Общие указания
Настоящие «Методические указания» рекомендуются для оказания помощи студентам при разработке раздела курсового проекта по курсу «Технология строительных процессов» на тему «Производство работ нулевого цикла». Указания содержат не только рекомендации, но и некоторый справочный материал.
Фундаменты на сваях
Целесообразность применения свайных фундаментов диктуется экономическими соображениями, грунтовыми и природными условиями, конструктивными особенностями сооружения. Использование свайных фундаментов в открытых котлованах зачастую позволяет снизить объем земляных работ до 70-90%, отказаться от работ по водопонижению, уменьшить трудоёмкость и материалоёмкость фундамента. Из известных на сегодня более 500 видов свай в строительстве широко применяется сравнительно небольшое их число, которые по способу возведения делят на следующие группы:
готовые (сборные), поставляемые в виде сборных элементов, изготовленных на заводе, и погружаемые в грунт различными способами;
набивные, устраиваемые непосредственно в грунте, в предварительно выполненных различными способами выработках;
комбинированные, которые являются комбинацией первых двух групп, выполняемые зачастую из разных материалов и устраиваемые в грунте специальными способами.
К готовым сваям относятся забивные и винтовые. Заранее изготовленные сваи погружают в грунт, применяя различные воздействия: динамическое, статическое и комбинированное. При динамическом воздействии сваи погружаются ударным (забивкой), вибрационным или виброударным способом.
Способ забивки пригоден в любых грунтах; вибропогружение эффективно в рыхлых песчаных и супесчаных водонасыщенных грунтах; вибровдавливание рекомендуется применять в мягкопластичных, текучепластичных и текучих суглинках и глинах; вдавливание применяется только в глинистых грунтах текучей консистенции.
Настоящие «Методические указания» посвящены вопросам забивки и вибропогружения свай, подбору оборудования для них.
Схемы расположения и забивки свай
Свайные фундаменты устраиваются в виде:
одиночных свай под отдельно стоящие опоры (например, сваи, колонны);
отдельных рядов под стены зданий и сооружений;
кустов под колонны, с расположением свай в плане в зависимости от геометрических размеров фундамента;
сплошного свайного поля под фундамент – плиту.
Кроме того, в зависимости от расположения ростверка, забивка может производиться в подошву котлована или траншеи (для низкого ростверка) или с поверхности земли (для высокого ростверка).
Все эти обстоятельства влияют на схемы выполнения работ и определяют выбор механизмов. Используют следующие схемы забивки: рядовую, спиральную, секционную (рисунок 1 а, б, в, г):
рядовая схема применяется при забивке в несвязанных грунтах. Забивку выполняют рядами по захватам.
спиральную или концентрическую схему используют при расположении свай в форме большого куста, например, фундамент под опору виадука, моста и забивке их в малосжимаемые грунты. Забивку начинают со среднего ряда и ведут по спирали к крайним рядам. В этом случае сваи испытывают меньшее сопротивление при погружении.
концентрическая схема погружения от краёв к центру характерна сильным уплотнением в центральной зоне, поэтому её следует применять в слабых водонасыщенных грунтах. Например, в кусте из девяти свай последней забивают центральную сваю.
секционная забивка применяется при устройстве фундаментов больших площадей в плотных связных грунтах. Эта схема исключает неравномерное нарушение структуры грунта. В начале забивают сваи в каждой секции (до трёх рядов) с пропуском одного ряда между секциями. По окончании работ во всех секциях забивают сваи в пропущенных рядах. (Рисунок 1, 2).
Погружение свай-стоек ведут до проектной отметки, висячие сваи забивают до получения проектного (контрольного) отказа. При приближении свай к проектной отметке забивку выполняют «залогами» по 10 ударов в каждом и замеряют величину «отказа». Отказом называют погружение сваи от одного удара в конце процесса забивки. Контрольный отказ определяют расчётом при проектировании фундамента в зависимости от несущей способности сваи и указывают в проекте производства работ (ППР). При забивке свай с подошвы котлована или траншеи необходимо учитывать расположение сваебойного агрегата на подошве и учитывать его габариты. Иногда приходится увеличивать размер по подошве выемки в расчёте на свободное перемещение копра. (Рисунок 1 д.).
Рис. 1 – Схемы последовательности погружения свай:
а– последовательно-рядовая;бив– концентрические (или спиральные);
г– секционная;д– вариант забивки свай копровой установкой С-714 с подошвы котлована; НР – начало работ, ОР – окончание работ;
1 – копер с фронтальной забивкой; 2 – копер с боковой забивкой