Якість формування горизонтальних ґрунтоцементних армоелементів влаштованих за бурозмішувальною технологією
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
У статті наведено результати комплексних експериментальних досліджень процесу формування горизонтальних ґрунтоцементних армуючих елементів (ГЦЕ), утворених за допомогою бурозмішувальної технології (БЗТ), яка активно впроваджується в сучасному будівництві при реконструкції та відновленні деформованих будівель і споруд. Метою дослідження було встановити закономірності зміни питомого опору зрушенню армованого ґрунтоцементу залежно від двох ключових технологічних параметрів — швидкості обертання бурозмішувача та його лінійної поступальної швидкості, що дозволяє оптимізувати технологічний процес та забезпечити підвищення надійності укріплених ґрунтів.
Для досягнення поставленої мети в рамках дослідження було виготовлено три дослідні зразки ГЦЕ в однакових ґрунтових умовах на експериментальному майданчику. У кожному зразку бурозмішувач працював з фіксованою швидкістю обертання, але з трьома різними лінійними швидкостями, що дозволило дослідити комбінований вплив цих факторів. Для об’єктивного вимірювання міцності ґрунтоцементу використано метод пенетраційного випробування з застосуванням мікропенетрометра МВ-2, що забезпечив можливість неінвазивного контролю питомого опору зрушенню в часі.
Результати показали, що при збільшенні швидкості обертання бурозмішувача питомий опір зрушенню зростає, що пов’язано з інтенсивнішим подрібненням ґрунту, покращенням проникнення цементного розчину та якіснішим перемішуванням суміші. Натомість зі збільшенням лінійної швидкості руху бурозмішувача відбувається зниження питомого опору, що свідчить про зменшення часу взаємодії між ґрунтом та цементною суспензією, а отже, і про нижчу якість армування. Отримані дані підтверджують доцільність регулювання параметрів БЗТ залежно від технічних умов конкретного будівельного об'єкта та необхідного рівня підсилення ґрунтів.
Крім того, було проведено додаткову перевірку цілісності сформованих ГЦЕ з використанням акустичного методу на основі програмно-апаратного комплексу PIT-W, що дозволило переконатися у відсутності розривів та визначити фактичну довжину елементів. Загалом результати досліджень мають високу практичну значущість, оскільки дозволяють вдосконалити методику формування горизонтальних ґрунтоцементних армоелементів, підвищити ефективність їх застосування в умовах щільної міської забудови, зокрема в підвальних приміщеннях, без порушення експлуатації існуючих будівель. Запропоновані рекомендації можуть бути враховані при розробці регламентів виконання робіт із укріплення основ фундаментів із використанням бурозмішувальної технології в різних умовах будівельного виробництва.
Блок інформації про статтю
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).Посилання
Степура, І.В., Шокарев, В.С., Павлов, А.В., Трегуб, А.С., & Степура, С.І. (2009). Спосіб закріплення ґрунтів (Па-тент на корисну модель №39173). Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій. Опубліковано в Бюлетені №3, 6
Степура, І.В., Шокарев, В.С., Павлов, А.В., Самченко, Р.В., Трегуб, А.С., & Степура, С.І. (2009). Установка для про-ходки в ґрунтах (Патент на корисну модель №42283). Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій. Опубліковано в Бюлетені №19, 4 .
Самченко, Р.В., Степура, І.В., Шокарев, В.С., Павленко, В.П., Павлов, А.В., Юхименко, А.І., & Мунь, А.А. (2012). Буровий верстат (Патент на корисну модель №73991). Запорізька державна інженерна академія. Опубліковано в Бюлетені №19, 4.
Зоценко, Н.Л., Виников, Ю.Л., & Ларцева І.І.(2011). Експериментальні дослідження, будівельні властивості ґрунтів. Світ геотехніки, 3, 14-18.
Великодний, Ю.Й., Зоценко, М.Л., Ларцева, І.І., & Ягольник, А.М. (2008). Зміна характеристик міцності ґрунтів при їх закріпленні за допомогою цементації. Будівельні конструкції: міжвідомчий науково-технічний збірник, 71(2), 51-60.
Zotsenko, M., Vynnykov, Y., Doubrovsky, M., Oganesyan, V., Shokarev, V., Syedin, V., Shapoval, A., Poizner, M., Krysan, V., & Meshcheryakov, G. (2013). Innovative solutions in the field of geotechnical construction and coastal geotechnical engineering under difficult engineering-geological conditions of Ukraine. Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris, 3, 2645-2648.
Fan, J., Wang, D., & Qian, D. (2018). Soil-cement mixture properties and design considerations for reinforced excavation. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 10(4), 791-797.
Bruce, D.A. (2000). An introduction to the deep soil mixing methods as used in geotechnical applications (FHWA-RD-99-138). U.S. Department of Commerce, National Technical Information Service, 143.
Зоценко М.Л., Коваленко В.І., Яковлєв А.В., Петраков О.О., Швець В.Б., Школа О.В., Біда С.В., & Винников Ю.Л. (2003). Інженерна геологія: Механіка ґрунтів, основи і фундаменти (Підручник). Полтава: ПНТУ. 446
Stepura, I.V., Shokarev, V.S., Pavlov, A.V., Trehub, A.S., & Stepura, S.I. (2009). Sposib zakriplennya hruntiv (Patent na korysnu model' №39173). Derzhavnyi naukovo-doslidnyi instytut budivel'nykh konstruktsii. Opublikovano v Byuleteni №3, 6 s. (in Ukrainian).
Stepura, I.V., Shokarev, V.S., Pavlov, A.V., Samchenko, R.V., Trehub, A.S., & Stepura, S.I. (2009). Ustanovka dlya prokhodky v hruntakh (Patent na korysnu model' №42283). Derzhavnyi naukovo-doslidnyi instytut budivel'nykh konstruktsii. Opublikovano v Byuleteni №19, 4 s. (in Ukrainian).
Samchenko, R.V., Stepura, I.V., Shokarev, V.S., Pavlenko, V.P., Pavlov, A.V., Yukhymenko, A.I., & Mun', A.A. (2012). Burovy verstak (Patent na korysnu model' №73991). Zaporiz'ka derzhavna inzhenerna akademiya. Opublikovano v Byuleteni №19, 4 s. (in Ukrainian).
Zotsenko, N.L., Vynnykov, Yu.L., & Lartseva ,I.I. (2011). Eksperymental'ni doslidzhennya, budivel'ni vlastyvosti hruntiv. Svit heotekhniky, 3, 14-18. (in Ukrainian).
Velykodnyi, Yu.Y., Zotsenko, M.L., Lartseva, I.I., & Yahol'nik, A.M. (2008). Zmina kharakterystyk mitsnosti hruntiv pry yikh zakriplenni za dopomohoiu tsementatsii. Budivel'ni konstruktsii: mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, 71(2), 51-60. (in Ukrainian).
Zotsenko, M., Vynnykov, Y., Doubrovsky, M., Oganesyan, V., Shokarev, V., Syedin, V., Shapoval, A., Poizner, M., Krysan, V., & Meshcheryakov, G. (2013). Innovative solutions in the field of geotechnical construction and coastal geotechnical engineering under difficult engineering-geological conditions of Ukraine. Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris, 3, 2645-2648.
Fan, J., Wang, D., & Qian, D. (2018). Soil-cement mixture properties and design considerations for reinforced excavation. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 10(4), 791-797.
Bruce, D.A. (2000). An introduction to the deep soil mixing methods as used in geotechnical applications (FHWA-RD-99-138). U.S. Department of Commerce, National Technical Information Service, 143 p.
Zotsenko M.L., Kovalenko V.I., Yakovlev A.V., Petrakov O.O., Shvets V.B., Shkola O.V., Bida S.V., & Vynnykov Yu.L. (2003). Inzhenerna heolohiia: Mekhanika hruntiv, osnovy i fundaments (Pidruchnyk). Poltava: PNTU. 446 s. (in Ukrainian).