Технологии погружения свай вибрацией. Принцип погружения. Техника.
Состав процесса. Оценка способа.
Технология вибропогружения применяется для погружения висячих свай в слабые, водонасыщенные грунты. Погружение производят мощным вибратором — вибропогружателем (рис. 3.15), который через жестко закрепленный наголовник передает колебания на сваю, а она, в свою очередь, — на грунт. В результате на границе свая-грунт выделяется свободная вода, действующая как смазка и значительно уменьшающая сопротивление грунта погружению сваи. Энергозатраты значительно ниже, чем при ударном погружении, сваю погружают до заданной отметки.
Достоинства такой технологии погружения свай:
отсутствие значительных динамических нагрузок на окружающую среду;
высокая скорость погружения; свая легко «идет», а впоследствии в результате процесса «засасывания» обеспечивает расчетную несущую способность.
Недостатки:
малая погружающая способность;
эффект погружения проявляется лишь в водонасыщенных и глинистых грунтах;
«жесткий» наголовник требует затрат времени на его крепление и снятие.
Данная технология неприменима в плотных глинистых и песчаных грунтах, т.к. эффект «смазки» очень мал, а сопротивление грунта по боковой поверхности и особенно под острием сваи весьма значительно.
простой вибропогружатель; : 1 - наголовник; 2 - вибратор; 3 - трансмиссия; 4 - электродвигатель; 5 - пригрузка; 6 - пружины; 7 - бойки
Данная технология неприменима в плотных глинистых и песчаных грунтах, т.к. эффект «смазки» очень мал, а сопротивление грунта по боковой поверхности и особенно под острием сваи весьма значительно.
ТБ:
Перед началом работ на площадке необходимо обозначить все опасные зоны.
В процессе забивки свай запрещено:
ремонтировать или смазывать копры и молоты;
извлекать поврежденные или отклонившиеся от проектного положения сваи с помощью копра;
-- запрещается находиться под работающим погружателем;
при разрушении головы забиваемой сваи следует прекратить работу;
работы по забивке свай с помощью копров или краном останавливают при скорости ветра 9,9 — 12,4 м/с.
При выполнении работ в зимних условиях должны быть приняты меры, обеспечивающие нормальную работу всех механизмов копра и молота. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы ходовая часть копра не вмерзала в грунт. При длительных перерывах в работе копер высотой более 12 м закрепляют растяжками.
Запрещено во время работа натягивать и перегибать рукава пневмоинстумента. Металлические части копра и механизмов с электроприводом должны быть заземлены.
Погружение наклонньгх свай можно выполнять только копровыми установками, оснащенными специальными механизмами для наклона копровой стрелы.
Технологии погружения свай вдавливанием. Принцип погружения. Техника Состав процесса. Оценка способа.
Свая погружается в грунт вертикальным статическим усилием, которое обеспечивается системой домкратов или лебедок. Для этого используются специальные сваепогружающие установки (СПУ). Основная проблема такой технологии — восприятие реактивного усилия при задавливании сваи, направленного вертикально вверх, - решается следующими методами:
применение в момент задавливания сваи временных статических пригрузов. В установке ABC-10-20 используется второй трактор. На рельсовых СПУ используются комплекты бетонных блоков или чугунные чушки;
использование вибропогружателей в качестве динамического «пригруза» в составе вибровдавливающих СПУ;
применение винтовых буров-анкеров на аутригерах СПУ, которые в момент погружения сваи заглубляются в грунт и воспринимают реактивную составляющую;
применение СПУ на базе тяжелых гусеничных кранов (СКГ- 40, ДЭК-50) или экскаваторов (ЭО-6122). В этом случае сама масса СПУ (30-60 т) обеспечивает восприятие реактивной составляющей задавливания (рис. 3.16; 3.17);
при усилении существующих фундаментов зданий реактивная составляющая воспринимается массой надземных конструкций здания.
Достоинства:
отсутствие избыточных нагрузок на сваю;
отсутствие динамических нагрузок на близкорасположенные здания и сооружения;
контроль фактической несущей способности каждой сваи по усилию вдавливания.
Недостатки:
громоздкая и тяжелая техника;
в ряде случаев требуется бурение скважин.
В настоящее время технология вдавливания широко применяется при строительстве отдельных зданий внутри существующих кварталов, в том числе и на строительных площадках г. Саратова.
Схема сваевдавливающей установки СВУ-В-3 (вид сбоку):
- базовая машина;
- главная лебедка; 3 - гидроцилиндр раскоса;
4 - полиспастные блоки;
5 — портал; 6 - вдавливающий орган; 7 - наголовник; 8 - пригрузы;
9 - свая; 10 - передний аутригер;
11 - рама; 12 - катки; 13 - опорная плита; 14 - задний аутригер
В настоящее время в строительстве используется большое количество различных установок для вдавливания свай. Наиболее высокими эксплуатационными показателями обладает самоходная сваевдавливающая установка СВУ-В-3, сконструированная в 1998 г., и ее последующие модификации (патент РФ №31267).
При работе СВУ-В-3 практически отсутствуют динамические воздействия на грунт и окружающие здания и сооружения.
Вдавливающее усилие прикладывается шарнирно к голове сваи, что исключает поперечное раздавливание и излом железобетонного элемента при возможном отклонении сваи в грунте. Установка СВУ-В-3 может вдавливать сваи и шпунт под углом до 15° от себя и под себя.
Технологии устройства набивных свай. Их оценка. Устройство набивных свай с камуфлетным уширением Техника. Состав процесса. КТС. Оценка способа. Устройство набивных свай с механическим уширением. Техника. Состав процесса. КТС.
Существуют два конструктивных решения набивных свай и соответственно две группы технологий их устройства.
Эти сваи устраиваются на месте путем бетонирования пробуренных в грунте скважин. по стоимости материала (монолитного железобетона) они на 70-100 % дешевле готовых забивных свай.
Сваи постоянного сечения диаметром 600-1000 мм и длиной 15-40 м прорезают толщу грунтов I-III групп и опираются на прочные скальные породы. За счет этого они обладают высокой несущей способностью, которая может составить 5000-7000 кН. На таких сваях возводят высотные здания (небоскребы). Бурение скважин ведут специальными установками (рис. 3.23), для исключения обрушения стенок скважины используют стальные обсадные трубы. В процессе бетонирования скважины обсадная труба извлекается отдельными секциями.
Сваи с уширением. В нижнем основании таких свай устраивается уширение (башмак), которое обеспечивает свае большую несущую способность (рис. 3.22, г, <3). Способ образования уширения определяет и технологию устройства таких свай.
Сваи с камуфлетным уширением. Диаметр ствола свай 600-800 мм, камуфлетного уширения 1,5-3,0 м, общая длина свай 6,0-10 м.
Состав процесса (рис. 3.22):
бурение скважины по диаметру ствола сваи (а);
закладка заряда ВВ (б);
укладка бетонной смеси в ствол (в);
подрывание заряда ВВ (сразу после укладки) (г);
бетонная смесь заполняет образовавшуюся в грунте полость (г);
укладка бетонной смеси в скважину (добетонирование) (Э);
оформление опорной части сваи (ростверка).
Достоинства:
простота;
низкая стоимость ВВ.
Недостатки:
взрывные работы ведутся только специализированные организации;
сложность контроля геометрических характеристик камуфлетной полости. Форма и размеры уширения сильно зависят от характеристик грунтов, которые могут отличаться в разных местах площадки.
Схема устройства свай с камуфлетным уширением:
1 - буровая установка; 2 - скважина; 3 - бетонолитная труба с воронкой;
4 - электросеть для взрывания; 5 - заряд ВВ; 6 - уплотненный взрывом грунт
Сваи с механическим уширением. Диаметр ствола свай 400-800 мм, уширения 600-1600 мм, длина свай 8,0-20,0 м.
Состав процесса (рис. 3.25):
бурение скважины по диаметру ствола сваи и вывоз вынутого грунта. Для обеспечения устойчивости стенок используют глинистый раствор или секционные обсадные трубы (I);
разбуривание проектного уширения с помощью специального механизма - уширителя (складной бур с ковшом) (2);
контроль состояния скважины - стенок, дна скважины, уширения;
зачистка дна скважины или корректировка размеров уширения (при необходимости);
установка в скважину арматурного каркаса (III);
установка секционной бетонолитной трубы с наконечником- вибратором (IV);
подача бетонной смеси с ОК 8-12 см по бетонолитной трубе в ствол скважины. Укладка бетонной смеси методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) с уплотнением вибрацией (V);
в процессе бетонирования бетонолитная труба поднимается и снимается очередная секция (VI). При этом нижний конец трубы должен быть все время заглублен в бетонную смесь не менее чем на 1,0 м;
оформление опорной части сваи (ростверка).
Схема устройства свай механическим уширением в сухих связных грунтах: 1 - бур; 2 - скважина; 3 - бетонолитная труба с воронкой; 4 - уширитель; 5 - армокаркас; 6 - бетонная смесь
КТС:
При приемке скважины проверяется:
ровность ствола и отсутствие каверн (пустот) специальным прибором - каверномером. Прибор подвешен на канате и свободно перемещается по скважине «вверх-вниз». Механические рычаги прибора при этом скользят по стенкам скважины и отмечают ее дефекты (рис. 3.28, а);
размеры уширения проверяют прибором (рис. 3.28, б);
наличие рыхлого грунта на дне определяют визуально простейшим перископом с подсветкой дна скважины фонариком (рис. 3.28, а);
плотность бетона (кроме обычных методов) определяют степенью соответствия объема уложенной смеси к фактическом)' объему скважины.
ТБ:
При установке бурового станка в котловане необходимо принять меры против обрушения грунта незакрепленных откосов. Буровой станок оборудуют звуковой сигнализацией.
Экипаж, обслуживающий буровой станок, и подсобные рабочие должны быть обеспечены предохранительными поясами, защитными касками и спецодеждой.
При бурении скважин нахождение людей в зоне разгрузки рабочего органа (разгрузочной воронки) недопустимо.
Перед бурением скважины бригадир предупреждает об этом всех лиц в зоне работы.
Очищать лопасти бура от налипшего грунта возможно лишь при полном отключении двигателя буровой машины (а не только при отключении самого бура).
При разрыве во времени между окончанием бурения и началом бетонирования скважину закрывают инвентарным щитом.
Достоинства:
большая несущая способность;
возможность устройства в любых грунтах;
отсутствие динамических воздействий.
Недостатки:
многооперационная технология (разные процессы);
громоздкое оборудование;
наличие мокрых процессов.
Данная технология широко применяется в промышленном строительстве (фундаменты под несущие колонны); при возведении гражданских зданий взамен ударной технологии, а также при обоснованной экономической целесообразности.