Vaia vundament

Artikkel keskendub vaia vundamentide püstitamise tehnoloogiale. Vaatleme peamisi vaiade tüüpe, uurime välja, millistest elementidest need koosnevad, kuidas need on paigaldatud, millistel tingimustel need on kujundatud. Mõistame vaia vundamentide töö mehaanikat, mõistame kõiki plusse ja miinuseid.

Kui olete huvitatud muud tüüpi sihtasutustest, soovitame uurida meie teisi selleteemalisi artikleid:

• Kuidas saiti tühjendada?
• Millist tüüpi vundamenti valida?
• Riba vundament. 1. osa: tüübid, mullad, kujundamine, maksumus
• Riba vundament. 2. osa: ettevalmistamine, märgistamine, mullatööd, raketised, tugevdamine
• Riba vundament. 3. osa: betoneerimine, lõpptoimingud
• Riba vundament. Osa 4: betoonplokkkonstruktsioonide kokkupanek
• Kolonni vundament
• Plaatvundament

Loodusesse tõmmatud inimeste suur ränne võtab oma käigu – äärelinnaehitus kogeb praegu tõelist buumi. Megapolüpolüüside elanikud arendavad linnalähedasi piirkondi enesekindlalt ja süstemaatiliselt, ehitades neid üha tihedamalt. Kahjuks ei saa me alati endale vastuvõetava leevenduse ja “heade” muldadega saiti. Selgub, et kõik koristused kuuluvad juba kellelegi või pole selle piirkonna maalt stabiilsust oodata – turvas, hõljuk või veel hullem – mingisugune igikelts. Kuid muidugi on alati väljapääs, sel juhul tulid appi tööstusliku ja mitmekorruselise tsiviilehituse tehnoloogiad – need on vaiavundamendid, mida kasutatakse üha enam eramute ehitamisel.

Vaiavundamentide kasutamise tunnused

Idee paigaldada vaiadele konstruktsioone pole uus, tehnoloogia on inimestele teada olnud juba mitu sajandit, kuid uuele arenguetapile jõudis see XIX sajandi teisel poolel, kui puitraamide asemel hakati kasutama terase ja betooni kombinatsioonist valmistatud ajamiga rammitud ja kruvikonstruktsioone. Vaiavundamendil on oma selge spetsialiseerumine, oleks vale rääkida selle eelistest muude vundamendi korraldamise võimaluste ees ja võrrelda neid mis tahes omaduste järgi. Tingimustes, mille jaoks see välja töötati, pole vaia vundamendil konkurente, seda ei saa usaldusväärselt asendada mõne teise konstruktsiooniga. Vaiad saab kasutada igat tüüpi pinnasel, välja arvatud kivid ja vundamendid, millel on väga tugevad horisontaalsed liikumised, kuid nende kasutamine on tehniliselt ja majanduslikult otstarbekas:

• ehitiste ehitamiseks kõrge põhjaveetasemega piirkondadesse;
• kus loodusliku aluse ülemisi kihte iseloomustab nõrk kandevõime (turbasambad, hõljukid), samas kui tihedad mullad asuvad üsna sügaval;
• suure külmumissügavusega (põhjalaiused, igikelts);
• järskudel nõlvadel;
• kui hoone mass on liiga suur (näiteks rasketest materjalidest mitmekorruselised hooned).

Kui räägime vaiavundamentide tehnoloogilistest ja funktsionaalsetest omadustest, siis võime sõnastada järgmised punktid, millest paljud järgivad loogiliselt üksteist:

1. Mitmekülgsus ja varieeruvus (tohutul hulgal tehnilisi lahendusi, alati on võimalus valida mis tahes tingimuste jaoks).
2. Suur kandevõime.
3. Praktiliselt pole vaja käsitsi tööd teha (protsesside täielik mehhaniseerimine on vastuvõetav).
4. Industrialiseerimine (on võimalik kasutada elemente, mis on täielikult tehases toodetud, “inimfaktor” on viidud miinimumini).
5. Suur ehituskiirus.
6. Võimalus ehitada igal ajal aastas.
7. Mullatööde täielik puudumine või minimeerimine.
8. vastupidavus (eriti raudbetoonkonstruktsioonide puhul).
9. suhteline kasutegur (madal materjalitarbimine – betooni väiksem tarbimine, pole vaja eemaldada ja vedada suuri muldmasse).

Vaia vundamendi tööpõhimõte ja ehitamine

Vaiavundament on vaiade rühm, mis asub kogu hoone all “vaiavälja” kujul või konkreetsete konstruktsioonielementide all (read, “puksid”, ükshaaval).

Enamasti ühendatakse vaiad ülemises osas võre abil ühtseks süsteemiks – talade komplekt (risttala), võre (raam) või tahke plaat. Lisaks individuaalsete vundamendisammaste stabiliseerimisele on võre ette nähtud ka hoonekoormuste ühtlaseks jaotamiseks, seetõttu on see tugielement. Sõltuvalt sellest, kas see toetub maapinnale (võib-olla isegi maetud) või pinna ja tala / plaadi vahel on tühimik, jagatakse võre järgmisteks osadeks: madal ja kõrge. Madal võre võib osaleda ka rõhu ülekandmises maapinnale (ehkki vähesel määral), kuid see allub tugevdavatele jõududele ja seda ei saa kasutada sellega seoses ohtlikel muldadel või selle alla on paigutatud keerulised padjad. Suur võra ei osale otseselt pinnase ja hoone koostoimimises, seetõttu ei lüka seda laieneva pinnasega välja ja ei liigu vaiade suhtes “rebenema”. Ei saa öelda, et võre on vaia vundamendi lahutamatu osa, kuna iga vaia jaoks on üksikute peadega konstruktsioonid..

Mis tahes vaia on pikk vardakujuline element (mõnikord erinevates osades pikendustega), mille kanna ja külgpinna kaudu kantakse koormused maja maapealsest osast maapinnale. Muidugi saab siin tõmmata teatud paralleeli sambakujulise vundamendi postidega, ainult vaiad asetatakse suurusjärgus sügavamale ja oma pikkuse tõttu (loe: külgpindade suur kogupind) toimivad nad alusele, kasutades ka märkimisväärset hõõrdejõudu.

Huvitav on see, et vaiad on paigaldatud mitte ainult rangelt vertikaalselt, mõned neist võivad paikneda teatud nurga all plumbi telje suhtes, mis võimaldab suurendada kogu vundamendi ruumilist jäikust, kuna mõned selle elemendid töötavad kokkusurumisel, painutamisel ja pingutamisel erinevalt. Vastavalt mullaga suhtlemise mehaanikale jagatakse vaiad järgmisteks osadeks:

• püstikud – lõigatakse läbi ebastabiilsed kihid ja põhi tuleb toetuda tihedale, madala kokkusurumisega kihile, millel on hea kandevõime (kruus, kivid);
• hõõrduvad (hõõrdhunnikud, rippuvad) – sisse sõites tihendavad nad pinnast tööpiirkonnas ja viivad koorma nõrgale alusele ainult hõõrdejõudude mõjul, vaia alumise otsa toetav mõju on ebaoluline.

Vaiad süvendatakse mitmel viisil, seetõttu jagunevad vaiad vastavalt maasse kastmise tehnoloogiale mitmeks klassiks, mis hõlmavad nii-öelda peamist tsiviilehituse peamist valikut:

1. Veetavad vaiad – valmis elemendid, mis paigaldatakse looduslikule alusele ilma kaevamiseta, neid vajutades, vibreerides, haamriga.
2. Ajendatud vaiad tehakse ehitusplatsil kaevu täites betooniga. Kaevu saab puurida või välja tõmmata (nihe ja tihendamine).
3. Kruvivaiad on terastorud, mille terad on allosas. Need kruvitakse maasse, pärast mida need täidetakse seestpoolt betooniseguga..
4. Sambavaiad – valmistooted sukeldatakse puuritud auku.
5. Tugivaiad – valmistooted paigaldatakse šahtide põhja, šahtidesse või kraavidesse, misjärel need kinnitatakse tagasitäidisega.
6. Sissepritsevaiad saadakse peeneteralise betooni pumpamisega pinnasesse kõrge rõhu all.
7. Caissoni (sukeldatavad, kaevuga) vaiad uputatakse alusesse oma raskuse all või täiendava laadimisega. Paralleelselt kastmisega valitakse pinnas koore siseküljest.

Mõned vaiaga sõitmise meetodid hõlmavad eri tüüpi kestade kasutamist, mis võivad täita konkreetset rolli. Niisiis kasutatakse madalate puuridega vaiade jaoks aktiivselt katusekattematerjalist valmistatud eemaldatavaid torusid, mis on nii maa-aluse osa veekindluseks kui ka raketise ülaosas. Vertikaalselt liikuvate torude tehnoloogias toimib kest raketisena, see eemaldatakse lõikest paralleelselt monoliitse teosega. Betoon- ja vahttorutel on kest, mis täidab kandefunktsiooni. Enamik vaiavõlli pole korpustega varustatud – meil on otsene kontakt “betooni / pinnasega”.

Vaiade valmistamiseks kasutatakse kõige traditsioonilisemaid materjale:

1. Puidust vaiad olid esimeste seas, mida kasutati, ja tuleb öelda, et need olid üsna edukad. Näiteks Peterburis sillamude ehitamisel kasutati 20–40 cm läbimõõduga okaspuupalke, millest mõned on meie ajani hästi säilinud. Kuival pinnasel saavad puitvaiad tavaliselt pikka aega oma funktsiooni täita, eriti uut tüüpi töötlemisel, kuid loomulikult ei suuda nad konkureerida vastupidavuse osas raudbetoontoodetega.
2. Raudbetoonvaiad on praegu kõige populaarsemad. Need on 3 kuni 12 meetri pikkused valmistooted, enamasti on neil kindel ruudukujuline sektsioon (alates 20×20 kuni 40×40 cm), kuigi on ka teisi võimalusi – ümmargune, prismaatiline, kolmnurkne, keeruline. Valmisbetoontoote tugevduspuur on vajalik peamiselt paindekoormuste talumiseks, kuid juhitava sukeldamise korral aitab metall vastu ka löögikoormustele, seetõttu suureneb vaia otstes põiki konstruktiivse tugevduse arv.
3. Betoonvaiadel puudub kogu kere tugevdus, kuid ülaosas on terasraamid.
4. Killustikvaiad võivad oma massis sisaldada kuni 30% killustikku.
5. Metallvaiad on ümmargused või ristkülikukujulised torud.
6. Erinevate materjalide kombinatsioonid on üsna tavalised, näiteks kruvihunniku terastoru täidetakse betooniga või puitpalgile asetatakse teradega metallist ots.

Konkreetne vaia tüüp ja selle sukeldamise tehnoloogia valitakse sõltuvalt paljudest teguritest, millest peamised on:

• hoone mass ja struktuur;
• vaia vundamendi iga elemendi kandevõime;
• loodusliku aluse omadused;
• töötingimused ehitusplatsil (suur hoonetihedus, tihedus …).

Hoolimata asjaolust, et kõiki ülalnimetatud vaiad ei kasutata erasektoris, sobivad teatud probleemi lahendamiseks enamasti vaiavundamentide mitu varianti, siis valitakse olemasolevate seast kõige majanduslikult tasuvam. Me räägime neist edasi..

Vaia vundamendi ehitamine

Vaia vundamendi ehitamine algab samade ettevalmistustoimingutega nagu mis tahes muu loomisel. Tööpiirkond puhastatakse taimestikust ja eemaldatakse mätaskiht, valmistatakse ette juurdepääsuteed, tehakse drenaaži- ja veetustamise toimingud, imporditakse materjalid täies mahus ja lahendatakse muud logistilised probleemid. Lisaks võetakse loodusesse hoone telgede märgistused ja iga kaevu asukoht. Nulltsükli ettevalmistavat etappi kirjeldasime üksikasjalikult artiklis “Riba vundament. 2. osa: ettevalmistamine, märgistamine, mullatööd, raketised, tugevdamine “.

Looduslikult viiakse objektil läbi esialgsed tehnilis-geoloogilised uuringud, mille põhjal selguvad kõik saadaolevate muldade peamised omadused – nende kihtide kaupa koostis, kandevõime (kokkusurutavus), niiskuse aste ja laad (vee tasakaal). Paralleelselt geoloogiliste uuringutega arvutatakse hoone maapealse osa töökoormus, mida rakendatakse muldadele.

Erilist tähelepanu pööratakse töötingimustele. Nüansid, näiteks läheduses asuvate muude hoonete olemasolu, mis võivad kahjustada, või kitsas ruum ehitusplatsil, võivad dramaatiliselt mõjutada konkreetse tehnoloogia valikut..

Saadud andmeid vaadeldakse kompleksis, neist saab lähtepunkt vaia vundamendi projekti väljatöötamisel. Vaia vundamendi kujundus koosneb järgmistest punktidest:

• pinnase ja kandevõime kandevõime määramine konstruktsioonist;
• vaiade tüübi (sektsiooni, materjali, konstruktsiooni) valimine;
• keelekümblustehnoloogia ratsionaalne valik (sealhulgas seadme eripära);
• vajaliku vaiade arvu ja nende asukoha olemuse arvutamine;
• sukeldumissügavuse arvutamine;
• võre kujundus (kõrgus / sügavus, materjal, ristlõige);
• vundamendi töö modelleerimine – võimalike deformatsioonide võrdlemine vastuvõetavatega;
• majanduslik õigustus.

Artikliseeria arenedes puudutasime korduvalt sihtasutuste arendamise probleeme ja võimalusel andsime selles küsimuses praktilisi soovitusi: “Ribapõhi. 1. osa: tüübid, mullad, kujundamine, maksumus ”või eelmise Kolondi sihtasutuse väljaande veergude sihtasutuse kujunduse osas. Vaiavundamentide puhul on olukord palju keerulisem, peamiselt seetõttu, et kuna oleme valinud ja alustanud vaiade arvutamist, tähendab see, et määratluse järgi on tegemist väga problemaatilise pinnase ja suhteliselt raske majaga. Seetõttu on parem usaldada tööprojekti loomine sellele spetsialiseerunud organisatsioonidele, kes kasutavad arvutuste tegemiseks arvutiprogramme ja juhinduvad praegustest GOST-idest.

Valmis vaiade sukeldamine

Oleme juba märkinud, et vabrikuid, mida toodetakse tehases (reeglina on need betoontooted) ja mis on juba alusesse sukeldatud valmiskujul, kutsutakse vaiadeks. Seda vaia vundamendi versiooni iseloomustab suurem kandevõime, kuna võlli lähedal olev pinnas on tihendatud. Pinnase nihkumise kõrvalmõju võib pidada vundamendi tekkivaks dünaamiliseks stressiks, mille tagajärjeks on mitmed töötingimuste piirangud. Üldiselt tagab vabriku vaiade tööstuslik olemus (erinevalt rammitud vaiadest) ilmastikuolude ja vundamentide ehituse kõrge taseme, mugava logistika, väikese sõltuvuse muldade veega küllastumisest, suure kandevõime (tänu tihenemisele) ja vähese materjalitarbimise..

Vaiade maasse viimise protsess toimub massiivsete haamrite abil (löögiosa mass on 1,5–9 tonni), mis on paigaldatud rasketele iseliikuvatele sõidukitele. Tavaliselt kasutatakse hüdraulilisi ja kaabiekskavaatoreid, roomikkraanaid, millel on pöörlevad juhtmastid ja mööda seda liikuv diisel-, mehaaniline või hüdrauliline haamer. Vibratsioonivasaraid ja vibrohaamereid, pressimisseadmeid saab kasutada ka pilingvarustusena..

Sõidetava vaia sõidutsükkel näeb välja selline: masin haarab hunniku ja tõmbab selle üles – hunnik tõuseb üles ja sõidetakse kopraraami – haamri löögiosa mõjub tootele ja ajab selle maasse. Mõjutamiseks on mitu võimalust.

Kui kasutatakse diiselhaamerit, siis toimub põhitöö tsükliliselt, vastavalt sisepõlemismootori põhimõttele (lööklaine kukub kõrguselt alla, kütuse segu süttib, haamer tõuseb tagasilöögi tõttu).

Hüdraulilise haameri tööosa langetamine ja tõstmine toimub hüdraulika tõttu – puuduvad kukkumised ja tagasilöögid, mis võimaldavad sagedust ja veojõudu peenhäälestada.

Rasked vibraatorid kinnitatakse vaiapeale ja annavad sellele vibratsiooni, mis on suunatud piki selle pagasiruumi telge. Vibratsiooniseadmete töö viib läbi ekstsentrilise mehhanismiga hüdrojaam või elektrimootor.

SVU pressimismasinate konstrueerimisel on peamised elemendid: töökäigu ja tagurpidikäigu hüdrosilindrid, samuti veokraam ankrukoorma riputamiseks. Selliste käitiste tööpõhimõte on pideva staatilise rõhu rakendamine.

Löögikuhjaga sõitmist peetakse õigustatult kiireimaks ja odavaimaks sukeldamise meetodiks (alates umbes 300 rubla lineaarmeetri kohta), kuid sellega kaasneb märkimisväärne müratase ja maapinna vibratsioon, seetõttu ei saa seda kasutada tihedates hoonetes ega näiteks maalihkevööndites. Veel üks oluline punkt – vajate üsna suurt saiti (umbes 15×35 meetrit).

Vaiade süvendamist taande abil kasutatakse juhul, kui ehitusplats asub linna ajaloolises osas, lagunenud või avariiliste ehitiste läheduses liikuval pinnasel. Treppimise vaieldamatu eelis on vaia juhtimise kõrge täpsus, selle pea terviklikkuse säilitamine, vundamendi iga elemendi kandevõime mõõtmine reaalajas, kompaktsus (saate töötada kitsastes tingimustes – sait mõõdab 10×10 meetrit, lähima konstruktsioonini – alates 1 meetrist). Nurga- ja külgvaiad saab sisse vajutada ka vajutades. See tehnoloogia on mõnevõrra kallim – umbes 800 rubla jooksva meetri kohta.

Uurisime valmis vaia energiakümbluse põhimõtteid, see on nii-öelda peamine tegevus. Siiski tuleb märkida, et enne kaevude massilise sukeldamise algust paigaldatakse platsile vaiad, mis pärast mitmepäevast hoidmist (sõltuvalt pinnase omadustest 1 kuni 10) tehakse katsetustega. Vaiale lüüakse haameriga (dünaamiline meetod) või laaditakse sammhaaval (staatiline meetod), mille järel asustus mõõdetakse. Selle etapi eesmärk on kindlaks määrata vaia vundamendi iga elemendi tegelik kandevõime. Saadud tulemuste põhjal kinnitatakse kas konstruktsiooniarvutused või korrigeeritakse vaiavälja pikkust, osa, kogust ja süsteemi..

Juhtpuurimist saab kasutada valmis vaiade vajumisprotsessi optimeerimiseks. See protseduur võimaldab vähendada maapinna koormust, vähendada müra ja vibratsiooni, kasutada pikemaid puurauke ja läbida üle 2 meetri paksused liivakihid. Puurkaevude läbimõõt on väiksem kui raudbetoontoodete ristlõikega, need ei ulatu vaia vajumise kavandatud kõrguseni 0,5–1 meetri sügavuselt.

Kui kuhi peatub sukeldamise ajal (nähtust nimetatakse “tõrkeks”), eemaldatakse selle maapealse osa ülejääk ja maetud osa testitakse konstruktiivse kandevõime osas. Kui tulemused on ebarahuldavad, paigaldatakse lähedale täiendav koopia.

Pärast vaiavälja rajamist lõigatakse kõigi vaiade betoon samal kõrgusel, armeerimispuuri elemente saab kokku hoida ja kokkuklapitavad resti struktuuriga liimimiseks..

Vaia vundamendi ehituse organisatsiooni valimisel tuleb kindlasti arvestada töövõtja varustuse omadustega – mass (šassii erisurve alusele), haamri omadustega.

Rammutatud vaiade tootmine

Rammvaiad valmistatakse betoonist otse ehitusplatsil. Selliseid vundamente on keerulisem valmistada ja kallimad (alates 23 000 rubla kuupmeetri kohta); ehituse ajal sõltuvad nad suuresti ilmastikutingimustest ja pinnase vee tasakaalust. Monoliitsete vaiade eeliseks võib pidada ehitamise võimalust hoonete lähedal, aga ka hoonete sees (rekonstrueerimiseks, vundamendi tugevdamiseks). Lisaks sellele on olemas võimalused, et mitte kasutada raskeid seadmeid saidil – mõnikord saate seda teha mootoriga või isegi käsipuuriga (kui konstruktsiooni läbimõõt on kuni 30 cm). Lisame, et kanna laiendamise korraldamisel on võimalik oluliselt suurendada vaia ja vundamendi kui terviku kandevõimet. Põhimõtteliselt koosneb ühise puurvaia püstitamine järgmistest toimingutest:

1. Puurauguga kruvi abil tehakse maasse kaevud. Löökriistade abil kaevu tootmiseks on palju võimalusi – nihutades mulda vibreerimisega, tagasitõmmatavate / mittetagastatavate kestade vasardamine.
2. Kaevu pannakse tugevduspuur.
3. Tungraudadega viiakse õõnsusesse betoonitoru, mille peale on paigaldatud vastuvõtulehter.
4. Betoon juhitakse kaevu, toru võetakse välja, kui kaev on täidetud.
5. Betoon tihendatakse mehaanilise tihendamise, pneumaatilise või hüdraulilise tihendamise teel.
6. Kuhi pea on moodustatud (varude juht).
7. Vaia ladestatakse, kuni betoonisegu on täielikult kivistunud.
8. Vajaduse korral lõigatakse vaiapead kavandatud kõrgusele.

Rammutatud vaiade enamiku tootmisetappide jaoks saab kasutada SNiP 3.02.01–87 “Maanduskonstruktsioonid, vundamendid ja vundamendid” ning SNiP 3.03.01–87 “Kande- ja piirdekonstruktsioonid”. Palju kasulikku leiate meie artiklist “Kolonni vundament”, aga ka “Ribavundament. 3. osa: betoneerimine, lõpptoimingud “.

Kruvige vaiad

Seda tüüpi vaiad eristuvad teineteisest, kuna on ehituse ja juhtimisviisi osas täieõiguslik klass. Kruvikinnitus on terava otsaga toru (läbimõõt 50–300 mm, seina paksus 3–6 mm, üksiku detaili pikkus kuni 12 meetrit), mille korpusesse keevitatakse spetsiaalne tera, ja metallpeast maapealse osa lõpuni. Paljud tootjad katavad oma tooteid korrosioonivastaste ühenditega, mis põhinevad epoksüvaikudel; kvaliteetsete kruvipakkide kasutusiga on nad kuulutanud kui “150 aastat või rohkem”.

Kruvipakkidel asuvate vundamentide tehnoloogilisi ja funktsionaalseid eeliseid peetakse järgmisteks:

• ehituse suur kiirus;
• šokivaba keelekümblus;
• käsitsi paigaldamise võimalus;
• paigaldamise täpsus;
• mullatööde puudumine;
• seismiline vastupidavus;
• kõrge vastupidavus külmakindlatele jõududele (sile külgpind, väikese kogupindalaga).

Kruvivaiad paigaldatakse kruvimisega ja täiendava vertikaalselt toimiva koorma kasutamine pole vajalik. Seetõttu saab kruvivarda sukeldamist teha mootoriga tööriistaga või isegi käsitsi. Vajadusel (liivased kihid, suurem sügavus) võib kasutada abikaevude puurimist. Lisaks vaiadele võimaldab see sukeldamismeetod mulda tihendada ka võlli ümber. Sõltuvalt toote läbimõõdust, tera pindalast, seina paksusest võib iga vaia taluda rõhku 1 kuni 30 tonni.

Paigaldatud vaiad valatakse seestpoolt betooniga, mille tugevus on M300 ja kõrgem. Kandevõime parandamiseks saab suure toru õõnsust tugevdada terasraamiga.

Pärast kogu vaiavälja paigaldamist lõigatakse kruvivaiade korpused kõrguseks, paigaldatakse ja keevitatakse neile vajaliku kujundusega pead, mis sõltub grillimise tüübist (kangi või esimese võra palgi jaoks, raudbetoonist silluse jaoks, monoliitse tahvli jaoks)..

Umbes nii, nagu näeme tänapäevaseid kuhja vundamente. Muidugi oli igat tüüpi vaiade puhul võimalik kaugelt kirjeldada, kuid selleks, et mõista, millises suunas liikuda, ja sellest tulenevalt õiget valikut teha, peaks olema piisavalt teavet. Järgmisel real on meil monoliitne vundament.