Изготовление железобетонных свай и шпунта

Рассмотрим изготовление забивных призматических железобетонных предварительно напряженных свай сплошного сечения размерами 35X35 см и длиной до 20 м, 40X40 см и длиной до 25 м, конструкции Минтрансстроя, а также сечением 45x45 см — конструкции Министерства морского флота.

Железобетонный шпунт является особым видом свай, имеющих в поперечном сечении пазы и выступы для создания плотного соединения между отдельными сваями и скошенный конец для прижатия погружаемой шпунтовой сваи к ранее погруженным сваям шпунтового ряда.

Для устройства фундаментов причальных сооружений применяют железобетонные призматические сваи длиной 12—25 м с интервалом через 1 м. Сваи длиною менее 12 м удовлетворяют требованиям трещиностойкости без предварительного натяжения арматуры. Сваи длиной более 25 м требуют индивидуального проектирования.

Сваи армируют продольной арматурой, поперечными хомутами или спиралью и арматурой в виде сеток в головной части сваи. При размерах поперечного сечения 35X35 см и более сваи армируют восемью продольными стержнями. Применение в свае продольных стержней разных диаметров допускается лишь при условии симметричного армирования сечения сваи; стержни большего диаметра укладывают по углам сваи. При восьми продольных стержнях ставят, как правило, двойные хомуты. Наружные хомуты охватывают все восемь стержней, а внутренние — четыре стержня, расположенные по середине граней сваи. Поперечное армирование хомутами допускается заменять двойной спиралью — внутренней и наружной.

Усиление острия свай для погружения в легко- и среднепроходимых грунтах производят стальной обоймой, надетой на пучок арматуры и приваренной к ней, а в труднопроходимые — путем устройства башмака из полосовой стали со стальным наконечником. Для подъема свай во время распалубки и транспортировки в тело бетона свай заделывают подъемные петли на расстоянии 0,207 l от концов сваи (где l — общая длина сваи). Для строповки свай при подъеме на копер на расстоянии 0,294 l от головы сваи заделывают штырь; препятствующий проскальзыванию стропового троса.


При изготовлении свай арматурные каркасы укладывают краном (при помощи траверсы) в камеры стенда для производства предварительного напряжения арматуры. Примером стенда для изготовления железобетонных предварительно напряженных призматических свай сечением 40X40 и 45x45 см длиной до 25 м может служить сборно-разборный стенд с секционной камерой ямного типа, служащей одновременно для натяжения арматуры, бетонирования и пропаривания свай. Продольные железобетонные балки камеры сечением 45x65 см соединены с железобетонной фундаментной плитой при помощи анкерных болтов. На торцах стенда расположены металлические упорные балки. В зависимости от числа устанавливаемых продольных железобетонных балок образуется различное число секций шириной 0,85 м, каждая из которых предназначена для монтажа металлической опалубки одной сваи. Обычно стенд готовится для изготовления четырех — шести свай.

В торце стенда по рельсам передвигается смонтированный на тележке комбайн, производящий одновременное натяжение всех восьми арматурных стержней сваи, каждого отдельным гидравлическим домкратом, присоединенным к общему коллектору. Комбайн состоит из насосной и натяжной станций, стопорного и соединительного устройств. По окончании натяжения арматуры сваи в одной из камер стенда комбайн передвигается к следующей камере.

Бетонную смесь подают в опалубки при помощи подвешенных к стреле крана бадей с секторными затворами и уплотняют электровибраторами. По окончании бетонирования камеру закрывают инвентарными крышками и подают в нее пар. Натяжение арматуры передается на бетон при достижении бетоном 70% проектной прочности, после чего сваю перемещают на склад.

Механизированный стенд производительностью 8000 м³ изделий в год, длиной 47,5 м и шириной 8,74 м состоит из четырех независимо работающих камер и натяжной станции (два гидравлических домкрата). На стенде производят групповое предварительное упрочнение и натяжение арматуры, бетонирование и тепловлажностную обработку изделий.

Каждая камера стенда ограничена двумя продольными упорными балками, соединенными в средней части с фундаментной плитой. Такая конструкция предупреждает смещение балок при передаче на них усилий от натяжения арматурных стержней, но в то же время допускает перемещение концов балок по обе стороны от заделки при температурных деформациях во время пропаривания изделий.


По торцам на балки опираются упорные диафрагмы с отверстиями для пропуска инвентарных тяг со съемными плитами для их закрепления. В боковую грань каждой продольной упорной балки вмонтировано по 10 малых гидравлических домкратов, служащих для установки бортов опалубки на требующийся размер изделия, а также для перемещения опалубки при извлечении готовой продукции.

При изготовлении шпунта к поддону камеры прикрепляют опалубки пазообразователя. В каждую камеру стенда может быть уложено несколько арматурных каркасов общей длиной не более 44 м. Арматуру, доведенную предварительной вытяжкой до напряжения в 600 МПа, выдерживают в течение 6—7 мин, а затем снимают напряжение и дают арматуре «отдых». После этого производят предварительное напряжение арматуры до величины 540 МПа с передачей усилия на упорные балки.

Бетонирование изделий выполняют при помощи хоботного бетонораздатчика с уплотнением бетонной смеси вибраторами с гибкими валами. При термовлажностной обработке изделий возникающие при подъеме температуры потери напряжения в стержнях компенсируются за счет температурных удлинений продольных упорных балок, перемещающихся на катках.

В настоящее время на стендах работает аппаратура, предназначенная для осуществления автоматического сплошного контроля трещиностойкости предварительно напряженных свай и шпунта в процессе их изготовления. Аппаратура обеспечивает автоматическую регистрацию в цифровой форме истинных величин напряжений в стержнях арматуры, а также значений температур.

На складах для хранения готовые сван укладывают штабелями; высота штабеля не должна превышать одной трети его ширины и не должна быть более 2 м. Между штабелями должны оставляться проходы для осмотра и строповки свай. Сваи в штабелях, а также при укладке их на транспортные средства следует опирать на деревянные прокладки, находящиеся от концов сваи на расстоянии 0,2 ее длины. Толщина прокладок должна превышать на 2 см высоту подъемных петель свай.

Сваи вместе с паспортом отпускают со склада при достижении бетоном 100% проектной прочности.