Вопросы для самоконтроля.

1. Как классифицируются грунты по трудности их разработки?

2. Какие подготовительные работы осуществляются перед производством земляных работ?

3. Как осуществляется временное крепление стенок котлованов и траншей?

4. Как осуществляется понижение уровня грунтовых вод?

5. По каким формулам определяется объем котлованов и траншей?

6. В какой последовательности производится разработка грунта экскаватором с прямой лопатой?

7. Как производится разработка котлованов и траншей экскаватором с обратной лопатой?

8. В каких случаях целесообразно применять многоковшовые экскаваторы?

9. Перечислите схемы движения скреперов при разработке грунтов?

10. Как разрабатываются грунты бульдозерами?

11. В каких случаях применяются закрытые способы проходки грунта?

12. В чем сущность гидромеханизации земляных работ?

13. В каких случаях производятся буровые работы?

14. Какими способами и средствами производится взрывание зарядов?

15. В чем особенности шпуровых, скважинных и камерных зарядов?

16. Какими методами предохраняются грунты от промерзания?

17. Какие способы применяются для оттаивания мерзлых грунтов?

18. Как выполняют рыхление мерзлых грунтов?

19. В чем сущность комплексной механизации производства земляных работ?

22. Какие основные требования безопасности труда и охраны окружающей среды следует соблюдать при производстве земляных работ?

Тема 2.4. Свайные работы

При изучении данной темы необходимо усвоить общую характеристику свайных работ, область применения и ви­ды свай и технологию их погружения.

Свайные работы в последнее время широко применяют при строительстве различных зданий и сооружений. Сваи, как и фундаменты, предназначены для передачи нагрузки от здания или сооружения на грунт, повышения несущей способности слабых грунтов. Кроме того, сваи используют для шпунтовых ограждений при устройстве водонепроницаемых перемычек, для защиты котлованов от грунтовых вод, осыпания или оползания грунтов при сооружении выемок и в других случаях.

Следует отметить, что производство свайных работ прошло большой путь развития и в настоящее время основано на использовании эффективных методов и современных средств механизации. Создание высокопроизводительных установок для свайных работ расширило область их применения и в силу ряда достоинств позволит получить экономический эффект в строительстве. Например, применение свайных фундаментов взамен ленточных и столбчатых позволило уменьшить объем земляных работ на 70…75 %, расход бетона – на 25…30 %, снизить трудоемкость работ по возведению подземной части сооружений в 1,5…2 раза и сократить сроки строительства объекта.

Сваи бывают деревянные, бетонные, железобетонные, стальные и грунтовые. В поперечном сечении – круглые, квадратные двутаврового и таврового сечений, прямоугольные, квадратные с круглой полостью и многоугольные, а по форме продольного сечения – цилиндрические, призматические и конические ( пирамидальные, ромбовидные и трапецеидальные); по конструктивным особенностям сваи бывают цельные и составные; по конструкции нижнего конца – с заостренным или плоским нижним концом, с плоским или объемным уширением (булавовидные) и полые с закрытым или открытым нижним концом или с комуфлетной пятой.

По способу погружения (заглубления) сваи разделяют на забивные, погружаемые в грунт при помощи молотов, вибраторов и других вдавливающих устройств, а по способам подъема и завинчивания – винтовые и набивные, устраиваемые непосредственно в самом грунте путем заполнения пробуренных заранее скважин бетоном, железобетоном или грунтом; сваи-оболочки из железобетона, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые частично или полностью бетонной смесью; буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов.

По условиям взаимодействия с грунтом разделяют сваи-стойки и висячие сваи. К сваям-стойкам относят сваи всех видов, опирающиеся на скальные грунты, а забивные сваи, кроме того, - на малосжимаемые грунты, к висячим сваям – сваи всех видов, опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом.

В практике фундаментостроения применяют следующие виды погружения свай и шпунта в грунт:

• забивка свай молотами (ударный метод);

• погружение свай с помощью вибрации (вибрационный метод);

• статическое вдавливание свай (метод вдавливания);

• комбинированный метод погружения свай вибрацией с дополнительным пригрузом от массы базовой машины (метод вибровдавливания);

• погружение свай с помощью подмыва (метод гидропогружения);

• погружение свай с помощью электроосмоса;

• погружение свай завинчиванием.

Набивные сваи изготавливаются непосредственно на строительной площадке путем устройства в грунте скважин или подобных полостей с последующим заполнением бетонной смесью (с армированием или без него), песком или песчано-гравийной смесью без сотрясения грунта и в естественных условиях, что особенно важно при производстве работ вблизи или внутри существующих зданий и сооружений. Диаметр набивных свай 0,4 – 2 м и длина до 50 м. Несущая способность достигает 600 т на одну сваю. Широкое применение получили буронабивные сваи, сваи в пробитых скважинах и вытрамбованных котлованах.

Для увеличения несущей способности набивных свай их изготавливают с уширенным основанием. При неустойчивых грунтах его не делают. Существуют следующие способы получения уширения: трамбование, разбуривание и камуфлетный взрыв. Размеры уширения определяют приближенно по объему втрамбованного бетона.

Состав работ при устройстве буронабивных свай в плотных грунтах:

• установка буровой машины на ось скважины;

• бурение скважины до проектной отметки уширение с периодическим подъемом и отчисткой бурового органа;

• замена бурового органа (шнека, ковша и др.) на расширитель скважины;

• бурение уширенной части скважины;

• зачистка и контроль качества скважины;

• погружение в готовую скважину арматурного каркаса;

• бетонирование скважины.

При заделке в ростверк головы свай разбиваются и сваривается арматура ростверка и свай. Устройство опалубки и бетонирование ростверков производится обычными способами, аналогично производству бетонных работ при устройстве фундаментов.

Применение сборных ростверков уменьшает объемы земляных работ, сокращает сроки строительства свайных фундаментов, снижает себестоимость возведения объекта по сравнению с монолитными ростверками, позволяет изготовлять ростверки централизованно в заводских условиях индустриальными методами, оставив для стройплощадки только устройство бетонной подготовки и монтажа. Их применение дает возможность унифицировать конструкции фундаментов на естественном основании и на сваях.

Использование безростверкового свайного фундамента позволяет исключить работы по устройству монолитного ростверка. Его роль при этом выполняют стеновые панели поперечных стен первого этажа, которые работают как неразрезные балки.

Для лучшего усвоения темы рекомендуется вычертить из учебника [2] – схемы погружения свай (рис. 1.27 стр. 105), схемы погружения пирамидальных свай (рис. 1.28. стр. 107), схемы устройства набивных свай (рис. 1.31 стр. 114), схемы устройства буронабивных свай (рис. 1.34 стр. 117). Выполненные схемы следует изучить.

Литература: 1, с. 52-61; 2, с. 99-120