Буроопускные сваи в вечномерзлых грунтах: Буроопускные сваи в вечно мерзлых грунтах – технологии – Буроопускные сваи в вечномерзлых грунтах: технология

Содержание

Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах

Устройство свайных фундаментов в вечномёрзлых грунтах требует знания технической стороны вопроса. На Крайнем Севере суровый климат и устройство свай в вечномерзлых грунтах, а также строительство свайных фундаментов проводится в соответствии с технологическими требованиями по монтажу буронабивных и буроопускных опор. При проектировании и проведении монтажных работ, учитываются особенности и свойства земли на строительной площадке.

Характеристики пород

К вечномёрзлым относятся породы, находящиеся в мёрзлом состоянии от 3-х и свыше лет. Они характеризуются нестабильной структурой: в период оттаивания значительно оседают из-за нарушения естественной структуры. К деятельной полосе земли относится верхний слой, который оттаивает летом, а и с приходом зимы замерзает. Периоды обильного оттаивания и замерзания приводят к её пучению. Это ухудшает устойчивость, и снижает прочность домов, возведённых на таком покрытии.

На глубину деятельного слоя влияют климатические условия и геологический тип залегающей земли. В зависимости от этих факторов его мощность может колебаться в пределах от 0,3 до 4 метров. По мере продвижения к югу, глубина деятельного слоя увеличивается. Максимальную глубину поверхностного слоя имеет земля с открытыми порами, в структуре которых преобладают куски скальных пород и песок.

Деятельные покрытия делятся на:

Сливающиеся – в период зимних холодов поверхностный грунт промерзает на всю глубину, и смерзается со своим вечномёрзлым основанием;
Не сливающиеся – наличие незамерзающей перемычки между поверхностным слоем и материковым основанием.

Вечномёрзлая толща делится:

Непрерывно мёрзлый грунт – состоит из однородной массы земли;
В состав слоистой толщи входят прослойки из смёрзшихся пород, льда или слоёв, подверженных воздействию подпочвенных вод.

Земля под основание сооружения может состоять из покрытий любого вида, среди которых наибольшее распространение получили основные типы. К редко встречающимся типам мерзлотных покрытий относятся скальные породы.

В зависимости от состояния, мёрзлые почвы делятся на такие типы:

Твёрдомёрзлая порода – относится смерзшийся песок, который в мёрзлом виде обладает характеристиками скальной подошвы.

Пластичномёрзлые слои. В их состав входят глинистые почвы. Вследствие содержания в них замёрзшей воды, они подвержены сжатию под воздействием определённой нагрузки;
Сыпучемёрзлые покрытия – относится песчаный и гравийный слой. Они даже в мёрзлом виде не скреплены льдом и достаточно рыхлые.

В процессе возведения здания следует учитывать особенности и структуру земли, чтобы построенное здание было надежным и долговечным.

Возведение фундаментов в условиях вечной мерзлоты

Для возведения дома используются специальные технологии. На стадии проектирования конструкций сооружения, необходимо предусмотреть такие моменты:

Разработать меры по снижению износа постройки вследствие деформаций;
Тщательно рассчитать глубину закладки фундамента;
Выбрать тип конструкции, учитывая местные особенности грунта;
Технологический проект по монтажу опор здания, рассчитанный на строительство в сложных природных условиях. Определить метод заглубления деталей.

Независимо от климатических условий, в которых ведётся строительство, в процессе возведения здания требуется соблюдать строительные стандарты и нормы. Особо тщательно контролируется правильность выполнение технологии работ. На вечномёрзлых грунтах строительству домов необходимо уделять еще больше внимания, подбирая соответствующие несущие конструкции постройки.

Фундамент на сваях

При возведении ленточного основания здания на вечной мерзлоте возникает много вопросов: вынуть большой объём грунта, сложность рытья траншеи и другие моменты. В отличие от остальных видов, столбчатая конструкция обладает значительными достоинствами:

Нет необходимости в выемке грунта из котлована. Это экономит средства на дорогостоящих работах в тяжёлых естественных условиях;
Возможность возведения при любой погоде, в любой период года;
Технологически, обустройство свайного фундамента методом погружения столбов, является простым и доступным мероприятием;

В условиях мерзлоты столбы обычно монтируются на значительную глубину. Такой подход исключает риск неравномерного оседания дома и опрокидывания сооружения.

Расчётная величина заглубления деталей учитывает показатели по результатам геологических и гидрологических изысканий, а также сезонные колебания величины толщины грунта, подверженного промерзанию и оттаиванию. С особым вниманием следует отнестись к пучению из-за морозов, которое имеет место на пылеватых и глинистых смесях. При выпучивании замёрзшего грунта нарушается равномерность осадки опор во время сезонного таяния поверхности мёрзлой почвы.

Важно знать

Опоры более приспособлены к сопротивлению силе морозного пучения, чем прочие типы фундаментов. Установка СВФ для дома в замёрзшей земле, гарантирует постройкам долговечность и высокие прочностные характеристики.

Фундамент на буроопускных сваях

Технология обустройства фундамента с помощью буроопускных столбов рассчитана именно на районы с вечномёрзлыми почвами. Метод заглубления свай включает в себя основные технологические этапы:

Заглубление квадратных опор в пробуренную скважину, размеры которой превышают опускаемую сваю;
Наполнение бетонной смесью полостей между столбом и стенами скважины.

Столбы эффективно перераспределяют массу дома на нижние горизонты глины и на боковые стенки, сжатые породой. Выпускаемые заводом буроопускные столбы прямоугольного сечения изготавливаются из металла. Низ ствола оборудуется уширением с прикреплённой опорной деталью и рёбрами жёсткости. Установленный между телом сваи и наконечником специальный технологический элемент, влияет на несущие характеристики всей конструкции.

Важно

Квадратные детали и опоры-оболочки также используются для обустройства свайного основания. Сваи-оболочки необходимо усиливать бетонным раствором, заливаемым в полости после окончания строительных работ.

Размеры элементов принимаются в соответствии с проектными расчётами. Увеличенная прочность свайной конструкции достигается при использовании составных опор. При этом они обязательно должны опираться на твёрдую поверхность.

Технология и методы погружения столбов

Установка свай в вечномёрзлом грунте делится на несколько подготовительных операций. Технология возведения основания из буроопускных конструкций выглядит так:

Подготовительное бурение отверстий;
Создание амортизационного слоя из песчано-гравийного материала – в отверстие закладывается крупнозернистый песок и утрамбовывается. Затем закладывается мелкий гравий с последующим уплотнением;
Опускание металлической сваи в подготовленное отверстие с использованием специальной техники;

Заливка пазух вокруг внешней поверхности опоры раствором цемента с песком или глиной.

Песчано-гравийная смесь утрамбовывается с помощью квадратной детали. Она опускается в отверстие с большой высоты, уплотняя гравийно-песчаную смесь.

На выбор способа погружения деталей в мёрзлую почву влияет комплекс условий, включающий состояние покрытия. В различных ситуациях используются такие способы погружения столбов:

Механизированный монтаж элементов – при этом методе буроопускные сваи устанавливаются в отверстия с помощью подъёмных механизмов. За счёт привлечения дорогостоящей техники этот способ монтажа не дёшев;

Установка столбов в предварительно оттаянную почву. Оттаивание осуществляется с помощью использования источника пара или электричества. Это сложный и дорогостоящий метод;
Установка конструкций в заведомо зауженные предварительно пробуренные скважины бурозабивным методом;
Забивка деталей без подготовительных работ.

Первые два метода нашли своё применение на твёрдомёрзлых почвах. Технология установки основания дома забивкой обычно используется в пластичной породе. При выборе метода заглубления свай необходимо учитывать особенности, плюсы и минусы каждого метода, а также изучить местные условия на строительной площадке.

Особенности производства работ при погружении сваи в вечномерзлые грунты

При буроопускном способе погружения свай в вечномерзлые грунты сваи погружаются в предварительно пробуренные скважины, диаметр которых должен превышать (на 5 см и более) наибольший размер поперечного сечения сваи, с заполнением скважины грунтовым раствором.

При средней температуре грунтов выше -0,5 °С погружение буроопускных свай следует осуществлять при искусственном охлаждении грунтов.

Для круглых свай диаметром от 60 см и выше диаметр скважины должен быть на 10 см больше диаметра сваи.

Недобур скважины по сравнению с проектной глубиной допускается не более 5 см при монолитном и 3 см при сборном ростверке.

Для заполнения пазух между стенками скважины и сваей следует применять песчано-глинистые, песчано-известковые, песчано-зольные и другие грунтовые растворы (см. табл. 8), а также спецрастворы (например, песчано-цементный), заливаемые в скважину перед погружением сваи. Заполнение пазух песчаным раствором должно выполняться после погружения свай с обязательным вибрированием. Состав раствора, его температура и качество подбираются и контролируются строительной лабораторией.

Температура раствора, заливаемого в скважину в теплое время года, может соответствовать температуре наружного воздуха, но должна быть не ниже 5 °С. При отрицательных температурах наружного воздуха температура грунтового раствора при его укладке должна быть не менее 20-40 °С при осадке конуса 12-14 см (при подготовке раствора на строительной площадке осадка конуса допускается от 10 до 16 см).

Растворы для заполнения пазух, как правило, следует заливать перед погружением сваи. В тех случаях, когда в скважине имеется вода, которую трудно удалить, грунтовый раствор подается по бетонолитной трубе. Объем раствора назначают из расчета полного заполнения пазух между сваей и стенками скважин. Контролем качества заполнения пазух является отжатие раствора на поверхность при погружении свай.

Сваи следует погружать в скважины непосредственно после заливки раствора.

При длине свай более 12 м допускается заливка в скважину перед установкой сваи части раствора из расчета заполнения пазух на глубину 10 м от дна скважины. Остальную часть раствора следует доливать в пазухи после ее установки.

Таблица 8

#G0Наименование раствора	Состав на 1 мраствора	Рекомендуемые условия применения
Песчано-известковый (основной)	1. Песок воздушно-сухой средней крупности 820 л, известковое тесто объемным весом 1,4 г/см— 300 л, вода — 220-320 л. 2. Песок воздушно-сухой — 1750 кг, известковое молоко — 180 л, вода добавляется до получения требуемой осадки конуса	Во всех случаях, кроме высокотемпературных вечномерзлых грунтов
Песчано-глинистый	1. Глина молотая высушенная — 300 л, песок — 900 л, вода — 410 л. 2. Мелкий песок и глина в соотношении 5 1 — 10 1 при консистенции, соответствующей осадке конуса 10 — 16 см и влажности 0,35 — 0,5. 3. Раствор, приготовляемый на месте с использованием бурового шлама	При высокотемпературных вечномерзлых грунтах основания (Для предотвращения отстоя воды в скважинах применяют бентонитовую глину 1 — 2% или сухой цемент) Разрешается только в теплое время года. Рекомендации по составу раствора и разрешению на его применение даются строительной лабораторией на основании определения состава грунтов площадки
Песчано-цементный (марка раствора 100 и выше)	Портландцемент М 300 — 450 кг, вода — 410 л, песок воздушно-сухой — 830 л. При устройстве висячих свай в вечномерзлых грунтах, используемых по принципу I, применение химических добавок, понижающих температуру замерзания, недопустимо.	При наличии погруженных на большую глубину неизвлекаемых обсадных труб при высокотемпературных вечномерзлых грунтах основания; при наличии грунтовых вод, талых прослоек. При наличии расчетного стыка в зоне действия изгибающего момента

Сваи перед погружением следует очищать от намерзших к ее поверхности комьев грунта, льда и снега, жировых пятен.

В отдельных случаях, при достаточной ширине пазух, допускается устанавливать сваи на проектную отметку в сухую скважину с заполнением пазух раствором закачиванием его растворонасосом по шлангам.

Летом промежуток времени между подготовкой скважины а установкой сваи не должен превышать 4 ч. В зимнее время допускается заблаговременная проходка скважин при условии осуществления мероприятий по предохранению от попадания в скважины снега или воды, образования инея и наледей на стенках скважины и принятия, необходимых мер по технике безопасности.

Летом и осенью устье скважин при необходимости обсаживают на глубину, равную толщине оттаявшего слоя грунта.

Во всех случаях недопустимо замерзание попавшей в скважину воды перед установкой сваи. Образовавшийся в скважине лед должен быть удален перед установкой сваи.

В случае использования вечномерзлых грунтов в оттаивающей и в оттаявшем состоянии (принцип II) при погружении буроопускным способом свай-стоек, передающих нагрузку нижним концом на практически несжимаемые при оттаивании грунты, диаметр скважин должен превышать наибольший размер поперечного сечения сваи не менее чем на 15 см. При этом минимальное заглубление дна скважины под сваи-стойки в практически несжимаемые при оттаивании грунты определяется проектом, но должно быть не менее 0,5 м. Зазор между стенкой скважины и боковой поверхностью сваи-стойки в пределах заглубления ее в практически несжимаемые грунты заполняется раствором, определяемым проектом.

При опускном способе погружения свай в вечномерзлые грунты сваи погружаются в оттаянные зоны грунта, при этом диаметр зоны оттаивания должен быть не более 2b, где b — размер наибольшей стороны поперечного сечения сваи.

Примечание. Во всех случаях, когда в проекте предусмотрено погружение свай в вечномерзлые грунты опускным способом, рекомендуется для улучшения качества и повышения производительности свайных работ погружать сваи с проходкой скважин паровым вибролидером.

Оттаивать вечномерзлый грунт следует открытыми или закрытыми нагревателями с помощью пара, воды, электрического тока и др.

Рекомендуется применять нагреватели открытого типа, в которых источником тепла является пар, поступающий из наконечника нагревателя (паровая игла) непосредственно в грунт. Паровая игла представляет собой стальную трубу диаметром 19-25 мм с наконечником, имеющим выходные отверстия диаметром 3-8 мм.

Для ведения работ по оттаиванию скважин паром необходимо: подготовить следующее оборудование и материалы:

— паровой котел;

— магистральные и распределительные паропроводы; паровые иглы с наконечниками;

— распределительную гребенку со шлангами для подводки пара к иглам;

— инвентарные подмости для установки игл и поддерживания их в вертикальном положении.

Магистральный и распределительный паропроводы следует прокладывать на низких козлах или деревянных прокладках с уклоном в сторону котельной. Для удобства монтажа распределительный паропровод должен состоять из отдельных секций и присоединяться к магистральному паропроводу с установкой вентиля в месте присоединения. На магистральном паропроводе в местах присоединения распределительных линий ставятся заглушки. Обязательно устройство теплоизоляции труб магистральных и распределительных паропроводов.

При производстве работ необходимо следить за исправностью, паропроводов, своевременно ликвидировать утечки пара и не допускать выпуска конденсата пара в пределах застраиваемой территории.

Распределительная гребенка должна иметь одинаковый с распределительным паропроводом диаметр; к ней привариваются отводы для подключения паровых игл. На отводах распределенной гребенки устанавливаются вентили.

Перед распределительной гребенкой устанавливается манометр для регистрации давления пара, поступающего в паровые иглы. Паровые иглы соединяются с распределительной гребенкой посредством гибких шлангов высокого давления.

Для работы с паровыми иглами следует применять шланги (рукава, изготовленные из резинотканевых паропроводных рукавов для подачи насыщенного пара с температурой до 175°С, рассчитанные на рабочее давление пара до 0,8 МПа). Шланги должны быть работоспособны при температурах наружного воздуха от минус 50 до 50 °С.

Для фиксации правильного положения паровой иглы следует отрывать в местах установки игл лунки или применять шаблоны. Поверхностный слой из насыпных грунтов, если пробными попытками будет установлена невозможность проходки через него паровых игл, необходимо пробурить или пройти траншеей на всю глубину.

Оттаивание мерзлого грунта в месте погружения сваи должно производиться одной или несколькими одновременно действующими паровыми иглами. Число одновременно оттаиваемых скважин определяется с учетом того, что на одну паровую иглу необходимо иметь 4-5 мповерхности нагрева котла. Для эффективного оттаивания грунта на каждую иглу следует подавать не менее 300 кг пара в 1 ч.

Давление пара на распределительной гребенке следует устанавливать равным;

— 0,3-0,4 МПа для глинистых грунтов без крупнообломочного материала;

— 0,4-0,6 МПа для песчаных грунтов;

— 0,6- 0,8 МПа для песчаных грунтов;

— 0,6-0,8 МПа для песчаных грунтов с включением гравия и гальки.

В начале погружения иглы в грунт давление пара должно быть минимальным (0,3-0,4 МПа), а после погружения увеличивается до максимального (0,5-0,8 МПа).

При содержании в мерзлых грунтах гальки и гравия более 15% (до 20%), а также при небольших валунах рекомендуется применять утяжеленную паровую иглу, имеющую более толстые стенки и прочный наконечник.

При содержании крупнообломочного материала более 20% необходимо вначале в мерзлом грунте пробуривать скважину диаметром 100-150 мм и затем через эту скважину паровой иглой оттаивать грунт.

Глубина оттаянной скважины в глинистых грунтах должна быть равна проектной глубине погружения сваи.

В грунтах песчаных и содержащих крупнообломочный материал скважину следует оттаивать на глубину, превышающую проектную глубину погружения свай на 0,5-1 м в зависимости от толщины слоя крупнообломочного материала, валунов и песка, оседающих на дно скважины и располагающихся под нижним концом сваи. При этом необходимо учитывать, что грунт под наконечником иглы оттаивает еще на 0,3-0,5 м в песках и илах, на 0,2-0,3 м — в глине и на 0,1-0,2 м в щебенистых грунтах.

Длительность выдержки паровой иглы зависит от размеров оттаиваемой скважины и льдонасыщенности грунта.

Иглу выдерживают, как правило, последовательно на глубине 0,5 м в процессе погружения и далее через 0,5 м от поверхности земли в течение 10-20 мин на каждой отметке в зависимости от состава грунта.

В однородных глинистых грунтах рекомендуется быстро погружать паровую иглу до проектной глубины, а оттаивание грунта производить в процессе извлечения иглы из грунта с последовательной выдержкой ее на отметках, кратных 0,5 м.

Для того чтобы поперечные размеры скважины были равномерными, необходимо иглу дольше выдерживать на отметках, соответствующих залеганию более льдонасыщенных грунтов. Время выдерживания иглы следует назначать пропорционально влажности мерзлого грунта.

В грунтах песчаных или содержащих крупнообломочный материал погруженную на заданную глубину иглу, превышающую глубину погружения сваи на 0,5-1 м, следует выдерживать в течение 10-15 мин, чтобы в нижней части оттаиваемой скважины образовалось уширение диаметром, близким к заданному диаметру скважины.

Примечание. Хорошее качество скважин, не имеющих уширений вверху или внизу, с относительно ровными стенками может быть получено при следующей технологии оттаивания. Оттаивание начинают с центра скважины, а затем для ускорения оттаивания и выравнивания стенок иглу погружают в нескольких точках в пределах намеченного контура скважины. Количество дополнительных погружений и длительность выдержки иглы зависит от состава грунтов и размеров скважины (в песках до 4-5 погружений иглы, в глинистых грунтах — 5-7 погружений иглы, в торфах — 6-8 погружений иглы).

Скорость погружения и сроки выдерживания иглы на различных глубинах следует устанавливать в каждом конкретном случае пробным оттаиванием грунта и погружением сваи.

С целью облегчения погружения опускных свай в песчаные грунты рекомендуется после их оттаивания в процессе погружения сваи к нижней части скважины подавать воздух, который перемешивает и рыхлит оттаянный песок.

Для погружения сваи используются стреловые или башенные краны. Свая в оттаянный грунт резко опускается с высоты 2-3 м. Погружение свай в оттаянные песчаные грунты наиболее эффективно с помощью вибропогружателей.

Если по какой-либо причине свая опускается ниже проектной отметки, в скважину следует подсыпать щебень, и сваю до вмерзания поддерживать краном или закреплять в проектном положении.

Погружать сваи в предварительно оттаянный грунт зимой и весной следует не позже чем через сутки после окончания оттаивания; летом и осенью — не позже чем через 2 сут. При этом железобетонные сваи не допускается погружать ранее чем через 12 ч (летом) и 20 ч (зимой) после окончания оттаивания скважин.

Погружение свай в оттаянные скважины допускается также применять на площадках с температурой грунта от минус 1 до минус 1,5 °С при условии, что диаметр протаянной зоны назначается уменьшенным (равным диагонали поперечного сечения сваи), а сваи погружаются сваебойными машинами.

При бурозабивном способе погружения свай в вечномерзлые грунты сваи забиваются в предварительно пробуренные скважины-лидеры, диаметр которых менее (на 1-2 см) наименьшего размера поперечного сечения сваи.

Если бурозабивные сваи погружаются в зимнее и весеннее время, скважина на глубину 1,5-3 м должна иметь диаметр, превышающий диагональ поперечного сечения свай.

Перед погружением бурозабивной сваи скважину следует тщательно очистить от попавших в нее воды, грязи, льда и снега.

Типы сваебойных машин для погружения свай должны выбираться с учетом технико-экономических показателей в зависимости от мерзлотно-грунтовых условий строительной площадки, размеров и веса свай и намеченного способа погружения.

Во всех случаях следует применять сваебойные машины с весом ударной части, превышающим вес сваи с наголовником.

Стенки скважины во всех случаях должны быть ровными, в связи с чем бурение скважин производят только вращательным и паровибролидерным способами.

При бурозабивном способе погружения свай искусственное понижение температуры вечномерзлых грунтов основания допускается проводить только после погружения свай.

Способ бурения скважин под сваи выбирается с учетом мерзлотно-грунтовых условий строительной площадки и технологических показателей (табл. 9-11), технических возможностей строительной организации. В таблицах приводятся также условия для рационального применения способа подготовки скважин оттаиванием паром.

Контроль качества работ по устройству свайных фундаментов должен производиться на всех этапах, включая бурение скважин, и осуществляться производителем работ и представителями авторского надзора и заказчика.

В процессе выполнения работ по бурению скважин под сваи производителем работ должен вестись журнал, в котором фиксируется номер скважины, месяц, число и время ее бурения, диаметр рабочего инструмента, диаметр обсадной трубы и глубину ее погружения, отметки устья и дна скважины (проектная и фактическая), наличие или отсутствие в ней воды, а также краткая характеристика проходимых грунтов, определяемая по удаляемому из скважины буровому шламу. Записи в журнале должны производиться производителем работ, контролироваться и подписываться представителями авторского надзора и заказчика.

При бурении скважин под сваи-стойки дополнительно с проектной глубины скважины отбираются образцы грунта, которые маркируются и сохраняются до оформления акта приемки скважин.

Таблица 9

#G0Способ бурения	Мерзлотно-грунтовые условия для рационального применения способа подготовки скважин при
	температуре мерзлого грунта, °С		содержании включений на скважину
	песчаного	глинистого	крупнообломочных, %	валунов диаметром 100-250 мм
Ударно-канатный	Ниже — 0,5	Ниже — 0,3	30-70, в том числе забуривание в скальные породы	Большое количество
Вращательный:
резцово-шнековый	Без ограничений	Ниже — 0,2	До 30	1-2
шарошечный	Без ограничений	Ниже — 0,2	Свыше 30, в том числе чисто скальные породы	Большое количество
Огневой термомеханический	Ниже -1	Ниже — 0,5	До 20	1-2
Паровибролидерный	Ниже — 0,5	Ниже- 0,2	До 30	2-4
Протаивание скважин паровой иглой	Ниже — 1,5	Ниже — 1,0	До 15	2-4

Таблица 10

#G0Способ бурения	Размеры скважин, м		Скорость бурения скважин диаметром 0,4-0,5 м, м/ч, в грунтах
	глубина	диаметр	песчаных без включений	глинистых без включений	песчаных и глинистых с крупнообломочными включениями
Ударно-канатный	Более 100	До 0,9	2,5-3,5	1,5-2	1-1,5
Вращательный:
резцово-шнековый	8-20	До 0,65	До 15	До 10	До 5
шарошечный	До 15	До 0,5	До 15	До 12	До 10
Огневой термомеханический	До 12	До 0,5	До 8	До 10	До 4
Паровибролидерный	До 10	До 0,5	30-40	20-30	20
Протаивание скважин паровыми иглами	До 10	До 0,8	До 20	8-12	8-16

Таблица 11

#G0	Продолжительность вмерзания свай, сутки, при способах нагружения свай
Способ бурения	буроопускной				бурозабивной
	Среднегодовая температура грунтов, °С
	-0,5	-1	-1,5	-3		-0,5	-1	-1,5	-3
Ударно-канатный	50-70	50-40	15-25	6-12		—	—	—	—
Вращательный	30-45	15-25	8-12	4-5		2-3	1-2	—	—
Огневой термомеханический	—	120-140	80-100	40-60		10-20	8-10	5-7	2-4
Паровибролидерный	40-60	20-40	12-20	6-10		8-12	5-10	3-6	1-2
Протаивание скважин паровой иглой (опускной способ нагружения сваи)	—	—	120-140	50-70		—	—	—	—

В случае несоответствия полученных результатов проектным данным по согласованию с проектной организацией может быть изменена проектная глубина скважины.

По окончании бурения должна быть проконтролирована глубина скважины и качество зачистки ее дна путем опускания на забой специально размеченного бурового снаряда, мерной штанги или лота. Этот вид контроля должен периодически проверяться представителем авторского надзора.

Глубина скважины при буроопускном способе погружения свай должна быть равна проектной глубине погружения сваи. Отклонения фактической глубины скважины по сравнению с проектной глубиной в сторону уменьшения допускаются 5 см при монолитном ростверке и 3 см при сборном ростверке. Перебур скважины не должен превышать 20 см.

Примечание. Глубину скважин под сваи-стойки следует корректировать в соответствии с глубиной залегания практически несжимаемых грунтов.

При перерыве между окончанием бурения и погружением свай более 4 ч должны быть приняты меры по ограждению скважин от попадания в них поверхностных и грунтовых вод, при этом при погружении сваи скважина должна быть вторично проконтролирована и при необходимости дополнительно зачищена.

После погружения сваи должно проверяться соответствие отметки нижнего конца сваи отметке дна скважины, а также правильность расположения сваи в плане и по вертикали.

Погруженные сваи должны быть приняты по акту комиссией. В акте указываются данные о сваях (марка, завод-изготовитель, номер сваи, номер партии, номер паспорта, размеры сваи по проекту и фактические), месяц, число и время погружения сваи, глубина погружения (проектная и фактическая), характеристики раствора (температура, осадка конуса во время заливки в скважину), установка температурных трубок (длина, диаметр, количество).

Разрешение на загрузку свайных фундаментов из висячих свай дается на основании оценки несущей способности сваи при температурном режиме вечномерзлых грунтов оснований на день приемки. Полная расчетная загрузка свайных фундаментов разрешается только после достижения расчетного температурного режима грунтов оснований.

Сваи в вечномерзлых грунтах. Универсальный справочник прораба. Современная стройка в России от А до Я

Сваи в вечномерзлых грунтах

Погружение висячих свай в вечномерзлые грунты, используемые по I принципу (в мерзлом состоянии), осуществляется буроопускным, опускным и бурозабивным способами.

Буроопускной способ погружения свай применяется при средней температуре вечномерзлого грунта по длине сваи -0,5 °C (и ниже). Сваи погружаются в предварительно пробуренные скважины, диаметр которых на 5 см и более превышает наибольший размер поперечного сечения сваи. Полость между стенками скважины и сваей заполняется грунтовым или специальным раствором.

Скважины перед погружением в них свай должны быть очищены от воды, шлама, льда или снега. Толщина слоя жидкого шлама или воды на дне скважины при погружении свай не должна превышать 15 см. Наличие на дне скважины замерзшего или сухого шлама, льда или вывалов грунта не допускается.

Сваи перед погружением в скважины следует очищать от льда, снега, комьев мерзлого грунта и жировых пятен.

Сваи должны быть погружены в сроки, исключающие оплывание стенок скважин. Как правило, это делается не позднее чем через 4 ч после их зачистки и приемки.

Заливают в скважину грунтовый или специальный раствор, как правило, непосредственно перед погружением сваи. После погружения сваи проверяется соответствие отметки нижнего концасваи проектной отметке, а также правильность расположения сваи в плане и по вертикали.

При буроопускном способе погружения висячих свай должны быть приняты меры, обеспечивающие полное заполнение грунтовым раствором пазух между стенками скважины и сваей (погружение свай методом вытеснения предварительно залитого грунтового раствора, дополнительное уплотнение раствора вибрацией и др.).

Опускной способ погружения свай применяется в твердомерзлых глинистых грунтах, мелких и пылевидных песках, содержащих не более 15 % крупнообломочных включений, со средней температурой вечномерзлых грунтов по длине сваи от -1,5 °C и ниже.

Сваи погружаются с оттаиванием грунта, причем диаметр зоны оттаивания должен быть не более удвоенного размера большей стороны поперечного сечения сваи. Для ускорения вмерзания свай допускается применять искусственное охлаждение грунтов.

Железобетонные сваи допускается погружать в оттаявшие грунты зимой не ранее чем через 20 ч после окончания оттаивания, летом – не ранее чем через 12 ч.

Бурозабивной способ погружения свай допускается применять в пластично-мерзлых грунтах без крупнообломочных включений. Сваи погружаются забивкой в предварительно пробуренные скважины диаметром на 1–2 см меньше минимального размера поперечного сечения сваи.

Возможность применения бурозабивного способа устанавливается по материалам инженерно-геокриологических изысканий, а также пробной забивки свай с измерением температуры грунтов на день забивки.

Контрольная добивка свай после их вмерзания не допускается.

Бурозабивным способом следует погружать только сваи со сплошным поперечным сечением. В отдельных случаях допускается погружение бурозабивным способом полых стальных свай при условии сохранения их целостности в процессе забивки, с обязательным извлечением и освидетельствованием контрольных свай.

В зимнее время не допускается, чтобы перед погружением бурозабивных свай грунт на стенках скважины перешел из пластично-мерзлого в твердомерзлое состояние.

Расчетная загрузка свайных фундаментов допускается только после достижения расчетного температурного режима грунтов оснований.

При погружении свай-стоек в вечномерзлые грунты, используемые по II принципу, буроопускным способом диаметр скважин должен превышать наибольший размер поперечного сечения сваи не менее чем на 15 см. При этом минимальное заглубление дна скважины под сваи-стойки в практически не сжимаемые при оттаивании грунты определяется проектом, но должно быть не менее 0,5 м. Зазор между стенкой скважины и боковой поверхностью сваи-стойки в пределах заглубления ее в практически не сжимаемые грунты должен заполняться цементным, цементно-песчаным или другими растворами согласно проекту.

При бурении скважин под сваи-стойки следует производить дополнительный контроль скважин, заключающийся в том, что с глубины, соответствующей проектной глубине залегания практически не сжимаемых при оттаивании грунтов, отбираются образцы грунта. Грунты маркируются и сохраняются до оформления акта приемки скважин. В случае несоответствия полученных результатов проектным данным следует изменить проектную глубину скважины или способы заделки нижнего конца сваи в практически не сжимаемый при оттаивании грунт (по согласованию с проектной организацией).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет — Сибстрин

Подведены итоги Международного молодежного конкурса «Вместе против коррупции!»

В 2019 году Генеральной прокуратурой Российской Федерации совместно с компетентными органами государств-участников Межгосударственного совета по противодействию коррупции и БРИКС был проведен Международный молодежный конкурс социальной антикоррупционной рекламы «Вместе против коррупции!». Цели конкурса – привлечение молодежи к участию в профилактике коррупции, к разработке и использованию социальной рекламы в целях предотвращения коррупционных проявлений; формирование практики взаимодействия общества с органами прокуратуры и иными органами государственной власти в антикоррупционном просвещении населения. Конкурс проводился для молодежи из Российской Федерации, а также других государств – участников Межгосударственного совета по противодействию коррупции (Армения, Беларусь, Казахстан, Кыргызстан, Таджикистан) и стран БРИКС (Бразилия, Индия, Китай, ЮАР).

Приглашаем студентов, преподавателей и сотрудников университета принять участие во всероссийской гонке «Лыжня России 2020»

Приглашаем студентов, преподавателей и сотрудников университета принять участие во всероссийской массовой лыжной гонке «Лыжня России 2020», которая пройдет 8 февраля в Академгородке (ул. Ионосферная, 3). По всем вопросам регистрации и проката лыж обращаться к инструктору по спорту М.В. Друнгису (тел. 8 913 468 83 44) и заведующей кафедрой ФВ М.А. Калитовой (тел. 8 952 945 73 03). Для справки: «Лыжня России» – самое масштабное по числу участников и географическому охвату зимнее спортивное мероприятие в мире. В 2019 году центральный старт был дан в Новосибирске. На старт вышли около 10500 сибиряков. Всего в прошлом году по всей России участие в гонке приняли более 1,5 млн. человек.

В НГАСУ (Сибстрин) обсудили перспективы сотрудничества с бизнес-сообществом города Саппоро

31 января 2020 года в НГАСУ (Сибстрин) состоялась встреча с представителями администрации г. Саппоро, Япония. Мероприятие прошло при поддержке МАУК МКЦ «СИБИРЬ-ХОККАЙДО» на международной кафедре ЮНЕСКО НГАСУ (Сибстрин). С японской стороны участвовали директор Отдела международных отношений Хоккайдского департамента Министерства экономики, торговли и промышленности Марико Фудзита, заместитель директора Отдела международных отношений Хоккайдского департамента Министерства экономики, торговли и промышленности Кадзуки Ямамото, сотрудник Центра международного обмена и сотрудничества Хоккайдо Синдзи Есимура. НГАСУ (Сибстрин) представляли директор института строительства Владимир Алексеевич Гвоздев…

Погружение сваи в вечномерзлый грунт — ЗАО «СИ» Тел.: 84992359878 89055749848 [email protected]

Погружение сваи в вечномерзлый грунт

Методика погружений свай при условии вечномерзлого грунта выбирается при учете грунтовых особенностях физико-механического характера, а также среднегодового температурного режима, местности возведения объекта, требования точного свайного забивочного процесса.

Температурный режим в вечномерзлом грунте до глубины в 15 метров меняется в течении всего годового цикла, но при этом остается строго отрицательной температуры, колебательная ежегодная систематика, которой позволяет получить среднегодовую величину, которая необходима при расчетных пределах проектного создания.

Среднегодовой предел температурного режима в условиях вечной мерзлоты определяется с помощью замера с глубиной более 10 метров, где сезонный колебательный процесс незначителен. В зависимости от среднего температурного значения вечномерзлый грунт может быть низкотемпературным и высокотемпературным. По этой особенности выбирается метод по устройству свайного фундамента, длительность свайных вмерзаний и восстановление расчетной грунтовой температуры, а также возможности и передачу на сваю расчетной нагрузки.

Если присутствует условие низкотемпературного или твердомерзлого грунта, то проявляется целесообразность использования в качестве основы мерзлоты. Свайные несущие способности тогда больше, чем при высокотемпературном грунте, а срок свайных вмерзаний и периодизация производственной работы по фундаменту меньше.

Для устройства фундаментной основы на вечномерзлом высокотемпературном грунте соблюдается ряд мер осторожности, а также до начального этапа строительной работы проводится мероприятие снижения температурного грунтового режима. Для скважины с большим диаметральным сечением необходимо проводить искусственное охлаждение грунта для свайного вмораживательного процесса, так как при естественном вмерзании сроки доходят до нескольких месячных интервалов, а это способствует увеличению строительной длительности объекта.

Технологическая последовательность свайного погружательного процесса в заранее подготовленную скважину с диаметральным сечением на 5 сантиметров больше диаметрального сечения погружаемой сваи с заливным скважинным способом при использовании грунтового раствора:

-бурительная скважинная работа должна осуществляться при температурном показателе не больше минус 0.5 градуса, при температурном показателе выше указанного, производится охладительная грунтовая методика;

-скважина заполняется грунтовым раствором, с повышенным температурным режимом в 20-30 градусов;

-при полном заполнении скважины свая опускается в нее без перерыва от заливного процесса.

Летний и осенний рабочий процесс требуется осуществлять с исключением заплыва скважины устевым собственным грунтом, обсаживанием устевого колодца от оттаявших грунтовых слоев мерзлоты. Свая после погружения в скважинный проем проходит проектную рихтовку для правильного соотношения с проектной плоскостью.

Проходочные скважинные глубины должны равняться свайной длине или быть чуть больше. Грунтовые излишки заменяются с помощью песка или щебня, а также любыми другими материалами с малосжимаемстью и сыпучестью.

Скважинная заливка осуществляется глинистым раствором с включением песчаного заполнителя. Состав раствора имеет одну часть глинистой консистенции и 5-10 песочных частей, растворная влажность равна 30-40 процентам, а конусная осадка 15 сантиметрам. Заливку производят до свайного погружения. Скважинное заполнение пазухи сопровождается контролем за качеством отжимаемого раствора наверх углубления.

От состава растворной глинистой смеси должен зависеть срок начальной нагрузочной свайной передачи и временный период свайных вмерзаний. Поэтому температурный режим слоя грунта и глинистого раствора предполагает отметку ниже минус 5 градусов, так как при температурном режиме выше этой отметки вмерзательный процесс растягивается на длительный промежуток.

Сваи имеют эквивалентные прочности смерзаний с растворной смесью, по отношению к характеристике свайных несущих способностей. Прочное смерзание всегда зависимо от составных частей раствора и величины влажности, а также от температурного грунтового режима.

Требуется величина смерзательной прочности сваи с грунтом естественных типов, которая равна величине смерзательной прочности сваи с растворной смесью. При меньшей прочности будет появляться слойные участки грунтового типа, которые понижают величину несущей свайной способности.

В мерзлоте песчаного типа растворная глинистая смесь обладает особенностью по снижению несущей способности сваи на 30 процентов из-за снижения сопротивляемости боковых поверхностей при широкой использовательной прочной способности песчаного грунта в нижней свайной торцевой части.

Грунтовый замес, то есть мелкий сжиженный грунтовый отход, извлекают в летний период из разрабатываемых скважин с помощью ударно-канатной машины и используют как глинистый раствор. Если такой замес, его еще называют буровым шламом, имеет много песчаной консистенции, то добавляется глина.

В местности с низкотемпературных грунтов погружение сваи с использованием оттаивания мерзлот производится круглогодично. В местности с температурой грунтового слоя равна минус одному градусу, работа ведется в течении холодного времени года, при температурном режиме ниже чем минус полтора градуса. В противоположных случаях вмерзательный процесс растягивается на длительный период.

Промерзание грунтового слоя сверху возникает опасное грунтовое выпучивание совместно со свайной конструкцией.

Скважина под установку сваи может создаваться с помощью оттаивательного метода. Оттаивание осуществляют с помощью паров, а также водного материала, который нагревается закрытым или открытым нагревателем.

При использовании закрытого нагревателя воду или пар не пускают в грунтовые слои, а заставляют циркулировать в замкнутой системе, которая погружена в пробуренную скважину с диаметром, а 10 сантиметров.

При условии пластичномерзлого грунта нагреватель возможно погрузить в мерзлоту с помощью забивки и это позволит получить небольшое глубинное оттаивание в максимум 7 метров.

Паровую иглу при оттаивательном методе погружают с помощью ее собственного веса в мерзлоту, если грунт песчаного типа, то с помощью пары рабочих. Поступающие паровые молекулы оттаивают грунт и смешивают его консистенцию. С температурой около наконечников около 90 градусов грунтовый слой получивший тепловой объем при соприкосновении с мерзлотой вызывает ее таяние. При этом ускоренное грунтовое оттаивание лишь немного может повлиять на температурный режим окружающего грунтового слоя.

Использование оттаивательного метода позволяет экономить по отношению к бурительному скважинному процессу почти в два раза. Но сам метод трудноуправляем из-за неравномерного и метдленного свайного вмерзания.

Увеличение несущей свайной способности производится увеличением смерзательной прочности расворной смеси с поверхностью сваи, это на одну четверть помогает увеличить сопротивляемость по свайным поверхностям боковых сторон.

Свая бурозабивного типа погружается в грунт пластичномерзлого характера в созданную лидирующую скважину с температурой грунтового слоя не меньше минус 0.3 градуса при песке пылевого типа, минус 0.8 для супеси, и от минус градуса для глины и суглинка.

Расчетная несущая свайная способность для бурозабивного типа рассчитывается по норме сопротивляемости мерзлоты сдвигам и норме давления. Также имеет целесообразность проведение выборочной проверки факта несущих способностей при статическом испытании сваи.

Применение бурозабивной сваи уменьшает объемы буровой работы, так как исключает мокрый процесс и позволяет плановое свайное погружение с высокой точностью.

Забивку бурозабивной сваи можно облегчать оттаивательным методом, но только у скважинных стен на пару сантиметров.

Использование забивной сваи при мерзлоте самый экономичный способ. Для этой цели используется машина с ударным или виброударным устройством на тракторной основе. Погружение забивной сваи осуществляется на стройплощадках, которые имеют слой несущего грунта и поверх него пластичномерзлый глинистый грунт, в котором отсутствуют крупнообломочные включения. Забивная свая погружается ударным способом, при этом ледяная кромка, которая располагается под нижним свайным концом, оплавляется и вместе с тем проламывается, что уменьшает грунтовую величину прочности. Образованный около свайного ствола, растопленный грунт способствует облегчению погружения и вместе с тем ускоряются процессы свайного вмерзательного действия в грунтовый слой.

Из-за повышенной специфики свайного фундаментного строительства, с условием наличия вечномерзлого грунтового слоя, контрольное наблюдение ведется на каждом этапе производственной работы с созданием документной поэтапной базы.

Способ монтажа металлических свай на вечномерзлых грунтах

Изобретение относится к фундаментостроению и может быть использовано как при устройстве буроопускных опор трубопроводов, опор линий электропередач, так и при устройстве зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах. Способ включает забивку обсадной трубы на глубину не менее глубины сезонного промерзания-оттаивания грунта. Бурение лидерной скважины на глубину не менее нормативной глубины промерзания грунтов. Выбуривание грунта из полости обсадной трубы. Заливку твердеющего материала в объеме, необходимом для заполнения полостей между лидерной скважиной и сваей от низа лидерной скважины до низа уровня слоя сезонного промерзания — оттаивания грунта. Погружение в лидерную скважину с раствором трубчатой металлической сваи. Заполнение полости между сваей и обсадной трубой непучинистым сыпучим инертным материалом. Технический результат — повышение несущей способности буроопускных свай. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к фундаментостроению и может быть использовано как при устройстве буроопускных опор трубопроводов на участках надземной прокладки, опор линий электропередач, так и при устройстве зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах при производстве работ в летний период при обводненных и пучинистых грунтах слоя сезонного промерзания-оттаивания.

Известны способы изготовления набивных свай, включающие следующие основные операции: устройство скважины и подачу в эту скважину твердеющего материала, в частности бетонной смеси (Основания, фундаменты и испытания сооружения. М.И. Гарбунов-Пасадов, В.А. Ильичев, Ю.Г. Трофименкова. — М.: Стройиздат, 1985. — 480 с., ил. — (Справочник проектировщика), с. 159).

Однако способ не исключает попадания в скважину грунтового шлама и грунтовых вод.

Также известно обустройство буроопускных свай в любых условиях при температуре грунта ниже -0,5°C. Сначала в основании пробуривают скважины диаметром, на 5-10 см превышающим поперечный размер сваи. Затем скважины заполняют грунтовым раствором, после чего погружают в них сваи. После замерзания раствора свая оказывается надежно защемленной в вечномерзлом грунте (Механика грунтов, основания и фундаменты. С.Б. Ухов, В.В. Семенов, В.В. Знаменский, З.Г. Тер-Мартиросян, С.Н. Чернышев. М.: Издательство АСВ, 1994 — С. 405).

Недостатком данного способа изготовления буроопускных свай является отсутствие исключения влияния сил морозного пучения грунта, возникающих от деформаций пучения в условиях сезонного промерзания. Также данный способ не позволяет исключить попадание в скважину грунтового шлама и грунтовых вод при производстве работ по устройству буроопускных свай в вечномерзлых грунтах в летний период при обводненных грунтах слоя сезонного промерзания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ возведения сваи в сезоннопромерзающих пучинистых грунтах. Способ включает бурение лидерной скважины и погружение сваи в эту скважину. Лидерную скважину бурят на глубину, не менее нормативной глубины промерзания грунтов, причем диаметр лидерной скважины выбирают на основании приведенной зависимости. Затем полость, образованную лидерной скважиной, заполняют непучинистым сыпучим инертным материалом до уровня устья лидерной скважины, после чего в нее по центру погружают сваю на проектную глубину (патент RU №2474652, публикация 10.02.2013, МПК E02D 5/50).

Однако при изготовлении свай в вечномерзлых грунтах в летний период при обводненных грунтах слоя сезонного промерзания данная технология не позволяет решить задачу по исключению попадания в скважину грунтового шлама и грунтовых вод при производстве работ по устройству буроопускных свай, что влечет за собой зашламление и обводнение скважины и, как следствие, снижение несущей способности буроопускной сваи, вследствие недоподачи требуемого полного объема цементно-песчаного раствора для заполнения пространства между сваей и скважиной.

Задачей изобретения является разработка технологии монтажа свай, позволяющей исключить возможность попадания в скважину грунтового шлама и грунтовых вод при производстве работ по устройству буроопускных свай в вечномерзлых грунтах в летний период при обводненных грунтах слоя сезонного промерзания-оттаивания и исключения возможности влияния сил морозного пучения, возникающих от деформаций пучения в условиях сезонного промерзания.

Технический результат заключается в соблюдении соответствующего качества производства работ при устройстве буроопускных свай в вечномерзлых грунтах в летний период при обводненных грунтах слоя сезонного промерзания-оттаивания с целью исключения возможности снижения несущей способности буроопускных свай при попадании в скважину грунтового шлама и грунтовых вод, а также исключения возможности влияния сил морозного пучения, возникающих от деформаций пучения в условиях сезонного промерзания-оттаивания.

Поставленная задача решается тем, что в способе монтажа металлических свай, включающем бурение лидерной скважины, погружение в нее трубчатой металлической сваи и подачу непучинистого сыпучего инертного материала, согласно решению предварительно перед бурением лидерной скважины осуществляют забивку обсадной трубы на глубину сезонного промерзания-оттаивания грунта, бурение лидерной скважины осуществляют на глубину не менее нормативной глубины промерзания грунтов, заливают твердеющий материал в объеме, необходимом для заполнения полостей между лидерной скважиной и сваей от низа лидерной скважины до низа уровня слоя сезонного промерзания-оттаивания грунта, погружают сваю, непучинистым сыпучим инертным материалом заполняют полости между сваей и обсадной трубой.

Диаметр обсадной трубы выбирают диаметром на 10-20 см больше диаметра сваи. Оптимально погружать обсадную трубу на глубину сезонного промерзания-оттаивания грунта +0,5-1 м.

Диаметр лидерной скважины на 5-15 см больше диаметра сваи, а глубина до 30 метров. В качестве цементно-песчаного раствора используют раствор M10-M100.

В качестве непучинистого сыпучего инертного материала применяют песок непучинистый крупный и средней крупности.

Объем цементно-песчаного раствора предварительно рассчитывают по следующей формуле:

где, R₁ — радиус лидерной скважины, l₁ — длина лидерной скважины; R₂ — радиус сваи, l₂ — длина сваи, π — число пи.

Время между заливкой цементно-песчаного раствора и установкой сваи не должно превышать 15 мин.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показана схема сваи с обсадной трубой, где 1 — свая, 2 — обсадная труба, 3 — заполнитель — твердеющий материал, например, цементно-песчаный раствор, 4 — заполнитель — непучинистый сыпучий инертный материал, 5 — лидерная скважина, 6 — полость обсадной трубы.

Способ осуществляется следующим образом. В грунт производят забивку обсадной трубы 2 на глубину сезонного промерзания-оттаивания грунта, например 1,8-3 м, с помощью копровой установки с дизель- или пневмомолотом. Данная технология устройства обсадной трубы позволяет исключить возможность снижения несущей способности буроопускных свай при попадании в скважину грунтового шлама и грунтовых вод при производстве работ в вечномерзлых грунтах в летний период при обводненных грунтах слоя сезонного промерзания-оттаивания. После этого осуществляют бурение лидерной скважины 5 на глубину, равную глубине погружения сваи, после чего выполняется извлечение шнека буровой машины и производится полное выбуривание грунта из полости обсадной трубы 6 на глубину сезонного промерзания грунта, например 1,8-3 м. После извлечения шнека выполняют заливку цементно-песчаного раствора 3 в скважину в объеме, необходимом для заполнения полостей между лидерной скважиной 5 и трубчатой металлической сваей 1 от низа проектной отметки лидерной скважины до низа уровня слоя сезонного промерзания-оттаивания грунта. По завершении работ по подаче раствора выполняют погружение трубчатой сваи 1 с помощью вибропогружателя до проектной отметки. После погружения сваи 1 выполняется заполнение полостей 6 между сваей 1 и обсадной трубой 2 непучинистым сыпучим инертным материалом 4 на глубину 1,8-3 м до верха обсадной трубы 2 для исключения возможности влияния сил морозного пучения, возникающих от деформаций пучения в условиях сезонного промерзания-оттаивания.

Пример конкретного выполнения. Обсадную трубу 3 диаметром d=720-820 мм с толщиной стенки t=9-12 мм, длиной 1,8-3 м и маркой стали 17Г1С, 17Г1С-У, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3пс3, Ст3сп3, Ст3пс4, Ст3сп40, 9Г2С, классом прочности К34-К60 забивают в грунт на глубину сезонного промерзания-оттаивания грунта 1,8-3 м. Лидерную скважину 5 выполняют диаметром d=480-500 мм на глубину 6-20 м. Выбуривание грунта из полости 6 обсадной трубы 2 выполняют шнеком d-680-780 мм. Сваю 1 выполняют из трубчатого металлопроката диаметром d=426 мм с толщиной стенки 10-12 мм и длиной 6-20 м маркой стали 17Г1С, 17Г1С-У, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3пс3, Ст3сп3, Ст3пс4, Ст3сп40, 9Г2С, классом прочности К34-К60. Свая служит для восприятия вертикальных, горизонтальных и других нагрузок. Перед погружением сваи 1 в лидерную скважину 5 производится заливка цементно-песчаного раствора 3 марки M75-M150 в лидерную скважину 5 в объеме, необходимом для заполнения полостей между лидерной скважиной 5 и сваей 1 от низа проектной отметки лидерной скважины до низа уровня слоя сезонного промерзания-оттаивания грунта. После погружения сваи 1 в лидерную скважину 5 выполняется заполнение полости 6 между обсадной трубой 2 и сваей 1 непучинистым сыпучим инертным материалом 4.

Применение данного способа обустройства буроопускных свай с обсадной трубой в вечномерзлых грунтах в летний период при обводненных грунтах слоя сезонного промерзания-оттаивания исключает возможность снижения несущей способности буроопускных свай при попадании в скважину грунтового шлама и грунтовых вод, а также исключает влияние сил морозного пучения, возникающих от деформаций пучения в условиях сезонного промерзания-оттаивания.

1. Способ монтажа металлических свай на вечномерзлых грунтах, характеризующийся тем, что забивают обсадную трубу на глубину не менее глубины сезонного промерзания-оттаивания грунта, осуществляют бурение лидерной скважины на глубину не менее нормативной глубины промерзания грунтов, выбуривают грунт из полости обсадной трубы с последующей заливкой цементно-песчаного раствора в лидерную скважину в объеме, необходимом для заполнения полостей между лидерной скважиной и сваей от низа лидерной скважины до низа уровня слоя сезонного промерзания-оттаивания грунта, погружают в лидерную скважину с раствором трубчатую металлическую сваю, после чего заполняют непучинистым сыпучим инертным материалом полости между сваей и обсадной трубой.

2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве цементно-песчаного раствора используют раствор M10-M100.

3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве непучинистого сыпучего инертного материала выбирают песок крупный и средней крупности.

4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что объем цементно-песчаного раствора рассчитывают по следующей формуле V=πR₁²∗l₁— πR₂ ²∗ l₂, где, R₁ — радиус лидерной скважины, l₁ — длина лидерной скважины; R₂ — радиус сваи, l₂ — длина сваи, π — число пи.

5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что время между заливкой цементно-песчаного раствора и установкой сваи не должно превышать 15 мин.

Буроопускные сваи

Буроопускные сваи погружаются в скважину, диаметр которой превышает идентичные параметры самой конструкции, а оставшийся зазор заполняется раствором.

Буроопускные сваи — конструкция, применение

Методика применяется при работе с пластично-мёрзлой и твердомёрзлой почвой, содержащей крупные обломки породы. Допустимо применение метода при температурном режиме 0.5°C, важно чтобы такой микроклимат сохранялся в грунте на протяжении всей длины металлического изделия. Сваи могут перераспределять нагрузку от дома на залегающие ниже слои почвы, а также благодаря силе трения на боковые поверхности, которые сильно сжимаются грунтом.
Рис. 1 Буроопускные сваи
Буроопускная свая — это металлический ствол, нижняя часть которого расширена, а на ней закреплён горизонтальный опорный элемент и рёбра жёсткости, размещённые в вертикальной плоскости. Изделие изготавливается с прямоугольным сечением ствола, а между ним и наконечником располагается цилиндрическая вставка. Наконечник имеет поверхностные каналы, расположенные радиально, их ширина не превышает 0.1 диаметра вставки. Несущая способность конструкции определяется длиной цилиндрического сегмента, при этом не учитывается наконечник и поперечное сечение.

Актуальная для Вас информация:

Буроопускной способ погружения свай

Буроопускная методика погружения свайных конструкций заключается в следующем:

бурение;
укладка на дно скважины выравнивающего слоя — песок, щебень, гравий;
уплотнение подушки – сбрасывается с высоты свая, утрамбовывающая выравнивающий слой;
монтаж металлической свайной конструкции — погружение сваи в скважину;
заполнение свободного пространства мёрзлой почвой, ранее извлечённой из скважины;
отогревание мёрзлого грунта паровыми иглами;
утрамбовка мёрзлого грунта.

Когда основные операции завершены, конструкция оставляется в ненагруженном состоянии, пока не произойдёт её смерзание с окружающей почвой.
Рис. 2 Буроопускной способ погружения сваи

Технология погружения буроопускных свай

Проведение монтажных работ, возможно при идеальном соблюдении размеров скважины в процессе бурения. Предполагается, что поперечный размер цилиндрического ствола сваи на 100мм превышает диаметр скважины. Можно заполнить пространство вокруг сваи, специально приготовленным раствором:

песчано-глинистый;
песчано-цементный;
песчано-известковый.

Внимание! Раствор заполняет не более 1/3 от длины скважины. Когда свая будет погружаться, она вытеснит смесь, которая заполнит свободное пространство по бокам, обеспечив приложение совместных усилий тела конструкции и окружающего её грунтового слоя.

Применение обсадных труб:

Технологический процесс погружения заключается в следующем:

формирование скважины;
заполнение раствором — 1:5 (цемент, песок). Осадка конуса не превышает 15см. Свая должна вытеснить раствор к нижнему уровню отсыпки сезонного талого слоя. Температура раствора +20°C;
погружение сваи – вплоть до проектной глубины;
заполнение свободного пространства непучинистой почвой;
наполнение внутреннего пространства сваи раствором 1:5 (цемент, песок).

Рис. 3 Технология погружения буроопускных свай

Если есть необходимость, применяется средства защиты устьев скважин:

Мы выполним необходимые работы для Вас

Наша компания предоставляет услуги по погружению свай. Используется современное оборудование, которым управляют квалифицированные опытные мастера. Гарантируется качественный результат в кратчайшие сроки по умеренной цене. Технологический процесс соблюдается досконально, применяются только надёжные сваи, а раствор делают из качественного цемента и песка. Бурение скважин осуществляется с применением паровых игл, что в точности соответствует технологическим требованиям.

Свяжитесь с нами и мы произведём работы

Наша компания производит работы по погружению свай — обращайтесь, поможем!

Полезные материалы

Виды и классификация свай

Сваи — основные компоненты при строительстве различных здании, а тем более многоэтажных и в условиях глинистых или песчаных грунтов.