Пректировани и устройство свайных фундаментов (стр. 36 )

К описанному типу набивных свай относят заливные сваи, изготовленные по технологии, предложенной инженером В. Пангае-вым в 1967 г. (трест «Новосибирскцелинстрой-1).

Скважины выполняют с помощью передвижной копровой установки на автокране К-61 с дизель-молотом С-222. Последовательность устройства свай показана на 15.9. С помощью лидера пробивают скважину диаметром 0,36 м и глубиной 2—-3 м (поз. /). Затем рабочий орган извлекают на поверхность и на его наконечник надевают уширитель, с которым его погружают в скважину. Уширитель представляет собой отрезок трубы, имеющий в верхней

части упорный стакан, а в нижней — плоское днище. К днищу уширителя прикреплены две плиты, которые могут поворачиваться вверх до упора в днище. При погружении плиты принимают полураскрытое положение и не касаются стенок скважины (поз. //).

Статическими испытаниями установлено, что расчетные нагрузки на заливные сваи диаметром 0,36 м и длиной 2,5—3 м в грунтах тугопластичной и твердой консистенции колеблются в пределах 15—25 тс без уширения и до 35 тс — с уширением основания.

На разработку одной скважины с уширением уходит 10—12 мин в талых грунтах и 20—30 мин — в мерзлых.

Для жилых двухэтажных домов и животноводческих помещений сваи размещают в один ряд по контуру стен. По сваям сооружают монолитный железобетонный или сборный ростверк из несущих перемычек высотой 22 см с закладными деталями для сварки.

При устройстве сборного ростверка на сваи надевают оголовки стаканного типа, по которым укладывают балки ростверка.

Шаг свай под двухэтажные жилые дома принимают равным 1,5—2 м (всего на дом их требуется 72—82 шт.). В животноводческих помещениях шаг свай принимают больший — 3—6 м.

В 1967—1968 гг. в Новосибирской области на таких набивных сваях были возведены 12 жилых домов, птичник и свиноферма на 800 голов. Экономический эффект от внедрения свай на этих объектах достиг 60 тыс. руб., причем в 4—5 раз снижен расход бетона по сравнению с устройством блочных фундаментов.

Метод устройства коротких конических свай в вытрамбованном ложе, предложенный и -ковым, отличается от изложенных выше применением вибровдавливания.

При устройстве таких свай выполняют следующие операции: 1) навеску лидера на агрегат типа ВВПС-20/11 или ВВПС-32/19 (15.10); 2) выштамповку ложа в грунте с помощью лидера усилием вибратора и тяговой лебедки агрегата; 3) бетонирование скважины; 4) установку армокаркаса.

Исследованиями, проведенными на лёссовидных грунтах I типа по просадочности, установлены следующие оптимальные размеры конической сваи под нагрузку 40—50 тс при осадке около 4 см: диаметр оголовка 80 см; высота конической части 2,2 м; угол конусности 21°.

При погружении штампа эффект уплотнения околосвайной зоны зависит от влажности грунта. При консистенции ниже 0,4 основание увлажняется до 18%- Затем, работая только тяговой лебедкой без вибратора, продавливают гнезда и заливают их водой. Через 12—14 ч ложе выштамповывают до проектной отметки. Все работы выполняет звено, состоящее из машиниста установки и 2—3 бетонщиков. Сменная производительность звена— 16—18 свай.

Несущая способность конических свай, составляющая ПО— 150 тс на 1 м3 бетона, является весьма высоким показателем. Внедрение таких свай на одном из промышленных объектов позволило снизить стоимость фундаментов на 70%, а на строительстве 9-этажного жилого дома — на 50%

§ 2. Столбчатые фундаменты в котлованах, вытрамбованных в просадочных грунтах

Строительные нормы и правила рекомендуют два принципиальных подхода к уплотнению просадочных грунтов.

В первом случае глубинное уплотнение ведут в пределах всей толщи основания с предварительным замачиванием его или грунтовыми сваями (см. § 3 настоящей главы).

В других случаях грунт уплотняют только в пределах деформируемой зоны основания одним из трех методов: поверхностным уплотнением грунта тяжелыми трамбовками, устройством грунтовых подушек и вытрамбовыванием котлованов заданной формы и глубины.

Последний метод излагается в настоящем параграфе.

При устройстве оснований на просадочных грунтах необходимо предпринимать меры по предохранению грунтов от неорганизованного увлажнения. Так, планировка площадки должна обеспечить сток поверхностных вод с территории.

Метод возведения столбчатых фундаментов в котлованах, образованных путем вытрамбовывания просадочных грунтов, - отличается от метода «Компрессоль» тем, что бетон не трамбуют, а вибрируют и уширения не происходит. Кроме того, новую технологию отличает более высокий уровень механизации.

Работы по устройству столбчатых фундаментов выполняют в следующем порядке. С поверхности срезают растительный и насыпной слой до отметки, соответствующей отметке основания по -

лов. Падающая на грунт трамбовка образует на заданной глубине котлован диаметром по низу 0,8—1,5 м. Глубина котлована составляет от 0,6 до 1,5 м.

В процессе трамбования в основании котлована образуется зона с плотностью грунта в пределах 1,85—1,55 т/м3. При такой плотности в лёссовом грунте под уплотненной зоной остается зона не-

достаточного уплотнения, где грунг, однако, имеет меньшую про-садочность и более высокую прочность, чем при естественной плотности.

Несущая способность столбчатых фундаментов, возводимых таким методом, составляет в зависимости от диаметра котлована 50—90 т, что в 3—4 раза выше, чем у аналогичных фундаментов на естественном основании.

Фундаменты этого типа устраивают в просадочных грунтах для зданий с небольшими нагрузками, когда не требуется объединять несколько столбчатых фундаментов в один куст.

Котлованы образуют путем уплотнения грунта навесным оборудованием на кране-экскаваторе, состоящем из трамбовки и направляющей штанги (см. 15.11). Трамбовка имеет форму усеченного конуса с уклоном 1 : 20—1 : 10 (15.11). Удельное статическое давление трамбовки на грунт 0,30—0,35 кг/см2 при массе 4—6 т. Для понижения центра тяжести трамбовки в нижнюю ее часть закладывают металлолом. До начала работ рядом с рабочим котлованом проводят опытное трамбование и по полученным данным устанавливают необходимое количество ударов трамбовки. Средняя производительность при использовании описанного оборудования составляет 30—35 котлованов в смену.

В проект устройства трамбованных, котлованов обычно включают следующие документы: план котлована под здание (снятие растительного слоя); планы расположения отдельных котлованов с нанесением пунктирными линиями контура фундаментов или фундаментных балок; определение проектной глубины котлованов; данные о количестве воды, заливаемой на один котлован в случае необходимого повышения влажности грунта до оптимальной; данные о диаметре, массе, форме и высоте сбрасывания трамбовки; ориентировочные размеры уплотняемой зоны при заданных параметрах трамбовки и сведения о необходимом количестве ударов трамбовки.

§ 3. Грунтовые и песчаные сваи

Одним из способов глубинного уплотнения просадочных и макропористых лёссовых грунтов является устройство грунтовых набивных свай (предложение ). В массовом объеме такие сваи применялись при строительстве 5—12-этажных жилых домов в г. Тольятти, где только в период 1968—1972 гг. их было изготовлено более 200 тыс.

.Метод основан на том, что при механическом трамбовании природная макропористая структура полностью разрушается и уплотненный грунт теряет просадочные свойства. Одновременно вследствие вытеснения грунта в стороны при проходке скважины и набивке ее грунтом происходит уплотнение грунта вокруг сваи. Скважины, заполненные уплотненным грунтом, условно называют грунтовыми.

Этот способ целесообразно применять для устранения просадочных свойств грунтов со степенью влажности до 0,7 при толщине макропористого слоя грунта в основании от 5 до 22 м. При большей толщине просадочного слоя целесообразность уплотнения устанавливают на основе опытных работ.

Глубинным уплотнением грунта его плотность в основании повышается до средней плотности скелета грунта, равной 1,65 т/м3. Для устройства противофильтрационных завес степень уплотнения грунта в свае должна составлять 1,75 т/м3. С учетом этого в проекте устанавливают диаметры скважин и соответствующие расстояния между ними.

До начала работ по глубинному уплотнению грунта грунтовыми сваями для уточнения проектных параметров необходимо провести опытное уплотнение его. Выделенный для этих целей участок грунта уплотняют несколькими (не менее трех) смежными сваями, расположенными в плане. в вершинах равностороннего треугольника со сторонами, определенными проектом. Результаты опытного уплотнения проверяют отрывкой шурфа на глубину не менее 0,7 просадочной толщи с определением плотности и влажности грунта.

В рабочий проект глубинного уплотнения грунта входят плай свайного поля с указанием отметок заложения фундамента, план свай и рабочего горизонта; геологическая характеристика участка; требования к влажности, а также к средней и минимальной плотности грунта; характеристика оборудования; общая масса грунта и масса отдельных порций, засыпаемых в скважины.

Перед разбивкой сетки расположения скважин по результатам устройства пробных свай отбирают пробы грунта и вносят необходимые коррективы для достижения  проектной  плотности грунта.

Скважины образуют бурением, пробивкой лидером или с помощью взрывов ценных зарядов с предварительным устройством шпуров. Для образования скважин применяют станки ударно-канатного бурения БС-1 (см. 15.4) или другие станочные механизмы, позволяющие работать со снарядом массой не менее 3 т. Сначала скважины пробивают через одну, а после набивки их грунтом возвращаются к пропущенным. Для пробивки скважин используют специальный снаряд, состоящий из штанги с наконечником (см. 15.5) и направляющего цилиндра (кондуктора). В ходе работ необходимо вести контроль за точным соблюдением расположения свай в плане и за соответствием диаметров оборудования. Для обеспечения вертикальности шпуров используют кондуктор или направляющие. Патроны ВВ изготовляют из аммонита № 9 или № 10, его набивают в патроны диаметром 42—-45 мм и массой ВВ по 50 г. Количество патронов на 1 м шпура определяют с учетом глинистости грунта, характеризуемой числом пластичности, и уточняют опытными взрывами. На 1 м скважины требуется от 5 до 10 патронов.