Что такое баретта и бареттный фундамент?
При стесненных условия для проведения строительно-монтажных работ и реконструкции в возведении гражданских зданий и промышленных объектов, имеет место быть невозможность монтажа ленточных или свайных фундаментов, поэтому используется бареттный фундамент.
Что же такое баретта и бареттный фундамент?
Баретта— особый вид набивных свай, которые могут воспринимать значительные вертикальные, горизонтальные и моментные нагрузки, особенно действующие вдоль их вытянутой стороны.Бареттные фундаменты используются при значительных нагрузках, часто применяется для строительства высотных зданий, и служат возможностью замены буронабивным сваям, в частности когда требуется производство большого количества свай значительного диаметра. Баретты благодаря большим размерам принимать на себя большие нагрузки по грунту и материалу. Для просчета несущей способности таких конструкций использовались данные результатов испытаний натурных буронабивных цилиндрических свай, а также методика расчёта таких свай применительно к бареттам, как к плоским сваям глубокого заложения.
Бареттные фундаменты бывают двух типов: одиночные (рисунок 1) и спаренные (рисунок 2), соответственно состоящие из одной и двух баретт, жёстко заделанных в железобетонные ростверки посредством выпусков арматуры.Баретты выполняются в виде четырехугольников и других различных вариаций. При выборе параметров форм баретт ориентируются по принципу передачи нагрузки от стен, колонн и других конструкций на фундаменты по осям и пропорционально подсчитывают размеры баретт. Также при просчете параметров баретт обязательно должны приниматься в расчет характеристики технических свойств и размеры грейфера, а также специфичность при сращивании нескольких баретт в цельную конструкцию фундамента (спаренный тип).
Несмотря на видимую целесообразность использования бареттных фундаментов, используют их не часто, отдавая предпочтение классическим свайным, плитным или ленточным фундаментам.
Однако использование баретт позволяет ряде случаев выходить из сложных технических ситуаций для проведения строительно-монтажных работ и реконструкции в возведении гражданских зданий и промышленных объектов, и уменьшает трудозатраты и расход материалов на нулевой цикл. Так же перспективно устройство баретт со «стеной в грунте», что позволяет использовать одну технологию производства работ для фундаментов и различных конструкций, выполняющих роль ограждающих.
Бареттные фундаменты и «стены в грунте» защищают бентонитовыми глинами (представляющие собой минерал глинистого основания, разбухающий в химической связи с водой. Она образуется в результате химической реакции (расщепления) пепла и вулканической лавы. В зависимости от превышения различных химических элементов в составе, глина может иметь цвета: желтый, серый, коричневый, голубой или зеленый). Глина упрочняет их и снижает вибрационные нагрузки.
Изготовление баретты производится оборудованием типа «плоский грейфер» или «фреза», показано на рисунке 3
Что такое барреты с монолитными ростверками
скоре всего речь идет о свайных фундаментах. Смотри почтовый ящик я скинул полную информацию.
СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
Свайные фундаменты широко применяют в строительстве на слабых и сильно сжимаемых грунтах, а также при больших нагрузках на основание. Так, при нагрузке до 8000—10000 кН от колонны нагрузка на основание от подошвы фундамента возрастает на 30—40 % и более. Сила тяжести ростверка свайного фундамента не превышает 10 % полезной нагрузки. Поэтому при строительстве зданий повышенной этажности или других, имеющих значительные нагрузки, свайные фундаменты применяют вместо обычных независимо от типа грунтов.
Сваевдавливающие машины СО-450
В зависимости от грунтовых условий сваи подразделяют: на сваи-стойки, которые проходят через слабые слои и опираются на плотный, практически несжимаемый грунт; несущая способность этих свай не зависит от прочности окружающего их грунта; на висячие, погружаемые в сжимаемые грунты, которые передают нагрузку на грунт боковой поверхностью и нижним концом. По виду применяемого материала сваи могут быть деревянными, металлическими, бетонными и железобетонными. Наиболее распространены в сборном строительстве бетонные и железобетонные сваи. По способу изготовления бывают сваи набивные, забивные, сваи-оболочки, винтовые. Набивные сваи образуются путем заполнения скважин в грунте бетоном или железобетоном. Набивные железобетонные сваи подразделяют: по форме поперечного сечения — на квадратные, прямоугольные, квадратные с круглой полостью и круглые полые диаметром до 800 мм и более; по способу армирования — на ненапрягаемые и с предварительно напряженной продольной арматурой (стержневой или прядевой продольной) ; по конструкции — на составные по длине и цельные; по конструкции нижнего конца — с открытым, закрытым нижним концом и с камуфлетной пятой.
В строительстве применяют частотрамбованные вибро и буронабивные, а также камуфлетные сваи. Основные преимущества набивных свай: возможность изготовления на месте без специальных металлических или других форм (отпадает потребность в транспортировке) ; малый расход металла (в большинстве случаев набивные сваи не армируют) ; одинаковая плотность соприкосновения с грунтом по всей длине независимо от напластований слоев грунта; возможность устройства свай в стесненных условиях вблизи существующих зданий. К недостаткам набивных свай следует отнести трудности контроля их качества при изготовлении. Набивные сваи устраивают путем заполнения бетоном класса В15 предварительно пробуренных или выполненных при помощи обсадных труб отверстий. Длина таких свай 10—12 м, диаметр 30—40 см. Верх сваи армируют каркасом или отдельными стержнями.
Опыт применения бареттных фундаментов Текст научной статьи по специальности « Строительство и архитектура»
Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Рыбникова И.А., Рыбников А.М.
Текст научной работы на тему «Опыт применения бареттных фундаментов»
Рыбникова И.А., ст. препод. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
(Новороссийский филиал) Рыбников А.М., канд. техн. наук, доц., ст. научн. сотр. Государственный морской университет им. адм. Ф. Ф. Ушакова (г. Новороссийск)
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ БАРЕТТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
Ключевые слова: шлиц, плоская свая, стена в грунте, боковая поверхность, баретта, баретт-ные фундаменты, несущая способность.
Введение. В нормативной литературе [1] к бареттам отнесены буровые сваи, изготавливаемые технологическим оборудованием типа плоский грейфер (рис.1) или грунтовой фрезой. В первом случае грунт в скважине (шлице) для одиночной плоской сваи разрабатывается и удаляется двухчелюстным напорным грейфером периодического действия на ширину раскрытия челюстей. Сечение получающейся сваи (барет-ты) в зависимости от размеров грейфера составляет порядка 2. 2,5х0,4. 0,8 м. В данном случае получаемую баретту в грунте по принципам конструкции и работы можно отнести к плоской свае-опоре глубокого заложения. Во втором случае скважину (глубокий шлиц) изготавливают вращающейся фрезой непрерывного действия с аналогичными геометрическими параметрами. Поэтому в одном и другом случае ба-ретты затруднительно отнести к буровым сваям, изготовленным в грунте от слова «бурение», так как ни фреза, ни грейфер грунт разрабатывают не вертикальным бурением, а резанием. Следует отметить, что слово баретта в документе [1] пишется с двумя буквами «т».
Рис. 1. Двухчелюстной напорный грейфер
Баретты могут воспринимать значительные вертикальные, горизонтальные и моментные нагрузки, особенно действующие вдоль их вытянутой стороны. Из геометрических построений видно, что при одинаковой площади сечения с круглой сваей, площадь боковой поверхности баретты может быть больше в 1,2. 1,5 раза и, как следствие этого, иметь повышенную несущую способность за счёт сил трения по боковой поверхности у висячей баретты.
Основная часть. Авторы занимались ба-реттными фундаметами при разработке проект-но-сметной документации и проекта производства работ для реконструкции (удлинения) плавильного цеха № 4 Ермаковского завода ферросплавов [3]. Реконструкция осуществлялась в сложных стеснённых условиях действующего цеха без остановки производства. Предстояло возвести фундаменты под стальные колонны по осям пристраиваемого пролёта на расстоянии 6,5 м от существующего здания цеха. Глубина
Однако основная сложность при рассмотрении вариантов устройства фундаментов заключалась в том, что вдоль всего ряда и по некоторым поперечным осям проходят действующие без- и высоконапорные трубопроводы, перенос которых в стеснённых условиях строительства очень сложен, а их отключение на переврезку связано с недопустимой остановкой непрерывного производственного процесса плавильного цикла. В этих условиях и было принято рациональное решение о применении бареттных фундаментов, хотя информация о них имелась в тот период минимальная.
Армировались баретты на всю высоту каркасами из рабочей арматуры класса А-111 диаметром 20 мм. Для удобства монтажа арматурным каркасам придана пространственная жёсткость. В середине арматурного пространственного каркаса на всю высоту предусматривалось окно размерами 0,5*0,3 м в которое опускалась бетонолитная труба. Для жёсткой связи с ростверком в каждой баретте оставлялись 12 выпусков арматурного каркаса длиной по 0,6 м. Ростверки также армировались жёсткими пространственными арматурными каркасами.
В процессе укладки бетонной смеси периодически из шлица грязевым насосом 9-МГР откачивался в отдельную ёмкость глинистый раствор. Однако верхний уровень раствора постоянно находился не ниже чем на 0,25 м от устья шлица. Требуемые параметры вытесненного глинистого раствора для повторного использования восстанавливались его очисткой или добавкой свежей глины. С учётом сложности условий строительства следующий шлиц разрабатывался только по окончании бетонирования предыдущего.
Применение бареттных фундаментов при реконструкции плавильного цеха ЕЗФ позволило избежать больших затрат трудовых ресурсов и остановки производства. Цех на указанных фундаментах эксплуатируется до настоящего времени нормально.
Серьёзные, сложные и масштабные работы проведены в Киеве, где баретты применены в комбинированной конструкции плитного фундамента при строительстве 46-этажной офисно-жилой башни высотой 192 м [4]. Здание распложено у подножия 30-ти метрового склона, для удержания которого устраивалась подпорная стена из буронабивных свай диаметром 0,82 м вразрядку, закреплённых несколькими рядами анкеров в грунте. На разведанной глубине площадки строительства до 70 м встречены отложения четвертичной, неогеновой и палеогеновой систем: супеси лессовидные, мергельная глина, суглинки и мелкие пески. На площадке строительства было произведено четыре испытания таких свай: два статической вдавливающей нагрузкой до 8800 кН и два статической выдёргивающей нагрузкой, результаты которых использованы для проектирования и применения бареттных фундаментов.
Суммарные нагрузки на фундамент башни составляют 2200 МН при площади круглой фундаментной плиты около 2000 м2. Плита принята опирающейся на 64 баретты размером в плане 2,8*0,8 м, возводимых по технологии одной за-
хватки стены в грунте. Длина бареттов (глубина заложения) составила 33 м с опиранием на мелкие пески. Предварительно был проведен расчёт с помощью трёхмерной модели методом конечных элементов. Моделирование проводилось на основе величин, полученных при решении обратной задачи, исходя из того, что полученные
Трение по боковой поверхности баретты возрастает с глубиной и достигает 180 кН/м2 для наружных бареттов и 150 кН/м2 для внутренних бареттов. На высоте 1/5 общей длины от нижнего торца баретты трение по боковой поверхности уменьшается из-за мобилизуемого сопротивления под нижним концом (торцом) баретты. Использование проведенных исследований позволило ограничиться использованием минимального количества бареттов вместо значите льного числа буронабивных свай.
Для контроля устойчивости и проверки расчётов высотной башни проводится мониторинг работы конструкции фундамента. В частности, три тензометрических датчика установлены под фундаментной плитой, чтобы измерять напря-
жение в грунте под подошвой. Кроме того, измерения проводятся для самой нагруженной внешней баретты и слабонагруженной баретты внутри ядра с помощью датчиков давления (мессдоз) на уровне сопряжения головы баретты и фундаментной плитой. Эти баретты также оснащены тензодинамометрами по длине на трёх измерительных уровнях.
Выводы. Использование бареттных фундаментов позволяет в ряде случаев выходить из сложных технических ситуаций при реконструкции и новом строительстве зданий и сооружений при сокращении трудозатрат и уменьшении расхода материалов. Это выявлено при строительстве конкретных жилых и промышленных объектов. При расчёте несущей способности бареттов реально применять результаты испытаний натурных буронабивных свай. Полученные данные по результатам моделирования результатов испытаний несущей способности буронабивных свай, подтверждают возможность восприятия более высоких нагрузок бареттными фундаментами, чем это принято по СНиП 2.02.03-85 [1]. Анализ результатов тен-зометрических измерений и мониторинг работы фундаментной плиты башни будут являться основополагающим фактором для усовершенство-
вания знаний для строительства зданий и сооружений на бареттных фундаментах.
1. Свод правил СП 24.13330.2011. Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85.
2. Свод правил СП 45.13330.2012. Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87.
3. Рыбников А.М., Першин В.Г. Возведение фундаментов-бареттов в сложных условиях реконструкции плавильного цеха Ермаковского завода ферросплавов // Экспресс-информация. Серия: Промышленное строительство/ Алма-Ата: Изд-во КазЦНТИС. 1991. № 1. 5 с.
4. Адикаев В.А., Катценбах Р., Галинский О.М., Дунаевский Р.А. Комбинированный свайно-плитный фундамент с применением ба-ретт // Жилищное строительство. 2009. № 7. С 24-27.
Rybnikova I.A, Rybnikov A.M EMPLOYMENT OF BARETTE FOUNDATIONS
Новороссийский филиал Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова, кафедра гуманитарных и естественнонаучных дисциплин.
Адрес: Россия, 353915, Краснодарский край, г. Новороссийск, ул. Мысхакское шоссе, д. 75
Рыбников Александр Михайлович, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник. Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова, кафедра «Подъёмно-транспортные машины и комплексы».