Файл: Фисенко, Г. Л. Укрепление откосов в карьерах.pdf

Для жесткой арматуры используется прокат из уголков швел­ леров и двутавров, а также железнодорожные рельсы. Наиболее целесообразным является применение рельсов типа Р-43, Р-50.

После установки арматуры скважина заполняется бетонной сме- -сью, состоящей из вяжущего материала, воды и заполнителей. В качестве заполнителей используется щебень, гравий и песок. Для -бетона, используемого в железобетонных сваях, применяется ще­ бень с размером фракций 40 мм.

К группе цементов, применяемых для приготовления бетонов и

.растворов, относятся все виды портландцементов, шлакопортландцементов, глиноземистые цементы и др.

Сопротивления бетона при расчете конструкций на прочность приведены в табл. IV. 7 [59].

с применением автоматического и полуавтоматического дозирова­ ния составляющих смеси,— 1,1;

б) для глиноземных цементов при расчете изделий на растя­ жение — 0,7;

в) для железобетонных свай любого диаметра, изготовляемых непосредственно в скважинах в вертикальном положении, — 0,85;

г) при диаметре свай менее 300 мм — 0,85.

Бурение скважин для свай может производиться любым из бу­ ровых станков, имеющихся на карьере. Выбор станка определя­ ется необходимым диаметром и типом сваи. В настоящее время на карьерах широко применяются станки для бурения скважин диа­ метром 100—110 мм (БМК-4, СБМК-5, БА-100, НКР и др.) и диа­ метром 200—300 мм (канатно-ударного и шарошечного бурения).

Для укрепления откосов применяют сваи различных диамет­ ров — от 250 до 1000 мм.

Из перечисленных способов бурения скважин под сваи пред­ почтение следует отдавать вращательному, так как при этом спо­ собе достигается большая производительность бурения, трещины

126

в массиве не засоряются раздробленной породой. Кроме того, на­ ряду с укреплением пород сваями производится и их цементация.

В скважины, пробуренные и очищенные, опускается арматура; спуск ее производится с помощью автокрана и бульдозера. Подъ­ емный крюк автокрана крепится к арматуре (рельс, двутавр и др.) на такой длине, чтобы обеспечить ее подъем над скважиной. После спуска арматуры на 2/з длины она расклинивается в скважине но­ жом бульдозера и производится отцепка подъемного троса. Под действием собственного веса арматура падает в скважину. Она устанавливается так, чтобы плоскость наибольшей жесткости рас­ полагалась в плоскости действия сдвигающей силы. Для лучшего скольжения рельса в скважине конец его заостряется. Пространст­ во между арматурой и стенками скважины заполняется бетоном (для случая, когда не преследуется цель цементации окружающих пород). Состав бетона подбирается таким образом, чтобы обеспе­ чить заданные свойства бетонной смеси при наименьшем расходе цемента. Изготовляется он из вяжущих заполнителей и добавок, удовлетворяющих требованиям СНиП 1-В, 3-62.

При укладке бетона для лучшего наполнения скважины приме­ няют электровибраторы.

В тех случаях, когда укрепление ослабленных участков железо­ бетонными сваями ведется с одновременной цементацией массива, работы выполняются в следующем порядке. После спуска армату­ ры в скважину пространство между арматурой и стенками скважи­ ны заполняется щебнем с размером зерен не более 40 мм. Устье скважины закрывается бетонной пробкой высотой 1,5—2 м с забе­ тонированной в ней трубкой-кондуктором (рис. IV. 15). Затем про­ изводится нагнетание цементного раствора.

Бетонные и железобетонные шпоны по принципу работы анало­ гичны сваям, рассчитываемым на деформации среза. В отличие от свай, диаметр которых равен диаметру скважин, шпоны могут иметь увеличенный диаметр. Вначале бурят скважины обычного диаметра, а затем камуфлетными взрывами увеличивают полость до необходимых (или возможных) размеров. В скальных породах расширение создается в результате прострелки скважин, а в сла­ бых рыхлых породах — вследствие уплотнения среды вокруг сква­ жин. Вместе с образованием полости происходит уплотнение рых­ лых пород вокруг заряда. По данным П. А. Власова, радиус уплот­

ной скважины. С увеличением глубины расположения зоны сколь­ жения уменьшается коэффициент использования скважины, кото­ рый определяется по формуле

где I — высота шпона;

hi — глубина скважины.

127

Расчет шпон на срез производится по формулам (III.30), (IV.24).

Технология производства работ по сооружению бетонных шпон в полостях, образованных взрывами камуфлетных зарядов ВВ, включает: бурение скважин с обсадкой их трубами (в рыхлых по­ родах) с перфорацией в нижней части; заряжание и взрывание ка­ муфлетных зарядов в скважинах; нагне­ тание укрепляющего песчано-цементного

раствора.

передающая давление цементного раствора на рабочую жидкость проточной камеры; 4 —цементационная голов­

бень; 12 — скважина

Камуфлетное взрывание применяется и в строительной практике при сооружении свайных фундаментов. Технология сооружения свай с камуфлетной пятой, рекомендуемая в работе [66], преду­ сматривает заполнение скважин цементным раствором жидкой кон­ систенции еще до взрывания заряда. Раствор в данном случае слу­ жит забойкой.

Преимущество этого способа заключается в том, что обрушение стенок скважин в результате действия отраженной взрывной вол­ ны незначительно. Путем замера величины оседания бетона в скважине после взрыва, можно рассчитать объем образовавшейся

где V — объем бетона, вышедшего из цилиндрической части сква­ жины.

128

Диаметр зоны влияния взрыва в зависимости от состояния по­

где х' — коэффициент, определяющий соотношение силы взрывча­ того вещества и крепости пород у основания скважины; С{ — масса взрывчатого вещества, необходимого для разрушения 1 см2 сечения обсадной трубы; S nб — площадь обсадной трубы, см2.

Значения коэффициента х' для аммонитов в различных поро­ дах [66]:

■ Сопротивление сдвигу бетонных шпон, сооруженных по приве­ денной технологии, принимается в несколько раз большим сопро­ тивления сдвигу обычных свай, диаметр которых равен диаметру скважин.

Сопротивление бетона срезу, по данным лабораторных испыта­ ний, составляет 3—7 кгс/см2,. в зависимости от марки бетона. Для железобетонных шпон с различным процентом армирования и ка­ чеством арматуры сопротивление срезу принимается равным 0,5ч- -Т0,6 Rp (Rp — расчетное сопротивление железобетона растяже­ нию).

Сопротивление сдвигу породобетонных шпон зависит от соот­ ношения объема трещин и пустот, заполняемых бетоном, а также от сцепления между бетоном и породой в зоне сдвига. По данным лабораторных испытаний, это сцепление можно принять равным 2—3 кгс/см2 для пород типа аргиллитов, алевролитов, песчаников. Более точные значения для конкретных пород могут быть получены путем лабораторных или натурных испытаний.

Число бетонных шпон или породобетонных блоков, необходимых для укрепления участка, определится из формулы

§4. КОНТРФОРСЫ, ПОДПОРНЫЕ И ЗАЩИТНЫЕ СТЕНКИ

Ра с ч е т п о д д е р ж и в а ю щ и х . с о о р у ж е н и й . Контрфорсы из скальных пород выполняют роль пригрузки, оказывая стабили­ зирующее действие иа оползни. Сопротивление контрфорса сдвигу

определяется: объемным ве­ сом горных пород, из кото­ рых отсыпается контрфорс; геометрическими размерами контрфорса и его формой; величиной коэффициента трения в основании контр­ форса; углом внутреннего трения и сцеплением пород внутри контрфорса.

Общее сопротивление контрфорса сдвигу должно равняться оползневому дав­ лению с учетом запаса ус­ тойчивости. Наименьшее соотношение удерживающих и сдвигающих сил будет иметь место в основании контрфорса и зависеть от величины нормального дав­ ления (рис. IV.16). Усло­ вие устойчивости контрфор­ са против сдвига по осно­ ванию

поверхности скольжения. В простейшем случае, когда поверхность скольжения плоская, условие устойчивости контрфорса опреде­ лится по формуле

{ (cos Ф+ sin <р tg р„)