А . А. Гончаров

Строительство

СВАЙНЫЕ РАБОТ

ЫJK.

ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

А. А. ГОНЧАРОВ

СВАЙНЫЕ РАБОТЫ

Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области строительства в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Строительство»

(

ACADEMA

ПШМОД

ХЭО

1Я»

Москва Издательский центр «Академ 2008

УДК 624.152.634.3(075.8) ББК 38.654.1я73 Г657

Рецензенты: технический директор фирмы зао «Рита» в. Я. Еремин; зав. Кафедрой гасис, проф., д-р техн. Наук, лауреат Государственной премии ссср м. Ю. Абелев

Гончаров А. А.

Г657 Свайные работы : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заве­дений / А. А. Гончаров. — М. : Издательский центр «Акаде­мия», 2008. — 96 с.

ISBN 978-5-7695-4707-2

В учебном пособии приведены сведения о методах и средствах погру­жения готовых свай. Изложена технология производства работ, приведе­ны методы контроля основных расчетных параметров. Рассмотрены ос­новные способы устройства свай в проектном положении. Отражены тех­нологические особенности устройства различных типов свай, приведены методы контроля несущей способности свай.

Для студентов высших учебных заведений.

УДК 624.152.634.3(075.8) - ББК 38.654.1я73

Оригинал-макет данного издания является собственностью Издательского центра «Академия», и его воспроизведение любым способом без согласия правообладателя запрещается

„Г. wr-W-rf*»** ^т1 ' |

г ® Гончаров А.А., 2008

€> Образовательно-издательский цпир Лини мин , '((Ob’ ISBN 978-5-7695-4707-2 <0 Оформление. Издательский ценф -Лит ДНЖПрименение свайных фундаментов имеет многовековую исто­рию, однако широкое использование забивных свай в промыш­ленном и гражданском строительстве началось только в конце XIX в. в связи с появлением и развитием железобетона. Для погружения железобетонных свай были созданы мощные копровые установки с паровыми молотами.

В ходе развития техники свайных работ наряду с ударными методами стали использовать вибрацию, вдавливание и их комби­нации.

В 1899 г. инженер А. Э. Страусс предложил устраивать сваи не­посредственно в грунте, в подготовленных для этой цели скважи­нах. Такие сваи стали называть набивными. В качестве материалов для набивных свай используют не только бетон и железобетон, но и песок, щебень и другие материалы. При устройстве набивных свай имеется возможность оперативно менять их размеры (диа­метр и длину) в зависимости от нагрузок и грунтовых условий, а также устраивать уширение в нижней части.

В ФРГ, Франции, Японии, Италии и ряде других стран созда­ны универсальные высокопроизводительные установки, позволя­ющие изготавливать набивные сваи диаметрами 0,2...2,0 м и дли­ной до 100 м и более практически в любых гидрогеологических условиях. Это привело к значительному увеличению объема при­менения набивных свай.

В то же время объем применения готовых (погружаемых) свай несколько снизился, что связано с ограничением применения ударных и вибрационных методов погружения в условиях плотной застройки и в глубоких котлованах (более 6 м).

Однако погружаемые сваи остаются вне конкуренции при стро­ительстве на вечной мерзлоте, при производстве работ в зимнее время. Им отдается предпочтение при возведении гидротехниче­ских сооружений. Большинство причалов в портах Балтийского, Охотского, Черного, Белого и Баренцевого морей стоят на сваях- оболочках или призматических сваях, погруженных вибрацион­ными или ударными методами. Значительная часть морских не­фтяных платформ также стоит на погружаемых сваях. В Мексикан­ском заливе на глубине 313 м установлена платформа на забивных сваях длиной более 450 м и массой более 600 т при погружении в грунт на 150 м.

■В настоящее время для погружения свай используют высоко­производительные установки, в том числе для работы под водой. Созданы молоты с массой ударной части 100 т и более.

Если в начале XX в. считалось экономически оправданным при­менение свай только при значительной глубине залегания про­чных грунтов (не менее 5...6 м), то в настоящее время свайные фундаменты применяют уже при глубине просадочной толщи 3 м.

Выбор типа свайного фундамента (количество и размеры свай, способ устройства) производится, как правило, на основе техни­ко-экономического анализа с учетом стоимости материалов, ме­ханизмов и трудозатрат по различным вариантам.

При устройстве свайных фундаментов сваи в верхней части объединяют, как правило, монолитным ростверком в виде балки (однорядное расположение свай) или плиты. Перед устройством ростверка головы свай срезают (срубают) до проектной отметки. Различают низкие ростверки, полностью или частично располо­женные в грунте, и высокие — не соприкасающиеся с грунтом (рис. В.1).

Если нагрузка передается непосредственно на сваи выше уров­ня грунта, то такие сваи называют сваи-колонны.

По характеру работы в грунте различают сваи-стойки и вися­чие сваи (рис. В.2). Сваи-стойки опираются нижними концами на практически несжимаемые грунты (скальные, плотные крупно­обломочные, плотные пески) и передают нагрузку на грунт толь­ко по площади поперечного сечения. Боковая поверхность свай при этом в работу не вовлекается. Висячие сваи опираются на сжимаемые грунты и передают нагрузку на грунт не только по площади поперечного сечения, но и по всей боковой поверхно­сти за счет сил трения.

1 1

Рис. В.1. Свайные ростверки: а — низкий; б — высокий

Рис. В.2. Сваи-стойки (а) и висячие сваи (б)

Принципиальные различия в работе свай-стоек и висячих свай учитываются при расчете их несущей способности (СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»). Отметим, что несущая способность фун­дамента из нескольких свай-стоек всегда равна сумме несущих способностей отдельных свай, а несущая способность фундамента из висячих свай, как правило, меньше суммы несущих способно­стей отдельных свай в фундаменте.

Сваи используют также для устройства шпунтовых огражде­ний, которые предназначены для временного или постоянного крепления вертикальных откосов, создания водонепроницаемых ограждений, предотвращения подвижек грунта при проведении строительных работ вблизи существующих зданий и сооруже­ний.

В зависимости от назначения погружаемые шпунтовые сваи изготавливают из металла, железобетона и реже — из дерева. В последние годы для устройства шпунтовых ограждений и стен в грунте широко используют буронабивные сваи, располагаемые вплотную друг к другу или с разбуриванием части сечения ранее выполненной сваи (секущиеся сваи). Способ секущихся свай при­меним для устройства водонепроницаемых ограждений.

Наряду с буронабивными сваями широкое распространение получили буроинъекционные сваи, при устройстве которых мел­козернистый бетон подается в скважину под давлением.

Создание высоконапорных насосов позволило разработать тех­нологию изготовления грунтоцементных свай диаметром до 2 м путем напорной инъекции в грунт цементной эмульсии или це­ментного раствора. Подобные технологии используют также для закрепления грунтов.

Имеется опыт изготовления грунтоцементных свай с исполь­зованием струйной технологии, когда свая образуется при движе­нии вверх по скважине вращающегося гидромонитора, через ко­торый подается цементная эмульсия под давлением до 40 МПа и более. Некоторые отечественные струйные установки более эф­фективны, чем лучшие зарубежные аналоги.

Отечественная промышленность пока значительно отстает от ведущих зарубежных производителей современного оборудования для устройства свай. В России используют в основном зарубежные машины, что в значительной мере определяет высокую стоимость свайных работ.РАЗДЕЛ I ПОГРУЖАЕМЫЕ СВАИ