Основы производства в строительстве (стр. 16 )

Рабочие операции при погружении свай ана­логичны операциям при погружении свай методом забивки или вибропогружении, где вместо установки и снятия наголовника здесь используют оболочки.

При погружении свай в зимних условиях приходится выполнять дополнительные операции или отдельные процессы, увеличивающие трудоемкость и продолжительность свайных работ. Без дополнительных операций обходиться при погружении свай мощными молотами и вибромолотами, если глубина промерзания не превышает 0,7 м. В остальных случаях следует создавать условия, близкие к летним.

Перед исполнением контрольного динамического испытания сваи (после ее «отдыха») устраняют воздействие смерзания свай с грунтом.

При выборе способа подготовки слоя мерзлого грунта в местах забивки свай необходимо учитывать трудоемкость и стоимость процесса, а также что при устройстве лидирующих скважин несущая способность висячих свай может снижаться на 15–20%, при оттаивании несущая способность сваи повышается на 10–15%.

Последовательность погружения свай зависит от расположения свай в свайном поле и параметров сваепогружающего оборудования. Следует учитывать последовательность выполнения про­цесса, т.е. устройства свайного ростверка — конструкции из плит или балок, венчающей головы группы свай и передающей на сваи нагрузки от здания или сооружения. Порядок погружения свай определяется ППР.

Наибольшее распространение имеет рядовая система погружения свай, применяющаяся как при прямолинейном расположении свай отдельными рядами, так и при забивке кустов свай.

Спиральная система погружения свай предусматривает погружение их концентрическими рядами от краев к центру свайного поля; она позволяет в ряде случаев получить минимальную протяженность пути сваепогружающего агрегата.

 

6.4 Виды и способы устройства набивных свай

Набивные сваи устраивают на месте проектного положения путем укладки (набивания) бетонной смеси или песка (грунта) в полости (скважины), образуемые в грунте. Сваи часто делают с уширенной нижней частью – пятой, которую получают путем разбуривания грунта специальными бурами, распирания грунта усиленным трамбованием бетонной смеси в нижней части скважины или взрывания заряда взрывчатого вещества.

В зависимости от способов создания в грунте полости и методов укладки и уплотнения материала набивки сваи подразделяют на буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные, частотрамбованные, песчаные и грунтобетонные.

Буронабивные сваи. Характерной особенностью технологии устройства буронабивных свай является предварительное бурение скважин до заданной отметки и последующее формирование ствола сваи.

В зависимости от грунтовых условий буронабивные сваи устраивают одним из следующих трех способов: без крепления стенок скважин (сухой способ), с применением глинистого раствора для предотвращения обрушения стенок скважины, с креплением скважин обсадными трубами.

Сухой способ (рис. 4.1) применим в устойчивых грунтах (просадочные и глинистые твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции). По достижении проектной отметки при необходимости нижнюю часть скважины расширяют с помощью специальных расширителей. Принцип работы расширителя следующий: давление, передаваемое через штангу, раскрывает шарнирную систему ножей расширителя; при вращении штанги ножи срезают грунт, попадающий в бадью, расположенную под расширителем.

Глинистый раствор, для удержания стенок скважин от обрушения,

применяют при устройстве буронабивных свай в неустойчивых обводненных грунтах, при этом скважины бурят вращательным способом.

Устройство буронабивных свай с креплением стенок скважин обсадными трубами (рис. 4.2) возможно в любых геологических и гидрогеологических условиях. Секции обсадных труб соединяют стыками специальной конструкции или с помощью сварки и погружают в процессе бурения скважины гидродомкратами, а также посредством забивки в грунт или вибропогружением. После зачистки забоя и установки в скважине арматурного каркаса скважину бетонируют методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ). Для устройства уширений в основаниях свай применяют взрывной способ. Для этого в пробуренной скважине устанавливают обсадную трубу так, чтобы ее нижний конец был за преде лами действия камуфлетного взрыва. В нее на дно скважины опускают заряд взрывчатки расчетной массы и выводят проводники от детонатора к подрывной машине. Трубу заполняют бетонной смесью и взрывают. Энергия взрыва уплотняет грунт и создает сферическую полость, заполняющуюся бетонной смесью из обсадной трубы. Окончательно заполняют скважину описанным выше способом.

 

Рис. 4.1. Технологическая схема устройства буронабивных свай сухим способом:

а – бурение скважины; б – устройство уширенной полости; в – установка арматурного каркаса; г – установка бетонолитной трубы с вибробункером; д – заполнение вибробункера бетонной смесью; е – бетонирование скважины методом ВПТ;

ж – утепление оголовка сваи в зимних условиях; 1 – шнековая бурильная установка;

2 – расширитель; 3 – кран грузоподъемностью 10-12 т.; 4 – бетонолитная труба;

5 – загрузочный бункер

 

Рис. 4.2. Технологическая схема устройства буронабивных свай с применением обсадных труб:

а – монтаж ротора и забуривание скважины с одновременным погружением обсадной трубы; б – проходка скважины; в – зачистка забоя скважины; г – установка арматурного каркаса; д – заполнение скважины бетонной смесью, извлечение обсадной трубы;

е – формование головы сваи в инвентарном кондукторе

 

В нашей стране буронабивные сваи изготовляют диаметром 880-1200 мм, длиной до 35 м. Для устройства буронабивных свай используют литую бетонную смесь с осадкой конуса 16-20 см.

Частотрамбованные сваи. Сваи устраивают путем забивки обсадных труб, опирающихся на металлический наконечник. Частотрамбованные сваи устраивают специально оборудованным копром. На копер лебедкой поднимают паровоздушный молот двойного действия и обсадную трубу. На нижний конец обсадной трубы насаживают металлический башмак со смоляным канатом. Под действием удара молота ее погружают до проектной отметки. Затем молот поднимают, а в полость трубы опускают арматурный каркас (если сваи армируются). Из вибробадьи через воронку подают в полость обсадной трубы бетонную смесь с осадкой конуса 8-10 см. Параллельно с укладкой смеси извлекают обсадную трубу из грунта, причем металлический башмак остается в основании сваи. В это время молот двойного действия, вновь соединенный с обсадной трубой, уплотняет бетонную смесь. При этом сила его погружающего удара в два раза меньше выдергивающих усилий, передаваемых на обсадную трубу. При ударах молота, направленных вверх, труба должна извлекаться на 4-5 см из грунта, а при ударах, направленных вниз, – погружаться на 2-3 см.

Пневмотрамбованные сваи. Сваи применяют при устройстве фундаментов с большим притоком воды. В этом случае бетонную смесь укладывают в полость обсадной трубы при постоянном повышенном давлении воздуха (0,25-0,3 МПа), который подается от компрессора через ресивер.

Вибротрамбованные сваи. Сваи используют в сухих связных грунтах, в которых можно укладывать бетонную смесь в открытую скважину глубиной

4-6 м. Такие сваи устраивают следующим образом (рис. 4.3). В грунт с помощью вибропогружателя, подвешенного к экскаватору, погружают стальную обсадную трубу, имеющую на конце съемный железобетонный башмак.

Песчаные и грунтобетонные сваи. Данные свай применяют для уплотнения слабых грунтов. В этом случае используют специальные приспособления в виде стальной обсадной трубы с коническим четырехлопастным раскрывающимся наконечником. Трубу заполняют песком (грунтом) и с помощью вибропогружателя погружают на проектную глубину. В последние годы стали устраивать грунтобетонные сваи, для чего применяют бурильно-крановые машины с пустотелой

 

Рис. 4.3. Технологическая схема устройства вибротрамбованных свай:

а – образование скважины; б – укладка первой порции бетонной смеси; в – уплотнение бетонной смеси трамбующей штангой, жестко соединенной с вибропогружателем;

г – укладка и уплотнение последующих слоев бетонной смеси; д – извлечение обсадной трубы и установка арматурного каркаса в голове сваи

 

буровой штангой, имеющей на конце смесительный бур с режущими и перемешивающими лопастями.

 

Литература: [1,c.116-139; 3,c.164-195; 4,c.55-65; 12]

 

Контрольные вопросы

1. Назначение, виды и состав свайных работ.

2. Мероприятия по подготовке к производству свайных работ.

3. Методы и средства погружения заранее подготовленных свай и шпунтов.

4. Виды и способы устройства набивных свай.

Задания и тесты ответов

1. Определить заложение откосов при разработке котлована глубиной 2,5 м. в грунте - суглинке.

Решение:

Используя методику изложенную в п. 4.2, данные СНиП [15, табл. 1] находим величину заложения откосов котлована

2. Определить заложение откосов при разработке котлована глубиной 2 м и 4 м в грунте - супесь.

3. Назовите виды забоев при разработке грунта эксковатором прямая лопата.

Ответы: прямой, центральный, лобовой, промежуточный, наклонный, передний, боковой, задний, верхний, нижний (два ответа верные).

4. Определите какие из перечисленных видов машин относятся:

- к землеройным; - к землеройно-транспортным ?

Эксковаторы одноковшовые (прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер), скреперы, бульдозеры, грейдеры, многоковшовые эксковаторы (цепные и роторные), фрезерные эксковаторы.

5. Определить основные ТЭП процесса разрыхления мерзлого грунта эксковатором, оборудованным клин-молотом с заменой навесного оборудования на ковш и обратно.