Обоснование структуры и рациональных параметров вибрационно-радиального снаряда для уплотнения стенок вертикальных скважин под буронабивные сваи - Автореферат

Поэтому разработка снаряда для уплотнения стенок скважин после бурения является актуальной задачей, позволяющей значительно снизить затраты на строительство высотных сооружений. Обосновать выбор рациональной формы поперечного сечения скважины для буронабивных свай и соответствующих этой форме геометрических профилей уплотняющих сегментов вибрационно-радиального снаряда из условия увеличения импульса силового воздействия. Разработать теорию процесса взаимодействия вибрационно-радиального снаряда с грунтом, позволяющую получить наибольший импульс воздействия снаряда на грунт и учитывающую влияние физико-механических свойств грунтов и минимальное усилие проходки скважины. Провести экспериментальные исследования по проверке функциональной работоспособности предложенной конструкции и оценке достоверности теоретических положений определения частоты собственных колебаний грунта, а также по выбору рациональных режимных параметров вибрационно-радиального снаряда. Параметры и конструкция вибрационно-радиального снаряда для уплотнения стенок вертикальных скважин, защищенная патентом РФ на изобретение № 2410518.При бурении скважины под буронабивные сваи давление массива грунта на стенки скважины равно нулю, кроме того при упрочнении бетона происходит его усадка, поэтому для увеличения несущей способности сваи по боковой поверхности необходимо уплотнение стенок скважины. По результатам проведенного анализа существующих устройств для уплотнения и расширения стенок вертикальных скважин предложена конструкция вибрационно-радиального снаряда, на которую получен патент РФ на изобретение № 2410518. Согласно СНИП 2.02.03-85 несущая способность висячей сваи Fd, обеспечивается сопротивлением грунта через ее пяту и сопротивлением трения грунта по боковой поверхности: (1) где: - коэффициент условий работы сваи в грунте; 5 представлена виброграмма колебаний вибрационно-радиального снаряда, которая позволяет определить коэффициент демпфирования для песчаного и глинистого грунтов, необходимый для получения численных значений амплитуды и фазового угла колебаний, а также для решения дифференциальных уравнений движения снаряда. вибрационный радиальный скважина свая Усилие проходки вибрационно-радиального снаряда по скважине складывается из веса снаряда, сопротивления грунта сдвигу и требуемого усилия на уплотнение стенок скважины: (9) где: ?rвиб - радиальные напряжения в грунте при вибрации, Па;В диссертации решена важная научно-практическая задача по увеличению несущей способности буронабивных свай и снижению затрат на строительство свайных фундаментов за счет применения вибрационно-радиального снаряда для уплотнения стенок скважин. Получены теоретические зависимости (2) - (12) для определения амплитуды, коэффициента демпфирования, момента двигателя для привода вибратора, усилия проходки снаряда, учитывающие физико-механические свойства грунтов; режимы работы снаряда в дорезонансном режиме определяет диапазон частот от 414 мин-1 для тяжелых глинистых до 1410 мин-1 для песчаных грунтов. Установлена функциональная работоспособность вибрационно-радиального снаряда, рациональный диапазон частот 400-420 мин-1 - для тяжелых глинистых, 1400-1470 мин-1 - для песчаных грунтов, скорость проходки до 0,417 м/мин для тяжелого глинистого грунта и до 0,885 м/мин для песчаного грунта при выбранной массе дебаланса, подтверждена достоверность теоретических исследований на основании разработанного уравнения регрессии многофакторного эксперимента с доверительной вероятностью 95%. Разработана методика расчета рациональных конструктивных и режимных параметров вибрационно-радиального снаряда, обеспечивающих образование вертикальных скважин под буронабивные сваи и зависимости для перехода от параметров модели к натурному образцу. Экономическая эффективность уплотнения стенок вертикальных скважин показывает, что применение вибрационно-радиального снаряда позволит уменьшить стоимость единичной сваи по материалу при ее изготовлении в скважинах рекомендуемой формы поперечного сечения на 36% в песчаных грунтах и на 49,425% в глинистых грунтах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ