6. Свайные фундаменты на вечномерзлых грунтах

Такие фундаменты являются наиболее надежными и экономи­чески выгодными для большинства типов зданий и сооружений. При этом отапливаемые здания имеют открытое или вентилиру­емое подполье (в том числе с принудительным охлаждением), чтобы исключить оттаивание грунта вокруг свай и не допустить снижение их несущей способности.

При погружении свай-стоек с прорезкой пластично-мерзлых глинистых грунтов без крупно обломочных включений применяют ударный или виброударный способ погружения без предваритель­ного устройства скважин. Оттаивание тонкого слоя грунта вокруг погружаемой сваи в этом случае происходит за счет ударных или вибрационных воздействий. Последующее вмерзание сваи в грунт происходит достаточно быстро.

В большинстве случаев при погружении свай в вечномерзлые грунты предварительно устраивают скважины. Устройство сква­жин является наиболее трудоемким процессом (70...80 % от об­щего количества трудозатрат на устройство фундаментов). В сква­жину заливают грунтовый раствор (смесь воды, глины и песка) и затем погружают сваю. Если диаметр скважины меньше диагонали квадратного сечения сваи (лидерная скважина), то для погруже­ния сваи используют сваепогружающие установки (бурозабивные сваи).

Если диаметр скважины превышает диаметр сваи, то свая по­гружается под действием собственного веса, при этом избыток грунтового раствора выдавливается на поверхность. Вмерзание сваи в грунтовый раствор длится от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от температуры грунта.

Грунтовый раствор содержит значительное количество глины, что неизбежно снижает несущую способность сваи, особенно при погружении в песчаные грунты.

Способ устройства скважин и погружения свай выбирается с учетом типа грунта, его температуры и содержания в нем крупно­обломочных включений. Часто определяющим фактором является заданный срок передачи на сваю расчетной нагрузки. Для сокра­щения срока вмерзания сваи применяют иногда искусственное дополнительное охлаждение грунта.

Для устройства скважин применяют станки ударно-вращатель­ного, вращательного и термомеханического бурения. При темпе­ратурах грунта не ниже - 2° и при отсутствии крупнообломочных

включений используют также сваебойные установки для пробив­ки скважин обсадными трубами с последующим их извлечением.

Наиболее экономичным считается способ устройства скважин с помощью открытых или закрытых игловых нагревателей. Откры­тый нагреватель (паровая игла) погружается в мерзлый грунт под действием собственного веса или от усилия одного-двух рабочих. Температура у наконечника иглы составляет 90...95°С. Быстрое оттаивание грунта на размер расчетного радиуса происходит в про­цессе погружения иглы и мало влияет на температуру окружаю­щих грунтов. Свая должна быть погружена в пропаренный грунт до его замерзания (как правило, не более чем через сутки).

Закрытый нагреватель погружают в заранее пробуренную сква­жину диаметром 100... 150 мм, при этом оттаивание стенок сква­жин происходит значительно медленнее, чем при использовании паровой иглы.

Ввиду неоднородности вечномерзлых грунтов и с учетом изме­нения их свойств при сезонных колебаниях температуры, в том числе возникновения явлений пучения при замерзании оттаивав­шего слоя, необходимы строгий контроль за температурным ре­жимом грунта и проведение дополнительных статических испыта­ний свай при изменении температурных условий.