В естественном состоянии любые грунты I–IV групп имеют определенную влажность. При замерзании воды прочность грунта существенно возрастает (больше у глинистых грунтов, меньше у песчаных). Грунты переходят в категорию мёрзлых; для их успешной разработки требуются дополнительные затраты и специальные технологии. В настоящее время в зависимости от вида земляного сооружения, его объема, рода грунтов и заданных ограничений (по сроку или по стоимости) применяют следующие технологии (мероприятия).

Свая - это несущий элемент, вертикально расположенный в грунте, воспринимающий усилия от всех вышерасположенных конструкций и передающий эти усилия на грунтовое основание. Обычно сваи используются как элементы свайных фундаментов, но могут применяться и как самостоятельные конструкции в виде анкеров (винтовые сваи), отдельных опор (сваи-колонны), шпунтовых подпорных стенок.

Вид продукции: Погруженный в грунт элемент заданной несущей способности. Погружение ведется серией вертикальных ударов по голове сваи. Состав процесса: Доставка свай на объект; установка свай на погружающий агрегат; погружение свай в грунт до проектного «отказа». Материалы: Сваи железобетонные заводского изготовления. Сечение свай – квадратное, 300x300 мм. Используются также трубчатые сваи диаметром 400–800 мм. Длина свай составляет на объектах ПГС 5–16 м. При этом сваи длиной 12–16 м могут быть составными из двух элементов, соединяемыми в процессе погружения рабочими стыками (рис. 3.4).

В общий процесс армирования железобетонных конструкций входит процесс установки арматуры и закладных деталей. Стальная арматура воспринимает растягивающие усилия, возникающие в строительных конструкциях, так как бетон хорошо работает лишь на сжатие. Сталь – материал дорогой, но его доля в конструкции составляет лишь 1–3 % (по объему). Закладные детали в виде стальных пластин, уголков, трубок, болтов и т.п. служат для крепления конструкций на сварке, на болтах; для создания отверстий, проемов, каналов и т.п.; для пропуска сквозь конструкцию тяжей, болтов, а также инженерных коммуникаций.

При транспортировании, погрузке и разгрузке арматурных изделий принимаются меры, предохраняющие их от разрушений и деформаций, разрывов сварных соединений, искривлений. Арматурные сетки и каркасы перевозятся пакетами, прямые и гнутые стержни – связанными в пачки. Пространственные арматурные каркасы при перевозке надежно закрепляются на транспортных средствах, чтобы исключить возможность их деформации под действием собственного веса и толчков. При перевозке арматурных изделий, длина которых более чем на 1,5 м превышает длину кузова автомобиля, используются прицепы.

Способ предварительного натяжения арматуры применяют как в сборных, так и в монолитных конструкциях и сооружениях. В монолитном исполнении с предварительным натяжением арматуры бетонируют пролетные строения мостов, большепролетные балки и плиты перекрытий, контурные элементы оболочек и куполов, резервуары, подкрановые балки, высотные сооружения и др. Так, железобетонный монолитный ствол Останкинской телебашни выполнен с предварительным натяжением вертикальной пучковой арматуры.

Вид продукции: Уложенная и уплотненная бетонная смесь, полностью заполняющая весь внутренний объем опалубки. Вход в процесс: Должны быть приняты по акту установленные в проектное положение опалубка и арматура. Состав процесса: - приготовление бетонной смеси; - доставка ее на объект; - подача бетонной смеси на рабочее место; - укладка бетонной смеси с уплотнением; - выдержка в стандартном режиме; - сдача по акту.

В зависимости от вида конструкции, параметров бетонной смеси и объема работ, технических возможностей организации применяют следующие технологии: Подача транспортом непосредственно в конструкцию с уровня стоянки или со специальных бетоновозных мостов или эстакад. Подача бетонолитной бадьей с помощью крана. Подача ленточными конвейерами. Используются стационарные или мобильные системы на базе автомобиля или трактора, снабженные рабочими стрелами длиной 10 - 20 м, по которым движется транспортерная лента с бетонной смесью. Подача бетононасосами. Бетонная смесь подвижностью ОК 8–16 см подается по стальным трубам диаметром 100÷200 мм непосредственно в конструкцию. Расстояние подачи – до 150 м, высота – до 40 м.

Укладка бетонной смеси должна быть осуществлена такими способами, которые обеспечивают монолитность бетонной смеси, проектные физико-механические показатели и однородность бетона, надлежащее его сцепление с арматурой и закладными деталями, полное (без каких-либо пустот) заполнение бетоном опалубочного пространства возводимой конструкции. Укладку бетонной смеси осуществляют тремя методами: с уплотнением, без уплотнения (литые смеси, самоуплотняющийся бетон на расширяющихся цементах) и напорное бетонирование снизу вверх.

Торкретирование – нанесение под давлением сжатого воздуха на бетонную конструкцию, опалубку или другие поверхности цементно–песчаных растворов или мелкозернистой бетонной смеси. Применяется для исправления дефектов в бетонных и железобетонных конструкциях, нанесения водонепроницаемого слоя на поверхность резервуаров, различного рода подземных сооружений, бетонирования тонкостенных конструкций в односторонней опалубке (плит, оболочек и т. п.).

Непрерывное бетонирование, хотя и обеспечивает лучшее качество конструкций, по технологическим и организационным причинам не всегда возможно, вследствие чего образование рабочих швов неизбежно. Рабочим швом называют плоскость стыка между затвердевшим и новым (свежеуложенным) бетоном, образованную из-за перерыва в бетонировании. Рабочий шов образуется в том случае, когда последующие слои бетонной смеси укладывают на полностью затвердевшие предыдущие слои. Для обычных бетонов это происходит тогда, когда перерыв в бетонировании составляет 5–7 часов и более.

Изготовленную опалубку хранят в условиях, защищающих ее от действия атмосферных осадков и случайных повреждений. Помещения должны быть изолированы от проникания влаги во избежание ржавления металлических деталей. Стальную инвентарную, а также комбинированную опалубку хранят в закрытых складах с бетонным полом, устанавливая щиты в вертикальное положение. Мелкие щиты (площадью до 0,5 м2) разрешено хранить в два яруса, отделяя их друг от друга подкладками из досок или брусков. Щиты больших размеров устанавливают в один ярус.

Мелкощитовая опалубка. Крупнощитовая опалубка. Блок-формы. Объемно-переставная опалубка. Катучая опалубка открытого типа. Туннельная опалубка. Подъемно-переставная опалубка. Скользящая опалубка. Несъемная опалубка из плит оболочек. Несъемная опалубка из стального листа. Несъемная опалубка из стальной сетки. Грунтовая опалубка. Специальные виды: Виброопалубка. Термоактивная (греющая) опалубка. Пневмоопалубка. Мелкоштучная опалубка.

Технология вибропогружения применяется для погружения висячих свай в слабые, водонасыщенные грунты. Погружение производят мощным вибратором – вибропогружателем, который через жестко закрепленный наголовник передает колебания на сваю, а она, в свою очередь, на грунт. В результате на границе свая – грунт выделяется свободная вода, действующая как смазка и значительно уменьшающая сопротивление грунта погружению сваи. Энергозатраты значительно ниже, чем при ударном погружении, сваю погружают до заданной отметки.

Свая погружается в грунт вертикальным статическим усилием, которое обеспечивается системой домкратов или лебедок. Для этого используются специальные сваепогружающие установки (СПУ). Основная проблема такой технологии – восприятие реактивного усилия при задавливании сваи, направленного вертикально вверх.

Винтовые сваи состоят из железобетонного или стального (труба) ствола и опорного винтового башмака из чугуна или железобетона. На объект элементы сваи доставляются отдельно и соединяются перед погружением. Погружение ведется агрегатами, создающими горизонтальный крутящий момент – кабестанами, которые выпускают на базе трактора или автомобиля.

При погружении свай зимой в сезоннопромерзающие грунты приходится выполнять дополнительные операции, увеличивающие трудоемкость и продолжительность свайных работ. Без дополнительных работ удается обходиться при погружении свай мощными механическими молотами и вибромолотами, если глубина промерзания не превышает 0,5–0,6 м, но при этом значительно увеличивается вероятность разрушения головы сваи. В остальных случаях следует создавать условия, близкие к летним.

Перед началом работ на площадке необходимо обозначить все опасные зоны. В процессе забивки свай запрещено: - ремонтировать или смазывать копры и молоты; - оставлять на ферме копра, копровой стреле и других механизмах копра какие-либо предметы или инструменты; - извлекать поврежденные или отклонившиеся от проектного положения сваи с помощью копра; - запрещается находиться под работающим погружателем; - замер скорости погружения сваи производить с максимальными предосторожностями; - при разрушении головы забиваемой сваи следует прекратить работу; - работы по забивке свай с помощью копров или краном останавливают при скорости ветра 9,9 – 12,4 м/с. При этом копер следует предохранять от опрокидывания и перемещения, а молот или вибропогружатель опустить в крайнее положение.

Эти сваи устраиваются на месте путем бетонирования пробуренных в грунте скважин. Процесс трудоемкий, но здесь важно отметить, что по стоимости материала (монолитного железобетона) они на 70–100 % дешевле готовых забивных свай. Существуют два конструктивных решения набивных свай и соответственно две группы технологий их устройства.

При возведении зданий и сооружений используются следующие основные типы железобетонных конструкций: фундаменты, колонны, стены, балки, плиты перекрытий и покрытий и др. Эти конструкции можно изготавливать по двум основным технологиям: сборного и монолитного железобетона.

Опалубка служит для придания изготавливаемой конструкции проектной формы и размеров; её проектного положения, а также сохранения их в течение всего процесса изготовления.Требования к опалубке: - прочность, т.к. на нее действуют силы от веса бетона, арматуры и сила бокового распора бетонной смеси;- устойчивость (не должна менять проектного положения); - геометрическая неизменяемость (не должна менять проектной формы и размеров); - чистота поверхности; - отсутствие адгезии (прилипания) с бетоном; - технологичность (простота сборки и разборки).

При устройстве полов, подготовок и плит толщиной до 500 мм площадка бетонирования разбивается на карты – полосы шириной 3...4 м, по краям которых устанавливают деревянные (доски) или стальные (рельсы) направляющие, выполняющие роль опалубки. Бетонную смесь с OK – 0..3 см укладывают в карты через одну с уплотнением виброрейкой. После затвердевания бетона направляющие снимаются и бетонируются пропущенные карты, при этом виброрейка перемещается по бетону готовых карт.