МЕТОДЫ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ

Набивные сваи устраивают на месте их проектного положе­ния путем укладки (набивания) в полости (скважины), образуе­мые в грунте, бетонной смеси или песка (грунта). Сваи часто делают с уширенной нижней частью — пятой. Уширение получают путем разбуривания грунта специальными бурами, распирания грунта усиленным трамбованием бетонной смеси в нижней части скважины или путем взрывания заряда взрывчатого вещества.

В зависимости от способов создания в грунте полости и мето­дов укладки и уплотнения материала набивки сваи подразделя­ют на буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные и ■ частотрамбованные.

Устройство буронабивных бетонных и железобетонных свай. Характерной особенностью технологии устройства буронабивных свай являются предварительное бурение скважин до заданной отметки и последующее формирование ствола сваи.

В зависимости от грунтовых условий буронабивные сваи уст­раивают одним из следующих трех способов: без крепления сте­нок скважин (сухой способ), с применением глинистого раство­ра для предотвращения обрушения стенок скважин, с креплени­ем скважин обсадными трубами.

Сухой способ (рис. VIII. 16) применим в устойчивых грун­тах, которые могут держать стенки скважины (просадочные и глинистые твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции). Технология устройства таких свай состоит в следующем. Метода­ми вращательного бурения (шнековая колонна или ковшовый бур) в грунте разбуривают скважину необходимого диаметра и на заданную глубину. После достижения забоем скважины проект­ной отметки в необходимых случаях нижнюю часть скважины расширяют с помощью специальных расширителей, закрепленных на буровой штанге и входящих в комплект бурового станка. Принцип работы расширителя следующий: давление, передавае­мое через штангу, раскрывает шарнирную систему ножей расши­рителя; при вращении штанги ножи срезают грунт, попадающий в бадью, расположенную под расширителем. За 4—5 операций ‘срезывания и извлечения грунта образуется уширенная полость диаметром до 1,6 м. После приемки скважины в установленном порядке при необходимости в ней монтируют арматурный кар­кас и бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). Применяемые в строительстве бетонолитные трубы, как правило, состоят из отдельных секций и имеют стыки, позволяю­щие быстро и надежно соединять трубы. В приемную воронку бетонную смесь подают непосредственно из автобетоносмесителя или с помощью специального загрузочного бункера. По мере укладки бетонной смеси бетонолитную трубу извлекают из сква­жины. Уплотняют бетонную смесь в скважине с помощью вибра­торов, укрепленных на приемной воронке бетонолитной трубы. По окончании бетонирования скважины голову сваи формуют в

МЕТОДЫ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ

Сваи в зимних условиях; 1 — шнековая бурильная установка; 2 — расширитель; 3 — кран

Грузоподъемностью 10…12 т; 4 — бетонолитная труба; 5 — загрузочный бункер

МЕТОДЫ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ

VIII.17, Технологическая схема устройства буронабивных свай под глинистым растворам а — бурение скважины; б — устройство ушнрениой полости; а — установка арматурного кар­каса; г — установка бетонолитной трубы с вибробуикером и воронкой; д — бетонирование скважины методом ВПТ; е — утепление оголовка сван в зимних условиях; 1 — буровой ста­нок; 2 — глиносмеситель; 3 — насос; 4 — расширитель; 5 — бетонолитная труба с вибро­буикером

МЕТОДЫ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ

VIII.18. Технологическая схема устройства буронабивных свай с применением обсадных труб а — монтаж ротора и ‘забуривание скважины с одновременным погружением обсадной тру­бы; б —проходка скважины; в— зачистка забоя скважины; г — установка арматурного кар­каса; д — заполнение скважины бетонной смесью, извлечение обсадной трубы; е — формо­вание головы сваи в инвентарной кондукторе

Специальном инвентарном кондукторе и в зимнее время защища­ют утеплителем. Чаще всего по этой технологии ИЗГОТОВЛЯЮТ <3у — ронабивные сваи "диаметром 400, 500, 600, 1000 и 1200 мм и длиной до 30 м.

Глинистый раствор для удержания стенок скважин от обру­шения применяют при устройстве буронабивных свай (рис. VIII. 17) в неустойчивых обводненных грунтах. В этом случае сква­жины бурят вращательным способом. Однако при проходке по скальным включениям и прослойкам используют сменные рабо­чие органы ударного типа (грейферы, долота). Глинистый раст­вор поступает в скважину по пустотелой буровой штанге. За счет гидростатического давления, оказываемого этим раствором, плотность которого 1,2… 1,3 г/см3, устраивают сваи без обсадных труб. Глинистый раствор готовят на месте производства работ преимущественно из бентонитовых глин, и по мере бурения его нагнетают в скважину. Поднимаясь по скважине вдоль ее сте­нок, глиняный раствор попадает в зумпф откуда возвращается насосом в буровую штангу для дальнейшей циркуляции. Затем в скважину устанавливают арматурный каркас. Бетонную смесь подают с помощью вибробункера с бетонолитной трубой, которую опускают в скважину. Вибрируемая бетонная смесь, поступая в скважину, вытесняет глинистый раствор. По мере заполнения скважины бетонной смесью бетоновод извлекают.

Рассмотренный метод крепления стенок скважин является на­иболее простым. Однако он недостаточно надежен и весьма тру­доемок при производстве работ зимой.

Устройство буронабивных свай с креплением стенок скважин обсадными трубами (рис. VIII. 18) возможно в любых геологи­ческих и гидрогеологических условиях. Обсадные трубы можно оставлять в грунте или извлекать из скважин в процессе изготов­ления свай (инвентарные трубы). Секции обсадных труб, как правило, соединяют стыками специальной конструкции или с помощью сварки. Погружают обсадные трубы в процессе буре­ния скважины гидродомкратами, а также посредством забивки трубы в грунт или вибропогружением. Бурят скважины враща­тельным или ударным способом специальными установками.

При ударном бурении обсадная труба погружается в груш по мере разработки скважины. При этом отдельные секции обсадных труб наращивают по мере необходимости.

При вращательном способе бурения вначале пробуривают ли — дерную скважину на длину секции обсадной трубы, после чего в скважину погружают обсадную трубу. Затем бурят следующий участок скважины, после чего наращивают и погружают в сква­жину очередную секцию обсадной трубы. Эти операции повто­ряют до окончания бурения скважины на проектную отметку.

После зачистки забоя и установки в скважине арматурного каркаса скважину бетонируют методом ВПТ. По мере заполне­ния скважины бетонной смесью инвентарную обсадную трубу извлекают. При этом специальная система домкратов, смонтиро­ванных на установке, сообщает обсадной трубе возвратно-посту­пательное и полувращательное движение, дополнительно уплот­няя бетонную смесь. По окончании бетонирования скважины го­лову сваи формуют в специальном инвентарном кондукторе.

Для устройства уширений в основаниях свай, как правило, применяют взрывной способ. Для этого (рис. VIII. 19) в пробу­ренной скважине устанавливают обсадную трубу так, чтобы ее нижний конец не доходил до дна скважины на 1,2… 1,5 м, т. е был за пределами действия камуфлетного взрыва. В обсадную трубу опускают на дно скважины заряд взрывчатки расчетной массы и выводят проводники от детонатора к подрывной машине. Трубу заполняют бетонной смесью и производят взрыв. Энергия взрыва уплотняет грунт и создает сферическую полость, которая немедленно заполняется бетонной смесью из обсадной трубы. Окончательно заполняют скважину описанным выше способом.

В СССР буронабивные сваи изготовляют диаметром 880… 1200 мм, длиной до 35 м. Для устройства буронабивных свай используют литую бетонную смесь с осадкой конуса 16…20 см.

Пневмонабивные сваи применяют при устройстве свайных фундаментов в грунтах с большим притоком воды, затрудняющим сооружение буронабивных свай. В этом случае бетонную смесь укладывают в полость обсадной трубы при постоянном повышен­ном давлении воздуха (0,25…0,3 МПа), который подается от компрессора через ресивер. Бетонную смесь подают небольшими порциями через специальное устройство — шлюзовую камеру, действующую по принципу пневмонагнетательных установок, при­меняемых для транспортирования бетонной смеси. Шлюзовые камеры состоят из двух отрезков труб, соединенных фланцами, ко­торые имеют верхние и нижние отверстия, закрываемые клапана­ми. При подаче смеси через воронку в верхнюю камеру закрыт ее нижний клапан; после подачи порции верхний клапан верхней камеры закрывается, а нижний открывается и т. д. В целях эко­номии сжатого воздуха применяют герметизированные бетоносме­сители.

Армируют пневмонабивные сваи путем погружения стержней арматуры в свежий бетон.

Вибротрамбованные сваи (рис. VIII. 20) используют в сухих связных грунтах, в которых можно укладывать бетонную смесь в открытую скважину глубиной 4…6 м.

Такие сваи устраивают следующим образом. В грунт с помощью вибропогружателя, подвешенного к экскаватору, погружают стальную обсадную трубу, имеющую на конце съемный железо­бетонный башмак.

После погружения трубы вибропогружатель снимают и внут­реннюю полость трубы заполняют на 0,8… 1 м бетонной смесью. С помощью трамбующей штанги, подвешенной к вибропогружателю, смесь трамбуют, в результате чего она вместе с башмаком вдавли­вается в грунт, образуя при этом уширенную пяту. Заполнив бетон­ной смесью обсадную трубу, ее извлекают из грунта с помощью

VIII.19. Схема образования камуфлетиой пяты

А — обсадная труба; б — скважина, запол­ненная бетонной смесью; в — образование камуфлетиой пяты; 1 — обсадная труба с воронкой; 2 — заряд взрывчатого вещест­ва; 3 — камуфлетнан пята

МЕТОДЫ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ

VI 11.20. Технологическая схема устройства вибротрамбоваииых свай а — образование скважины; б — укладка первой пордин бетонной смеси; в — уплотнение бетонной смеси трамбующей штангой, жестко соединенной с вибропогружателем; г — ук­ладка и уплотнение последующих слоев бетонной смесн; д — извлечение обсадной трубы н установка арматурного каркаса в голове сван

Экскаватора при работающем вибропогружателе. После извлече­ния трубы устанавливают арматурный каркас для связи головы сваи с железобетонным ростверком.

Частотрамбованные сваи устраивают путем забивки обсадных труб, опирающихся на металлический (обычно чугунный) нако­нечник. Затем в полости, образованной обсадной трубой, устраи­вают армированную (или неармированную) сваю, уплотняя бе­тонную смесь с помощью ударов паровоздушного молота двойно­го действия, передающихся через трубу.

Частотрамбованные сваи (рис. VIII.21) устраивают с помощью специально оборудованного копра в такой последователь­ности. На копер лебедкой поднимают паровоздушный молох — двойного действия и обсадную трубу, которая в верхней части

МЕТОДЫ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ

VJJJ.21. Технологическая схема устройства частотрамбованиых свай

А — подъем в рабочее положение обсадной трубы и молота; б — погружение обсадной тру­бы; в — установка арматурного каркаса; г — подача бетонной смесн в полость трубы; д — извлечение обсадной трубы с одновременным уплотнением бетонной смесн; -1 — копер; 2 — молот двойного действия; 3 — лебедка; 4 — обсадная труба; 5—арматурный каркас; 6 — внбробадья; 7 — приемная воронка

А) 5)

1

МЕТОДЫ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ

B

• I

W

VIII.22. Схема устройства песчаных (грун­товых) набивных свай а — погружение обсадной трубы; б — из-» влечение трубы; в — раскрывающийся на­конечник; / — вибропогружатель; 2 — об­садная труба; 3 — шарнир; 4 — створка наконечника; 5 — кольцо

Имеет оголовок. На нижний конец обсадной трубы насаживают металлический башмак со смоляным канатом, чтобы исключить проникание в трубу воды. Под действием ударов молота обсад­ная труба погружается до проектной отметки. Погружаясь, труба раздвигает частицы грунта и уплотняет его. Затем молот подни­мают и в полость трубы опускают арматурный каркас (если сваи армируются). Из вибробадьи с помощью каната через воронку подают в полость обсадной трубы бетонную смесь с осадкой ко­нуса 8… 10 см.

Параллельно с укладкой смеси извлекают (вытягивают) об­садную Трубу из грунта, причем металлический башмак остает­ся у основания сваи. В это время молот двойного действия, вновь

\

Соединенный с обсадной трубой, уплотняет бетонную смесь. При этом сила его погружающего удара в 2 раза меньше выдерги­вающих усилий, передаваемых на обсадную трубу. При ударах молота, направленных вверх, труба должна извлекаться на 4…S см из грунта, а при ударах, направленных вниз,— погружаться на 2…3 см. Удары, направленные вниз, наряду с вибрационным воздействием трубы значительно уплотняют бетонную смесь, впрессовывая ее в стенки скважины, что в свою очередь допол­нительно уплотняет грунт.

Песчаные (грунтовые) набивные и грунтобетонные сваи применяют для уплотнения слабых грунтов. В этих случаях ис­пользуют самоходные стреловые краны со специальными приспо­соблениями в виде стальной обсадной трубы с коническим четы — рехлопастиым раскрывающимся наконечником. Трубу заполняют песком (грунтом) и с помощью вибропогружателя погружают на проектную глубину (рис. VIII.22). Когда труба движется вверх, кольцо, открывающее лепестки наконечника, спадает и остается в грунте, а песок (сухой грунт) заполняет скважину. Песок уплотняют за счет вибрации от погружателя или трамбов­ками с помощью легкого копра. Таким способом выполняют на­бивку скважин на глубину до 7 м.

В последние годы стали устраивать грунтобетонные сваи, для чего применяют бурильно-крановые машины с пустотелой буро­вой штангой, имеющей на конце смесительный бур с режущими и перемешивающими лопастями. Через штанги нагнетают раство — ронасосом водоцементную суспензию, изготовляемую в раство — росмесителе. Смесительный бур при обратном вращении и извле­чении послойно уплотняет грунт, насыщенный водоцементной эмульсией. В результате образуется ґрунтобетонная свая, изго­товленная на месте без выемки грунта.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *