 |
Технология процессов погружения готовых свай и устройство набивных свай
|
|
|
|
Свайным фундаментом называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используют сваи.
Рисунок 5.1 – Свайный фундамент
Он состоит из свай и объединяющей их жесткой связи. Жесткая связь оголовков свай осуществляется специальным устройством – ростверком или плитами перекрытий.
Рисунок 5.2 - Сваи
Свайные фундаменты устраивают там, где необходима передача значительных нагрузок на слабые водонасыщенные грунты, когда производство большого объема земляных работ для устройства основания под другие виды фундаментов технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.
В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи в нем располагают: по одной - под отдельные опоры, рядами - под стеновые конструкции, кустами - под колонны, свайными полями - под здания и сооружения малой площади со значительными нагрузками.
Сваи классифицируются по способу передачи нагрузок от сооружений на грунт, форме ствола, поперечного сечения, материалу и методам производства работ. По методам производства работ сваи подразделяют на забивные (погружаемые) и набивные. Забивные (погружаемые) сваи заранее изготавливают на заводах или полигонах строительных площадок и затем ударным или безударным методом (или их комбинацией) погружают в грунт в вертикальном или наклонном положении. Набивные сваи устраивают непосредственно в самом грунте (см. рисунок 5.3).
Рисунок 5.3 - Набивные сваи:
а — бетонная; б — железобетонная с разрубленным уширением
Сваи бывают бетонные, железобетонные, деревянные, металлические, грунтовые и комбинированные. По форме сваи бывают квадратного, круглого и призматического сечения. Забивные железобетонные сваи (ненапряженные и предварительно напряженные) широко применяются в строительстве. Они классифицируются по форме поперечного сечения, длине, весу, конструкции нижнего конца. Наибольшее распространение получили сваи прямоугольные и квадратные со сплошным поперечным сечением, квадратные с круглой полостью и круглые полые сваи или сваи-оболочки. Квадратные сваи сплошного сечения имеют размер от 20 х 20 до 40 х 40 см с модулем 5 см, длина свай достигает 28 м.
|
|
|
Предварительно напряженные квадратные сваи сплошного сечения без поперечного армирования имеют длину от 3 до 9 м и применяются в слабых или средней плотности грунтах. Полые сваи круглого сечения производятся длиной от 3 до 40 м. Полые круглые сваи диаметром до 800 мм называются трубчатыми, диаметром 800-1600 мм — сваями-оболочками. Сваи-оболочки диаметром 2-6 м называются колодцами-оболочками; они применяются в опорах глубокого заложения при устройстве заглубленных промышленных помещений, в качестве колодцев-водозаборов и др. По длине сваи могут быть целыми (до 12-20 м) и составными, сращенными из отдельных звеньев. Применение составных свай обусловлено простотой изготовления и транспортирования, а также использованием для погружения оборудования меньшей грузоподъемности и высоты. Однако составные сваи могут давать значительные отклонения по вертикали при погружении. Конструкция нижнего конца полых свай может быть открытой или закрытой специальным наконечником. Внутренняя полость составных свай может быть либо незаполненной (кроме верхней части, примыкающей к ростверку), либо полностью заполненной грунтом или бетоном.
Деревянные сваи изготовляются главным образом из сосновых бревен и применяются в основном для устройства фундаментов под временные здания и сооружения при небольших нагрузках. Они бывают цельными длиной 4,5-12 м, сращенными по длине до 40 м, пакетными, сплоченными из нескольких бревен или брусьев. Нижний конец деревянной сваи заостряется на три или четыре грани. При забивке деревянных свай в плотные грунты для предохранения острия от разрушения на него предварительно надевают башмак (наконечник), верхняя часть имеет кольцо (бугель), предохраняющее головку сваи от разрушения при ударах молота. Верхний конец сваи срезается строго перпендикулярно продольной оси. Для увеличения срока службы сваи антисептируются.
|
|
|
В тех случаях, когда сваи применяются в качестве ограждающих конструкций или противофильтрационных завес, их называют шпунтовыми сваями (шпунтом). Шпунтовые сваи погружают вплотную друг к другу, образуя сплошную стенку, которая называется шпунтовым рядом. Для надежного соединения шпунтовых свай между собой с боковой стороны каждой шпунтины предусматриваются замки.
Рисунок 5.4 - Деревянные шпунтовые сваи:
1 — паз; 2 — гребни
У деревянной шпунтовой сваи (см. рисунок 5.4) на одной ее грани сделан паз, а на противоположной — гребень. При забивке гребень шпунтины заходит в паз, образуя надежное водонепроницаемое соединение. Нижний конец шпунтовой сваи заостряют со стороны гребня с таким расчетом, чтобы свая прижималась к ранее заглубленной шпунтине. Деревянные шпунтовые сваи обычно изготавливаются из брусьев длиной до 6 м.
Рисунок 5.5 - Железобетонные шпунтовые сваи
Железобетонные шпунтовые сваи (см. рисунок 5.5) обычно изготовляют плоской формы и с предварительным напряжением арматуры. Реже изготовляют двутавровый железобетонный шпунт. Нижняя часть железобетонного шпунта также имеет срез в одну сторону. Железобетонные шпунтовые сваи применяются преимущественно как конструктивные элементы подпорных стен, набережных и т. п.
Металлические шпунтовые сваи изготовляют четырех профилей: плоского, корытообразного, зетобразного и типа «Ларсен». Плоский металлический шпунт применяют для устройства противофильтрационных завес, а корытообразный и зетобразный — для устройства завес и подпорных стенок, ограждающих конструкций больверков и др. Металлический шпунт, поставляемый промышленностью, может быть использован многократно для временного ограждения котлованов и траншей.
|
|
|
Стальные сваи изготавливают из прокатных профилей или труб длиной до 30 м с закрытым конусом на нижнем конце. Труба после погружения заполняется бетоном. Такие сваи применяются в фундаментах глубокого заложения, к примеру, в мостовых опорах. Из стали изготавливаются винтовые сваи, которые применяются для сооружений, работающих на выдергивающие нагрузки — якорей для оттяжек, опор линий электропередач и др.
Набивные сваи весьма разнообразны по конструкции и способам изготовления: часто трамбованные сваи, сваи Страуса, вибросваи, грунтовые сваи, сваи с уширенной пяткой и др. Для всех видов набивных свай требуется бурение скважины и заполнение ее бетонной смесью или грунтом с последующим уплотнением. Скважину бурят буром. В слабых, обводненных грунтах и грунтах, склонных к обрушению, стенки скважины закрепляют обсадными трубами (плотные не обрушающиеся грунты не закрепляют обсадными трубами). В пробуренную скважину опускают арматурный каркас и заполняют бетонной смесью через трубу с воронкой, образуя буронабивную сваю.
Рисунок 5.6 - Свайные фундаменты:
а — на сваях-стойках; б — на висячих сваях
По способу передачи нагрузки от сооружения на грунт и по характеру их работы в грунте различают два вида свай: сваи-стойки и висячие сваи. Сваи-стойки опираются на прочные грунты, при этом основная нагрузка (более 70-80%) передается через острие сваи и воспринимается грунтом (см. рисунок 5.6 а). Висячие сваи не доводят до прочных грунтов, и основная нагрузка (70-80%) передается посредством сил трения между грунтом и наружными поверхностями сваи (см. рисунок 5.6 б).
Отдельно стоящая свая или группа совместно работающих свай называется свайным фундаментом. Свайный фундамент принято разбивать на три основных элемента: ростверк, сваи и грунт. Ростверк объединяет головки свай в единое целое, передает и распределяет нагрузки от сооружения на сваи. По конструкции ростверка свайные фундаменты делят на фундаменты с низким ростверком, когда ростверк значительно заглублен в грунт, и с высоким ростверком, когда ростверк расположен выше уровня грунта или незначительно заглублен. Фундаменты с низким ростверком способны воспринимать большие горизонтальные нагрузки, чем с высокими. По расположению свай в плане фундаменты бывают с вертикальными и наклонными сваями.
|
|
|
Перед производством свайных работ подготавливается площадка: снимается растительный слой, производится устройство водоотвода, вертикальная планировка участка, устройство подъездных путей, прокладываются сети для подвода воды, пара, сжатого воздуха, электроэнергии. При планировке площадки необходимо учитывать, что отдельные впадины и возвышения не должны превышать 10 см. Площадка присыпается песком или песчано-гравийной смесью.
После окончания работ по подготовке площадки и разбивки главных осей сооружения (за основные линии принимаются продольная и поперечная оси здания) производят разбивки свайных рядов и закрепление на местности. Оси свайных фундаментов разбивают от основных линий сооружения, которые должны быть прочно закреплены на местности — основные оси закрепляют надежно заделанными в грунт створными знаками (бетонными столбами, металлическими трубами, рельсами). Створные знаки закладывают в устойчивых грунтах за пределами зоны возможных обвалов, положение створных знаков периодически проверяется геодезическими приборами. Разбивка основных осей должна сохраняться на все время производства работ. Репер также устанавливают в местах, в которых исключено смещение грунта. Абсолютную отметку репера проставляют на нем краской. Разбивка осуществляется в соответствии с планом размещения свай, на котором указаны: несущая способность свай и проектный отказ, полученный при предпроектных испытаниях пробных свай; привязка осей свайных рядов, одиночных свай или кустов к разбивочным осям сооружения; шаг свай; отметка начала острия и верха свай; порядковые номера свай (нумеруются все сваи в пересечениях разбивочных осей здания, каждая пятая в ряду, первая и последняя в кусту). Сначала разбиваются сваи, расположенные на главных и вспомогательных осях сооружения. Сваи, расположенные на промежуточных осях, разбивают одновременно с ними, если разбивочная сетка превышает размер 6x6 м. При меньшем размере положение свай на промежуточных осях разбивается в процессе погружения. Разбивку каждого свайного ряда и куста сохраняют до приёмки всех свай этого ряда. Каждому ряду, кусту и каждой свае присваивают номер, который проставляют на плане расположения свай (для нумерации свайных рядов и кустов принимают римские цифры, для свай — арабские). Разбивку центров свай производят с помощью стальной ленты, прокладываемой по провешенной оси соответствующего свайного ряда. Центр сваи закрепляют штырем или деревянным колышком длиной 20-25 см; положение свай, находящихся на главных осях, дополнительно фиксируют деревянными сторожками, на которые наносят номер сваи. Вертикальные отметки голов свай разбивают по реперам. При забивке свай с подмостей положение осей рядов свай фиксируется прямо на них. При погружении свай на покрытой водой местности разбивочные оси закрепляются знаками на берегу или специальными каркасами и буями. Разбивка и закрепление осей свай оформляется актом.
|
|
|
На строительной площадке сваи разгружают с одновременной укладкой в зоне работы копра поодиночке или штабелями головами к копру перпендикулярно оси его движения. Поднимать сваи при разгрузке и погрузке необходимо за подъемные петли. При подъеме свай длиной более 6 м следует пользоваться траверсой. Перетаскивать сваи волоком запрещается. При укладке свай в штабеля их укладывают правильными рядами в горизонтальном положении не выше четырех рядов по высоте; если позволяет территория, желательно разложить в один ряд по высоте. Между горизонтальными рядами свай укладываются прокладки шириной не менее 5 см, расположенные рядом с подъемными петлями (для сохранности петель толщина прокладок должна быть на 2-3 см больше их высоты). На строительной площадке располагать сваи более чем в два яруса по высоте не рекомендуется.
При приемке доставленных на объект свай проверяется документация на их изготовление, правильность маркировки, производится наружный осмотр. В процессе подготовки свай непосредственно к погружению при необходимости производится укрупнительная сборка и обустройство свай. Укрупнительную сборку свай по длине производят в соответствии с проектом производства работ либо предварительно на специальной площадке, либо в процессе погружения. Звенья составных железобетонных свай соединяют электросваркой закладных частей, фланцами на болтах, клиновыми и другими устройствами; короткие трубчатые сваи соединяются с помощью вкладыша. Сваи-оболочки диаметром 2-3 м изготовляются члененными звеньями высотой 4-8 м, при большем диаметре каждое звено дополнительно членится продольными швами (конструкция продольных стыков устанавливается проектом). Деревянный шпунт в слабые грунты погружают пакетами из двух-трех шпунтин, сплоченных заранее и объединенных общим наголовником из обрезков швеллера. Для соединения с вибропогружателем в верхней части шпунта просверливают отверстие. К полым железобетонным сваям, погружаемым с закрытым концом, приваривают железобетонный наконечник, а к металлическим — конусообразный наконечник, изготовленный из листовой стали. Во всех случаях нужно следить за точной центровкой острия свай, так как смещение острия от продольной оси или несимметричность заострения могут привести к отклонению сваи по вертикали в процессе погружения. Перед погружением металлического шпунта протягиванием через шаблон проверяют его прямолинейность и сохранность замков, срубают наплывы, прорезают в верхней части отверстие для соединения с вибропогружателем. Заранее изготовляют угловой шпунт, для чего разрезают вдоль целые шпунтины и соединяют их заклепками внахлестку.
В процессе подготовительных работ производят пробную забивку железобетонных готовых свай. По результатам испытания пробных свай корректируют чертежи свайного сооружения и проект производства работ. Способ производства работ по устройству свайного фундамента выбирается в зависимости от типа свай, их размеров, веса, конструкции, расположения их в плане, от грунтовых условий и конкретных условий производства работ на строительной площадке.
Применяются следующие методы погружения свай и шпунта:
-забивка свай молотами (ударный метод);
-погружение свай с помощью вибрации (вибрационный метод);
-статическое вдавливание свай (метод вдавливания);
-комбинированный метод погружения свай вибрацией с дополнительным пригрузом от массы базовой машины (метод вибровдавливания);
-погружение свай с помощью подмыва (метод гидропогружения);
-погружение свай с помощью электроосмоса;
-погружение свай завинчиванием.
Имеются практические рекомендации по применению методов погружения в различные грунты. Например, ударный метод пригоден при любых грунтах, вибропогружение — при наличии рыхлых песчаных и супесчаных водонасыщенных грунтов, вибровдавливание — при погружении в мягкопластичные, текучепластичные и текучие суглинки и глины, вдавливание — при наличии глинистых грунтов текучей консистенции.
Для производства свайных работ применяются копровые установки различных модификаций, вибровдавливающие агрегаты, молоты ударного действия (паровоздушные, дизельные, штанговые, трубчатые), вибропогружатели (низкочастотные и высокочастотные).
Рисунок 5.7 - Схемы очередности погружения свай:
а — последовательно-рядовая; б, в — концентрическая; г — секционная
Ударный метод забивки свай и шпунта наиболее распространен. Этим методом можно погружать различные железобетонные сваи — сплошные, трубчатые, крестообразные, а также деревянные сваи, деревянный и стальной шпунты. Для забивки свай используются молоты механические, паровоздушные одиночного и двойного действия, а также дизельные штанговые и трубчатые. Сваи забиваются в определенной последовательности (см. рисунок 5.7). Последовательно-рядовая схема забивки применяется в несвязных грунтах; в глинах и суглинках такая схема может привести к неравномерным осадкам сооружения. Концентрическая от края к центру забивка характерна значительным уплотнением в центральной зоне, поэтому применяется в слабых водонасыщенных грунтах. Концентрическая забивка от центра к краю производится в слабо сжимаемых грунтах, иначе сваи в процессе забивки будут отклоняться из-за неравномерного уплотнения грунта со стороны забитых свай и свободной внешней части. Секционная забивка применяется в связных грунтах, при этом сначала членят свайное поле на секции, забивая сваи в граничных рядах, а затем ведут последовательную забивку в пределах секции. При забивке молотами для защиты голов свай от разрушения и равномерного распределения силы удара по площади сваи применяют литые металлические наголовники со сменными прокладками-амортизаторами из древесины или полимерных материалов. Форма нижней полости наголовника соответствует форме поперечного сечения сваи, а размер должен допускать свободное вхождение головы сваи, но с зазором не более 20 мм для обеспечения центрирования удара. Наголовник соединяют с молотом двумя канатами. Железобетонные трубчатые сваи и сваи-оболочки требуют более надежной защиты дополнительным амортизирующим кольцом, которое укладывается на голову сваи.
Забивка свай начинается с того, что копер с опущенным в нижнее положение молотом перемещают к месту погружения сваи и после выверки правильности положения его направляющей по вертикали или с требуемым наклоном закрепляют неподвижно на рельсах с помощью специальных натяжных скоб или аутригеров. После этого молот поднимается по направляющим и закрепляется в верхнем положении. После этого подтягивают и закрепляют сваю на копер. Убедившись в правильности установки сваи, опускают на ее голову молот вместе с наголовником и начинают забивку. Под действием массы молота свая погружается в грунт. Для обеспечения правильного направления сваи первые удары производят с небольшой глубины подъема молота, как правило не больше 0,4-0,5 м. Во избежание отклонения свай их забивают на глубину 1-1,5 м. В начале погружения необходимо отсчитывать число ударов на каждый метр погружения сваи, отмечая при этом среднюю высоту падения ударной части подвесного молота одиночного действия. При использовании молотов и дизель-молотов замеряют время действия молота, расходуемое на каждый метр погружения сваи, число ударов в мин, а молотов двойного действия — давление воздуха (пара). В конце забивки с помощью подвесных молотов и паровоздушных молотов одиночного действия, когда острие сваи приблизительно достигло проектной отметки или получен проектный отказ, забивку производят «залогами» по 10 ударов в каждом. При забивке свай молотами двойного действия и дизель-молотами считать удары из-за их большой частоты (число ударов в мин у штанговых дизель-молотов — 50-60, у трубчатых — 47-55, молот двойного действия может делать более 200 ударов в мин) практически невозможно; в этих случаях за отказ принимают величину погружения сваи за 1 мин. Отказы измеряют с погрешность не более 1 мм. Сваи, не давшие контрольного отказа после перерыва продолжительностью в 3-4 дня, подвергают контрольной добивке. Если глубина погружения не достигла 85% проектной, а на протяжении трех последовательных залогов получен расчетный отказ, выясняют причины этого явления и согласовывают с проектной организацией порядок дальнейшего проведения свайных работ. Для определения несущей способности проводят динамические испытания свай. При динамическом испытании определяют несущую способность сваи в зависимости от энергии удара свайного погружателя при ее забивке. Отказы при этом способе устанавливают с помощью отказомеров, которые можно ставить на грунт или подвешивать на сваю.
При вибрационном методе погружения сваю погружают при помощи вибрационных машин. Суть метода состоит в том, что при интенсивной вибрации (амплитуда и частота колебаний) преодолевается сопротивление трения на боковой поверхности сваи и лобовое сопротивление, возникающее под острием сваи, что позволяет погрузить сваю на проектную глубину. Амплитуда колебаний и масса вибросистемы должны обеспечить разрушение структуры грунта с необратимыми деформациями. Вибрационный способ применяют в основном для погружения шпунта и свай-оболочек в несвязные водонасыщенные грунты. Высокочастотные подрессорные вибропогружатели применяются для погружения деревянного шпунта, а также для нетяжелых железобетонных свай и стальных труб; тяжелые низкочастотные вибропогружатели используются для погружения свай-оболочек и т. п. При выборе низкочастотных погружателей (420 колебаний в мин), применяемых при погружении тяжелых железобетонных свай и оболочек диаметром 1000 мм и более, нужно, чтобы число, выражающее момент эксцентриков в кг·м, превосходило число, выражающее массу вибросистемы, не менее чем в 7 раз для легких грунтов и в 11 раз для средних и тяжелых грунтов. При вибрационном погружении в глину или тяжелый суглинок под нижним концом сваи образуется перемятая глинистая подушка, вызывающая значительное (до 40%) снижение несущей способности сваи. Для устранения этого явления сваю погружают на последнем этапе длиной 15-20 см ударным методом. Для погружения легких свай (массой до 3 т) и металлического шпунта в грунты, не оказывающие большого лобового сопротивления, применяют высокочастотные (1500 и более колебаний в мин) вибропогружатели с под рессорной пригрузкой. Вибрационный метод погружения свай в плотные маловлажные грунты применим только при устройстве лидирующих скважин.
Вибрационное погружение свай-оболочек производится согласно проекту с извлечением или без извлечения грунта из полости сваи. Для удаления грунта используются грейферы, виброгрейферы и эрлифтовые установки. Вибропогружатели данного вида имеют проходное отверстие, благодаря чему можно чередовать погружение и извлечение грунта без снятия вибратора. При большой глубине погружения и недостаточной погружающей способности вибромеханизма применяется подмыв грунта с подачей воды под большим давлением. При погружении свай-оболочек малого диаметра (до 1,2 м) применяется центральный подмыв с одной трубкой, установленной внутри сваи, а при большем диаметре — двумя или несколькими трубками, установленными снаружи. Внутренний диаметр трубок принимается от 37 до 131 мм, давление воды — 0,4-2 МПа и более. Грунт вместе е водой по затрубному пространству выносится на поверхность и отводится в сторону. Последние 0,5-1 м до проектной, отметки свая погружается без подмыва. Подмыв снижает несущую способность сваи и при расчете это необходимо учитывать. Способ подмыва дает хороший результат только в тех грунтах, которые поддаются размыву водой, т. е. несвязных или малосвязных; подмыв в макропористых (лессовых) просадочных грунтах исключен. При вибрационном погружении шпунта через 2-2,5 м по длине шпунтового ограждения погружаются маячные сваи, к которым крепят горизонтальные направляющие таким способом, чтобы расстояние между ними в свету равнялось толщине шпунта. Гребень шпунта должен быть направлен вперед по ходу погружения. При погружении металлического шпунта большой длины направляющие устраиваются в два и более ярусов. В некоторых случаях применяется виброударный метод погружения свай с помощью вибромолотов. Вибромолоты могут самонастраиваться, т. е. увеличивать силу удара с повышением сопротивления грунта погружению свай.
Для погружения в грунт свай методом статического вдавливания применяются специальные установки. Сваи при этом погружают в заранее пробуренные лидерные скважины, диаметр и глубину которых подбирают опытным погружением сваи. Лидерная скважина, пробуриваемая с целью уменьшения сопротивления грунта внедрению сваи, одновременно является направляющей для погружения сваи. Более эффективным является способ динамического (вибрационного) вдавливания свай с помощью вибровдавливающих установок; в этом случае свая погружается за счет комбинированных действий вибрации и статической пригрузки. Применение вибровдавливания позволяет повысить эффект погружения, т. е. увеличить размер сваи, осуществить погружение в более плотные грунты, отказаться от устройства лидерной скважины.
Метод завинчивания свай применяют главным образом при устройстве фундаментов под мачты электропередач, радиосвязи и т. п., где могут быть использованы несущая способность винтовых свай и их сопротивление выдергиванию. Завинчивают железобетонные и стальные сваи со стальными наконечниками с помощью специальной техники (сваи небольшого диаметра длиной до 8 м) или с помощью кабестанов (кабестан представляет собой механизм, включающий пару захватов, обнимающих сваю и передающих ей вращательное движение при погружении в грунт) с установленными на них электродвигателями.
Электроосмос применяют для облегчения процесса погружения свай в глинистых грунтах тугопластичной, полутвердой и твердой консистенции. После кратковременного действия постоянного тока вокруг забиваемой сваи, подключенной в сеть в качестве катода, влажность грунта возрастает и в нем возникают водонасыщенные зоны, благодаря этому понижается сопротивление грунта и сваи легко погружаются в грунт. У ранее забитой сваи, служащей анодом, образуется зона грунта со сниженной влажностью. После прекращения подачи тока происходит восстановление первоначального состояния грунтовых вод, прочность грунта восстанавливается и несущая способность свай, являвшихся катодами, возрастает. Наибольший эффект от применения метода электроосмоса наблюдается при погружении свай в глинистые грунты со степенью водонасыщения, близкой к единице.
Рисунок 5.8 - Способы погружения свай в мерзлые грунты:
а — обычная забивка при глубине промерзания менее 30 см; б — забивка с помощью пробойника при глубине промерзания до 50 см; в — установка в оттаянный грунт; г — забивка в лидерную скважину, диаметр которой меньше наибольшего размера сваи; 1 — свая; 2 — мерзлый грунт; 3 — приямок в мерзлом грунте; 4 — оттаянный грунт; 5 — лидерная скважина
Погружение свай в мерзлые грунты имеет свои особенности (см. рисунок 5.8). Без дополнительных операций, но с некоторым снижением производительности установок удается обходиться при погружении свай мощными молотами и вибромолотами, если глубина промерзания не превышает 0,7 м. Забивка свай молотами без дополнительных мер допускается при небольшой глубине промерзания — до 0,3 м; при промерзании не более 0,5 м с успехом используется пробойник, при этом пробойник погружают на всю глубину мерзлого грунта и затем извлекают, сваю устанавливают в образовавшуюся лунку и добивают до проектной отметки. В остальных случаях создаются условия, близкие к летним. С этой целью предотвращают замерзание грунта путем заблаговременного утепления мест забивки свай подручными материалами. Чтобы уменьшить глубину промерзания, дно котлована засыпают слоем снега высотой 70-80 см; по мере производства работ снег убирают бульдозером. Мерзлый грунт на месте забивки свай разрушают механическими способами, принятыми при разработке мерзлых грунтов; устраивают лидирующие скважины или нарезают прорези по рядам будущих свай; оттаивают слой мерзлого грунта. Грунт оттаивают с помощью ручных или станковых термобуров с реактивными горелками. Грунт на глубину 6-8 м оттаивают паровыми или электрическими трубками (электронагреватели устанавливают в узкие скважины, пробуренные в грунте до отметки 25-30 см выше глубины промерзания), а сваи погружают молотами или вибропогружателями сравнительно небольшой мощности. Необходимо учитывать, что при устройстве лидирующих скважин несущая способность висячих свай может снижаться на 15-20%, при оттаивании несущая способность сваи повышается на 10-15%.
5.1.1 Устройство набивных свай
Завинчивание свай, имеющих винтовые наконечники, осуществляется или самоходной установкой, смонтированной на базе автомобиля, или специальным механизмом — электрокабестаном.
Процесс погружения сваи в грунт может быть значительно облегчен и ускорен, если сильная струя воды размывает грунт под концом сван, для чего в теле сваи могут быть оставлены каналы или смонтированы трубы для подачи воды к острию сваи.
Набивные сваи изготовляют в пробуренных в грунте скважинах. Перед заполнением скважины бетоном в нее погружают обсадные трубы, предохраняющие стенки скважины от обрушения. Если проектом предусмотрено армирование сваи, то готовый арматурный каркас опускают в обсадную трубу. Бетон подается но трубе с воронкой в скважину небольшими порциями, каждая из которых тщательно уплотняется. По мере извлечения обсадной трубы бетонная смесь заполняет грунтовую полость. После полного извлечения трубы в грунте остается готовая бетонная или железобетонная набивная свая. В отдельных случаях, предусмотренных проектом, обсадную трубу не извлекают, а оставляют в грунте как элемент конструкции сваи.
Набивные сваи большого диаметра (до 1,2 м) и большой глубины (до 60 м) могут изготовляться с помощью специальных станков французской фирмы «Бенато» или японской фирмы «Като». Станок погружает обсадную трубу в грунт вдавливанием, сочетаемым с вращательным движением. Выемка грунта производится специальным грейфером.
После погружения обсадной трубы до проектной отметки ее заполняют бетоном и одновременно извлекают трубу из скважины. При этом низ обсадной трубы должен быть погружен в уложенный слой бетона не менее чем на 2 м. Обсадную трубу извлекают поступательно-вращательным движением, что обеспечивает требуемое уплотнение бетонной смеси. Армирование свай производят арматурными каркасами длиной 6 м, которые спаривают по мере их опускания в скважину.
Для увеличения несущей способности слабых грунтов часто применяют набивные песчаные сваи. В этом случае вибрированием в грунт погружается обсадная металлическая труба, имеющая внизу крышки в виде лепестков. Опустив трубу до проектной отметки, ее заполняют влажным песком и начинают медленно извлекать. При этом лепестки наконечника раскрываются и уплотненный под действием вибрации песок заполняет скважину.
Буронабивные сваи — специальные сваи для сложных грунтовых и окружающих условий. Буровая свая состоит из обсадной трубы и, при необходимости, стального сердечника. В качестве стального сердечника может использоваться твердый круглый стержень или труба. Обсадная труба погружается в несущий пласт грунта. Буровая свая удерживается на несущем пласте либо своим основанием, либо основанием и стволом. В случае необходимости, контакт с несущим пластом может быть обеспечен путем бетонирования по всей длине стволов свай, объединенных в несущем пласте. Характерной чертой буровых свай является то, что наивысшая несущая способность свай прямо пропорциональна их площади поперечного сечения.
Микросваи - представляют собой малые железобетонные сваи прямоугольного или трапецеидального поперечного сечения площадью до 300 см2 и длиной в основном от 2,5 до 5,5 м. Глубина забивки или задавливания свай определяется грунтовыми условиями и нагрузками от здания с учетом надежности анкеровки свай при морозном пучении грунта. В результате замены микросваями традиционных блочных или монолитных фундаментов на естественном основании сокращается расход цемента и бетона в 3,5 раза.
Фундаментная плита - применяют при неравномерной сжимаемости грунтов, слабых, разрушенных, размытых, насыпных грунтах, необходимости защиты от высоких грунтовых вод или значительном увеличении нагрузки от веса здания. Плитные монолитные фундаменты конструируют в виде плоских или ребристых плит, обязательно армируют.
Водопонижение - временное понижение уровней или напоров подземных вод при сооружении котлованов, проходке горных выработок на месторождениях полезных ископаемых, туннелей, строительстве метрополитенов и т.п. В зависимости от глубин осушаемых выработок и фильтрационных свойств горных пород водопонижение осуществляется различными средствами.
1. По характеру работы в грунте сваи размещаются на:
а) сваи-стойки, железобетонные, металлические;
б) стальные, висячие сваи, бетонные;
в) висячие сваи; сваи-стойки;
г) бетонные, железобетонные, металлические, деревянные.
2. Отказ свай это:
а) уменьшение погружения;
б) разрушение свай;
в) завершение погружения;
г) погружение на одну и ту же величину.
3. Перечислите способы устройства набивных свай.
а) вращательный, сухой, взрывной;
б) взрывной, вибрационный, ударный;
в) ударный, вращательный, сухой;
г) сухой, вибрационный, завинчивания.
4. Минимальное число свай в фундаменте колонн:
а) две;
б) три;
в) четыре;
г) пять.
5. Ростверк, объединяющий сваи поверху может быть:
а) монолитным;
б) сборным;
в) монолитным, сборным;
г) кирпичным.
(4 ч.)
План лекции:
1. Назначение и область применения каменной кладки.
2. Виды кладки и ее элементы.
3. Материалы, приспособления, инструменты.
4. Способы укладки кирпича в конструкции.
5. Организация рабочего места и труда каменщиков.
6. Особенности технологии выполнения кирпичной кладки при отрицательных температурах.
|
|
|
