Сваи шпунт
Предварительно напряженные сваи и шпунт можно изготовлять из бетона марок 300—400 как агрегатно-поточным, так и стендовым: методом. При массовом изготовлении свай одного типоразмера целесообразно применять агрегатно-поточную технологию и формы с подобранным центром тяжести поперечного сечения, чтобы он совпадал’ с точкой приложения равнодействующей сил натяжения арматуры. На киевском заводе мостовых ЖБК в неразъемных двухместных формах изготовляют сваи длиной 14 м при суммарной: силе натяжения 140 Т.
При этом происходит натяжение арматуры на одном посту, тщательное уплотнение смеси на виброплощадке, самораспалубливание изделий (в результате взаимного смещения сваи и формы при передаче натяжения с арматуры на бетон) и обеспечивается точность размеров изделий и малая трудоемкость по подготовке формы к следующему формованию.
Для выпуска свай и шпунта по разовым заказам и разной: длины целесообразнее применять универсальные стенды, позволяющие изготовлять сваи и шпунт для всех унифицированных: сечений.
Таким прогрессивным стендом является четырехсекционный длиной 47,5 м (без приямка для натяжной машины) стенд треста Севзапморгипрострой. Каждая его секция представляет собой металлическую раму, состоящую из двух упорных и двух поперечных балок с расположенными внутри нее бортами. Установка бортов в рабочее положение и раскрытие их производятся с помощью гидравлических домкратов. Каждый борт состоит из пяти секций и передвигается 10-ю гидродомкратами. Система передвижных бортов включает 80 домкратов (по 20 на одну секцию) и обслуживается одной насосной станцией. Закрепив стержневую арматуру в упорных плитах стенда, производят вытяжку стержней (для обеспечения одинаковой длины отдельных стержней) и затем групповое натяжение арматуры. После этого укладывают и уплотняют бетонную смесь.
Тепловая обработка бетона осуществляется постепенной и равномерной подачей пара одновременно в поддон, борта и упорные балки. Последние расположены на катках и при подаче пара удлиняются, а потери напряжений в арматуре от температурных деформаций снижаются. Температурные потери в стержнях возможно предотвратить путем соответствующего автоматического регулирования подачи пара в упорные балки и элементы опалубки. Для исключения продольных перемещений стенда упорные балки в середине защемлены в плите основания.
На Кемеровском заводе ЖБК No 2 треста Же-лезобетонстрой освоено производство на полигоне по стендовой технологии предварительно напряженных сплошных свай длиной до 11 м и сечением 30X30 см, конструкции ЭКБ ЦНИИСК, им. Кучеренко и НИИОСП. Сваи с прядевой арматурой в центральной зоне поперечного сечения и без поперечного армирования ствола. Переход на такое армирование дает не только снижение расхода стали, но и крупные технологические преимущества по сравнению с проволочным и стержневым. Сваи длиной 8 м армируют одной прядью диаметром 15 мм, длиной 10 м или двумя такими прядями вместо четырех проектных прядей диаметром 9 мм. Голова сваи армируется двумя парами сеток, а острие — спиралью.
Стенд представляет собой ямную пропарочную камеру длиной 46 м с забетонированной силовой колонной длиной 40 м, разделяющей камеру на два формовочных поля шириной 2 м.
На торцах колонны закреплены металлические балки, воспринимающие усилие натяжения прядей. В головной части стенда расположены силовые тяги, попарно соединенные упорной траверсой, гидравлический домкрат и лебедка, а в хвостовой — бухтодержа-тель на тележке.
Бетонная смесь с Ок = 2—4 см укладывается с помощью вибробадьи, подаваемой краном, и уплотняется глубинными вибраторами, после чего с применением вибрации погружаются монтажные петли. Режим тепловлажностной обработки ступенчатый: предварительная выдержка 3 ч, подъем температуры до 40 в течение 3 ч, выдержка при ней 3 ч; затем ведется 10-часовой прогрев при 70 и плавный спуск температуры до 0 в течение 3 ч. Соблюдение такого режима предотвращает появление поверхностных усадочных трещин, позволяет получить проектную прочность бетона и уменьшить потери напряжений от перепада температур (по проекту равные 800 кГ/см2).
Усилия натяжения арматуры с упоров на бетон передаются при двух центрально расположенных прядях одновременно (что, как правило, предотвращает появление волосяных трещин в острие и торце сваи) при прочности его 0,7 28=2Ю /сГ/сж2. Перед этим напряженная арматура подтягивается (для ослабления гайки силовой тяги), осуществляется плавный спуск, и прядевая арматура срезается электродуговой сваркой.
Трудовые затраты на изготовление 1 ж3 данных свай составляют 3,1 чел.-ч, расход стали 22,4 кг. Эти сваи можно рекомендовать как типовые для устройства фундаментов с низким ростверком в районах с расчетной температурой не ниже —40. На полигоне при заводе ЖБИ No 17 (Москва) изготовляют сплошные сваи сечением 30X30 см длиной до 8 м и сечением 25X35 см, длиной до 12 м, первые из бетона марки 200 и вторые— 300. Те и другие имеют Мрз = 150 при Оы смеси 5—7 см. Сваи армируют сварными каркасами с продольными стержнями диаметром 12 или 18 мм, усиленными в острие дополнительными стержнями тех же диаметров, а в оголовке — сетками из проволоки диаметром 5,0—6,5 мм.
С целью получения марочной прочности бетона через 4 ч после пропаривания принят повышенный расход портландцемента марки 400, равный 400 и 500 кг/м$ бетона.
Сваи изготовляют в две смены, в каждой из которых занята комплексная бригада из 12 человек. Сваи квадратного сечения формуют в стальных формах, каждая на два изделия, а сваи прямоугольного сечения — в кассетных на 7 и 13 изделий, установленных в пропарочных камерах длиной 14 м. При изготовлении свай длиной меньше длины формы применяют вкладыши из двух листов 300X300 мм, толщиной 8 мм, соединенных стяжкой из труб диаметром 50 мм. В камере в плане помещаются две сдвоенные формы, а по высоте — ярус из 4—5 форм. Цикл тепловой обработки равен 16—18 ч, из них 3—4 ч — подъем температуры до 80—85 и изотермическая выдержка—10 ч. Для выемки свай из форм, укладки в штабеля или на транспортные средства предусмотрены две подъемные петли.
Антикоррозионная защита свай. В ряде районов Средней Азии и Казахстана сваи погружают в грунты с высокоминерализованными водами, содержащими большое количество сульфатов и хлоридов. Эти воды могут находиться близко к поверхности грунта, при пористости которого происходит подсос этих вод и испарение с отложением значительных количеств водорастворимых веществ в поверхностных слоях бетона головной части свай и ростверка. Все это резко снижает долговечность свай, к тому же они трудно поддаются ремонту.
Поэтому для указанных условий эксплуатации необходима специальная защита железобетонных забивных свай от коррозии, которая может выполняться путем применения сульфатостойких цементов, плотных бетонов, окраской растворами битума в бензине, покрытиями из эпоксидных смол. Более эффективным способом защиты является пропитка свай специальными составами, позволяющая получить защитный 5 слой, не разрушающийся
при транспортировании свай, забивке их и устройстве ростверка. При этом глубина и скорость пропитки зависят от вязкости пропитывающего материала, плотности бетона и продолжительности процесса пропитки. Наиболее же эффективна пропитка битумом с предварительной гидроизоляцией бетона поверхностно-активными веществами.