Способы погружения свай
Способы погружения свай
Сваи при этом способе стыкуют, поэтому длина свай не ограничена. Бурозабивной способ погружения свай применим только для пластично-мерзлых грунтов при длине свай до 12 м. Опускной способ погружения свай с оттаиванием грунта паром применяют в грунтах с небольшим количеством валунных включений.
Длина этих свай не более 10 метров. Наибольшая продолжительность вмерзания зафиксирована при опускном способе погружения свай, установленных с оттаиванием грунта паром, меньшая — при буроопускном, а минимальная — при бурозабивном.
По совокупности технико-экономических показателей предпочтительным способом погружения свай в вечномерзлые грунты твердомерзлого состояния является буроопускной, а в пластично-мерзлые грунты — бурозабивной. Выбор конструкции, материала свай и способа их погружения зависит от типа строящегося объекта и его отдаленности от строительной базы, грузоподъемности подъемно-транспортного оборудования и имеющегося бурового оборудования.
СОСТОЯНИЕ ГРУНТА В МОМЕНТ РАЗРАБОТКИ
Известны два стационарных состояния грунта — вечномерзлое и талое. Грунты, вечномерзлого состояния имеют в условиях природного залегания в течение многих лет устойчивую отрицательную температуру и состоят из четырех компонентов: минеральных частиц, образующих грунтовый скелет; воды, частично или полностью заполняющей поры грунта; льда, представляющего продукт превращения воды при замерзании грунта и заполняющего его поры, и воздуха.
Бурозабивные сваи, технология устройства бурозабивных свай
Бурозабивные сваи, как следует из названия, это сваи, которые забивают в грунт сваебойными механизмами. При устройстве бурозабивных свай бурение скважины ведется под защитой бетонитового раствора. Затем в скважину погружается арматурный каркас, после чего скважина заполняется смесью.
Для установки бурозабивных свай иногда применяют лидерное бурение скважин. В зависимости от геологических свойств возводимого объекта варьируется диаметр скважин. Бурение производится шнековым буровым инструментом, после чего свая забивается до проектной отметки.
Для забивки – основного способа погружения готовых свай – используют специальные установки, оборудованные паровоздушными, механическими и дизельными механизмами. В последнее время в массовом строительстве вместо паровоздушных и механических молотов в копрах применяют гидравлические и вибрационные дизель-молоты. Они гораздо проще в эксплуатации, да и производительность у них намного больше.
Ранее выпускавшиеся копры были на пневмо- и рельсовом ходу, сейчас же такие модели заменяются установками на гусеничном ходу. Такие копровые установки маневреннее и обладают большей проходимостью. Для погружения свай кроме специальных копровых установок используют экскаваторы. Эти универсальные машины оборудуются подвешенной мачтой. На стандартную крановую стрелу устанавливается направляющая, и за счет этого через короткий промежуток времени экскаватор готов выполнить функции сваебойной машины.
Технология устройства бурозабивных свай
Бурозабивные сваи доставляют на рабочую площадку в готовом виде. Ударный метод погружения основан на воздействии ударной нагрузки. Под действием удара нижняя заостренная часть сваи внедряется в грунт. Частицы грунта смещаются в сторону, наверх и вниз. В результате погружения вытесняется объем грунта, равный объему погруженной части сваи. Небольшая часть грунта остается на дневной поверхности, а значительная ее часть смешивается с окружающим и основательно уплотняет грунтовое основание. Стандартная зона уплотнения составляет два-три диаметра сваи.
Устройство бурозабивных свай требует определенной подготовки. Во время подготовительных работ планируется и расчищается рабочая площадка, оборудуется освещение, происходит разбивка свай, доставляется требуемое оборудование, доставляются и складируются сваи, организуется устройство обносок и путей, по которым будут передвигаться копры.
В процессе погружения сваю подтягивают и поднимают, одновременно заводят ее головную часть в гнездо наголовника, которое расположено в нижней части молота. После этого сваю устанавливают в направляющих в предполагаемом месте забивки. Вначале забивка производится легкими ударами, затем сила удара постепенно увеличивается до максимально возможной.
В случае отклонения сваи от вертикали больше, чем на один процент, свая выправляется стяжками или подпорками. Если не удается исправить положение, свая извлекается и забивается вновь. После окончания процесса копровая установка передвигается и, по заданной отметке, верх железобетонной сваи срубают при помощи отбойного молотка, арматура срезается газовой резкой. Затем обнажившаяся арматура сваривается с арматурой ростверка.
Вначале осуществляется пробная забивка свай, по ее результатам корректируется схема забивки и проект устройства свайных работ.
Для повышения ударной прочности железобетонные сваи необходимо подвергнуть предварительному напряжению. Перед тем, как забивать, сваи пропитываются составом на нефтебитумной основе. Шпунтовые ограждения и металлические сваи обрабатываются антикоррозийной обмазкой.
Забивка бурозабивных конструкций ведется до указанного в проекте отказа. Отказом называется глубина, на которую погружается свая после одного удара. Измеряют его с точностью до одного миллиметра. Так как в конце забивки осадку измерить сложно, отказ определяется как среднее значение после серии ударов – и называется залогом.
При устройстве бурозабивных свай паровоздушными молотами одиночного действия и дизель-молотами залог принимают равным десяти ударам, при погружении свай вибропогружателями и молотами двойного действия, за величину залога принимается число, равное количеству ударов за одну минуту забивки.
Преимущества свай бурозабивного типа
- сокращение сроков строительства, так как после устройства свай не нужно ожидать, пока бетон наберет проектную прочность;
- возможность применения в условиях вечной мерзлоты;
- относительно низкая стоимость работ и динамических испытаний.
Благодаря своим высоким прочностным характеристикам бурозабивные сваи применяют в пластичномерзлых грунтах Крайнего севера. Для их устройства бурение скважин производится механическим способом. Диаметр скважин меньше минимального сечения сваи на один – два сантиметра. Забивают сваи любым способом на глубину, равную глубине пробуренной скважины.
Бурозабивные сваи, буронабивные сваи или буроинъекционные сваи могут быть выполнены как с внутренними полостями, так и цельной конструкцией. Стоимость свай с внутренними полостями, естественно, дешевле цельных из-за уменьшения расходного количества материала. Однако прочностные характеристики полых конструкций остаются на должном уровне, что позволяет использовать их для возведения бурозабивных фундаментов. Технология устройства свай не отличается от устройства цельных бурозабивных изделий.
Для укрепления водоемов и сооружения подпорных стен традиционно используются конструкции прямоугольного сечения, как сплошные, так и полые. Для забивки в слабые грунты используют полые или цельные бурозабивные сваи круглого сечения. Они производятся как с открытыми, так и закрытыми концами.
Определение несущей способности льдистого грунта при буроопускном способе погружения свай
Определение льдистости
Расчет оснований фундаментов по первой группе предельных состояний (по несущей способности) производится исходя из условия
F < Fu/Yn,
где F — расчетная нагрузка на основание;
Fu — несущая способность основания;
Yn =1,2- коэффициент надежности по назначению сооружения.
Расчет свайных фундаментов сводится к определению несущей способности под торцом и боковой поверхности.
При определении несущей способности свай по боковой поверхности необходимо рассматривать, что сдвиг сваи может произойти по поверхности смерзания сваи с раствором (расчетное сопротивление RAF) и по боковой поверхности смерзания раствора со стенкой скважины (расчетное сопротивление Rsh), тогда несущая способность сваи FU должна приниматься по наименьшему расчетному значению, определяемому из условия:
FUP > Fu < FUS,
где FUP – несущая способность сваи по значениям прочностных характеристик смерзания сваи с раствором.
FUP=YK*YAF*M1*RAF*AAF + M2*R*AT
FUS – несущая способность сваи по значениям прочностных характеристик смерзания раствора со скважиной.
FUS =YK*Ysh* Yice*M1*Rsh*Ash + M2*R*AS
где YK, M1, M2 – соответственно коэффициент неоднородности и коэффициенты условий работы боковой поверхности и торца сваи, принимаемые по таблице
Способы погружения свай | Коэффициенты
| ||
|---|---|---|---|
YK | M1 | M2 | |
Буроопускной способ | 1,0 | 1,1 | 1,1 |
То же с виброуплотнением грунтового раствора | 1,1 | 1,2 | 1,2 |
Опускной и комбинированные способы с парооттаиванием грунта | 1,0 | 1,0 | 0.9 |
Бурозабивной и термовращательный способы | 1-Ii | 1,1 | 1,2 |
Забивной способ | 1-Ii | 1,2 | 1.4 |
YAF – коэффициент влияния материала сваи на прочность ее смерзания с раствором, принимаемый равным:
• Для ж/б свай = 1,0
• Для металлических свай = 0,7
• Для деревянных свай =0,9
Ysh = 1,0 – так как нет прямого контакта сваи со скважиной.
AAF – площадь поверхности смерзания i-го слоя грунта с боковой поверхностью сваи
R и RAF – соответственно расчетное давление на мерзлый грунт под нижнем концом сваи и расчетное сопротивление мерзлого грунта или грунтового раствора сдвигу по боковой поверхности сваи в пределах i-го слоя грунта, кПа.
AT – площадь сечения торца сваи.
AS – площадь сечения скважины.
Y_ice = 1 — Ii — понижающий коэффициент учитывающий льдистость грунта.
Теоретически несущая способность свай FUP (смерзание сваи с раствором) будет всегда ниже FUS (смерзание раствора со скважиной) по следующим причинам:
- Для металлических свай при определении FUP добавляется понижающий коэффициент YAF=0,7
- AAF < Ash
- Aт < As
Согласно таблицам СНиП RAF < Rsh
И обычно расчет ведут определяя только RAF, т.к. Rsh- заведомо будет выше.
Но в льдистых грунтах «картина» меняется, т.к. Rsh умножается на понижающий коэффициент Yice. Поэтому надо обязательно расчет производить определяя RAF и Rsh.
Расчетное давления на мерзлые грунты R под нижним концом сваи определяется по Таблице 1 ( СНиП 2.02.04-88 )
Грунты | Глубина погружения свай, м | Расчетные давления R, кПа (кгс/см3), при температуре грунта, °С | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
-0,3 | -0,5 | -1 | -1,5 | -2 | -2,5 | -3 | -3,5 | -4 | -6 | ||
При льдистости ii < 0,2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| При любой глубине | 2500 (25,0) | 3000 (30,0) | 3500 (35,0) | 4000 (40,0) | 4300 (43,0) | 4500 (45,0) | 4800 (48,0) | 5300 (53,0) | 5800 (58,0) | 6300 (63,0) |
2. Пески крупной и средней крупности | То же | 1500 (15,0) | 1800 (18,0) | 2100 (21,0) | 2400 (24,0) | 2500 (25,0) | 2700 (27,0) | 2800 (28,0) | 3100 (31,0) | 3400 (34,0) | 3700 (37,0) |
3. Пески мелкие и пылеватые | 3-5 | 850 (8,5) | 1300 (13,0) | 1400 (14,0) | 1500 (15,0) | 1700 (17,0) | 1900 (19,0) | 1900 (19,0) | 2000 (20,0) | 2100 (21,0) | 2600 (26,0) |
10 | 1000 (10,0) | 1550 (15,5) | 1650 (16,5) | 1750 (17,5) | 2000 (20,0) | 2100 (21,0) | 2200 (22,0) | 2300 (23,0) | 2500 (25,0) | 3000 (30,0) | |
15 и более | 1100 (11,0) | 1700 (17,0) | 1800 (18,0) | 1900 (19,0) | 2200 (22,0) | 2300 (23,0) | 2400 (24,0) | 2500 (25,0) | 2700 (27,0) | 3300 (33,0) | |
4. Супеси | 3-5 | 750 (7,5) | 850 (8,5) | 1100 (11,0) | 1200 (12,0) | 1300 (13,0) | 1400 (14,0) | 1500 (15,0) | 1700 (17,0) | 1800 (18,0) | 2300 (23,0) |
10 | 850 (8,5) | 950 (9,5) | 1250 (12,5) | 1350 (13,5) | 1450 (14,5) | 1600 (16,0) | 1700 (17,0) | 1900 (19,0) | 2000 (20,0) | 2600 (26,0) | |
15 и более | 950 (9,5) | 1050 (10,5) | 1400 (14,0) | 1500 (15,0) | 1600 (16,0) | 1800 (18,0) | 1900 (19,0) | 2100 (21,0) | 2200 (22,0) | 2900 (29,0) | |
5. Суглинки и глины | 3-5 | 650 (6,5) | 750 (7,5) | 850 (8,5) | 950 (9,5) | 1100 (11,0) | 1200 (12,0) | 1300 (13,0) | 1400 (14,0) | 1500 (15,0) | 1800 (18,0) |
10 | 800 (8,0) | 850 (8,5) | 950 (9,5) | 1100 (11,0) | 1250 (12,5) | 1350 (13,5) | 1450 (14,5) | 1600 (16,0) | 1700 (17,0) | 2000 (20,0) | |
15 и более | 900 (9,0) | 950 (9,5) | 1100 (11,0) | 1250 (12,5) | 1400 (14,0) | 1500 (15,0) | 1600 (16,0) | 1800 (18,0) | 1900 (19,0) | 2200 (22,0) | |
При льдистости грунтов 0,2 £ ii £ 0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Все виды грунтов, указанные в поз. 1-5 | 3-5 | 400 (4,0) | 500 (5,0) | 600 (6,0) | 750 (7,5) | 850 (8,5) | 950 (9,5) | 1000 (10,0) | 1100 (11,0) | 1150 (11,5) | 1500 (15,0) |
В случае если Ii=1, т.е. грунт представляет из себя лед — несущая способность сваи по значениям прочностных характеристик смерзания раствора со скважиной определяется по формуле.
FUS =YK*Ysh* M1*Rsh*Ash + M2*R*AS
где Rsh и R определяется по Таблице 7 для льда ( СНиП 2.02.04-88 )
Температура льда, | Расчетные давления, кПа (кгс/см2) | |
°С | R | Rsh,i |
–1 | 50 (0,5) | 20 (0,2) |
–1,5 | 100 (1,0) | 30 (0,3) |
–2 | 140 (1,4) | 35 (0,35) |
–2,5 | 190 (1,9) | 45 (0,45) |
–3 | 230 (2,3) | 50 (0,5) |
–3,5 | 260 (2,6) | 60 (0,6) |
–4 | 280 (2,8) | 65 (0,65) |
Расчетные сопротивления мерзлых грунтов и грунтовых растворов сдвигу по поверхности смерзания Raf определяются по таблице 3 (СНиП 2.02.04-88)
Грунты | Расчетные давления Raf, кПа (кгс/см3), при температуре грунта, °С | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -0,3 | -0,5 | -1 | -1,5 | -2 | -2,5 | -3 | -3,5 | -4 | -6 | -8 | -10 |
Глинистые | 40 (0,4) | 60 (0,6) | 100 (1,0) | 130 (1,3) | 150 (1,5) | 180 (1,8) | 200 (2,0) | 230 (2,3) | 250 (2,5) | 300 (3,0) | 340 (3,4) | 380 (3,8) |
Песчаные | 50 (5,0) | 80 (8,0) | 130 (1,3) | 160 (1,6) | 200 (2,0) | 230 (2,3) | 260 (2,6) | 290 (2,9) | 330 (3,3) | 380 (3,8) | 440 (4,4) | 500 (5,0) |
Известково-песчаный раствор | 60 (6,0) | 90 (9,0) | 160 (1,6) | 200 (2,0) | 230 (2,3) | 260 (2,6) | 280 (2,8) | 300 (3,0) | 350 (3,5) | 400 (4,0) | 460 (4,6) | 520 (5,2) |
Расчетные сопротивления мерзлых грунтов и грунтовых растворов сдвигу по поверхности смерзания Rsh определяются по таблице 4 (СНиП 2.02.04-88)
Грунты | Расчетные давления Raf, кПа (кгс/см3), при температуре грунта, °С | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
-0,3 | -0,5 | -1 | -1,5 | -2 | -2,5 | -3 | -3,5 | -4 | -6 | -8 | -10 | |
Песчаные | 80 (0,8) | 120 (1,2) | 170 (1,7) | 210 (2,1) | 240 (2,4) | 270 (2,7) | 300 (3,0) | 320 (3,2) | 340 (3,4) | 420 (4,2) | 480 (4,8) | 540 (5,4) |
Глинистые | 50 (0,5) | 80 (0,8) | 120 (1,2) | 150 (1,5) | 170 (1,7) | 190 (1,9) | 210 (2,1) | 230 (2,3) | 250 (2,5) | 300 (3,0) | 340 (3,4) | 380 (3,8) |
Технологическая карта К-1-25-7 Погружение металлических свай в лидерные скважины агрегатом УВВС-60/10 в пластичномерзлые грунты под промежуточные опоры ВЛ 500 кВ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ВЛ 35 — 500 кВ
ПОГРУЖЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
СВАЙ В ЛИДЕРНЫЕ СКВАЖИНЫ АГРЕГАТОМ УВВС-60/10 В ПЛАСТИЧНОМЕРЗЛЫЕ
ГРУНТЫ ПОД ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ОПОРЫ BЛ 500 кВ
К-1-25-7
1.1. Технологическая карта разработана на сооружение свайных фундаментов в пластичномерзлых грунтах I и II группы под промежуточные металлические опоры на оттяжках типа ПБ-1 ВЛ 500 кВ.
1.2. Принятая технология предусматривает прокол лидерных скважин Æ 250 мм агрегатом УВВС-60/10 трубчатым лидером и последующее вибровдавливание металлических свай марки СМ-8 и СМ-10 в пластичномерзлые грунты без крупнообломочных включений с температурами не ниже:
|
— для супесей |
— 0,3 °C; |
|
— для суглинков |
— 0,7 °C; |
|
— для глин |
— 0,9 °C. |
При наличии ледяных прослоек толщиною более 5 см и песчаных прослоек толщиною более 10 см, а также при наличии крупнообломочных включений возможность погружения металлических свай агрегатом УВВС-60/10 определяется пробными забивками. Этот способ погружения свай допускается применять и при более низких температурах грунтов, если возможность вибровдавливания подтверждена пробными сваями.
1.3. При привязке технологической карты к конкретному объекту и условиям строительства при разработке ППР необходимо уточнить калькуляцию и нормы расхода эксплуатационных материалов.
2.1. До начала работ по вибровдавливанию свай на строительной площадке должны быть выполнены работы, указанные в п. 4 Общей части сборника.
2.2. Устройство лидерных скважин и погружение свай производить ударновибровдавливающим сваепогружателем УВВС-60/10. Техническая характеристика агрегата приведена в технологической карте ТК-1-25-5.
2.3. Для проходки лидерных скважин в мерзлых грунтах применить лидер, состоящий из цельнотянутой трубы соответствующего диаметра и длины с толщиной стенок от 12 до 18 мм, см. рис. 2. На нижнем конце трубы приварен наконечник, выполненный в виде кольца, внутренняя и наружная конические поверхности образуют режущую кромку.
2.4. Согласно РСН 41-72, площадь поперечного сечения лидерных скважин принимают равной 0,75 - 0,95 площади поперечного сечения сваи. Глубина проходки лидерных скважин для бурозабивных свай не должна превышать глубины погружения свай.
В данной технологической карте Æ скважины принят 250 мм, глубина 7,0 м.
2.5. Последовательность производства работ на пикете и схема движения агрегата приведена на рис. 1.
Условные обозначения
— места раскладки свай
116 - последовательность погружения свай
— направление движения агрегата УВВС-60/10
Экспликация
Способы погружения свай и столбов в мерзлые грунты.
В пластичномерзлые глинистые грунты при отсутствии в них крупнообломочных включений сплошные сваи небольшого поперечного сечения (d ≤ 30…40 см) можно погрузить прямой забивкой молотами, что должно быть подтверждено результатами пробной забивки. Если прямая забивка свай затруднена, то в пластичномерзлые грунты с небольшим содержанием в них (до 20 %) крупнообломочных включений сплошные и полые сваи погружают забивкой в лидерные скважины, диаметр которых меньше на 1–2 см наибольшего поперечного сечения сваи (бурозабивные сваи, рис. 8.14, а). Достоинством забивных и бурозабивных свай является то, что после погружения они готовы сразу воспринимать расчетную нагрузку /12/.
а ) б) в) г)
Рис. 8.14Способы погружения свай в мерзлый грунт
а) — в лидерную скважину, б) — в предварительно оттаянный грунт, в) — в скважину большего диаметра, чем свая, г) — погружение оболочек бурообсадным способом.
1- граница вечномерзлого грунта, 2- оттаянный грунт, 3- лидерная скважина, 4- грунтовый раствор, 5- свая, 6- свая оболочка, 7- скважина внутри оболочки.
Твердомерзлые глинистые и песчаные грунты с температурой не выше –1,5 °С и содержащие не более 15 % крупнообломочных включений перед погружением сплошных и полых свай предварительно оттаивают в зоне диаметром на 10–15 см больше поперечных размеров сваи (не более двух размеров сечения).
Грунт оттаивают паровыми или электрическими иглами на глубину до 7 м. В глинистых грунтах оттаивание ведут на проектную глубину погружения сваи, а в песчаных грунтах, содержащих крупнообломочные включения, на 0,5–1 м глубже. В оттаянную зону погружение свай производят “забрасыванием” с помощью крана с высоты 2–3 м (опускные сваи,рис. 8.14, б).
При строительстве с сохранением мерзлого состояния грунтов основания после погружения свай в оттаянный грунт требуется определенное время для их вмерзания. Это время при температуре вечномерзлых грунтов –5…–6 °С составляет 10–30 суток зимой и от 2 до 3 месяцев летом; при температуре –2…–4 °С это время увеличивается до 3–6 месяцев. При кустовом размещении свай их смерзание с грунтом может вообще не произойти, а потому опускной способ погружения свай в этом случае применять не следует. Кроме того, этот способ обеспечивает невысокую точность установки свай, что затрудняет применение сборных конструкций.
При строительстве транспортных сооружений в районах вечной мерзлоты широко используется буроопускной способ погружения свай и столбов (буроопускные сваи, см. рис. 8.10, в). Для этого на месте их погружения бурят скважины, диаметр которых превышает не менее чем на 5 см наибольший размер сечения несущего элемента. Для заделки свай и столбов круглого сечения d ³ 60 см диаметр скважины должен превышать их диаметр на 10–20 см.
Перед опусканием сваи или столба в скважину в нее заливают песчано-глинистый или цементно-песчаный раствор с осадкой конуса 10–13 см или готовят непосредственно на забое скважины цементно-шламовый раствор. При опускании сваи в скважину раствор вытесняется вверх и заполняет кольцевую полость вокруг сваи. Верхнюю часть этой полости в пределах глубины сезонного оттаивания заполняют трамбованным местным грунтом.
Скважины в мерзлых грунтах диаметром до 1 м бурят станками ударно-канатного действия или с помощью установок реактивно-турбинного или роторного бурения с использованием шарошечных долот.
При нормальном технологическом процессе сваи опускают в скважины сразу после бурения. Разрыв во времени между этими технологическими операциями не должен превышать 2–3 суток. При более длительных перерывах на стенках скважин образуется снег-куржак или наледь, которые перед погружением сваи следует удалять. Сами сваи перед погружением также должны быть очищены от снега и льда.
Загружать буроопускные сваи при строительстве с использованием принципа I можно только после их вмерзания в грунт. Время вмерзания составляет при температуре грунтов –2…–4 °С 5–10 сут в зимне-весенний период и до 10–20 сут летом и осенью. При более высоких температурах грунта время вмерзания в него свай и столбов увеличивается до нескольких месяцев. Для ускорения вмерзания полых свай в них подают проточный холодный воздух.
Погружение оболочек в мерзлые грунты можно выполнять бурообсадным способом. Для этого открытый нижний конец оболочки снабжают стальным ножом кольцевой формы, а погружение ее ведут забивкой с одновременным периодическим бурением грунта через ее внутреннюю полость (бурообсадные сваи,рис. 8.14,д). Для бурения используют станки ударно-канатного действия. Погружение заключается в периодическом бурении грунта через полость оболочки на глубину 0,2–0,3 м ниже ножа с извлечением шлама желонкой и последующей обсадке оболочки на 0,3–0,4 м ударами молота.
После погружения оболочки на проектную глубину и очистки полости ее заполняют бетоном.
Бурообсадной способ исключает приток в скважину грунтовых или межмерзлотных вод, растепляющих мерзлые грунты.
Устройство буроопускных свай с уплотненным основанием.
2.10.1. Буроопускные сваи с уплотненным основанием могут выполняться двух видов: с основанием, уплотненным вибрационным способом в песчаных грунтах (рис. 2.10.1,а), и с уширенной пятой и уплотненным основанием в песчаных и глинистых грунтах (рис. 2.10.1,б)
а б
Рис. 2.10.1. Технологическая схема устройства буроопускных свай:
а — с уплотненным основанием; б — с уширенной пятой; 1- буровая скважина; 2 — ствол сваи; 3 — вибропогружатель; 4 — уплотненное основание; 5 — бетонная смесь; 6 — уширенная пята
2.10.2. Диаметр сборного ствола свай следует принимать в пределах 600-1000 мм, а длину назначать с учетом инженерно-геологических условий и конструктивных особенностей здания или сооружения, но не менее 3 м.
2.10.3. Ствол сваи армируют сварным каркасом с продольными стержнями рабочей арматуры и распределительной арматурой в виде хомутов или спиралей, шаг которых принимается в зависимости от размеров свай и нагрузок. Стержни продольной арматуры рассчитываются на знакопеременную нагрузку от возбуждающей силы вибропогружателя. Конструкция сваи диаметром 800 мм показана на рис. 2.10.2.
Рис. 2.10.2. Конструкция ствола сваи:
1 — стержни продольной арматуры; 2 — хомуты; 3 — стальной оголовок из листа толщиной 8 мм; 4 — строповочная проушина; 5 — строповочная скоба
2.10.4. Голова сваи снабжается металлическим трубчатым оголовком длиной 200 мм, к которому с внутренней стороны привариваются стержни продольной арматуры, а с наружной стороны — строповочные проушины. Оголовок служит также для соединения на сварке с переходным патрубком вибропогружателя.
2.10.5. Бурение скважин ниже уровня грунтовых вод следует выполнять под защитой извлекаемой обсадной трубы при избыточном гидростатическом давлении воды.
2.10.6. Диаметр бурения должен быть больше диаметра ствола сван: при длине сваи до 5 и на 20-30 мм, а при длине от 5 до 10 м на 50-80 мм.
2.10.7. Глубина бурения скважины определяется необходимым положением сваи с учетом ее дополнительной осадки в результате вибрационного уплотнения основания или погружения сваи, связанного с формованием уширенной пяты (устанавливается пробным устройством опытных свай, предназначенных для статического испытания).
2.10.8. Готовый ствол сваи опускают в пробуренную скважину при помощи грузового полиспаста буровой установки или специальным стреловым краном, после чего из скважины извлекают кондуктор (металлический патрубок), служивший для закрепления устья скважины, или обсадную трубу.
2.10.9. Основания свай уплотняют низкочастотным вибропогружателем типа ВП в режиме вибротрамбования. Система свая-вибропогружатель представляет собой мощную трамбовку, обладающую большой массой, с размахом колебаний до 20-22 мм при частоте 7-8 Гц.
2.10.10. Вибрационное воздействие на основание с целью его уплотнения осуществляется залогами продолжительностью 3-5 мин. Признаком прогрессирующего уплотнения основания является уменьшение амплитуды колебания системы. После каждого залога замеряют размер осадки сваи. За отказ принимается скорость осадки в двух последних залогах, не превышающих 1 см/мин при номинальных оборотах вибропогружателя.
Суммарная продолжительность вибрации сваи независимо от размера отказа должна быть не менее 15 мин.
2.10.11. Сваи с уширенной пятой допускается выполнять только в необводненных скважинах. Вибрационное воздействие, с целью формирования уширенной пяты, осуществляется в режиме погружения сваи. Бетонная смесь укладывается на дно скважины слоем толщиной 2 d. Затем свая погружается в бетонную смесь на глубину, равную размеру ее диаметра. При соблюдении этих условий диаметр уширенной пяты получается равным 1,5d.
2.10.12. При устройстве; буронабивных свай с уширенной пятой, работающих на выдергивающие нагрузки, необходимо предусматривать выпуски стержней продольной арматуры в нижнем конце для связи с уширенной пятой.
2.10.13. Для вибрационного погружения свай и уплотнения основания, в зависимости от их размеров, можно использовать вибропогружатели ВП-1, ВП-3, ВП-30А, ВП-80 или ВП-60-120.
2.10.14. Расчетная нагрузка, допустимая на буроопускную сваю с уплотненным основанием, работающую на осевую, вдавливающую нагрузку, определяется по расчёту.
2.10.15. Для уточнения несущей способности на каждом объекте до начала производства свайных работ необходимо провести испытание опытных свай пробной статической нагрузкой в соответствии с требованиями СНиП и настоящего руководства.
2.10.16. При устройстве буроопускных свай с уплотненным основанием должны составляться журнал бурения скважин и погружения стволов свайи журнал вибрационного воздействия на сваи.
Перейти на главную страницу раздела «Устройство буронабивных свай».