Пректировани и устройство свайных фундаментов (стр. 37 )

Патроны размещают в шпуре равномерно в пределах каждого однородного слоя, прикрепляя их к шпагату или вязальной проволоке. Цепочку зарядов фиксируют строго по центру скважины (15.12). Взрыв производится с помощью детонирующего шнура. В результате взрыва вокруг образуется зона уплотненного грунта. Взрывание в шурфах производят через скважину, пропущенные скважины взрывают только после засыпки и уплотнения предыдущих. После взрыва замеряют глубину скважины и в случае обнаружения завала до 1,5 м уплотняют грунт не менее чем 20 ударами снаряда, а при большем завале бурят новую скважину. Качественно образовать скважину взрывным методом можно лишь при оптимальной влажности грунта, т. е. когда она находится на пределе раскатывания. При меньшей влажности грунт нужно. доувлажиить, так как переуплотненный грунт может отслоиться от стенки скважины. В этом случае необходимо  определить природную влажность грунта и рассчитать потребное количество воды.

Набивают скважины тем же грунтом. Грунт укладывают в скважины послойно, дозами из расчета заполнения ее за один раз рыхлым материалом на высоту, равную 2,5 ее диаметра. Уплотняют засыпаемый материал станками ударно-канатного бурения с ударными органами массой не менее 1 т. При таком уплотнении для засыпки можно применять грунты с отклонениями от оптимальной влажности в пределах 0,02—0,06.

Образовывать скважины станками ударно-канатного бурения в мерзлых грунтах разрешается при глубине промерзания до —0,3 м, при большей глубине необходимо предварительно оттаивать грунт или проходить его бурением. Скважины заполняют только талым грунтом. Для этого можно использовать супеси и суглинки, имеющие влажность в пределах 2—6% от оптимальной.

Число ударов определяют из расчета 100 т-м на 1 т трамбуемого грунтового материала, подлежащего уплотнению до объемной массы скелета грунта 1,75 т/м3. Набивать скважины грунтовым материалом требуется до полного их заполнения.

Пооперационный контроль качества изготовления грунтовых свай должно вести лицо, ответственное за ведение журнала работ, а выборочный — технадзор заказчика и автор проекта.

Качество уплотнения контролируется лабораторией строительной организации. Акт на скрытые работы по глубинному уплотнению грунта составляют после осмотра котлована, открытого до отметки заложения фундамента, представителями организации, выполняющей уплотнение, генподрядчика, заказчика и авторского надзора.

§ 4. Сваи с забивной оболочкой, извлекаемой из грунта

Сваи «Симплекс» (конструкции Франка Шумана) были применены впервые в США в 1903 г. На 15.13, а показана последовательность работ по изготовлению этой сваи. Цифрой / обозначена толстостенная обсадная труба диаметром 40 см с литым чугунным башмаком, забиваемая в грунт паровым копром; // — подача бетонной смеси порциями в обсадную трубу с помощью бадьи со створчатым днищем; /// — трамбование бетона с помощью ударного снаряда с одновременным выдергиванием обсадной трубы; IV — окончание работ по изготовлению сваи. В мягких грунтах вместо башмака на конце трубы закрепляют инвентарный раскрывающийся наконечник — «пасть аллигатора».

Сваи «Фр а нкиньол ь», созданные во Франции в 1909 г., применяются до сих пор. Обсадная труба состоит из концентрических звеньев, вставленных друг в друга. Длина звеньев 3—6 м при диаметре 0,4—0,7 м. Специальные муфты, не мешая телескопическому передвижению звеньев, предохраняют их от разъединения.

Забивают трубу с помощью наконечника (15.13) со стержнем, по которому, как по направляющей, ходит ударный орган.

Процесс изготовления сваи состоит из следующих шести операций: / и // — забивки первого и второго звеньев обсадной трубы; /// — начала бетонирования после извлечения бабы и наконечника из обсадной трубы; IV — трамбования бетона в трубе (последняя несколько поднимается вверх, а смесь под давлением от трамбования впрессовывается в грунт, уширяя сечение сваи). Ударный орган ходит по направляющим проволокам, которые постепенно заделывают в бетон, а нижнее звено обсадной трубы поднимается вверх за тяжи; V — извлечения нижнего звена обсадной трубы и бетонирования следующего звена; VI — показана изготовленная свая.

Сваи «Харлей Э б б о т» отличаются от свай «Симплекс» в основном уширенным основанием. В обсадную толстостенную трубу диаметром 40 см вставляют сердечник, выступающий ниже обсадной

тЬубы на 1,25—1,5 м. Сердечник имеет наверху уширенную голову,. Опирающуюся на обсадную трубу. Энергия удара через уширенный оголовок передается на обсадку.

На 15.13, в показана последовательность операций по изготовлению таких свай: /—окончание забивки сердечника; // — сердечник вынут, в трубу подана порция бетона, а труба приподнята; /// — в свае создается уширенная пята ударами сердечника по бетону; IV — обсадная труба извлечена, бетонирование закончено.

У сваи «Компаунд» с уширением сверху (15.13, б) обсадная труба состоит из двух частей: оболочки большого диаметра и свободно перемещающейся в ней оболочки меньшего диаметра с металлическим теряемым наконечником.

До определенной глубины оболочки погружаются совместно, после чего внутренняя оболочка добивается до проектной отметки. Бетонирование производится в обратном порядке — сначала бетонируются ствол до уширения с извлечением обсадной трубы, а затем и уширенная часть.

Сваи Макартура без оболочки, применяемые до сих пор в США, изготовляют забивкой стальных труб диаметром 0,35 м вместе с наконечником. Бетонирование ведут с одновременным извлечением трубы. Сердечник с молотом, опущенный на бетон, обеспечивает плотность укладки и необходимый контакт бетона с окружающим грунтом. Уширение основания достигается трамбованием бетона. Такие сваи изготовляют длиной до 18 м.

Большое преимущество способа устройства свай Макартура заключается в быстроте образования скважин стальными трубами и в одновременном уплотнении грунта, окружающего трубы, при трамбовании бетона. Однако при этом весьма оперативном способе устройства свайного поля нужен агрегат для погружения труб.

Свая «Ридлей» — смешанная сборно-монолитная конструкция, состоящая из забивной стойки-колонны и бетонной монолитной оболочки. На 15.13, г показана схема изготовления такой сваи: / — толстостенная обсадная труба с литым башмаком и муфтой забивается в грунт; // — в трубу подается литая бетонная смесь, в которую вдавливается железобетонная стойка; /// — приподнятая оболочка освобождает часть пространства. При этом стойка опускается на башмак, вытесняя смесь, которая распределяется по ее. периметру. На стойке имеется уширение, препятствующее выдавливанию бетона вверх.

На 15.14 изображено приспособление Ридлея для одновременного вдавливания сборной стойки и извлечения оболочки.

Сборно-монолитную конструкцию применяют в отечественной практике в вариантах буронабивных свай с механическим ушире-.нием пяты и камуфлетных.

Частотрамбованные набивные сваи. Такие бетонные сваи относятся к группе набивных, при этом скважины для них образуют в грунте путем забивки обсадной трубы, свободно опирающейся на специальный чугунный башмак. Трубу после заполнения ее бетоном. извлекают из грунта, и бетонная смесь,  выходящая из трубы, заполняют скважину. Набивные частотрамбованные сваи иногда армируют.

Забивают и извлекают обсадную трубу из грунта с помощью специального копра, оборудованного паровым молотом одиночного действия. Этот молот приспособлен и для трамбования бетона в скважине.

Процесс изготовления набивной частотрамбованной сваи состоит из следующих операций (15.15): забивки обсадной трубы диаметром 0,4—0,45 м в грунт (труба при забивке свободно опирается нижним концом на чугунный башмак, остающийся после в грунте); установки арматурного каркаса в трубу (в случае надобности), заполнения трубы бетоном; извлечения трубы из грунта.

15.14. Схема приспособления  для  одновременного вдавливания  стойки  и извлечения оболочки

Бетон подают в бадьях, вмещающих по 0,4—0,5 м3, и загружают в трубу для изготовления всей сваи в 2—3 приема. После загрузки каждой порции смеси трубу поднимают на соответствующую высоту. Извлекают ее под действием частых ударов молота: от удара, направленного вверх, труба несколько приподнимается, а от удара, направленного вниз, она осаживается.

Высота подъема трубы от удара молота примерно в 1,5—2 раза превосходит величину погружения ее от последующего удара. Удары передаются через трубу на бетонную смесь, вышедшую из нее под действием собственной массы столба в скважину, и трамбуют его. Образующаяся волнистая поверхность сваи повышает ее несущую способность. В некоторых случаях такие сваи по несущей способности превосходят забивные железобетонные.

Для изготовления набивных частотрамбованных свай применялись копры Т-135. Копер (15.16) состоит из следующих основных частей: опорной рамы с катками, башни, парового котла, паровоздушного молота, паровой двухбарабанной лебедки, обсапной трубы и тяговых соединений.

Копер приспособлен для забивки и извлечения обсадной трубы. Он оборудован молотом одиночного действия С-276 с полуавтоматическим парораспределением. При забивке обсадной трубы высоту подъема молота регулируют рычагом управления выпуска пара. В комплекс копра входят обсадные трубы (15.17) диаметром 325 мм со стенкой толщиной 20 мм.

Частотрамбованные сваи применялись на стройках Москвы в 1949—1957 гг., например, для усиления коробчатых фундаментов высотной гостиницы «Ленинградская» и высотного жилого дома на Котельнической набережной. Сваи изготовляли длиной от 7 до-11м. Производительность работ по изготовлению частотрамбованных свай на указанном объекте в отдельные дни доходила до 6 свай

в смену, что несколько ниже средней производительности копровой установки на забивке железобетонных свай.

Статические испытания показали высокую несущую способность этих свай, составившую 90—100 т при осадках, не превышающих 3 мм. Расчетная нагрузка на сваи по проекту была принята 60 т.

Недостатком частотрамбо-ванных свай является затруднительность контроля за процессом бетонирования, вследствие чего были случаи местных сужений (шеек) ствола сваи под действием подземных вод. Поэтому при изготовлении час-тотрамбованных свай исключительно строго должна соблюдаться и контролироваться технология производства работ.