книги из ГПНТБ / Глотов, Н. М. Строительство фундаментов транспортных зданий и сооружений

стифицирующей и протнвоморозной добавок, если они пре­ дусмотрены проектом производства работ. Все компонен­ ты в скважине перемешивают в течение 5—10 мин доло­ том работающего станка. Объем приготовляемой в сква­ жине порции раствора назначают достаточным для запол­ нения зазора на высоту до 4 м. Из образовавшегося ра­ створа желонкой отбирают пробу для изготовления стан­ дартных образцов. Так как цементно-песчаный раствор с противоморозной добавкой из поташа начинает схваты­ ваться раньше, чем другие растворы, то в случае раство­ ра с добавкой поташа стремятся не допускать перерыва между операциями, и в скважину сразу после отбора пробы устанавливают столб и закрепляют его в проектном положении деревянными клиньями. Оставшуюся часть за­

В случае, когда не удается полностью удалить из за­ боя буровой шлам и возможно его замерзание до уста­ новки столба, скважину дополнительно углубляют иа толщину слоя неизвлекаемого из забоя шлама, добавля­ ют к нему равную по объему порцию смеси цемента с песком в соотношении 1:1 (при наличии указания зали­ вают раствор противоморозной добавки) и перемешивают в течение 5 мин долотом работающего станка. Образовав­ шийся в скважине раствор частично извлекают желонкой, чтобы его поверхность в скважине располагалась на уров­ не (или на 2—4 см ниже) проектной отметки дна. Во время желонирования из извлеченного раствора изготав­ ливают стандартные образцы. После доставки столба на рабочую площадку его устанавливают в скважину таким

же образом, как и в полностью очищенную от шлама скважину.

Если по тем или иным причинам из скважины нель­ зя откачать воду, то работы по установке столба выполня­ ют в следующей очередности.

100

Перед установкой столба на рабочей площадке устраи­ вают канавки для отвода вытесняемой из скважины воды. Столб опускают в скважину и закрепляют деревянными клиньями в проектном положении. К верху обсадного па­ трубка приваривают упоры, которыми фиксируют положе­ ние столба в плане. В зазор между столбом и поверхно­ стью скважины опускают инъектор (стальную трубку или прорезиненный шланг диаметром 50—75 мм) и доводят его нижний конец до дна. Прорезиненный шланг для удобства заведения в зазор прикрепляют к стержню из уголковой стали. Столб стропят к крюку крана и, при­ подняв столб на 0,2—0,3 м, удаляют клинья. По инъектору начинают нагнетать цементно-песчаный раствор. Когда уровень раствора в скважине поднимется на 0,5 м, опу­ скают столб в проектное положение и окончательно за­ крепляют клиньями. Продолжают нагнетать раствор, до­ водя его уровень до подошвы деятельного слоя.

По мере заполнения зазора инъектор постепенно из­

тщательно промывают и сливают из нее воду.

При отрицательных температурах воздуха растворонасос вместе с растворомешалкой рекомендуется распола­ гать в утепленном кузове автофургона или крытом обо­

греваемом прицепе.

Рассмотренные способы заделки позволяют устанавли­ вать столбы с достаточной точностью в плане и по высоте и рекомендуются к применению при строительстве столб­ чатых фундаментов и опор со сборными плитами (балка­

ми).

На основаниях из мерзлых грунтов, используемых по принципу I, столбы устанавливают в скважины теми же способами, что и на основаниях из мерзлых грунтов, ис­ пользуемых по принципу II. Цементно-песчаный раствор

101

стифицирующей и противоморозной добавок, если они пре­ дусмотрены проектом производства работ. Все компонен­ ты в скважине перемешивают в течение 5—10 мин доло­ том работающего станка. Объем приготовляемой в сква­ жине порции раствора назначают достаточным для запол­ нения зазора на высоту до 4 м. Из образовавшегося ра­ створа желонкой отбирают пробу для изготовления стан­ дартных образцов. Так как цементно-песчаный раствор с противоморозной добавкой из поташа начинает схваты­ ваться раньше, чем другие растворы, то в случае раство­ ра с добавкой поташа стремятся не допускать перерыва между операциями, и в скважину сразу после отбора пробы устанавливают столб и закрепляют его в проектном положении деревянными клиньями. Оставшуюся часть за­

В случае, когда не удается полностью удалить из за­ боя буровой шлам и возможно его замерзание до уста­ новки столба, скважину дополнительно углубляют" на толщину слоя неизвлекаемого из забоя шлама, добавля­ ют к нему равную по объему порцию смеси цемента с песком в соотношении 1:1 (при наличии указания зали­ вают раствор противоморозной добавки) и перемешивают в течение 5 мин долотом работающего станка. Образовав­ шийся в скважине раствор частично извлекают желонкой, чтобы его поверхность в скважине располагалась на уров­ не (или на 2—4 см ниже) проектной отметки дна. Во время желонирования из извлеченного раствора изготав­ ливают стандартные образцы. После доставки столба на рабочую площадку его устанавливают в скважину таким же образом, как и в полностью очищенную от шлама скважину.

Если по тем или иным причинам из скважины нель­ зя откачать воду, то работы по установке столба выполня­ ют в следующей очередности.

100

Перед установкой столба на рабочей площадке устраи­ вают канавки для отвода вытесняемой из скважины воды. Столб опускают в скважину и закрепляют деревянными клиньями в проектном положении. К верху обсадного па­ трубка приваривают упоры, которыми фиксируют положе­ ние столба в плане. В зазор между столбом и поверхно­ стью скважины опускают инъектор (стальную трубку или прорезиненный шланг диаметром 50—75 мм) и доводят его нижний конец до дна. Прорезиненный шланг для удобства заведения в зазор прикрепляют к стержню из уголковой стали. Столб стропят к крюку крана и, при­ подняв столб на 0,2—0,3 м, удаляют клинья. По инъектору начинают нагнетать цементно-песчаный раствор. Когда уровень раствора в скважине поднимется на 0,5 м, опу­ скают столб в проектное положение и окончательно за­ крепляют клиньями. Продолжают нагнетать раствор, до­ водя его уровень до подошвы деятельного слоя.

По мере заполнения зазора инъектор постепенно из­ влекают из уложенного раствора, поддерживая в системе давление в пределах 1,3—1,5 кгс/см2 (по показаниям ма­ нометра на растворонасосе). После заполнения зазора раствором и извлечения инъектора систему нагнетания тщательно промывают и сливают из нее воду.

При отрицательных температурах воздуха растворонасос вместе с растворомешалкой рекомендуется распола­ гать в утепленном кузове автофургона или крытом обо­ греваемом прицепе.

Рассмотренные способы заделки позволяют устанавли­ вать столбы с достаточной точностью в плане и по высоте и рекомендуются к применению при строительстве столб­ чатых фундаментов и опор со сборными плитами (балка­ ми) .

На основаниях из мерзлых грунтов, используемых по принципу I, столбы устанавливают в скважины теми же способами, что и на основаниях из мерзлых грунтов, ис­ пользуемых по принципу II. Цементно-песчаный раствор

101

обычно используют только для выравнивания дна скважи­ ны, а зазор между ее боковой поверхностью и столбом мо­ жет быть заполнен влажным песком с виброуплотненнем, если это предусмотрено проектом фундамента.

Если столбы опираются на мерзлую скальную породу и их заделка осуществляется на длине не более 4 м, реко­ мендуется опускать их в предварительно залитый в сква­ жину раствор, вытесняя последний в зазор на расчетную высоту заделки. При этом тоже возможны два случая:

скважина полностью очищена от шлама (или в ней на проектной отметке подготовлена поверхность из затвердев­ шего раствора);

в скважине остался минимальный слой шлама.

Так как несущая способность основания из мерзлых скальных пород при использовании его по принципу II не снижается в случае их оттаивания, то в состав цементно­ песчаного раствора в обоих случаях вводят противомороз­ ную добавку.

В первом случае в скважину заливают порцию цемент­ но-песчаного раствора, заводят в нее столб и опускают его до проектной отметки под действием собственного веса, а, при необходимости, с помощью дополнительной пригрузки.

Во втором случае в скважину засыпают смесь цемен­ та с песком, заливают растворы пластифицирующей и противоморозной добавок и перемешивают с остатками шлама в течение 5—10 мин долотом работающего станка. Из образовавшегося в скважине раствора желонкой от­ бирают пробу для изготовления стандартных образцов.

Столб устанавливают в скважину таким же образом, как и в первом случае.

Состав цементно-песчаного раствора (в том числе и образовавшегося в скважине после перемешивания с остатками бурового шлама) и объем его порции принима­ ют по указаниям проекта производства работ, чтобы обес­ печить расчетную несущую способность заделки столба в основании.

102

После заделки столба в скальной породе зазор на уча­ стке от ее поверхности до подошвы деятельного слоя в связных грунтах заполняют цементно-песчаным раство­ ром, а в несвязных грунтах допускается засыпать песком. Песок в зазор рекомендуется засыпать в сухом состоянии через направляющий лоток.

трубок. Если скважина обсажена инвентарной трубой на значительной глубине, то ее извлекают непосредственно после заполнения зазора раствором.

Для извлечения обсадных патрубков (или труб) ис­ пользуют кран, подвесной молот (долото) и гндродомкратную установку. Кран должен иметь ограничитель гру­ зоподъемности или динамометр для измерения приклады­ ваемого усилия. Гидродомкратную установку комплектуют из двух домкратов, насосной станции с манометром, опор­ ных балок и обжимного хомута с наддомкратной балкой.

Чтобы извлечь патрубок, находящийся в пределах дея­ тельного слоя грунта, сначала его осаживают ударами мо­ лота (или долота через наголовник), нарушая сцепление с грунтом, а после начала углубления патрубок извлека­ ют краном.

Если патрубок примерз к грунту, и для нарушения сцеп­ ления ударов молота недостаточно, патрубок дополнитель­ но прогревают, подавая в зазор между столбом и поверх­ ностью патрубка горячий воздух по шлангу от калорифера пли термогенератора.

Для извлечения инвентарного обсадного патрубка, за­ глубленного ниже деятельного слоя, усилия крана обычно недостаточно. Поэтому после осаживания ударами патру­ бок извлекают гидродомкратной установкой. Установку

103

Чтобы обеспечить работы элементов фундамента на действие горизонтальных нагрузок, необходимо доброка­ чественно заполнить зазор между элементом и поверхно­ стью скважины в пределах деятельного слоя грунта. Если свая опирается на мерзлые грунты, используемые по прин­ ципу I, то зазор на этом участке заполняют грунтовым раствором одновременно с заполнением зазора в преде­ лах расчетной заделки. Вначале плотность грунтового раствора ниже плотности грунта деятельного слоя, но за

уплотнением. Для уплотнения используют дизельные руч­ ные трамбовки. Если деятельный слой сложен несвязными грунтами, то зазор можно заполнить сухим песком.

Чтобы предотвратить возможность выпучивания эле­ ментов на период достижения расчетной прочности задел­ ки, уменьшают их сцепление с грунтом деятельного слоя, для чего в пределах последнего боковую поверхность эле­ ментов покрывают гидрофобной смазкой (типа солидола).

Для наблюдения за ходом твердения цементно-песча­ ного раствора в заделке или вмерзания элементов в осно­ вание из мерзлых грунтов в скважины вместе с элемента­ ми погружают температурные трубки. В одном фундамен­ те каждого сооружения используют одну температурную трубку, которую погружают вместе с установкой послед­ него фундаментного элемента.

Цементно-песчаные растворы с противоморозными до­ бавками или без них способны набирать прочность и при отрицательных температурах, которые устанавливаются в пределах заделки в вечномерзлые грунты, но-твердение растворов с добавками идет быстрее, чем без них. Если

104

концентрация . противоморозной добавки соответствует температуре твердения, то марочную прочность раствор набирает примерно через 90 суток (а не через 28 суток, как при нормальном твердении). Если марка раствора назначена более высокой, чем требуется для получения достаточной несущей способности заделки, то элемент фундамента можно загружать монтажной или эксплуата­ ционной нагрузкой раньше истечения 90 суток.

Зимой температура раствора в пределах заделки срав­ нивается с температурой мерзлого грунта основания в те­ чение первых 1—3 суток после установки элемента. Так как летом грунт, окружающий скважину, во время буре­ ния аккумулирует тепло в большей степени, чем зимой, а вводимый в скважину элемент имеет положительную температуру, то понижение температуры раствора в пре­ делах заделки до температуры грунта продолжается не­

Примечание. В числителе указана прочность раствора марки 200» при­ готовленного на портланд-цементе марки 400, в знаменателе—прочность раствора марки 400' на портланд-цементе марки 500.

105

воморозной добавкой летом тоже ускоряется и марочная прочность будет набрана раньше истечения '90 суток.

Втабл. 5 приведены данные, позволяющие оценить прочность цементно-песчаного раствора в зависимости от его состава, срока твердения и температуры раствора в пределах заделки.

Вслучае использования мерзлых грунтов основания по принципу I и заполнения зазора грунтовым раствором продолжительность полного вмерзания элементов, уста­ навливаемых в скважины, зависит от тех же факторов, что

106

и при погружении сваи в оттаянную зону грунта, но вмер­ зание происходит значительно быстрее. Ориентировочные сроки вмерзания элементов, установленных в скважины, приведены в табл. 6.

При наблюдении за процессом вмерзания сроки воз­ можного загружения элементов фундамента монтажными и эксплуатационными нагрузками определяют расчетом, выполняемым согласно указаниям СНиП ІІ-Б.6-66; вели­ чины нормативных сопротивлений мерзлого грунта прини­ мают по таблицам в зависимости от температуры, изме­ ренной в пределах заделки элемента.

Устройство фундаментных плит или балок

Работы по устройству фундаментных плит (балок) на­ чинают в момент, когда цементно-песчаный раствор в за­ делке столбов (свай) в скважинах наберет достаточную прочность или произойдет вмерзание элементов, опираю­ щихся на используемые по принципу I мерзлые грунты. Этот момент можно определять по результатам измере­ ний температур с помощью термометров, опускаемых в температурные трубки. Например, вмерзание элементов, погруженных в зону оттаянных грунтов или установлен­ ных в скважину с грунтовым раствором, считают доста­ точным для начала работ по устройству фундаментных плит, если измеренная в трубках температура в пределах заделки понизится и будет равна (или ниже) — 0,2°С для песков и льдонасыщенных крупнообломочных грунтов;

—0,5°С для супесей; —0,8°С для суглинков и —1°С для глин.

Прочность цементно-песчаного раствора в заделке, со­ держащего в своем составе противоморозную добавку или без нее, оценивают в зависимости от сроков тверде­ ния при измеренной температуре в пределах заделки. Сваи, заглубленные бурозабивным способом, допускается

107