Лекция 7. Технологический регламент

Анализ аварийных ситуаций, имевших место на ряде объектов при ведении работ нулевого цикла в условиях городской застройки, свидетельствует о наличии некоторого разрыва между проектом и его практической реализацией. Сущность этого разрыва состоит в том, что проект не содержит обоснованных детальных требований к производству работ, а проект производства работ не имеет достаточного расчетного обоснования. К сожалению, подобная ситуация типична для современной отечественной строительной практики. Проектировщик в лучшем случае ограничивается самыми общими указаниями по ведению строительных работ, а подрядчик, как правило, не в состоянии обосновать безопасность для окружающей застройки применяемой технологии. Иными словами, ни проектировщик, ни подрядчик не уделяют должного внимания составлению технологического регламента, содержащего детальные указания и требования к геотехнологиям.

Основу регламента составляют результаты расчетного геотехнического обоснования, позволяющего выбрать оптимальное конструктивное решение и щадящую технологию устройства фундаментов. Технологический регламент является своего рода компромиссом между эффективностью, технологичностью ведения работ и обеспечением безопасности окружающей среды (грунтов основания и зданий).

Технологический регламент разрабатывается для геотехнических категорий II и III и в общем случае должен содержать следующие компоненты.

1 Критерии, позволяющие отличить допустимые техногенные воздействия от недопустимых. Основным критерием допустимости воздействия является условие

<S_{adt u,}

где S_{adt i} - осадка от i-го техногенного воздействия; S_{adt u} - предельно допустимая дополнительная осадка примыкающего здания в период ведения строительных работ на объекте, определяемая расчетом или назначаемая в первом приближении, исходя из требований норм.

Прочие критерии - по допустимым параметрам колебаний, минимальному уровню грунтовых вод и т.п. - нацелены на раннюю диагностику геотехнической ситуации, когда негативные воздействия не привели еще к развитию осадок.

2. Перечень факторов риска, к которым могут быть отнесены:

• технологии в целом;

• отдельные технологические операции;

• ситуации, связанные со статическим и динамическим нагружением или разгрузкой основания в ходе строительных работ, снижением природного уровня грунтовых вод и т. д.

К факторам риска следует относить все технологии, оказывающие ударное, вибрационное или статическое воздействие на основание и окружающую застройку: операции по устройству проходок и выработок в грунте, процедуры высоконапорного нагнетания в грунт бетона или растворов, устройство глубоких котлованов (ниже глубины заложения фундаментов соседних зданий), водопонижение и т.д.

3. Размеры зон влияния каждого фактора риска (зоны риска). Эти размеры могут быть определены теоретически в рамках геотехнического обоснования или назначены, исходя из результатов технологических испытаний, проведенных на данной строительной площадке или в сходных условиях. Ориентировочные размеры зон риска при использовании ряда технологий (например, по забивке и вибропогружению свай и шпунта), приведенные в нормативной литературе, подлежат проверке при проведении технологических испытаний.

4. Особые требования к очередности выполнения различных видов работ на объекте. Работы на площадке всегда выполняют в некоторой логической последовательности. Однако существуют звенья, последовательность выполнения которых не имеет принципиального значения для собственно строительного объекта. В этом случае естественным критерием выбора очередности этих звеньев является обеспечение безопасности окружающей застройки.

5. Данные о последействии и релаксации влияния техногенных факторов в грунтах основания и требования к последовательности и интенсивности ведения каждого вида работ, отнесенного к факторам риска. Специфической особенностью воздействия на грунт строительных технологий является его относительная кратковременность. Оно способствует расструктуриванию глинистого грунта, т.е. снижению прочностных характеристик. При этом грунт не уплотняется, поскольку длительность консолидационных процессов несопоставима с периодом ведения работ нулевого цикла. После снятия техногенного воздействия в грунте происходит восстановление части тиксотропно нарушенных связей, рассеяние напряжений. Учет этих явлений необходим при назначении очередности ведения работ на площадке во времени и пространстве для того, чтобы локализовать влияние технологического процесса на грунты основания и выбрать оптимальную интенсивность работ, не приводящую к прогрессированию деформаций основания. При рассмотрении устойчивости во времени выработок и скважин весьма существенным является учет параметров ползучести грунта.

6. Параметры щадящих режимов производства работ. Эти параметры (например, частота работы вибропогружателя; масса и высота сброса молота при погружении свай и шпунта; высота грунтовой пробки, оставляемой в обсадных трубах при бурении скважин для буронабивных свай; давление нагнетания при закреплении массива грунта или заполнении скважины бетоном) в первом приближении могут быть определены расчетным путем или назначены по нормативной и справочной литературе. Их уточнение для условий конкретной площадки возможно по результатам технологических испытаний по видам работ, отнесенных к факторам риска.

7. Вопросы обеспечения и контроля качества работ. Они регламентируются действующими нормами и стандартами. В технологическом регламенте должны быть предписаны:

• виды контрольных испытаний для каждого типа ответственных конструкций;

• количество испытаний их периодичность, последовательность;

• требования к испытаниям.

8. Требования к геотехническому мониторингу за состоянием окружающей застройки и изведенных конструкций и надзору за ходом строительства. Программа Мониторинга закладывается в общих чертах на стадии разработки рабочего проекта и детализируется в проекте производства работ. В программе указывают:

• цели мониторинга;

• зону его действия;

• предмет мониторинга (контроль за осадками, параметрами колебаний, уровнем грунтовых вод поровым давлением и т.д.);

• периодичность и сроки проведения мониторинга;

• механизм остановки работ при возникновении неблагоприятных воздействий.

9. Требования к технологическим испытаниям изложены в 1.6. Работа над составлением технологического регламента выполняют в два этапа:

· при разработке рабочего проекта;

· при разработке проекта производства работ.

На первом этапе регламент разрабатывают, исходя из требований нормативных документов и стандартов, на основе численного моделирования различных технологических ситуаций, а также накопленного опыта производства данного вида работ в сходных условиях. При отсутствии или недостатке такого опыта необходимо проведение технологических испытаний, по результату которых может быть уточнен регламент.

Основные позиции технологического регламента должны содержаться в проекте организации работ, а в развернутом виде - в проекте производства работ.

Для сложных инженерно-геологических условий либо при наличии ветхой окружающей застройки при отсутствии достаточного для данного региона опыта применения технологии предусмотренный проектом регламент должен быть апробирован на опытной площадке путем проведения специальных технологических испытаний и наблюдений в натурных условиях.

 

Технологические испытания

Технологические испытания являются необходимой составляющей геотехнического сопровождения строительства и проводятся в случае, если геотехнология не прошла достаточной апробации в условиях, аналогичных условиям данной строительной площадки. Испытания проводят для геотехнических категорий II и III.

Указания на необходимость выполнения таких испытаний для ряда технологий содержатся в действующей нормативной литературе. В частности, перед применением в условиях городской застройки методов забивки или вибропогружения свай и шпунта требуется проведение пробного погружения с регистрацией параметров колебаний грунтов основания и фундаментов окружающих зданий. При работах по закреплению грунтов основания и инъецированию фундаментной кладки предписывается проведение опытного нагнетания для определения фактического поглощения раствора, гарантированной зоны закрепления, корректировки давления нагнетания и состава растворов.

Наиболее актуальны технологические испытания при устройстве глубоких фундаментов (свайных, шлицевых, "стена в грунте" и т.д.), технология изготовления которых может оказывать наибольшее влияние на массив грунта. Действующие нормы предписывают, например, проведение статических испытаний опытных свай, изготовленных на площадке, до начала работ по устройству свайных фундаментов. Технологические испытания могут быть проведены в процессе изготовления опытных и анкерных свай и не потребуют существенных дополнительных затрат. В связи с этим представляется целесообразным дополнить положения норм требованием о проведении технологических исследований процесса устройства свай, предназначенных для статических испытаний.

Целью технологических испытаний является корректировка регламента, предложенного в проекте, и отладка щадящих технологических режимов.

Испытания должны включать:

• оценку изменения напряженно-деформированного состояния массива грунта с помощью системы глубинных и поверхностных геодезических марок, марок для измерения послойных деформаций грунта, датчиков порового давления, мессдоз для определения вертикальных и горизонтальных напряжений;

• фиксацию параметров колебаний на всех технологических операциях с помощью сейсмоприемников, а также анализ динамического воздействия на грунты основания и окружающие конструкции;

• инструментальную регистрацию параметров технологических операций посредством измерительной аппаратуры, установленной на рабочем оборудовании;

• визуальный пооперационный контроль.

По результатам технологических испытаний определяют радиусы безопасных зон работы механизмов, вносят коррективы в рабочую документацию и проект производства работ, в том числе в программу геотехнического мониторинга.

 

Контроль качества свай

Контроль качества строительной продукции - неотъемлемая часть строительного производства. Высокое качество и адекватная стоимость строительной продукции служат основными факторами, формирующими положительный имидж строительной компании.

Согласно российским нормам, при изготовлении свай в грунте необходимо контролировать следующие показатели:

положение свай в плане;

отметки голов свай;

глубину скважин;

качество зачистки забоя от шлама путем медленного опускания в забой рабочего органа бурового станка и забора проб со дна скважины;

удобоукладываемость бетонной смеси (ГОСТ 10181-2000);

прочность бетона по результатам испытаний контрольных образцов (ГОСТ 10180-90);

прочность и сплошность бетона по результатам испытаний кернов - цилиндрических образцов, выбуренных из стволов свай (ГОСТ 28570-90).

Основной опасностью при некачественном изготовлении буровых и набивных свай является снижение их несущей способности и, как следствие, развитие деформаций и потеря устойчивости здания.

Несущая способность свай-стоек зависит от прочности материала сваи и грунта под ее пятой. Поэтому при изготовлении свай-стоек следует уделять внимание соответствию фактических свойств материалов, используемых для бетонирования свай, нормируемым (входной контроль). Кроме этого, необходимо исключить возможность образования сужений в результате оплывания стенок скважины, перерывы в бетонировании, расслоение бетонной смеси и контролировать герметичность соединения обсадных труб при бетонировании свай в водонасыщенных грунтах (операционный контроль).

Для висячих свай наиболее опасно снижение несущей способности сваи по грунту из-за недобура скважины по вине рабочих и, как следствие, уменьшение проектной длины сваи. Это нарушение можно предотвратить при операционном контроле изготовления свай.

Для проверки качества изготовления свай используют разрушающие и неразрушающие методы контроля. Помимо этого, для определения фактической несущей способности свай по грунту проводят полевые контрольные испытания свай статической нагрузкой по ГОСТ 5686-94 (рис. 4.1). При этом количество испытываемых свай должно составлять не менее 0,5% от их общего числа на объекте, но в любом случае не меньше 2шт.