27

51. Технология устройства буронабивных свай.

Характерной особенностью технологии, устройства буронабивных свай является предварительное бурение скважин до заданной отметки и последующее формирование ствола сваи.

В зависимости от грунтовых условий буронабивные сваи устраивают одним из следующих трех способов: без крепления стенок скважин (сухой способ), с применением глинистого раствора для предотвращения обрушения стенок скважины, с креплением скважин обсадными трубами.

Сухой способ применим в устойчивых грунтах (про-садочные и глинистые твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции), которые могут держать стенки скважины. Технология устройства таких свай состоит в следующем. Методами вращательного бурения (шнековая колонна или ковшовый бур) в грунте разбуривают скважину необходимого диаметра и на заданную глубину. По достижении проектной отметки в необходимых случаях нижнюю часть скважины расширяют с помощью специальных расширителей, закрепленных на буровой штанге и входящих вкомплект бурового станка. Принцип работы расширителя следующий: давление, передаваемое через штангу, раскрывает шарнирную систему ножей расширителя, при вращении штанги ножи срезают грунт, попадающий в бадью, расположенную под расширителем. За 4... 5 операций срезывания и извлечения фунта образуется уширенная полость диаметром до 1,6 м. После приемки скважины в установленном порядке при необходимости в ней монтируют арматурный каркас и бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы.

Применяемые в строительстве бетонолитные трубы, как правило, состоят из отдельных секций и имеют стыки, позволяющие быстро и надежно соединять трубы. В приемную воронку бетонную смесь подают непосредственно из автосмесителя или с помощью специального загрузочного бункера. По мере укладки бетонной смеси бетонолитную трубу извлекают из скважины. В скважине бетонную смесь уплотняют с помощью вибраторов, укрепленных на приемной воронке бетонолитной трубы. По окончании бетонирования скважины голову сваи формуют в специальном инвентарном кондукторе и в зимнее время защищают утеплителем. По этой технологии чаще всего изготовляют буронабивные сваи диаметром 400, 500, 600, 1000 и 1200 мм и длиной до 30 м.

Глинистый раствор для удержания стенок скважин от обрушения применяют при устройстве буронабивных свай в неустойчивых обводненных фунтах. В этом случае скважины бурят вращательным способом. Однако при проходке по скальным включениям и прослойкам используют сменные рабочие органы ударного типа (фейферы, долота). В скважину глинистый раствор поступает по пустотелой буровой штанге. За счет гидростатического давления,оказываемого этим раствором, плотность которого 1,2... 1,3 г/см3, устраивают сваи без обсадных труб. Глинистый раствор готовят на месте производства работ преимущественно из бентонитовых глин, и по мере бурения его нагнетают в скважину. Поднимаясь по скважине вдоль ее стенок, глиняный раствор попадает в зумпф, откуда возвращается насосом в буровую штангу для дальнейшей циркуляции. Затем в скважину устанавливают арматурный каркас. Бетонную смесь подают с помощью вибробункера с бетонолитной трубой, которую опускают в скважину. Вибрируемая бетонная смесь, поступая в скважину, вытесняет глинистый раствор. По мере заполнения скважины бетонной смесью бетоновод извлекают.

Устройство буронабивных свай с креплением стенок скважин обсадными трубами возможно в любых геологических и гидрогеологических условиях. Обсадные трубы можно оставлять в грунте или извлекать из скважин в процессе изготовления свай (инвентарные трубы). Секции обсадных труб, как правило, соединяют стыками специальной конструкции или с помощью сварки. Погружают обсадные трубы в процессе бурения скважины гидродомкратами, а также посредством забивки трубы в грунт или вибропогружением. Бурят скважины специальными установками вращательным или ударным способом.

После зачистки забоя и установки в скважине арматурного каркаса скважину бетонируют методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ). По мере заполнения скважины бетонной смесью инвентарную обсадную трубу извлекают. При этом специальная система домкратов, смонтированных на установке, сообщает обсадной трубе возвратно-поступательное и полувращательное движение, дополнительно уплотняя бетонную смесь. По окончании бетонирования скважины голову сваи формуют в специальном инвентарном кондукторе.

Для устройства уширений в основаниях свай, как правило, применяют взрывной способ. Для этого (рис. 6.13) в пробуренной скважине устанавливают обсадную трубу так, чтобы ее нижний конец не доходил до дна скважины на 1,2... 1,5 м, т. е. был за пределами действия ка-муфлетного взрыва. В обсадную трубу опускают на дно скважины заряд взрывчатки расчетной массы и выводят проводники от детонатора к подрывной машине. Трубу заполняют бетонной смесью и производят взрыв. Энергия взрыва уплотняет грунт и создает сферическую полость, которая немедленно заполняется бетонной смесью из обсадной трубы. Окончательно заполняют скважину описанным выше способом.

В нашей стране буронабивные сваи изготовляют диаметром 880... 1200 мм, длиной до 35 м. Для устройства буронабивных свай используют литую бетонную смесь с осадкой конуса 16... 20 см.

52. Шпунт. Назначение и устройство шпунтовых стен.

Продольный выступ на ребре доски, бруса и т. п., входящий в соответствующий ему по форме паз другой доски, бруса, блока (тоже называемый шпунтом), а также сам способ такого соединения.

Шпунты применяются для соединения деревянных деталей или деталей из других не достаточно твёрдых материалов, когда надо распределить нагрузку в объёме. В сопрягаемых плоскостях выполняются выборки, в которые вставляются специально изготовленные из более твёрдого материала детали, обычно цилиндрической формы. Соединение на шпунтах проще и дешевле, чем шиповое, и на сдвиг значительно прочнее,чем на гвоздях или шурупах. Для достижения максимальной прочности комбинируют шурупы и шпунты.

Шпунтовое ограждение

Это временное оргаждение котлованов, представляющее собой сплошную стенку. Технология возведения шпунтового ограждения предполагает забивку в грунт деревянных, железобетонных или стальных свай различными методами. Выбор конкретного их вида осуществляется с учетом условий производства работ, характера грунтовых условий, природоохранных требований и других факторов. Погружение элементов выполняется в предварительно пробуренные и заполненные цементно-песчанным раствором скважины. Само шпунтовое ограждение котлована может быть временным или использоваться в качестве опалубочной конструкции для устройства подземных частей здания.

Шпунтовые ограждения это пробуренные скважины, в которых обсажены трубы создающих систему удержания от обрушения стен котлована. Наиболее употребляемые диаметры труб 219 мм, 273 мм, 325 мм, 377 мм, 426 мм, 530 мм, 630 мм.,а также двутавры 180 и 200мм. Как правило, шпунтовые ограждения котлованов устанавливаются временно во избежание обрушения грунта на период строительства. Изготавливают же шпунтовое ограждение котлованов из двутавров и труб, часто уже бывших в употреблении. Шпунтовые ограждения котлованов – важный момент в строительстве для усиления несущной способности шпунта, а также для предотвращения осыпания грунта.

53. Технология устройства свай в мерзлых грунтах.

Погружение свай в мерзлые грунты

При погружении свай зимой в сезоннопромерзающие грунты приходится выполнять дополнительные операции или отдельные процессы, увеличивающие трудоемкость и продолжительность свайных работ. Без дополнительных операций, но с некоторым снижением производительности установок удается обходиться при погружении свай мощными молотами и вибромолотами, если глубина промерзания не превышает 0,7 м. В остальных случаях следует создавать условия, близкие к летним. Для этого необходимо предотвращать промерзание грунта путем заблаговременного утепления мест забивки свай подручными материалами (опилки, солома и т. п.).

В этих же целях мерзлый грунт разрушают на месте забивки свай механическими способами, принятыми при разработке мерзлых грунтов; устраивают лидирующее скважины бурильными машинами и специальными виброударными установками или нарезают прорези по рядам будущих свай с помощью баровых машин; оттаивают слой мерзлого грунта.

Грунт оттаивают различными способами: огневым с помощью ручных и станковых термобуров с реактивными горелками, термохимическим. В этом случае в металлической коробке цилиндрической формы, располагаемой на. месте сваи, сжигают ацетилен, который образуется из карбида кальция, заливаемого водой. Применяют также глубинный электропрогрев грунтов. Иногда грунты отогревают ТЭНами (тепловыми электронагревателями) или близкими к ним по принципу действия электронагревателями. ТЭНы и электронагреватели устанавливают в узкие скважины, пробуренные в грунте до отметки 25...30 см выше глубины промерзания. Для бурения этих скважин целесообразно применять одношпиндельные установки, смонтированные на одноосном прицепе.

Перед исполнением контрольного динамического испытания сваи (после ее Котдыха) должны быть приняты меры по устранению воздействия смерзания сваи с грунтом.

При выборе способа подготовки слоя мерзлого грунта в местах забивки свай помимо сравнения трудоемкости и стоимости процесса необходимо учитывать, что при устройстве лидирующих скважин несущая способность висячих свай может снижаться на 15...20%, при оттаивании несущая способность сваи повышается на 10...15%.

Методы погружения свай в вечномерзлые грунты отличаются технологическими особенностями, обусловленными физико-механическими свойствами мерзлых грунтов, которые в ненарушенном состоянии имеют высокую несущую способность. Поэтому в этих условиях при выполнении свайных работ необходимо максимально сохранять мерзлые грунты в их естественном состоянии, а на участках, где в процессе погружения свай нарушается структура грунта, следует восстанавливать свойства этих грунтов. Вмерзание свай, иначе говоря в смерзание их поверхности с грунтом, приводит к тому, что сваи приобретают высокую несущую способность. Это явление может быть эффективно использовано при погружении свай в твердомерзлые грунты, условно относимые к низкотемпературным. У этих грунтов среднегодовая температура на глубине 5...10 м не выше в 0,6С для супесей,в 1С для суглинков и в 1,5С для глин.