Пректировани и устройство свайных фундаментов (стр. 18 )

В мерзлых песчаных грунтах применение глинистых растворов-снижает несущую способность сваи на 25—30% вследствие уменьшения сопротивления по боковой поверхности при полном использовании высокой прочности песчаных грунтов в торце сваи.

Размельченный и разжиженный грунт (буровой шлам), извлекаемый в летнее время из скважин ударно-канатными машинами., применяют в качестве глинистого раствора. Если буровой шлам. состоит из песка, в раствор добавляют глину.

В районах с низкотемпературными грунтами погружать сваи с оттаиванием мерзлого грунта можно в течение всего года В тех районах, где температура грунта близка к —1° С, работы вести допускается с января по сентябрь, когда температура грунта в зоне свай превышает —1,5° С. В период с октября по декабрь погружать. сваи с оттаиванием грунта нецелесообразно, так как нижняя часть их будет находиться в зоне с температурой около —1° С и процесс вмерзания будет проходить длительно.

При промерзании грунта сверху может возникнуть опасность выпучивания грунта снизу вместе со сваей.

Скважины для установки свай можно образовывать методом оттаивания. Оттаивают грунт с применением пара, воды открытыми или закрытыми нагревателями.

В закрытых нагревателях вода или пар не поступают в грунт„ а циркулируют в замкнутых системах, погружаемых в пробуренные скважины диаметром 10—15 см.

В пластичномерзлые грунты для небольшой глубины оттаивания (до 6—7 м) нагреватели можно погружать в мерзлый грунт забивкой.

Паровая игла для оттаивания вечномерзлого грунта обычно погружается под действием собственной массы, а в песчаные грунты— от усилия 1—2 рабочих. Поступающий пар оттаивает мерзлый грунт и перемешивает его. При температуре у наконечника порядка 90° С разогреваемый грунт, соприкасаясь с мерзлым, как бы омывает его, вызывая интенсивное оттаивание. Сравнительно быстрый процесс оттаивания грунта мало влияет на температуру окружающих грунтов (7.4)

Процесс погружения свай в оттаянные грунты в два раза де< шевле, чем в пробуренные скважины. Но процессом оттаивания грунта трудно управлять: сваи вмерзают неравномерно и медленно. Ориентировочные сроки продолжительности вмерзания свай приведены в табл. 7.3.

Увеличить несущую способноеть сваи можно повышением прочности смерзания грунтового раствора со сваей, что до 25% увеличивает сопротивление по ее боковой поверхности.

Бурозабивные сваи погружают в пластичномерзлые грунты в образованные лидирующие скважины при температуре грунта не ниже —0,3° С для пылеватых песков, —0,8° — для супесей, —1°— для суглинков и —1,2° С — для глин.

Расчетную несущую способность бурозабивных свай определяют по нормативным сопротивлениям мерзлого грунта сдвигу и нормальному давлению. При этом целесообразна выборочная проверка фактической несущей способности с помощью статического испытания свай.

Применение бурозабивных свай позволяет уменьшить объем буровых работ, исключает  мокрые  процессы, обеспечивает  точное

погружение сваи в плане. Облегчить погружение бурозабивных свай можно предварительным оттаиванием грунта у стенок скважины на несколько сантиметров.

Метод погружения забивных свай в вечномерзлые грунты наиболее экономичен. Для этих целей используют машины ударного или виброударного действия на базе трактора Д-804. Погружать забивные сваи можно на площадках, где над несущим слоем грунта залегают пластичномерзлые глинистые грунты без крупнообломочных включений. Забивные сваи погружаются под действием ударов, от влияния которых лед под острием сваи плавится и одновременно уменьшается прочность грунта. Образующийся вокруг тела сваи тонкий слой оттаявшего грунта облегчает погружение и одновременно ускоряет процесс вмерзания сваи в грунт.

Вследствие сложности возведения свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах авторский (или заказчика) контроль необходимо вести на всех стадиях производства работ с оформлением промежуточных актов их приемки.

Шпунтовые ограждения

       

Шпунтовые ограждения устраивают при строительстве гидротехнических сооружений и на площадках, где необходимо обеспечить сохранность зданий и сооружений, а также для предохранения зоны работ от поступления вод. В зависимости от назначения и условий работ шпунтовые ограждения выполняют из деревянных, железобетонных или металлических шпунтовых свай.

§ 1. Виды и конструкции шпунтовых свай

Водонепроницаемые ограждения из шпунтовых свай устраивают для защиты котлованов на площадках с высоким уровнем грунтовых вод, когда  всдопонижение  экономически  нецелесообразно или вообще неэффективно.

В зависимости от размеров котлована, а также свойств грунта, находящегося ниже его дна, применяют различные схемы шпунтовых, ограждений (8.1).

Первоначально устраивали только деревянные шпунтовые ограждения, а затем начали устраивать ограждения из стальных и железобетонных свай.

Материал для изготовления шпунтин выбирают с учетом ряда условий. Забитые деревянные шпунтовые ограждения почти невозможно извлечь обратно из грунта без значительных поломок, т. е. повторное использование деревянных шпунтин практически исключено. Такие. неинвентарные ограждения ложатся большим накладным расходом на строительство.

Металлические (стальные) шпунтины можно многократно забивать и извлекать из грунта. Они удобны для перевозки и в целом более рентабельны, нежели деревянные.

Железобетонные шпунтины не извлекают для повторной забивки— их используют как составную часть (внешнюю оболочку), фундамента.

Различные виды шпунтовых свай показаны на 8.2 и 8.3. Деревянные шпунтины изготовляют из брусков, выбирая паз и гребень, или делают составными, сбитыми из досок на гвоздях.

Конструкции железобетонных шпунтин недостаточно совершенны. Их применяют главным образом в сооружениях по укреплению берегов и в строительстве мостов. Б плане железобетонные шпунтовые сваи имеют прямоугольную форму с трапециевидными пазом и гребнем. Длина таких свай обычно не превышает 15 м. При большей длине во время их транспортирования могут образоваться, трещины.

Стальной шпунт выпускают трех различных профилей: плоский, корытиый и типа «Ларсен». Тип шпунта выбирают в основном в зависимости от глубины ограждаемого котлована: чем глубже он, тем больше должен быть момент инерции сечения шпунта. В табл. 8.1 приведен сортамент стального шпунта по ГОСТ 4781—55 и техническим условиям 5154—55.

Шпунтовые ограждения представляют собой тонкие подпорные стенки, устойчивость которых обеспечивается глубокой заделкой в грунт. Благодаря заиливанию зазоров в замках шпунтовые ограждения вскоре после возведения становятся практически водонепроницаемыми.

По характеру работы шпунтовые ограждения подразделяют на заанкеровакные, незаанкерованные (свободно защемленные в грунте) и с распорками. Последние применяют только в узких котлованах.

В сравнительно неглубоких котлованах (порядка 2—3 м) при прочном грунте ниже дна устойчивость шпунтового ряда обеспечивается за счет защемления свай. В глубоких котлованах шпунтовую стенку при помощи тяг соединяют с анкерами, которыми могут служить уложенные горизонтально сваи и плиты. Число тяг по высоте стенки, зависящее от условий ее статической работы, определяют расчетом. Анкерные тяги размещают так, чтобы максимальный положительный момент в шпунтовой стенке был примерно равен максимальному отрицательному моменту, возникающему от давления грунта.

§ 2. Расчет шпунтовой стенки

Усилие, воспринимаемое анкерной тягой, находят из уравнения суммы проекций всех сил на горизонтальную ось. По найденному усилию подбирают поперечное сечение анкерной тяги.

Если плотный грунт не позволяет забить шпунтовое ограждение на необходимую глубину или, наоборот, в основании котлована залегают слабые грунты (ил, торф), устраивают двуханкерное шпунтовое ограждение. Второе анкерное закрепление делают на уровне дна котлована, а шпунтовую стенку несколько заглубляют в грунт основания.

По найденным моментам и RB материала можно определить размеры поперечного сечения шпунта.

Двойной шпунтовый ряд может иметь несколько распорок по высоте. В таком случае их размещают исходя из условия постоянства величин изгибающего момента в пролетах при различных усилиях в распорках или из условия одинакового усилия в распорках.

§ 3. Погружение шпунтовых свай

Для погружения деревянного шпунта на глубину до 6 м применяют вибромолоты и дизель-молоты с массой ударной части 250 и 600 кг. Устанавливают молоты на легкие копровые установки всех типов или на краны.

С целью обеспечения точности погружения и плотности заполнения стенки шпунтовые сваи забивают после устройства направляющих (8.9). Устанавливают направляющие по ранее погруженным маячным сваям. Количество и шаг маячных свай выбирают исходя из условия обеспечения точного створа шпунтовой стенки и с учетом толщины досок, применяемых в качестве направляющих. Наличие скосов в остриях шпунтовых свай обеспечивает плотное заполнение швов между шпунтинами.

Железобетонные шпунтовые сваи погружают в грунт молотами с большой энергией удара. Известно, что при погружении обычных свай вокруг тела сваи образуется уплотненная грунтовая зона, препятствующая погружению соседних свай. По этой причине минимальное расстояние между обычными сваями принимают М (d — диаметр или диагональ квадратной сваи). Железобетонные шпунтовые сваи необходимо погружать вплотную одна к другой, что весьма затруднительно. Поэтому железобетонные шпунтовые сваи применяют редко.

Во время подъема шпунта на копер необходимо следить за возможным прогибом конструкций. В тех случаях, когда прогиб возникнет, необходимо поднимать шпунты  подъемным  механизмом.

Металлические шпунтовые сваи погружают с применением различного типа наголовников, конструкция которых зависит от типа сваепогружаюш. их механизмов (8.10).

В практике применяют также наголовники-уловители. Шпунтовую сваю заводят в наголсвник-уловитель путем рихтовки с земли поднятой конструкции до попадания ее в щеки уловиДля снижения сил трения в направляющих ранее погруженных шпунтовых свай нужно смазывать плоскость замка.

С целью снижения расхода металлопроката при устройстве шпунтовых стенок выполняется анкеровка ограждения к опорам и анкерным сваям (8.12). В качестве якорей можно использовать существующие сооружения и здания, конструкции которых могут воспринять горизонтальные нагрузки от шпунтовой стенки. При необходимости для закрепления анкерных стенок используют как анкера куски металла длиной не менее 2,5 м, железобетонные или деревянные сваи.