Пректировани и устройство свайных фундаментов (стр. 16 )

Из-за необходимости прорезки сваями толщи слабых грунтов в строительстве широко используются железобетонные сваи дли -

ной от 12 до 40 м, для погружения которых применяют копровые агрегаты большой грузоподъемности и сваепогружающие механизмы с повышенной энергией удара.

Для исключения деформаций в таких длинномерных сваях, возникающих при перевозке и подъеме на копер перед погружением, их изготовляют сечением 35x35, 40X40 и 45x45 см с соответствующим увеличением расхода металла на армирование.

Длинномерные сваи, прорезающие слабые грунты, не увеличивают расчетные нагрузки, поэтому изменение сечения и массы сваи с соответствующим расходом металла приводит к удорожанию объекта и удлиняет сроки строительства.

Составные сваи. С целью снижения объемов и стоимость работ по сооружению свайных фундаментов на слабых грунтах с 1964 г. начали применять составные сваи сечением 30X30 и 35Х Х35 см и трубчатые. Составные сваи изготовляют длиной элемента до 12 м. Для их погружения можно применять самоходные копровые агрегаты, а для забивки их — распространенные типы молотов.

В практике строительства применяют различные типы стыков секций свай. Сварной стык сваи, разработанный Ленпроектом (рис, 6,5), применяется также в Москве. В стыкуемых. торцах предусмотрены металлические рамки из угловой стали, которые сваривают между собой вертикальными накладками или по периметру.

Болтовое соединение свай, разработанное НИИОСПом, широко применяют для стыковки сваи сечением 30X30 см и длиной до 35 м в Латвийской ССР и других районах Прибалтики.

В Мурманске для стыкования свай применяют соединение стаканного типа. В верхнем торце нижнего звена сваи из стальной трубы имеется стакан, на который для погружения устанавливают торец верхнего звена, выполненный из бетона с рифленой поверхностью. При ударах молота по свае рифленый бетон заполняет полость стакана до упора в торец нижнего звена, после чего продолжается погружение составной сваи.

В Москве, а также в Кемеровской области и других районах Сибири применяют способ цангового соединения свай (6.6), разработанный Главмоспромстройматериалами и Главмосстроем. В торцах такой сваи имеются круглые полости диаметром 10 см. После погружения нижнего звена в полость сваи устанавливают соединительный элемент цангового типа из стальной трубы с деревянными пробками.

Во время погружения составной сваи деревянные пробки забивают в трубу, и они расклинивают цанговый зажим.

НИИЖБом разработана конструкция стыка составной сваи с использованием высокопрочных клеев на основе полиэфирных полимеров. Элементы свай соединяют с помощью штырей из стержневой стали, которые заделывают в полости, образованной в нижнем звене составной сваи.

Массовое строительство фундаментов на составных сваях под сооружения различного назначения на расчетные нагрузки от 30 до 100 т в Москве, Ленинграде, Риге, Таллине, Калининграде, Новокузнецке и в других городах показало их надежность и экономическую эффективность.

Свойство слабых глинистых грунтов упрочняться при уплотнении целесообразно правильно использовать. Зачастую геологические организации, не выполнив полного комплекса исследований слабых грунтов, занижают их прочностные характеристики, что не позволяет еще на стадии проектирования более эффективно использовать несущую способность этих грунтов. Так, при строительстве зданий и сооружений на заторфованных грунтах принятие технического решения зависит от четкой классификации их. Необходимо помнить, что открытые торфы  характеризуются  большой

сжимаемостью и быстрой минерализацией (сшиванием) при дос-ступе воздуха, потому. они непригодны в качестве оснований под сооружения. Погребенные же торфы, перекрытые толщей минеральных грунтов мощностью в несколько метров, обычно залегающие ниже уровня грунтовых вод, при тщательном исследовании и принятии мер сохранности их естественного состояния можно использовать в качестве несущих грунтов. Для решения вопроса о более целесообразном использовании слабых грунтов необходимо провести натурные испытания и полевые исследовательские работы с участием строительных и проектных организаций. В практике. строительства известны случаи, когда переоценка несущей способности слабых грунтов приводит к аварийным ситуациям. Слабые грунты до сих пор изучены не полностью, и поэтому невозможно дать однозначные рекомендации по их целесообразному использованию: следует грамотно экспериментировать и накапливать отчетные материалы.

§ 6. Методы ускорения процесса погружения свай

В тех случаях, когда по гидрогеологическим условиям или по конструктивным соображениям необходимо значительно заглублять сваи, следует изыскивать способы облегчения процесса погружения их в плотные грунты.

К числу таких мероприятий относятся обмазка поверхностей сваи синтетическими полимерами, глинами, погружение с применением электроосмоса и с подмывом грунта. Наиболее распространен способ забивки или вибропогружения свай методом подмыва грунта. Сущность метода заключается в подаче под давлением к острию свай воды,-разжижающей грунт и облегчающей вследствие этого процесс погружения.

Погружать сваи способом подмыва грунта разрешается на участках, удаленных от существующих зданий и сооружений не менее чем на 20 м, так как в процессе подмыва грунт может разжижаться не только под сваей, но. и на некотором расстоянии от нее.

В рабочих чертежах свайного поля указывают местоположение свай, погружаемых методом подмыва, и имеющиеся подземные коммуникации.

Расстояния от коммуникаций до мест подмыва грунта должны быть определены в рабочих чертежах или ППР; они зависят от характеристик и фильтрующих особенностей грунтов, а также и технического состояния подземных коммуникаций. Если решено погружать сваи методом подмыва грунта, на стадии разработки ППР должны быть разработаны мероприятия по обеспечению сохранности подземных коммуникаций на период производства работ.

В призматических сваях, погружаемых методом подмыва, воду подают по трубе, подведенной к острию свай с укреплением вдоль ствола или забетонированной в нее (см. 6.6). Для погружения свай в песчаные и илисто-глинистые грунты подмывом достаточны

незначительные усилия от работающего молота или вибропогружателя.

Для погружения свай на глубину более 15 м в плотные связные грунты на квадратные сваи можно устанавливать по две трубы, располагаемые с двух сторон вдоль ствола сваи.

Наиболее применим метод подмыва грунта при погружении трубчатых свай и свай-оболочек. Число труб при погружении трубчатых свай должно быть не менее двух, а при больших диаметрах— одна труба на 1,0—1,5 м периметра сваи.

Наклонные сваи для погружения с подмывом грунта снабжают двумя трубами для подачи воды, устанавливаемыми вдоль ствола сваи, и третьей трубой, которую размещают по верхней грани наклонной сваи.

Для обеспечения равномерного погружения свай с подмывом грунта для предохранения наконечников от засорения воду подают без перерывов. Исключение составляют случаи, когда по технологическим соображениям при погружении свай на глубину более 20 м чередуют подачу воды с подачей в эти же трубы сжатого воздуха.

В табл. 6.5 приведены данные о величинах напора и расхода воды, подаваемой к подмываемому грунту в зависимости от глубины погружения свай и характеристики грунтов.

Если необходимо повысить интенсивность подмыва грунта, на наконечнике помимо центрального отверстия делают ряд. боковых, направленных под углом 30—45° к вертикали. Диаметр выходного отверстия наконечника принимают в пределах 0,4—0,45 от диаметра трубы, а диаметр боковых отверстий — 6—20 мм. Для уменьшения потерь давления в системе насосные  установки  целесооб-

разно размещать с максимальным приближением к месту подмыва грунта. Для предотвращения наплыва грунта в полость сваи-оболочки подмывные трубки не доводят до низа свай на 0,5—0,75 м.

Ускорение погружения свай с помощью электроосмоса. Физическая сущность метода заключается в том, что при кратковременном действии постоянного электрического тока во влажных связных грунтах происходит движение поровой воды от анода (от положительного полюса генератора тока) к катоду (отрицательному полюсу).

Это физическое явление используют для погружения сваи. Для этого погруженную сваю присоединяют к положительному полюсу (аноду) источника тока, а следующую перед ее погружением — к отрицательному полюсу (катоду) того же источника тока. При включении тока вокруг сваи-анода образуется грунтовая зона, имеющая пониженную влажность грунта, а у погружаемой сваи-катода появляется зона повышенного влагосодержания.

Применять метод электроосмоса целесообразно при наличии во-донасы. щешшх плотных глинистых грунтов, моренных, суглинков и глин. Применение метода электроосмоса позволяет на 25—40% ускорить процесс погружения сваи, уменьшить нагрузки, необходимые для погружения сваи. При этом  сохраняется  целостность бетона сваи во время ее погружения.

Способ электроосмоса можно также применять для извлечения из грунта металлических и железобетонных свай  (шпунта).

В качестве электродов для погружения свай методом электроосмоса можно использрвать продольные полосы, заделываемые в тело неметаллической сваи с наружной стороны или стержневую арматуру железобетона, которая должна иметь выпуски в острие сваи и ее голове.

В трубчатые сваи при их армировании заделывают электроды для подключения к ним генератора тока и заземления сваи. Типы электродов, зависящие от степени водонасыщения и видов грунтов, должны быть определены в проекте производства работ.

Для обеспечения электробезопасности при производстве погружения свай методом электроосмоса копер устанавливают на деревянные шпалы-прокладки, а головы свай (или шпунтин) изолируют от соприкосновения с металлическими конструкциями копрового агрегата.

При удалении шпунтин из грунта сначала необходимо извлечь 2—3 сваи в ряду через одну, после чего можно извлекать остальные. В этом случае отдельные шпунтины должны служить анодом, а извлекаемые — катодом.

Генераторами могут служить источники постоянного тока СМГ-2, сварочные агрегаты СУТ-2РУ и САК-2. Распределительный щит, подающий электроток к электродам, должен быть осна-шен вольтметром и амперметром для постоянного наблюдения за ходом процесса погружения сваи.