яких недоставало, виконано планування скороченого 4-факторного експерименту з дослідження впливу факторів електрообробки на величину зчеплення арматури з бетоном, покладеним під глинистим розчином.

На основі аналізу наявної інформації були досліджені 4 фактори, що впливають на руйнування глинистої плівки, і, як наслідок, збільшують величину зчеплення арматури з бетоном. Це напруга, яка подається на електроди, рухомість бетонної суміші, відстань між електродами і в'язкість глинистого розчину.

З одного боку, фактори відбивали різні технологічні режими, а з іншого, - параметри процесу зчеплення арматури з бетоном.

За результатами розрахунків, виконаних на ПК, побудовано кінцеву модель, що характеризує вплив технологічних факторів при різних їх комбінаціях на величину зчеплення арматури з бетоном.

При проведенні аналізу отриманих даних можна відзначити таке:

В'язкість глинистого розчину (х₄) є найбільш сильним фактором зменшення зчеплення (100%).

Зміна рівнів фактора х₃ (відстань між анодом і катодом) у розглянутому діапазоні в меншому ступені впливає на зміну величини зчеплення арматури з бетоном (36-63 %). Це говорить про те, що діапазон зміни фактора обраний раціонально і може бути прийнятий за основу при складанні технічних рекомендацій.

Вплив фактора х₃ (відстань між анодом і катодом) на параметр носить лінійний характер, а вплив в'язкості глинистого розчину (х₄), осідання конуса (х₂) і напруги (х₁) - криволінійний.

Вплив рухомості бетонної суміші (х₂) змінюється від 35 до 61%.

Далі в роботі зроблено детальний аналіз отриманих експериментальних результатів, наведені дані для оптимізації технологічних режимів електрообробки з урахуванням їхнього взаємного впливу на зчеплення арматури з бетоном різної рухомості.

Для зручності користування було побудовано зведений графік впливу технологічних факторів на величину зчеплення арматури з бетоном різної рухомості.

Користуючись зведеним графіком, можна визначити величину зчеплення арматури з бетоном при будь-якому їхньому поєднанні в досліджуваних межах. Наприклад, при х₁=+1 (U=30 В); х₃= =-1 (L=10см); х₂=+1 (ОК=18 см); х₄=-1 (=18 с.) величина зчеплення за графіком дорівнює 5 МПа, що відповідає величині зчеплення, що отримана в експерименті.

Представлено дані для вибору оптимальних величин технологічних параметрів і їхніх комбінацій. Вони дозволяють задати необхідну величину зчеплення арматури з бетоном за різних вимог, пропонованих до деформативних властивостей монолітних залізобетонних стін у ґрунті.

У залежності від поставлених завдань, (економії електроенергії, встановлення анода і катода з певною відстанню, економії цементу за рахунок використання бетонних сумішей обмеженої рухомості, використання литих бетонних сумішей і ін.), можна вибрати оптимальні величини технологічних параметрів, що дозволяють вирішити поставлене завдання.

Четвертий розділ. Виробнича перевірка представлених у роботі результатів досліджень і апробація технології електрообробки арматурного каркасу постійним електричним струмом при використанні бетонних сумішей різної рухомості виконувалася на двох об'єктах у м. Одесі. Перший об'єкт для натурних досліджень - підземна частина будинку комерційного центру на Грецькій площі. Другий - підпірна стіна, споруджена в історичному центрі (пров. Червоний, №16).

Виробнича перевірка в умовах будівництва показала достатню збіжність отриманих результатів з даними лабораторних досліджень.

Апробація результатів досліджень у виробничих умовах підтвердила, що при використанні оптимізованих технологічних режимів електрообробки, величина зчеплення арматури з бетоном збільшується в 1,9 - 2,2 рази.

Застосування виявлених оптимальних режимів електрообробки в порівнянні з традиційним методом бетонування стін у ґрунті дозволяє скоротити витрати арматури до 23 кг на 1 м³ готової конструкції. Економічна ефективність роботи з результатів впровадження складає 21 грн. на 1 м³ стіни в ґрунті. Результати, отримані при виробничій перевірці, дозволяють використовувати оптимізовані технологічні режими для впровадження в практику будівництва підземних споруджень, до яких пред'являються високі вимоги щодо деформативних властивостей. Данні з техніко-економічної ефективності занесені в табл. 3.

Таблиця 3 - Техніко - економічні показники запропонованих оптимізованих технологічних параметрів при будівництві монолітних стін у ґрунті із розрахунку на 1 м³

№ п/п	Найменування показників	Одиниця виміру	Варіанти бетонування
			Традиційна технологія бетонування литими бетонними сумішами	Бетонування бетонними сумішами рухливістю 4 - 6 см	Додаткова електрообробка арматурного каркасу постійним струмом
1	2	3	4	5	6
1	Тривалість влаштування стін у грунті	година	0,84	0,62	0,53
2	Собівартість робіт	грн	155	140	132
1	2	3	4	5	6
3	Трудомісткість зведення	Чол.год	3,37	2,32	2,35
4	Потреба в машинах	Маш.год	0,84	0,62	1,025
5	Потреба в електроенергії	кВт.год	0	1,3	1,77
6	Економічна ефективність з оцінки фахівців “Механіки Україна”	Ам. дол.	-	12,5	21,0

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

У роботі вирішено завдання підвищення якості монолітних стін у ґрунті за допомогою збільшення зчеплення арматури з бетоном шляхом переходу на менш рухливі бетонні суміші і електрообробки арматури постійним електричним струмом.

Одним з найважливіших показників якості є деформативні властивості конструкцій. Найбільш істотний вплив на ці властивості відзначає величина зчеплення арматури з бетоном.

Вивчення технологічних основ зчеплення арматури з бетоном в умовах зведення конструкцій способом “стіна в ґрунті” показало:

- електрообробка арматурного каркасу постійним електричним струмом є найбільш ефективний технологічний прийом, що підвищує зчеплення;

- на сьогодні недостатньо вивчений вплив електрообробки в поєднанні з іншими технологічними параметрами на ступінь зчеплення арматури з бетоном;

- методика, представлена у роботі, дозволяє вивчити вплив електрообробки арматури на зчеплення її з бетоном.

Установлено можливість збільшення величини зчеплення арматури з бетоном за рахунок:

зниження рухомості бетонної суміші з 18 до 6 см - у 1,1 рази;

зменшення в'язкості глинистого розчину від 27 хв. до 19 хв. - у 1,1 - 1,3 рази (у залежності від рухомості бетонної суміші);

скорочення часу перебування арматурного каркаса в глинистому розчині - в 1,1 рази.

Максимальне збільшення показника зчеплення арматури з бетоном при оптимальних співвідношеннях (рухомості бетонної суміші, в'язкості глинистого розчину і часу перебування арматурного каркаса в глинистому розчині) можливо в 1,5 рази.

Оптимізовані технологічні режими електрообробки в поєднанні з оптимальними величинами рухомості бетонної суміші і в'язкості глинистого розчину дозволяють збільшити величину зчеплення арматури з бетоном у 1,9 - 2,2 рази.

Економічна ефективність роботи за результатами упровадження складає 21 грн. на 1 м³ стіни в ґрунті. Застосування отриманих оптимальних режимів електрообробки в порівнянні з традиційним методом бетонування стін у ґрунті дозволяє скоротити витрати арматури до 23 кг на 1 м³ готової конструкції.

Виробнича перевірка в умовах будівництва показала достатню збіжність результатів з даними лабораторних досліджень і дає можливість рекомендувати їх для застосування в практиці будівництва підземних споруд.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

Менейлюк А.И., Козлюк Э.И. Технология возведения сооружений методом “стена в грунте” и ее особенности // Науковий вісник будівництва. - Харків: ХДТУБА ХОТВ АБУ. - 1999. - Вып.6. - С.179-183.

Менейлюк А.И., Козлюк Э.И. Методика исследования сцепления арматуры с бетоном, укладываемым под глинистым раствором // Комунальне господарство міст. - Київ: Техніка. - ХГАКХ, 2000.- Вып.23.- С.75-78.

Козлюк Э.И. Сцепление арматуры с бетоном при бетонировании под глинистым раствором // Сб. наук. работ “Строительство, материаловедение, машиностроение”. - Днепропетровск, ПГАСА.-1998.- Вып.5, ч.2.- С 69-71.

Менейлюк А.И., Козлюк Э.И. Оценка степени влияния технологических факторов на сцепление арматуры с бетоном, уложенным под глинистым раствором // Комунальне господарство міст. - Київ: Техніка. - ХГАКХ, 2000.- Вып.25. - С.52-55.

Пат. 40723 А UA, МКИ Е02D 5/18, 5/20. Спосіб зведення стіни в ґрунті: Пат. 40723 А UA, МКИ Е02D 5/18, 5/20 / О.І.Менейлюк, Е.І. Козлюк, Адамідіс Ніколас (GR) - № 98041914, Заявлено 15.04.1998.; Опубл. 15.08.2001. Бюл.№7.

Козлюк Э.И., Менейлюк А.И. Улучшение качества несущих стен в ґрунте // Матеріали II Міжнародної науково-методичної. конф. “Удосконалення підготовки спеціалістів у галузі будівництва та архітектури” (ОГАСА 1997): Одеса. - 1997. - С. 97.

Козлюк Э.И., Менейлюк А.И. Особенности технологии возведения гидротехнических сооружений методом “стена в ґрунте” // Работы III Украинской научно-технич. конф. по механике ґрунтов и фундаментостроению.- Том 3.- Одесса: ОГАСА.- 1998.- С.422-427.

Козлюк Э.И. Методика исследований сцепления арматуры с бетоном в конструкциях, возводимых методом “стена в ґрунте” // Матеріали V Міжнародної науково-методичної конференції “Удосконалення підготовки фахівців” (ОДАБА 2000): Одеса. - 2000. - С. 109.

АННОТАЦИЯ

Козлюк Э.И. Технологические способы повышения качества монолитных стен в грунте. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.08.- технология промышленного и гражданского строительства. - Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры. Днепропетровск, 2002.

Работа посвящена решению задачи повышения качества монолитных стен в грунте с помощью увеличения сцепления арматуры с бетоном путем перехода на менее подвижные бетонные смеси и электрообработки арматурного каркаса постоянным электрическим током.

В работе выполнен анализ известных технологий возведения подземных сооружений способом “стена в грунте”. Изложены технологические основы сцепления арматуры с бетоном, а также показаны технологические приемы, которые способствуют улучшению качества, и причины его снижения, обусловленные примесью глинистых частиц.

Изложена методика проведения исследований для решения поставленных задач, которая обеспечила проведение достаточного количества экспериментов для качественной и количественной оценки основных исследуемых факторов (в их совокупности). На основе методики проведения эксперимента создан стенд для моделирования процесса электробработки арматуры в условиях возведения стен в грунте.

Используя экспериментально-статистическое моделирование, проведены исследования влияния подвижности бетонной смеси и электрообработки арматуры (при различном сочетании с другими технологическими факторами) на сцепление арматуры с бетоном.

Впервые обоснована целесообразность использования бетонных смесей подвижностью 4-6 см для повышения величины сцепления арматуры с бетоном, укладываемым под глинистым раствором. На основе анализа экспериментально-статистических моделей, полученных по результатам лабораторных исследований, выявлены закономерности влияния технологических режимов электрообработки на сцепление арматуры с бетоном различной подвижности. Впервые оптимизированы параметры электрообработки с учетом их взаимного влияния на сцепление арматуры с бетоном при использовании смесей различной подвижности.

В результате исследования процесса бетонирования под глинистым раствором установлено, что сцепление арматуры с бетоном в таких условиях снижается из-за образования на арматурном каркасе глинистой оболочки.

Установлена возможность увеличения величины сцепления за счет:

снижения подвижности бетонной смеси с 18 до 6 см - в 1,1 раза;

уменьшения вязкости глинистого раствора от 27 сек. до 19 сек. - в 1,1 - 1,3 раза (в зависимости от подвижности бетонной смеси);

сокращения времени нахождения арматурного каркаса в глинистом растворе - в среднем в 1,1 раза.

Исследованиями установлено, что переход на менее подвижные бетонные смеси увеличивает величину сцепления арматуры с бетоном в 1,5 раза.

Оптимизированные технологические параметры электрообработки в совокупности с оптимальными величинами подвижности бетонной смеси и вязкости глинистого раствора позволяют увеличить величину сцепления арматуры с бетоном в 1,9 - 2,2 раза.

Проверка данных, полученных в натурных условиях строительства, показала достаточную сходимость их с результатами экспериментальных исследований.

Ключевые слова: способ “стена в грунте”, сцепление арматуры с бетоном, малоподвижные бетонные смеси, электрообработка арматуры, глинистые частицы.

АНОТАЦІЯ

Козлюк Е.І. Технологічні способи підвищення якості монолітних стін у ґрунті. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук із спеціальності 05.23.08.- технологія промислового і цивільного будівництва. - Придніпровська державна академія будівництва та архітектури. Дніпропетровськ, 2002.

Робота присвячена вирішенню завдання підвищення якості монолітних стін у ґрунті за допомогою збільшення зчеплення арматури з бетоном шляхом переходу на менш рухомі бетонні суміші і електрообробки арматурного каркасу постійним електричним струмом.

У роботі зроблено аналіз відомих технологій зведення підземних споруджень способом “стіна в ґрунті”. Викладено технологічні основи зчеплення арматури з бетоном, та технологічні прийоми, що сприяють поліпшенню якості конструкції. Виявлені причини зниження зчеплення з арматурою, що обумовлено домішкою глинистих часток. Викладено методику проведення досліджень.

Вперше обґрунтовано доцільність використання бетонних сумішей рухомістю 4-6 см для підвищення величини зчеплення арматури з бетоном, що укладається під глинистим розчином і оптимізовані параметри електрообробки з обліком їх взаємного впливу на зчеплення арматури з бетоном при використанні сумішей різної рухомості.

Перевірка в натурних умовах будівництва показала достатню збіжність з результатами експериментальних досліджень.

Ключові слова: спосіб “стіна в ґрунті”, зчеплення арматури з бетоном, малорухомі бетонні суміші, електрообробка арматури, глинисті частки.

SUMMARY

Kozluk E.I. Technological methods of improvement of the quality of monolithic walls in ground. - manuscript.

Thesis on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a spesiality 05.23.08 - technology of industrial and civil construction - Prydniprovska State Academy of Construction and Architecture, Dnipropetrovsk, 2002.

The work dedicated to the solution of a problem of the quality of monolithic walls in ground by increasing the coherence of the armature with concrete by means of using less movable concrete mixtures and electroprocessing of armature frame with a constant electric current.

In order to increase the coherence of armature with concrete stacked under clay mortar, the expediency of usage concrete mixtures having movability 4-6 cm is justified (for the first time); also parameters of electroprocessing are optimized in view of their mutural influence on coherence of armature with concrete while using the mixtures of various movability.

Testing full-scale conditions of building has shown sufficient convergence with outcomes of experimental researches.

Key words: a method “a wall in ground”, coupling of armature with concrete, scarcely movable concrete mixtures, electroprocessing of armature, clay particles.

Размещено на Allbest.ru