Технология ведения взрывных работ скважинными зарядами вв

Технология ведения взрывных работ скважинными зарядами ВВ, технология формирования которых заключается в следующем: бурение скважин, размещение промежуточного детонатора для усиления малочувствительных зарядов ВВ с детонирующим шнуром, зарядка скважин рассыпчатым взрывчатым веществом, забойка скважины, оцепление границы опасной зоны взрыва и производства взрывания. Метод скважинных зарядов ВВ, в настоящее время, широко применяется на открытых горных работах, при разработке месторождения полезных ископаемых, не рудных строительных материалов, при строительстве ирригационных сооружений различного рода назначения, в строительстве автомобильных и железных дорог, глубина выемки которых превышает более 5 м и т.д.

Метод скважинных зарядов по сравнению со (с методом шпуровых зарядов) шпуровыми, имеет следующие достоинства:

в 4-5 раз повышается производительность труда рабочих по циклу БВР;

на 20-40% уменьшается удельный расход ВВ;

создаётся одновременно взрывать неограниченное количество горной массы, позволяющее применять современные горные машины и механизмы;

имеется возможность регулирования степени дробления горных пород взрывом современными различными методами.

При данном методе, скважины в массиве можно располагать вертикально, наклонно и горизонтально к плоскости горизонта. Наиболее широко применяются вертикальные скважинные заряды. Наклонные заряды имеют ряд достоинств по сравнению с вертикальными. Горизонтальные скважины на открытых разработках применяются редко.

Наибольшее применение на карьерах получили вертикальные скважины, при бурении которых обеспечиваются высокая производительность буровых станков и хорошие условия для механизированного заряжания скважин. Наклонные скважины бурятся под углом bс=60¸850. При bc=a (где а - угол откоса уступа) сопротивление породы взрыванию постоянно по высоте уступа, что обеспечивает высокую степень дробления и хорошую проработку подошвы уступа. Горизонтальные скважины (bc=0) применяются в комбинации с вертикальными, при взрывании высоких уступов, в основании которых залегают породы небольшой крепости.

При вертикальном расположении скважинных зарядов ВВ основными параметрами БВР являются: диаметр скважины, высота уступа, расстояние между зарядами, расстояние между рядами, длина перебура, длина забойки, масса заряда и линия наименьшего сопротивления.

В практике ведения взрывных работ, некоторые параметры буровзрывных работ определяются по формулам:

диаметр скважин:

величина перебура скважин: , м или

длина забойки.

Технология ведения взрывных работ котловыми зарядами

Технология ведения взрывных работ котловыми зарядами, методзаключается в следующем: размещении сосредоточенных зарядов ВВ массой 400-2000 кг в котлах, образуемых при бурении скважин, с помощью специальных буровых расширителей и последовательных взрывов небольших зарядов. Этот метод применяется при невозможности размещения в скважинах заряда ВВ, наличии трудновзрываемых пород (особенно в нижней части уступа), обрушении высоких уступов полускальных пород и при проведении полутраншей на косогоре.

Свая — деревянный, металлический, или железобетонный стержень, который заглубляют в землю в основании зданий, сооружений для придания прочности фундаменту.

Типы свай

В современном строительстве для укрепления фундаментов зданий, ограждения котлованов используют следующие виды свай:

• буронабивные (БНС)

• буросекущие (БСС)

• буроинъекционные (БИС)

• трубобетонные (ТБС)

• винтовые

• полые

• забивные

• сваи-оболочки

• грунтовые

• шпунтовые

• Наиболее популярными методами устройства буронабивных свай (БНС) являются:

• Устройство свай методом бурения в обсадной инвентарной трубе.

• Устройство свай методом непрерывно вращающегося шнека.

• Метод ударно-канатного бурения.

• Сущность технологии устройства свай методом бурения с использованием обсадных инвентарных труб заключается в применении секционных инвентарных труб, погружаемых в процессе бурения скважины и извлекаемых по мере изготовления сваи. Крепление секций труб осуществляется при помощи сварки или стыков специальной конструкции[1].

Бурение производится буровым станком — ударным или вращательным методом. В процессе бурения инвентарные трубы погружаются — методами вибропогружения, забивки в грунт или с использованием специальных гидравлических домкратов. Бурение ведётся до проектной отметки, после чего забой зачищают, устанавливают каркас из арматуры, а затем осуществляют бетонирование и уплотнение смеси. После окончания бетонных работ инвентарная труба извлекается, а головка сваи — формуется с помощью специальной формы-кондуктора

Деревянные сваи

Сваи из дерева применяются в слабых грунтах при малых и средних нагрузках — во всех отраслях строительства[2].

Деревянные сваи выполняются:

• одиночные

• составные

• пакетные

В качестве материалов для изготовления, в основном, применяют длиномерный лес хвойных пород (сосна). В случае отсутствия среди местных лесных насаждений, а также нецелесообразности доставки хвойных деревьев, допускается использование дуба[2].

Для погружения деревянных свай могут применяться

Паровоздушные молоты: одиночного и двойного действия.

Механические молоты.

дизель-молоты.

Вибромолоты.

вибропогружатели.

Нижний конец сваи заостряется — в виде пирамиды (трёхгранной или четырёхгранной). В целях предохранения заострённых концов свай при погружении в плотный или каменистый грунт, на них надевают металлические башмаки— из листового металла или литые из чугуна. Верхний конец сваи с этой же целью защищается бугелем.

В случае, когда длина брёвен недостаточна или когда ограничена высота (например, под существующим мостом), используют наращивание свай.

Железобетонные сваи

Железобетонные сваи — изделия, при создании которых применяется тяжёлый бетон. Забивные сваи, за счёт опорного давления, передают на грунт нагрузку от свайного фундамента. Так же нагрузка передаётся за счёт бокового трения поверхности свай об уплотнённый грунт.

Существуют несколько типов свай. Железобетонные сваи с сечением 30x30 см имеют длину до 12 м; если сечение составляет 35x35 см либо 40x40 см — до 16 м. Сваи забивные могут быть и составными, что увеличивает их длину.

Практические все возводимые сегодня фундаменты используют сваи, поскольку это значительно упрочняет и повышает качество сооружения. Сваи забивные погружаются в грунт путём забивки. Копровая установка с дизельным или гидравлическим молотом погружает сваи быстро и эффективно, без их деформации и потери эксплуатационных характеристик

Шпунтовые сваи

Шпунтовая стенка стройплощадки

При возведении гидротехнических сооружений, опор мостов и набережных[3], а также при разработке траншей и котлованов для обустройства временных или постоянных ограждений применяются шпунтовые сваи — из железобетона, дерева или стали

Погружённые в грунт (при помощи копра или вибропогружателя) и установленные вплотную друг к другу, они образуют устойчивое водонепроницаемое ограждение, называемое шпунтовой стенкой[5].

Трубобетонные сваи

Сущность метода формирования забивных трубобетонных свай заключается в операции заполнения полости забитой в грунт стальной трубы с конусным наконечником бетонной смесью. Забивка труб производится с помощью пневмоударной машины.

Технология позволяет выполнять как вертикальные, так и наклонные сваи в стесненных условиях, где применение тяжелой строительной техники невозможно или связано с дополнительными затратами. В зависимости от характера нагрузки, сваи могут быть армированными.

Габариты комплекта оборудования пневмоударной машины позволяют выполнить забивку свай в непосредственной близости от существующих сооружений в неустойчивых песчаных насыпных, обводненных грунтах и в дно водоема.

Наиболее важной сферой практического применения статического зондирования является определение несущей способности свай, особенно забивных. Исследования, проводившиеся в этом направлении в нашей стране последние 3...4 десятилетия, позволили получить методы расчета, которые по достоверности получаемых результатов уступают лишь статическим испытаниям натурных свай. Если учесть, что статическое зондирование намного дешевле и технологичнее таких испытаний, то его исключительное значение для проектирования свайных фундаментов представляется совершенно очевидным. Основной российский нормативный документ по применению свай СП 50-102-2003 относит зондирование не только к обязательным, но и к наиболее предпочтительным способам изучения грунтов в случае применения свай.

Эффективность «прямого» метода применения зондирования для определения несущей способности свай в значительной мере обусловлена сходством процессов, происходящих в грунте под зондом и сваей, так как забивную сваю в большинстве случаев можно рассматривать как большой зонд. Это было понято еще на первых этапах развития статического зондирования. Первые примитивные установки успешно использовались для уточнения глубины залегания прочного слоя, на который можно было опирать сваи-стойки. В дальнейшем появились методы оценки несущей способности висячих свай, которые первоначально и не обладали высокой точностью, но благодаря технологическим преимуществам зондирования быстро приобрели популярность. Во многих странах были развернуты обширные исследования по уточнению таких методов.

Несмотря на разнообразие подходов к решению этой проблемы, основная идея расчетов сопротивлений свай действию вертикальной нагрузки оставалась единой и состояла в том, что общее сопротивление сваи представляет сумму сопротивлений грунта под нижним концом и на боковой поверхности сваи.

На этой идее до настоящего времени базируются практически все «прямые» методы определения сопротивлений свай независимо от типа применяемых зондов, типа свай, типа грунтовых условий. Различаются лишь способы определения сопротивлений. Применительно к специальным видам свай (сваи с уширениями, буроинъекционные и т.д.) требуется учет ряда дополнительных факторов, в связи с чем определение их несущей способности часто выполняются «косвенным» методом, т.е. на основе предварительного определения стандартных характеристик грунтов. Как правило, они предполагают последующую корректировку результатов статическими испытаниями подобных свай. Хотя и для таких свай возможен «прямой» подход, но с введением дополнительных поправочных коэффициентов, учитывающих их особые параметры.

Рассматривая публикации по вопросам определения несущей способности свай, следует иметь в виду, что специалисты разных стран не всегда используют одинаковую терминологию. В зарубежных публикациях термин «несущая способность свай» обычно понимается шире, чем в отечественных. Он часто снабжается дополнительными определениями:

- «предельная несущая способность», предполагающая отсутствие «запасов», соответствующая «предельному сопротивлению сваи» в отечественных нормативных документах;

- «безопасная» несущая способность», предполагающая наличие некоторых «запасов», соответствующая термину «несущая способность» в отечественных нормативных документах;

- «предельная (или безопасная) нетто-способность», соответствующая приведенным выше понятиям, но предполагающая вычитание доли, обусловленной действием природного давления, т.е. веса вышележащей толщи грунта (в отечественных нормативах по применению свай этот термин не употребляется).

Употребляется также термин «допустимая нагрузка на сваю», соответствующий безопасной нагрузке на сваю, при расчете которой учитываются все влияющие факторы, включая ожидаемые осадки, «кустовой эффект» и проч.

«Безопасная несущая способность» и «допустимая нагрузка на сваю» предполагают обобщение результатов, получаемых в различных точках площадки, однако процедура перехода от частных значений к общенным в большинстве зарубежных норм четко не регламентирована. «Коэффициент запаса» чаще всего принимается без статистических расчетов в виде стабильного значения (обычно в интервале 2...3).

Иногда термин «несущая способность свай» употребляется как термин свободного пользования, отражающий сопротивляемость сваи, как в конкретной точке площадки, так и обобщенно в пределах всей площадки (или ее части).

В федеральных нормах России переход от частных значений к обобщенным трактуется более четко, при этом принята следующая терминология:

- «частное значение предельного сопротивления сваи» — сопротивление сваи в конкретной точке площадки, т.е. наибольшая нагрузка, которую способна выдержать свая в этой точке.

- «нормативное значение предельного сопротивления сваи» - обобщенное (среднее) значение сопротивлений свай в пределах площадки или ее части, без введения «запасов», компенсирующих «разброс» значений пределах этой площадки, определяемое по формуле

- «несущая способность сваи» обобщенное значение сопротивлений свай, содержащее «запас прочности», учитывающий фактический «разброс» значений определяется как результат деления нормативного значения а коэффициент надежности по грунту.

При проектировании свайного фундамента (при выборе длин и числа свай) вводится дополнительный снижающий коэффициент надежности, т.е. используется не несущая способность, уменьшенная величина, которая в ранее действовавших нормах

именовалась «расчетной нагрузкой, допускаемой на сваю» и обозначалась. Эта нагрузка примерно соответствует упомянутому выше понятию «допустимой нагрузки» в зарубежных нормах. Следует лишь учесть, что несущая способность и деформируемость основания в отечественных нормах рассматриваются раздельно (расчеты по I и II группам предельных состояний).

Согласно российским нормам при проектировании свайного фундамента проектировщик должен ориентироваться на величину, являющуюся наименьшим значением предполагаемого среднего сопротивления свай на рассматриваемом участке с учетом влияния всего комплекса случайных факторов. Такой подход предполагает знание сопротивлений свай в разных точках площадки, что в полной мере удается реализовывать только при использовании статического зондирования. При отсутствии зондирования, т.е. при малом числе точек, в которых определяются сопротивления свай, нормативное сопротивление обычно приходится устанавливать упрощенно (например, по минимальному результату испытания). В целом вопрос о переходе от частных значений сопротивлений свай к допустимой нагрузке на сваю в настоящее время изучен недостаточно, особенно при параллельном использовании различных по достоверности методов определения сопротивлений свай. Можно ожидать, что в этой сфере имеются значительные резервы, т.е. возможности более эффективного учета особенностей конкретных площадок и достоверности методов определения. Основное же внимание специалистов в области зондирования последние десятилетия было направлено на определение «частных значений» предельных сопротивлений свай.

Перед началом забивки все механизмы копра, а также молот должны быть тщательно проверены и при необходимости испытаны. Согласно требованиям СНиП Ш-Б.6-62, до начала забивки производятся проверка технической документации на подлежащие забивке сваи, правильности маркировки, нанесенной на сваях, и разметка по длине свай, а в случае применения составных свай — полная или частичная сборка секций (порядок сборки определяется ППР).

Порядок выполнения и содержания рабочих операций при забивке:

а) передвижение копра на железнодорожном ходу наместо забивки очередной сваи происходит по предвари

тельно уложенным и отрихтованным звеньям рельсовогопути, безрельсового копра — по спланированному и ут

рамбованному грунту на пути движения. В случае необходимости производится подсыпка путей песком, гравием, щебнем или шлаком с последующим трамбованием.

Несамоходные копры передвигаются при помощи копровой лебедки, канат от которой зачаливается за неподвижный анкер. При передвижении копра молот должен быть опущен в нижнее положение (примерно на уровень нижней рамы копра);

б) подтягивание сваи к копру осуществляется черезотводной блок, расположенный на нижней раме копра.

По существующим правилам сваю разрешается подтягивать с расстояния не более 5 м и только перпендикуляр

но оси движения копра. Для подтягивания используется второй (свайный) барабан копровой лебедки, а иногда

для этой цели применяется отдельная лебедка;

в) подъем и установка сваи в стрелах копра осуществляются так: сначала молот поднимают в крайнее

верхнее положение и барабан лебедки ставят на тормоз, затем поднимают сваю вторым (свайным) барабаном

лебедки и после того, как она займет вертикальное положение, наводят нижний конец ее на точку забивки, обозначенную обычно колышком, вбитым в землю.

Один или двое рабочих, стоя внизу, при помощи ломов разворачивают сваю, пока ее голова не станет под наголовником

молота. Затем молот вместе с наголовником опускают на сваю. В последних конструкциях копров (С-860, С^Ои др.) предусмотрены специальные механизмы, устанавливающие сваю под наголовник. После установки молота на сваю по команде закоперщика начинается собственно забивка;

г) сваи забиваются до заданной проектной отметки или до получения проектного «отказа» сваи. Первые удары по свае производятся при небольшой высоте подъема ударной части молота. После того как свая заглубится в грунт на 1 —1,5 м, переходят на максимальную для данного молота высоту подъема ударной части. При забивке сваи необходимо наблюдать за тем, чтобы: не происходило смещения оси сваи от проектного положения; молот наносил удары по центру сваи; голова сваи не разрушалась. При первых признаках разрушения забивка должна быть остановлена до выяснения причин разрушения и до принятия решения о возможности продолжать забивку; наголовник был исправен, а амортизирующие прокладки в нем своевременно заменялись; молот, копер и вспомогательное оборудование работало исправно.

Согласно СНиП Ш-Б.6-62, при забивке свай должны выполняться следующие измерения:

при забивке молотами одиночного действия в начале забивки — число ударов на каждый метр погружения и средняя высота падения ударной части молота. В конце забивки — отказ сваи от залогов по 10 ударов в каждом залоге. Число залогов не менее 3 (измерение отказа производится после каждого залога);

при забивке молотами двойного действия, в начале забивки — время работы молота, расходуемое на каждый метр погружения и частота ударов молота в 1 мин; в конце забивки — величина погружения сваи за 1 мин, частота ударов, давление пара или воздуха. Точность измерения отказа до 1 мм.

При измерении отказа необходимо следить за тем, чтобы ударная часть молота одиночного действия поднималась на полную высоту; для молотов двойного действия — поддерживалось нормальное, согласно паспортным данным, давление пара или воздуха; голова сваи не имела значительных разрушешш, а наголовник находился в исправном состоянии. Свая, не давшая при забивке расчетного отказа, должна быть добита после «отдыха» в грунте в соответствии с ГОСТ 5686—51. Если контрольная добивка показывает превышение проектного отказа, то необходимо поставить проектную организацию об этом в известность для принятия решения.

При забивке свай следует обязательно вести журнал забивки каждой сваи и сводную ведомость забитых свай, кроме того, составлять акты динамического испытания свай по установленным формам.