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

сжатого воздуха в горелку, поднимает кожух пылеотсоса, устанавливает мачту под углом 30° к вертикали, поднима­ ет гидроопоры и перемещает станок па ось следующей

скважины.

Для устройства вертикальных скважин диаметром 35—55 см можно использовать трубчатые лидер ы— трубы, забиваемые в грунт вибромолотами, вибропогружа­ телями (в том числе и впброударной машиной ЗВУ-6) или

дизель-молотами.

Для проходки скважин трубчатыми лидерами приме­ няют то же базовое оборудование, что и для погружения свай: краны, копры и т. п. Применяемое оборудование до­ полнительно обустраивают приспособлениями для извле­

чения трубчатых лидеров из грунта.

Длинными трубчатыми лидерами разрабатывают сква­ жины глубиной до 10 м в пластично-мерзлых грунтах без включений пли с включениями гравия и дресвы до 15% (по объему). В случае недостаточной мощности базового оборудования для извлечения из грунта длинного трубча­ того лидера или наличия в мерзлом грунте мелких валу­ нов (размером меньше внутреннего диаметра наконечни­ ка) используют для проходки скважин короткий трубча­

тый лидер.

В и б р о у д а р н о й машиной ЗВУ-6 проходят сква­ жины глубиной до 6 м в пластично- и твердомерзлых гли­ нистых грунтах без включений или с небольшими включе­ ниями гальки, щебня, дресвы и отдельных валунов.

Машина прибывает на рабочую площадку в транспорт­ ном положении, мачта с рабочим органом горизонтальна и опирается на специальную подставку. После проверки тех­ нического состояния машины, соблюдая правила ее эксплу­ атации и техники безопасности, машинист перемещает ма­ шину на ось будущей скважины и приступает к погруже­ нию трубы-лидера.

80

Труба-лидер заглубляется в грунт под воздействием ви­ бромолота. После погружения лидера на проектную глу­ бину машинист выключает вибромолот и включает гидро­ цилиндры рабочего органа на извлечение лидера из грунта. В исключительных случаях, когда усилия гидроцилнндров рабочего органа недостаточны для извлечения лидера из грунта, разрешается, не выключая гпдроцилиндров включить на короткое время (2—5 с) вибромолот. На­ чавший движение от совместных действий вибромолота и гидроцилиндров лидер извлекают в дальнейшем из грунта только усилиями гпдроцилиндров.

Керн мерзлого грунта, извлеченный из скважины, во время проходки следующей скважины вытесняется из труб­

чатого лидера через специальное «окно» — отверстие в его верхней части.

При температуре воздуха ниже температуры мерзлого грунта и перерыве в работе более часа трубчатый лидер освобождают от грунтового керна во избежание пример­ зания его к трубе. Допускается трубу-лидер оставлять с грунтовым керном в недобуренной не менее чем на 0,5 м скважине на срок не более 8 ч. За это время грунтовый керн полностью не примерзает к находящемуся в скважи­ не лидеру и сдвигается при погружении последнего на проектную отметку. При ожидаемом перерыве в работе более 8 ч лидер следует освободить от грунтового керна.

Для освобождения длинного лидера от грунтового кер­ на используют стержень (трубу с закрытыми концами или бревно), длина которого на 0,5 м больше заглубления трубы-лидера в грунт (длины рабочей части трубы-лиде­ ра), а диаметр на 3—5 см меньше диаметра отверстия на­ конечника. Стержень опускают в готовую скважину, опи­ рая нижним концом на ее дно, а верхний конец заводят в наконечник. Трубу-лидер погружают в скважину и стер­ жнем вытесняют из нее грунтовый керн.

В случае примерзания грунтового керна к трубе-лиде­ ру перед возобновлением работы трубу прогревают лю-

бымн из имеющихся в распоряжении строителей средства­ ми (над костром, паяльной лампой, бензорезом и т. п.).

Подобную технологию применяют при проходке сква­ жин с помощью длинных трубчатых лидеров, установлен­ ных на разном базовом оборудовании.

влечению каждый раз на поверхность для освобождения

от грунтового керна.

Для освобождения короткого лидера от грунтового кер­ на используют специальную подставку с вертикально уста­ новленным стержнем, диаметр которого на 5—10 см мень­ ше внутреннего диаметра наконечника трубы-лидера и длина равна длине рабочей части короткого лидера. Под­ ставку располагают на окружности, описываемой лидером при повороте погружающего оборудования вокруг верти­

кальной оси.

Во время проходки скважины машинист, поворачивая машину, совмещает ось трубы-лидера, заполненного извле­ ченным из скважины грунтовым керном, с осью стержня, опирает на него торец керна, включает погружатель в ра­ боту и вытесняет стержнем грунтовый керн из трубы-ли­

грунты.

Сваи в лидерные скважины рекомендуется погружать сразу после их проходки, особенно в том случае, когда окружающий грунт частично находится в оттаявшем сос­ тоянии, содержит грунтовые воды и возможно постепен-

82

ное оплывание оттаявшего грунта илщ заполнение сква­ жин водой.

Исходя нз требований техники безопасности сква­ жины на время перерыва между их проходкой и за­ бивкой свай закрывают инвентарными щитами. В зимнее время с целью понижения температуры мерзлых грунтов основания скважины могут быть оставлены открытыми, но участок рабочей площадки со скважинами дополнительно ограждают щитами с предупредительными надписями «Опасно! Открытые скважины».

Сопротивление погружению бурозабивных свай зави­ сит от соотношения площадей поперечного сечения сква­ жины її сваи (коэффициент ß). Дизель-молоты безотказно заводятся при погружении прямоугольных свай (ß = 0,7-> ¿-0,75) и хуже работают при погружении круглых свай (ß = 0,9-b0,95). Мощность погружателя в полной мере ре­ ализуется во время приближения сваи к проектной отмет­ ке, так как к увеличивающемуся сопротивлению погруже­ нию по боковой поверхности сваи прибавляется и лобовое сопротивление грунта, когда острие сваи внедряется в дна скважины.

Сваи, заглубленные бурозабивным способом, монтаж­ ными нагрузками допускается загружать непосредственно после забивки в грунт. В случае использования вечномерз­ лых грунтов по принципу I загружать сваи эксплуатаци­ онными нагрузками разрешается только после их вмерза­ ния.

Продолжительность вмерзания свай, заглубленных бурозабнвным способом, зависит от вида погружателя и тем­ пературы вечномерзлых грунтов. Если свая, погруженная в мерзлые грунты (со средней температурой в зоне задеуікп — 0,5°С) молотами, вмерзает в течение 1—2 суток, то в случае применения вибропогружателя для вмерзания требуется 15—20 суток. В последнем случае при пониже­ нии средней температуры грунта в зоне заделки до—1,5°С срок вмерзания сократится до 5—7 суток.

4* 83

При использовании мерзлых грунтов по принципу II сваи допускается загружать эксплуатационной нагрузкой непосредственно после их погружения до проектной от­ метки.

Установка свай или свай-столбов в скважины

Отличительной особенностью этого способа заглубле­ ния элемента в мерзлые грунты является его опускание в скважину, диаметр которой превышает на 5—20 см наи­ больший размер сечения сваи или столба, и закрепление в проектном положении цементно-песчаным или грунтовым раствором (рис. 13).

Рис. 13. Технологическая схема заглубления столбов:

84

85

Буровое оборудование. Скважины в зависимости от их диаметра, состава и температуры мерзлых грунтов бурят разными станками. Области применения станков БМ-802С, ТБС и ЗВУ-6 ограничены. Поэтому наибольшее распространение при строительстве свайных фундаментовполучили станки ударно-канатного действия БС-1М, БУ-20-2М, УКС-ЗОМ и УКС-22М, которые могут быть ис­ пользованы для бурения любых грунтов. Эти станки на­ дежны в эксплуатации и просты в управлении. Они имеют привод всех механизмов от одного электродвигателя. Если с помощью таких станков необходимо бурить сква­ жины буровым инструментом, имеющим большую массу, чем указана в паспорте, то станки должны быть усилены и испытаны в установленном порядке с оформлением со­

ответствующего акта.

Бурение мерзлых грунтов рекомендуется вести округля­ ющими долотами (рис. 14), обеспечивающими выравни­ вание и округление боковой поверхности скважины. Удов­ летворительные скорость проходки и форму скважин по­ лучают, используя крестовые долота. Необходимую массу бурового инструмента набирают путем присоединения к табельному долоту нескольких секций буровых штанг. При этом длина бурового инструмента должна быть та­ кой, чтобы гнездо с канатным стаканом во время бурения находилось не менее чем на 2 м выше уровня шлама в скважине. Чтобы избежать отвинчивания резьбовых сое­ динений и изломов возле них, табельное долото и буровые штанги дополнительно объединяют между собой по длине путем приварки к боковым поверхностям хвостовика доло­ та и штанг четырех продольных ребер из листа толщиной 20—24 мм (рис. 15). Ребра внизу приваривают торцами к утолщенной части долота, а вверху заканчивают на раз­

ной высоте плавными скосами.

Производительность бурения во многом зависит от ве­ личины удельного давления долота на разбуриваемый грунт, которое определяется площадью соприкосновения

86

рабочих кромок долота с забоем во время удара. При из­ носе (затуплении) рабочих кромок уменьшается удельное давление и снижается производительность бурения. Кроме того, износ наружных концов кромок приводит к разбури­ ванию конусной скважины и возникает возможность за­ клинивания долота. Поэтому в процессе бурения при каж­ дом подъеме бурового инструмента его осматривают (с целью выявления трещин и других повреждений) и про­ веряют износ рабочих кромок долота. Такой износ при бурении мерзлых грунтов не должен превышать 8—12 мм, скальных пород средней крепости — 6—8 мм; крепких скальных пород — 4—6 мм.

Для повышения износоустойчивости долот их рабочие кромки усиливают приваркой пластин из высокопрочной стали или наваркой электродами из твердых сплавов (см. рис. 14). Из таких же пластин наваривают рабочие кром­ ки при уширении табельных долот для бурения скважин диаметром 1 м.

В качестве инструментальных канатов для подвешива­ ния бурового инструмента используют стальные тросы ле­ вой односторонней свивки, диаметр которых подбирают в зависимости от массы бурового инструмента. Чтобы ка­ нат не заклинивало в блоках станка, диаметры канавок блоков должны не менее чем на 2 мм превышать диа­ метр каната.

Для извлечения бурового шлама из скважины рекомен­ дуется использовать желонки с центральным клапаном.

Втеплое время шлам откачивают грязевым насосом. Бурение скважин. В мерзлых грунтах бурение скважин

станками ударно-канатного действия (так же как и буре­ ние скальных пород) сводится к чередованию циклов рых­ ления грунта долотом и удаления из скважины желонкой образующейся смеси (шлама) разбуренного грунта с до­ ливаемой в скважину водой. Во время рыхления буро­ вой инструмент опускают в скважину по мере разрушения мерзлого грунта или скальной породы.

87

боя.

С целью бесперебойного ведения буровых работ на од­ ной рабочей площадке рекомендуется иметь не менее двух буровых станков, каждый из которых должен быть обес­ печен двумя буровыми инструментами, желонкой, обсад­ ным патрубком и шламоприемником. Целесообразно ис­ пользовать имеющие самоходную базу станки БС-1М. и БУ-20-2М, которые удобнее перемещать по рабочей пло­ щадке и наводить на точку бурения.

В настоящее время для бурения скважин диаметром 1 м под столбчатые конструкции фундаментов мостов ши­ роко применяют станки БС-1М.

Станки БС-1М и БУ-20-2М доставляют на рабочую площадку на трейлерах, станки УКС-ЗОМ. и УКС-22М — прицепляя их к автомашинам предпочтительно на жест­ ком буксире. На рабочей площадке станки приводят в ра­ бочее состояние: подключают к источнику электроэнергии; поднимают мачту в вертикальное положение и раскрепля­ ют ее оттяжками, подвешивают к канатам буровой инст­ румент и желонку.

Над точкой бурения станок устанавливают так, чтобы его рама, вывешенная на домкратах (или шпальных клет­ ках), была горизонтальна, а инструментальный канат с подвешенным буровым инструментом располагался по оси будущей скважины. В случае использования для бурения кондуктора станок БС-1М устанавливают, совмещая от­ верстие в его столе с отверстием кондуктора. У станков УКС после установки над местом бурения поддомкрачи­ вают мачту.

88

89