Буронабивные сваи. Устройство набивных свай

Понятие «набивные сваи» объединяет большое число различных конструкций свай и методов их изготовления. Но для всех видов набивных свай принципиально общей является основная технологическая схема: в грунте тем или иным методом устраивают скважину, которую затем заполняют бетоном.

Если до заполнения скважины бетоном в нее опускают стальной арматурный каркас, то получается железобетонная набивная свая. ,

Применение того или иного способа устройства скважины и способа заполнения ее бетоном зависит от многих факторов: геолого- и гидрогеологических условий строительной площадки, эксплуатационных требований к свайному фундаменту, механовооружен-ности строительства и т. п.

Как отмечалось ранее, технологию устройства набивных свай впервые предложил инженер А. Э. Страусе, который применял их в 1899 г. на строительстве зданий управления Юго-западными железными дорогами России.

Набивные сваи были широко распространены в начале XX в. Кроме свай Страусса тогда появились и другие их системы: «Комп-рессоль» (Франция, 1900 г., конструкция предложена Дюлаком), «Симплекс» (США, 1903 г., предложена Ф. Шуманом), «Франки» и «Франкиньоль» (Франция, 1909, предложены Ф. Франкиньолем) и др..

К настоящему времени в разных странах разработано большое количество различных видов бетонных и железобетонных набивных свай.

В Советском Союзе набивные сваи применялись ранее в мостостроении, при строительстве крупных зданий (некоторых новых высотных в Москве), при сооружении Белгородской ЦЭС и Кине-шемской ТЭЦ, а также для усиления фундаментов ранее выстроенных зданий (Малый театр в Москве, надстройка здания Госбанка) и др.

Ограниченное применение набивных свай в довоенный период объясняется в основном их относительно высокой стоимостью по сравнению со стоимостью устройства других видов фундаментов. Поэтому набивные сваи раньше применяли в тех случаях, когда нельзя было использовать забивные сваи из-за вибраций, возни

кающих в грунте в процессе их забивки, или когда устроить фундаменты без свай затруднительно.

Возросшие возможности техники бурения, вибропогружения,

взрывания в шпурах, бетонирования, а также создание новых ма

шин для устройства набивных свай - все это вместе взятое в по

следние 10-15 лет повысило интерес к устройству набивных свай

и обусловило появление новой машинной технологии и новых кон

струкций.

В настоящее время из общего объема свайных фундаментов в стране, достигающего 5 млн. м3 железобетона в год, 10% приходится на набивные сваи. В США, ФРГ, Японии и некоторых других странах, отличающихся специфическими условиями строительства (оборудование, кадры) и иными его масштабами, набивные сваи составляют 40-60% объема применения всех видов свай.

В отечественном строительстве широко применяют набивные сваи на ведущих промышленных стройках страны - КамАЗе, Нижнекамском нефтехимкомбинате, Атоммаше и др. Применение набивных свай в ряде случаев дает значительный эффект. Например, на строительстве КамАЗа экономия прямых затрат составила 7 млн. руб. по сравнению с устройством несвайных фундаментов, а общий экономический эффект с учетом сокращения сроков строительства (расчетный) превышает 100 млн. руб.

На строительстве Камского автозавода устройство набивных свай велось впервые с внедрением поточной технологии и организации работ. Практика этого строительства и обширные исследования, проведенные НИС Гидропроект, отражены в данном разделе.

Характерными современными тенденциями в области устройства набивных свай являются следующие: повышение несущей способности этих свай путем увеличения площади их опирания на грунт; применение коротких набивных свай (2,5-6 м) в массовом жилищном строительстве; создание специализированных строительных организаций, выполняющих работы по устройству набивных свай.

При описании способов выполнения работ по устройству набивных свай будет рассмотрено изготовление так называемых грунтовых свай. Скважины для таких свай делают в основном теми же способами, что и для набивных бетонных свай, а затем заполняют грунтом.

По конструктивному назначению, размещению в плане и работе, в грунте между бетонными сваями и грунтовыми имеется принципиальное различие. Бетонные или железобетонные сваи представляют собой жесткие стержни, составляющие основную часть свайного ф у н д а м е н т а. От таких свай нагрузка от сооружения передается грунту. Понятие же «грунтовая свая» является условным. Назначение последней состоит только в уплотнении грунта, залегающего ниже подошвы фундамента. По окончании работ по уплотнению грунта грунтовыми сваями они физически перестают существовать и вместе с уплотненным грунтом образуют более или менее однородное искусственное основание. Чем больше материал

грунтовых свай по своим свойствам и составу приближается к свойствам и составу уплотняемого грунта, тем однороднее будет и с-кусственное основание.

В настоящем разделе описаны современные методы изготовления набивных бетонных и железобетонных свай, применяемых в отечественной и зарубежной практике, а также особенности конструкций фундаментов на набивных сваях.

§ 2. Виды набивных свай и способы их изготовления

В зависимости от материала, конструкции и способов изготовления различают следующие виды набивных свай:

по материалу - бетонные, железобетонные, песко- и грунто-бетонные, песчаные, грунтовые, комбинированные с применением металлической, асбоцементной и синтетических оболочек, сборного железобетона, дерева;

по глубине заложения - короткие (до 6 м) и длинные (более 6 м). - Кроме этого, набивные сваи подразделяют:

в зависимости от расположения свай в плане - одиночные, свайные кусты, полосы и поля;

по способу заделки - со свободной головой и заделкой в бетон ростверка или фундаментной плиты;

по отношению оси к горизонтальной плоскости - вертикальные и наклонные;

по горизонтальному сечению ствола - круглые сплошные и кольцевые;

по вертикальному сечению ствола - цилиндрические, гофрированные, конические, с уширенной пятой;

по характеру работы в грунте - висячие сван, сваи-стойки и анкерные.

Способы образования скважин следующие: механическое и вибромеханическое бурение, пробивка отверстий конусом или лидер-ной трубой, бурение под глинистым раствором, взрывной метод.

Применяют следующие способы бетонирования ствола: прямое, с применением вертикально перемещающейся трубы (ВПТ), под глинистым раствором, под защитой обсадной трубы, бетонирование с трамбованием, пневмо- и гидропрессование, раздельное бетонирование и др.

Способы образования уширен и й стволов возможны следующие: механическое трамбование, механическое бурение сухим способом или под глинистым раствором, гидро- и электромеханическим раздавливанием, термомеханическим бурением, вибрированием, пневмо- и гидропрессованием и взрывным методом.

В основу предлагаемой в настоящей работе классификации, набивных свай положены способы устройства скважин и методы их бетонирования.

На практике применяют два основных способа образования скважин под набивные сваи для последующего заполнения их бетоном: бурением или пробивкой грунта. По первому способу в зависимости от грунта скважины бурят без укрепления стенок или с укреплением их глинистым раствором, а также под защитой обсадных труб. По второму способу скважины пробивают тоже в зависимости от вида грунта сердечниками или трубами с глухим нижним концом, трубами с теряемым башмаком или трубами-оболочками с глухими нижними концами, которые остаются в грунте. Последний метод является переходным к установке забивных полых свай с глухим нижним концом.

Схемы образования скважин для устройства набивных свай показаны на 10.1. Как видно из схемы, устройство набивных свай можно разделить на шесть основных групп. В первые три группы входят те виды набивных свай, для устройства которых скважины образуют бурением. Эти группы получили общее название буро-набивных свай.

Три группы набивных свай, для устройства которых скважины пробивают, пока еще не имеют объединяющего названия.

Ниже дана краткая характеристика шести групп свай с учетом методов их устройства.

I группа - сваи, для которых скважины образуют бурением сухим способом без глинистого раствора и обсадных труб: скважины бурят роторным или другим способом без уширения ствола или пяты или с уширением (сваи камуфлетные, с разбуриваемой пятой, лучевидные); скважины образуют с лидерным буровым шпуром с последующим увеличением их диаметра до заданных размеров с помощью взрыва (гофрированные сваи и др.); то же, роторным бурением из разбуриваемых пород с добавлением цемента (грунтобетонные сваи).

II группа - сваи, для которых скважины образуют роторным

бурением без обсадных труб, а бетонирование ведут под глинис

тым раствором: диаметром до 1 м (системы НИИСП Госстроя

УССР и др.); диаметром более 1 м - буровые опоры (системы

ЦНИИС Минтрансстроя и др.).

III группа - сваи, для которых бурят скважины с примене

нием обсадной трубы, бетонирование производят под защитой по

степенно извлекаемой трубы: бетонирование ведут механическим

трамбованием бетона, подаваемого в скважину (сваи системы

Страусса, Беното и др.); сваи образуют пневматическим прессо

ванием бетона (сваи системы Вольфсхольтца, Грюна, Медведева,

Боженкова и Гузеева); бетонирование ведут гидравлическим прес

сованием бетона (сваи системы «Мает - Михаэлис» и др.).

IV группа - сваи, для которых отверстия в грунте образуют

штампами и бетонирование ведут без обсадки: сваи, для которых

отверстия в грунте пробивают конусами-штампами (сваи систем

«Компрессоль», Пангаева, опоры в вытрамбованных котлованах

и др.); отверстия в грунте образуют виброметодом или вдавлива

нием (сваи конусные и др.).

V группа - сваи, для которых скважины образуют забивкой

в грунт массивной оболочки со съемным башмаком или раскрыва

ющимся наконечником; бетонирование производят с постепенным

извлечением оболочки (сваи систем «Симплекс», «Або-Лоренц»,

«Франки», частотрамбованные и др.).

VI группа - сваи, для которых скважины образуют забив

кой в грунт металлической оболочки, остающейся в грунте: в

грунт забивают металлическую оболочку с сердечником (или без

него), затем сердечник удаляют и оболочку заполняют бетоном

(сваи систем Штерна, Раймонда, Монотюба, Макартура, Вильгель-

ми, Луги и др.); забитую в грунт массивную металлическую обо

лочку заменяют более тонкой, остающейся в грунте с последую

щим бетонированием (сЕаи систем Макартура, Вестерна и др.).

Указанные в этой классификации границы между различными группами свай условны и подвижны. На практике применяют набивные сваи всевозможных комбинированных конструкций, и число возможных комбинаций весьма велико. В мировой и отечественной практике насчитывают до 190 типов набивных свай. Например, камуфлетные сваи нами отнесены к I группе (описаны они в гл. 13). Этот же тип свай изготовляют под защитой обсадных труб (II группа), в скважинах, образуемых забивкой оболочки (V группа). Предпочтение в данном случае отдано I группе по методическим соображениям - как наиболее простому.способу устройства ка-муфлетных свай.

На выбор способа устройства набивных свай, зависящего от многих факторов, прежде всего оказывают влияние геологические и гидрогеологические условия строительной площадки. Решая вопрос о применении буронабивных свай или же свай, скважины для которых устраивают забивкой, следует иметь в виду, что в случае устройства набивных свай IV, V и VI групп околосвайный грунт уплотняется, вследствие чего несущая способность таких свай становится близкой несущей способности забивных свай. "

Конструкции распространенных в настоящее время буронабивных свай I, II и III групп целесообразны тем, что они позволяют применять сваи больших диаметров и облегчают устройство уширенной пяты. В конечном счете можно изготовлять набивные сваи этих групп с несущей способностью, значительно превосходящей несущую способность забивных и набивных свай IV-VI групп.

Современная технология изготовления буронабивных свай с помощью комплексных агрегатов дает возможность устраивать их с уширенной пятой. Поэтому в дальнейшем будут рассмотрены отдельные вошедшие в практику строительства приемы изготовления буронабивных свай как с уширенной пятой, так и без нее.

§ 3. Способы устройства уширенной пяты

Для повышения несущей способности буронабивных свай во многих случаях целесообразно увеличить площадь их опирания.

Ниже рассмотрены шесть основных способов устройства уширенных пят свай: 1) различными приемами механического трамбования бетона в скважинах; 2) виброударным способом, изготовления набивных свай; 3) путем пневматического прессования ствола набивной сваи. Этот метод применим при устройстве свай Вольф-схольтца, Боженкова и Гузеева, Грюна, т. е. для свай II типа; 4) специальными разбуривающими механизмами, с помощью которых ниже забоя скважины образуется шаровидное пространство диаметром, значительно превышающим диаметр скважины. Образованную шаровидную полость заполняют бетоном; 5) с помощью камуфлетного взрыва. В скважину опускают заряд взрывчатого вещества, затем часть ее заполняют пластичным или литым бетоном, после чего производят взрыв. Полость ниже забоя скважины, образующаяся после взрыва, тотчас заполняют бетоном, поступающим из ствола скважины; 6) с помощью электромеханического или электрогидравлического устройства, раздвигающего (раздавливающего) грунт в основании скважины.

Уширять основания можно отдельными или комплексными механизмами, которые в процессе бурения скважины образуют уширенную пяту. Например, известный свайный агрегат фирмы «Бено-то» может бурить скважины под обсадкой и при необходимости уширять основание сваи.

При описании технологии устройства свай такими агрегатами устройство ствола и уширенной пяты рассматривают совместно.

§ 4. Конструктивные особенности фундаментов из набивных свай

Особенности набивных свай состоят в том, что каждая свая может воспринимать значительные сосредоточенные нагрузки - до 1000 т, что дает возможность в ряде случаев отказаться от устройства ростверка, необходимого при любом другом решении, или значительно сократить его размеры. Набивные сваи особенно целесообразно устраивать под здания с весьма большими нагрузками на их фундаменты.

В цехах и промышленных зданиях точечные нагрузки на объектах металлургии достигают 4000 т, а в главных корпусах электростанций- 10 000 т. Нагрузки на одну колонну будут 400-600 т в ряде отраслей составляют примерно 30%- В жилых и гражданских зданиях высотой в 16-25 этажей колонны воспринимают нагрузки 600 т и более. В то же время простейшие набивные сваи можно устраивать и под небольшие нагрузки, что важно в сельском строительстве.

Конструкции набивных свай можно легко видоизменить в соответствии с различными грунтовыми условиями, схемами, нагрузками и т. д. Более того, у камуфлетных, пневмо- и гидронабивных свай в процессе сооружения можно изменять размеры в обратной зависимости от несущей способности грунта.

С целью обеспечения надежной работы конструкций надземных частей зданий и в то же время эффективного использования несущей способности материалов свайных фундаментов при привязке проектов можно изменять шаг свай, сечение их стволов (используя комплект рабочих органов различного диаметра), величину уши-рения, глубину бурения, марку бетона и т. п.

Главное преимущество набивных свай заключается в незначительных абсолютных и относительных осадках сооружений. Кроме того, создание узла «свая - колонна», затрудненное при устройстве фундаментов на забивных сваях, легко реализуется в любых вариантах набивных свай. Верх набивной сваи и соответственно ростверк (монолитный или сборный) можно располагать на любой отметке без устройства дополнительных переходных элементов, что затруднительно при забивных сваях.

Большая несущая способность набивных свай нередко позволяет обойтись одиночной сваей вместо куста забиваемых и необходимого для него ростверка и вести монтажные работы на неразрых-ленной поверхности. Важно и то, что с применением набивных свай значительно уменьшается количество типоразмеров сборных элементов.

Набивная свая состоит из следующих элементов: ствола (тела) сваи, головы и пяты, которая может оканчиваться уширенным основанием.

Ствол сваи, как отмечалось выше, можно изготовлять из различных однородных материалов монолитной или сборно-монолитной конструкции. В отечественной практике последние изготовляют обычно из железобетона в форме стоек-колонн заданной длины, погруженных на проектные отметки и оканчивающихся монолитной уширенной пятой. При значительной длине свай, больших

нагрузках на них или в неблагоприятных гидрогеологических условиях применяют сваи со стволами-оболочками из металла, железобетонных труб или колец. В зарубежной практике смешанные

конструкции используют чаще всего в виде гофрированных стальных оболочек, заполненных бетоном (свай Раймонда).

Стволы набивных свай армируют преимущественно в оголовках. Сплошное армирование стволов необходимо только для воспринятая значительных изгибающих усилий, а также при использовании набивных свай в качестве анкеров. В этом одно из отличий набивных свай от забивных, армирбвать которые необходимо для обеспечения сохранности свай при перевозке и в процессе забивки.

Возможность значительного увеличения пяты набивных свай

одно из основных их преимуществ и источников экономичности. Диаметр их уширення больше диаметра ствола обычно в 2,5- 3,5 раза, что соответствует 7-12-кратному увеличению площади -опирания на грунт. Пределы уширения и геометрия пят зависят от типов набивных свай и применяемого оборудования (10.2).

Увеличивать несущую способность сравнительно коротких набивных свай можно также путем устройства нескольких уширений на стволе (10.3).

Исследования несущей способности набивных свай проводились лабораторией оснований и фундаментов Уралпромстрой-НИИпроекта. Данные этих испытаний с различным числом уширений свай приведены в табл. 10.1.

Как видно из приведенных данных, обеспечить единицу несущей способности сваи в два с лишним раза экономичнее путем уширения по сравнению с тем же результатом, полученным при увеличении диаметра и глубины сваи. Устраивать уширення целесообразно также с точки зрения экономии трудовых затрат и материалов (табл. 10.3).

Эти данные показывают возможность снижения удельного расхода бетона при устройстве уширений на стволах свай.

В зависимости от конструкции сооружения, опирающегося на сваи, и нагрузки конструкции голов предусмотрены в двух вариантах: под ростверк (бетонная площадка, арматурные выпуски) и под колонны - штыревой монтажный столик или стакан.

На 10.4 показаны основные конструкции оголовков набивных свайка на 10.5 - возможные варианты стыков свай со сборными рандбалками. Конструкции монолитных ростверков на набивных сваях ничем не отличаются от аналогичных решений их на забивных сваях.

В элементах сборных ростверков - рандбалках - узлы сопряжений (стыки) могут быть сборные и сборно-монолитные. В сборном стыке закладные детали сваривают с помощью накладных пластин или делают арматурные выпуски, фиксирующие положение рандбалки через специальные каналы; в сборно-монолитном стыке применяют арматурные выпуски.

Ниже описаны характерные конструкции фундаментов на набивных сваях. Примерами таких фундаментов могут служить подземные части домов с техническим подпольем. Их устраивают под бесподвальные здания с продольными несущими стенами, поперечными несущими перегородками И каркасные.

Бесподвальный дом из коротких набивных свай, построенный в Киеве по предложению Д. А. Романова, был первым в отечественной практике сооружением на таких сваях. Под каждую поперечную несущую стену-перегородку были предусмотрены две сборные рандбалки, каждая из них оперта на четыре сваи с камуфлет-ным уширением. Сборные рандбалки соединены с головами свай арматурными стержнями.

На 10.6 показаны план и конструкции подземной части пятиэтажного дома на набивных сваях, построенного в Москве. Головы свай соединены сборным железобетонным ростверком.

Все сваи, рассчитанные на нагрузку в 50 т, имеют один размер и отличаются только конструкцией закладных элементов. Диаметр сваи 40 см, уширение 100 см, длина сваи с пятой 3 м. Всего под трехсекционное пятиэтажное здание было устроено 111 свай.

В проекте было предусмотрено три варианта конструкции подземной части с применением камуфлетных свай: стойки и рандбалки сборные; сваи и балки монолитные; смешанный - монолитные сваи и сборные рандбалки.

Сборный железобетонный ростверк расположен на отметках в двух уровнях: под наружные стены непосредственно по сваям, а под продольную стену поднят на отметку -0,73. Весь ростверк смонтирован из 49 ранд-балок пяти марок. Для соединения их со сваями в балках предусмотрены вертикальные каналы сечением 80X80 мм. Каналы после монтажа были заполнены раствором, а балки соединены сваркой.

Для того чтобы свести к минимуму земляные работы, отметка пола техподполья поднята до -1,4 м по всему подвалу, кроме помещений элеваторного пункта и щитовой, где грунт разрабатывается до отметки -2,6 м. Высота подполья, предназначенного для коммуникаций, составляет 1,1-1,2 м.

При таком решении на нет сводятся ручные земляные работы по засыпке, уплотнению пазух внутри и вне здания, планирование полов в техподполье. Работы по устройству фундаментов (бурение, монтаж и т. п.) ведутся с неразрыхленной поверхности, что создает благоприятные условия, особенно при производстве работ в условиях глинистых грунтов.

Несколько иное конструктивное решение имеет фундамент на камуфлетных сваях дома серии 1-480.. Сваи применены здесь двух типов при одной глубине заложения - 2,5 м и отличаются друг от друга величиной камуфлетного vimipe-ни"я (100 и 120 см).

Расположение свай в плана сделано иначе, чем в жилом доме серии 1-515. Сваи и рандбалки размещены в строгом соответствии с конструкцией надземной части здания в точках пересечения осей. Для равномерного распределения нагрузок на сваи введен второй тип камуфлетного уширения. Шаги свай под наружные и внутренние продольные стены приняты 2,6 и 3,2 м, под поперечные --2,5 м.

В проекте серии 1-515 ростверк по оси Б поднят на отметку низа перекрытия в отличие от проектов, описанных выше. Хотя технология производства работ несколько усложнена, однако при такой конструкции меньше расходуется сборного железобетона, так как низ средней продольной стены до отметки перекрытия заменяется сваями.

В фундаменте описываемой конструкции дома ростверк устроен сборно-монолитный. Рандбалки были соединены между собой сваркой выпусков арматуры, к которым приварены два стержня, выходящие из сваи. Затем стык был обето-иирован. Сборно-монолитный ростверк жестче сборного; он легче воспринимает возможные неравномерные напряжения. Недостатком такого сопряжения является большая его трудоемкость, особенно в зимний период.

Конструкцию фундамента для каркасно-панельного дома можно применять для любых других каркасных зданий при нагрузках на колонну в пределах несущей способности одной сваи (10.7). Обычно фундаменты для каркасных домов выполняют из сборных железобетонных башмаков-подколонников и колонн с консолями, на которые опирают цокольные панели. В этом проекте предусмотрено три типа свай. Свая типа КС-1 для внутреннего ряда колонн имеет уширение 1,2 м. Верх сваи оканчивается монтажными столиком 40x40 см из стального листа толщиной 10 мм, приваренного к выпускам арматурного каркаса. Свая КС-2 для наружного ряда колонн в соответствии с меньшей нагрузкой

имеет меньшее уширение -90 см. Уширение сваи КС-3 под балконные стойки ввиду незначительных нагрузок принято меньшее - 60 см. Сборные колонны сечением 30X20 см оканчиваются монтажными столиками.

Сваи стыкуют с колоннами путем сварки монтажных столиков. Ряд аналогичных зданий построен со сборными железобетонными стойками

§ 5. Определение несущей способности набивных свай

Несущую способность набивных свай, как и забивных, определяют по наименьшему-значению несущей способности, полученному исходя из~ следующих двух условий: сопротивления материала свай и сопротивления грунта основания свай.

При расчете несущей способности набивных свай но сопротивлению материала расчетное сопротивление бетона следует определять с учетом понижающего коэффициента условий работы т§ = = 0,85, предусмотренного СНиПом по проектированию бетонных и железобетонных конструкций для сжатых элементов, бетонируемых в вертикальном положении. Кроме того, вводят дополнительный понижающий коэффициент условий работы, учитывающий влияние способа производства работ.

При расчете несущей способности набивных свай по формуле (10.3) сопротивление песчаных грунтов на боковой поверхности сваи с уширенной пятой учитывают на участке от уровня планировки до пересечения ствола сваи с поверхностью воображаемого конуса (10.9), образующей которого служит линия, касающаяся границы уширения под углом "ф1°/4 к оси сваи - осредненного (по слоям) расчетного значения угла внутреннего трения грунта, залегающего в пределах указанного конуса.

Для всех видов набивных свай, устраиваемых в глинистых грунтах (за исключением свай с грунтовым ядром), R определяют по табл. 10.6.

Во всех расчетах полагают, что заглубление набивной сваи в грунт, принятый за основание, составляет не менее ее диаметра или диаметра уширения для сваи с уширенной пятой, но не менее 2 м.

При проектировании фундаментов из набивных свай и свай-столбов минимальные размеры ростверков (10.10) устанавливают исходя из того, что минимальное расстояние между осями висячих свай без уширения должно быть не менее 3d, где d - диаметр сваи. Расстояния в свету между стволами свай-оболочек должно быть не менее 1 м, между уширениями буронабивных свай и свай-оболочек при устройстве их в глинистых грунтах твердой и полутвердой.консистенции - 0,5 м, в остальных разновидностях нескальных грунтов- 1 м.

При выборе системы свайного фундамента следует иметь в виду, что несущая способность набивных свай с уширенной пятой выше, чем без уширения. Поэтому вместо нескольких рядов свай без уширенной пяты целесообразно применять один или два ряда свай с уширенной пятой, что позволяет уменьшить размеры ростверка.

§ 6. Область применения набивных свай

Выбирать тип свай следует исходя из конкретных условий строительной площадки на основе результатов технико-экономического сравнения вариантов проектных решений фундаментов. Необходимо также иметь в виду, что у каждого типа свай имеется своя целесообразная область применения. Например, невозможно устраивать набивные сваи в условиях агрессивных грунтовых или промышленных вод, а готовые забивать в грунты с включениями камней, валунов и т. п.

Буронабивные сваи диаметром 0,4-1,7 м (с уширенной пятой или без нее) рекомендуется устраивать под здания или сооружения любого назначения при больших сосредоточенных вертикальных и горизонтальных нагрузках, а также на площадках со сложными геологическими условиями строительства, в которых невозможно применять набивные сваи.

Устраивать буронабивные сваи целесообразно также в следующих условиях: в грунтах с твердыми включениями (в виде остатков разрушенных частей каменных, бетонных, железобетонных конструкций и т. п.), а также при наличии слоев глинистых грунтов твердой консистенции, переслоенных галечниками и валунами, что не позволяет применять забивные или вибропогружаемые сваи; на стесненных площадках, где сложно транспортировать и устанавливать готовые сваи; вблизи существующих зданий и сооружений, в которых могут возникнуть недопустимые деформации несущих конструкций при забивке или вибропогружении свай.

Буронабивные сваи без крепления стенок скважин устраивают в глинистых грунтах твердой, полутвердой и тугопластичной консистенций (в том числе в глинистых просадочных и набухающих грунтах), если горизонт грунтовых вод в период строительства расположен ниже пяты свай.

При проходке скважин в глинистых грунтах мягкопластичной и текучепластичной консистенций для закрепления их стенок рекомендуется применять глинистый раствор.

В тех случаях, когда грунты строительной площадки представ-. ляют собой водонасыщенные неоднородные глины текучей консистенции с прослойками песка и супесей, для крепления стенок скважины при проходке их целесообразно применять обсадные трубы.

Буронабивные сваи, устраиваемые с помощью специальных станков с закреплением стенок скважин извлекаемыми (инвентарными) трубами, рекомендуется применять в любых грунтовых условиях, в особенности тогда, когда нижние концы сваи будут оперты на скальные или другие виды плотных грунтов высокой несущей способности (твердые глинистые грунты, крупнообломочные, плотные пески).

Примером массового применения буронабивных свай в фунда-ментостроении может служить строительство КамАЗа. Технико-экономический анализ показал, что в грунтовых условиях этого завода было целесообразно применять как забивные, так и буронабивные сваи. Применялись здесь в основном буронабивные сваи, устройство которых в сжатые сроки при меньших по сравнению с забивными затратах быстрее обеспечило фронт монтажных работ.

Для устройства свай применялись установки шнекового бурения, с помощью которых бурили скважины диаметром 0,6-1,2 м и глубиной до 25 м. Бетонную смесь доставляли автобетоновозами, из которых ее укладывали непосредственно в скважины.

Как показали экономические расчеты, трудоемкость работ по устройству фундаментов из буронабивных свай более чем в 2 раза ниже трудоемкости работ по устройству столбчатых фундаментов.

Опыт возведения в массовом количестве фундаментов из буронабивных свай позволил создать на КамАЗе единую схему возведения нулевого цикла без устройства котлованов.

Внедрение буронабивных свай поднимает работы по возведению нулевого цикла на более высокую техническую ступень.

Набивные сваи, устраиваемые при помощи забивки извлекаемых инвентарных труб с башмаком, оставляемым в грунте, или забивкой инвентарных обсадных труб и образованием внутри них ядра из плотно утрамбованной жесткой бетонной смеси в нижней части трубы. Набивные сваи в пробитых скважинах отличаются от буронабивных более эффективным использованием несущей способности грунтов. Применять эти сваи целесообразно в случаях, когда отсутствуют железобетонные сваи или когда на застраиваемой территории резко колеблется уровень залегания плотных грунтов несущего слоя. В последнем случае применение набивных свай позволяет избежать непроизводительного расхода железобетона в результате недопогр-ужения части забитых свай до проектных отметок и срубки их верхних концов.

Набивные сваи устраивают непосредственно на стройплощадке, на месте будущего здания или сооружения.

В зависимости от способа устройства скважин и укладки в них бетона различают набивные сваи двух типов:

а) сваи, для которых скважины образуют бурением; при этом может быть два способа укладки бетона:

б) сваи, для которых скважины в грунте образуют погружением стальной трубы с закртым концом, а бетон уплотняют частым трамбованием с использованием ударов молота по трубе (часто трамбованные сваи) или с использованием вибрации от вибропогружателя.

Крепление стенок можно осуществлять:

1. с применением обсадной трубы (сухой способ) , извлекаемой из скважины по мере укладки бетона, и

Сухой способ применим в устойчивых грунтах; его технология состоит в следующем (рис. VI.10). Вращательным бурением в грунте разбуривают скважину необходимого диаметра и на заданную глубину. После достижения забоем скважины проектной отметки в необходимых случаях уширяют нижнюю часть скважины специальными уширителями. После приемки скважины по акту в ней монтируют арматурный каркас и бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). По мере укладки бетона бетонолитную трубу извлекают из скважины. Уплотняют бетонную смесь с помощью вибраторов, укрепленных на приемной воронке бетонолитной трубы.

2. без обсадной трубы (мокрый способ) , когда бетон укладывают с использованием глинистого раствора (называемого бентонитом);

Без обсадной трубы также можно устраивать буронабивные сваи (рис. VI. 11). Здесь в качестве опалубки, предупреждающей обрушение стенок скважины, используют глинистый раствор, поступающий в скважину по пустотелой буровой штанге. За счет гидростатического давления, оказываемого этим раствором, плотность которого 1,2...1,3 г/см 3 , 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 наиболее прост. Однако он недостаточно надежен и весьма трудоемок при производстве работ зимой.

Устройство буронабивных свай с креплением стенок скважин обсадочными трубами (рис. VI. 12) возможно в любых геологических и гидрогеологических условиях. Обсадочные 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 грунт по мере разработки скважины. При этом отдельные секции обсадных труб наращивают по мере необходимости.

При вращательном способе бурения вначале пробуривают лидерную 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 вращательное движение, дополнительно уплотняя бетонную смесь. По окончании бетонирования голову сваи формуют в специальном инвентарном кондукторе.

Набивные сваи часто делают с уширенной нижней частью - пятой. Уширение делается специальными бурами, а также путем взрывания взрывчатого вещества (камуфлетные сваи). Уширение делается для повышения несущей способности сваи.

Камуфлетные сваи делают следующим образом (рис. VI. 13). Сначала разбуривают скважину, опускают в нее обсадную трубу. На дно скважины укладывают взрывчатое вещество, которое сверху прикрывается слоем 0,7... 1 м литого бетона». Образовавшаяся бетонная пробка нужна для того, чтобы энергия взрыва была направлена на образование полости в грунте. Полость затем заполняют бетоном и сваю бетонируют обычным способом.

Частотрамбованные сваи устраивают путем забивки обсадных труб, опирающихся на металлический наконечник. Затем в полости, образованной обсадной трубой, устраивают армированную (или неармированную) сваю.

Частотрамбованные сваи (рис. VI. 14) устраивают при помощи специального копра. На копер лебедкой поднимают молот и обсадную трубу, которая в верхней части 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 через воронку в полость обсадной трубы подают бетонную смесь с осадкой конуса 8... 10 см.

Параллельно с укладкой смеси извлекают (вытягивают) на небольшую величину обсадную трубу и вновь осаживают ударом молота для уплотнения бетона, причем металлический башмак остается у основания сваи.

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 растворонасосом нагнетают водоцементную суспензию, изготовляемую в растворосмесителе. Смесительный бур при обратном вращении и извлечении послойно уплотняет грунт, насыщенный водоцементной эмульсией. В результате образуется грунтобетонная свая, изготовленная на месте без выемки грунта. На рис. У1.15 показана принципиальная схема устройства грунтонабивных свай.

ТЕХНОЛОГИЯ устройства набивных свай

Рассматриваемые вопросы:

10.1. Технология устройства набивных свай.

10.2. Технология устройства ростверков.

10.3. Устройство свайных оснований в зимнее время.

10.4. Контроль качества и приёмка свайных фундаментов. Охрана труда при производстве свайных работ.

Тематика вопросов контрольного тестирования:

1. Основные виды набивных свай.

2. Технология устройства буронабивных свай.

3. Технология устройства свай сухим способом.

4. Устройство свай с использованием глинистого раствора.

5. Устройство свай с креплением стенок.

6. Устройство буронабивных свай с уширенной пятой.

7. Как выполняются трубобетонные сваи?

8. Как выполняются пневмонабивные сваи?

9. Как выполняются вибротрамбованные сваи?

10. Как выполняются частотрамбованные сваи?

11. Как выполняются сваи Франки?

12. Как выполняются набивные песчаные сваи?

13. Как выполняются грунтобетонные сваи?

14. Технологическая последовательность устройства ростверков.

15. Особенности устройства свайных оснований в зимнее время.

16. Как выполняется контроль качества свайных работ?

17. Как контролируется несущая способность свай?

18. Как определяется отказ отказомерами?

19. Как выполняется приемка-сдача свайных фундаментов?

20. Какие основные требования по охране труда при выполнении свайных работ?

Технология устройства набивных свай

Набивные сваи устраивают на месте их проектного положения путем укладки (набивания) бетонной смеси или песка (грунта) в полости (скважины), образуемые в грунте. 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 взрывания заряда ВВ.

В настоящее время применяют большое количество вариантов решения таких свай. Их основные преимущества: возможность изготовления любой длины; отсутствие значительных динамических воздействий при устройстве свай; применимость в стеснённых условиях; применимость при усилении существующих фундаментов.

В зависимости от способов создания в грунте полости и методов укладки и уплотнения материала набивки сваи подразделяют на буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные, частотрамбованные, сваи Франки, песчаные, грунтобетонные и завинчивающиеся. Длина свай достигает 20...30 м при диаметре 50...150 см. Сваи, изготовляемые с применением установок фирм Като, Беното, Либхер, могут иметь диаметр до 3,5 м, глубину до 60 м, несущую способность до 500 т.

Буронабивные сваи . Характерной особенностью устройства буронабивных свай является предварительное бурение скважин до заданной отметки и последующее формирование ствола сваи.

Самыми первыми в нашей стране, на основе которых применяются все существующие разновидности буронабивных свай, являются сваи Страусса , которые были предложены в 1899 г. Сваи Страуссаизготовляют диаметром 30…40 см и длиной до 10…12 м. Сваи такого типа плохо передают усилие на грунт через боковую поверхность и работают как сваи-стойки.

Изготовление набивных свай Страусса включает следующие операции: пробуривание скважины; опускание в скважину обсадной трубы; извлечение из скважины осыпавшегося грунта; заполнение скважины бетоном отдельными порциями; трамбование бетона этими порциями; постепенное извлечение обсадной трубы.

Скважину заглубляют в опорный пласт минимум на 0,2…0,5 м, в зависимости от его плотности. Заполнение скважин производят слоями высотой 0,8…1 м. Каждый слой уплотняют трамбовками при одновременном извлечении обсадной трубы. При этом необходимо следить, чтобы слой бетона от низа обсадной трубы имел высоту 0,3…0,4 м.

Обсадную трубу извлекают с помощью копра, крана или треноги с лебедкой.

Как правило, сваи Страусса армируются только в верхней части на высоту 1,5…2 м для связи сваи с ростверком.

В зависимости от грунтовых условий буронабивные сваи устраивают одним из следующих трёх способов: сухим способом (без крепления стенок скважин), с применением глинистого раствора (для предотвращения обрушения стенок скважины) и с креплением скважины обсадной трубой.

Сухой способ применим в устойчивых грунтах (просадочные и глинистые твердой полутвердой и тугопластичной консистенции), которые могут держать стенки скважины (рис. 10.1). Скважина необходимого диаметра разбуривается методом вращательного бурения в грунте на заданную глубину. После приемки скважины в установленном порядке при необходимости в ней монтируют арматурный каркас и бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы.

Рис. 10.1. Технологическая схема устройства буронабивных свай сухим способом:

а ) бурение скважины; б ) разбуривание уширенной полости; в г ) установка бетонолитной трубы с вибробункером; д ) бетонирование скважины методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ); е ) подъем бетонолитной трубы;
1 – буровая установка; 2 – привод; 3 – шнековый рабочий орган; 4 – скважина;
5 – расширитель; 6 – уширенная полость; 7 – арматурный каркас; 8 – стреловой кран;
9 – кондуктор-патрубок; 10 – вибробункер; 11 – бетонолитная труба; 12 – бадья
с бетонной смесью; 13 – уширенная пята сваи

Используемые в строительстве бетонолитные трубы, как правило, состоят из отдельных секций и имеют стыки, позволяющие быстро и надежно соединить трубы. Секции бетонолитных труб длиной 2,4...6 м в стыках скрепляют болтами или замковыми соединениями, у первой секции крепится приемный бункер, через который бетонная смесь подается в трубу. В скважину опускается бетонолитная труба до самого низа, в приемную воронку подается бетонная смесь из автобетоносмесителя или с помощью специального загрузочного бункера, на этой же воронке закреплены вибраторы, которые уплотняют укладываемую бетонную смесь. По мере укладки смеси бетонолитная труба извлекается из скважины. По окончании бетонирования скважины голову сваи формуют в специальном инвентарном кондукторе, в зимнее время дополнительно надежно защищают.

Сухим способом по рассмотренной технологии изготовляют буронабивные сваи диаметром от 400 до 1200 мм, длина свай достигает 30 м.

Применение глинистого раствора . Устройство буронабивных свай в слабых водонасыщенных грунтах требует повышенных трудозатрат, что обусловлено необходимостью крепления стенок скважины для предохранения их от обрушения. В таких неустойчивых грунтах для предотвращения обрушения стенок скважин применяют насыщенный глинистый раствор бентонитовых глин плотностью 1,15...1,3 г/см 3 , который оказывает гидростатическое давление на стенки, хорошо временно скрепляет отдельные грунты, особенно обводненные и неустойчивые, при этом хорошо удерживает стенки скважин от обрушения. Этому же способствует образование на стенках скважины глинистой корки вследствие проникновения раствора в грунт (рис. 10.2).

Скважины бурят вращательным способом. Однако при проходке по скальным включениям и прослойкам используют сменные рабочие органы ударного типа (грейферы, долота).

Глинистый раствор готовят на месте выполнения работ и по мере бурения подают в скважину по пустотелой буровой штанге под давлением. По мере бурения находящийся под гидростатическим давлением раствор от места забуривания, встречая сопротивление грунта, начинает подниматься вверх вдоль стенок скважины, вынося разрушенные бурами грунты, и выходя на поверхность, попадает в отстойник-зумпф, откуда снова насосом подается в скважину для дальнейшей циркуляции.

Глинистый раствор, находящийся в скважине под давлением, цементирует грунт стенок, тем самым, препятствуя проникновению воды, что позволяет исключить применение обсадных труб. После завершения проходки скважины в нее при необходимости устанавливается арматурный каркас, бетонная смесь из вибробункера по бетонолитной трубе попадает на дно скважины, поднимаясь вверх, бетонная смесь вытесняет глинистый раствор. По мере заполнения скважины бетонной смесью производят подъем бетоновода.

Рис. 10.2. Технологическая схема устройства буронабивных свай
под глинистым раствором: а ) бурение скважины; б ) устройство расширенной полости; в ) установка арматурного каркаса; г ) установка вибробункера с бетонолитной трубой;
д ) бетонирование скважины методом ВПТ; 1 – скважина; 2 – буровая установка.
3 – насос; 4 – глиносмеситель; 5 – приямок для глинистого раствора; 6 – расширитель;
7 – штанга; 8 – стреловой кран; 9 – арматурный каркас; 10 – бетонолитная труба;
11 – вибробункер

Устройство буронабивных свай с креплением стенок скважин обсадными трубами возможно в любых геологических и гидрогеологических условиях (рис. 10.3). 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 грунт по мере разработки скважины. При этом отдельные секции обсадных труб наращивают по мере необходимости.

Рис. 10.3. Технологическая схема устройства буронабивных свай

с применением обсадных труб: а ) установка кондуктора и забуривание скважины;
б ) погружение обсадной трубы; в ) проходка скважины; г ) наращивание следующего звена обсадной трубы; д ) зачистка забоя скважины; е ) установка арматурного каркаса; ж ) заполнение скважины бетонной смесью и извлечение обсадной трубы; 1 – рабочий орган для бурения скважины; 2 – скважина; 3 – кондуктор; 4 – буровая установка;

5 – обсадная труба; 6 – арматурный каркас; 7 – бетонолитная труба; 8 – вибробункер

После зачистки забоя и установки в скважине арматурного каркаса скважину бетонируют методом вертикально перемещаемой трубы (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.

Буронабивные сваи с уширенной пятой . Диаметр таких свай 0,6...2,0 м, длина 14...50 м. Существуют три способа устройства уширений сваи.

Первый способ – распирание грунта усиленным трамбованием бетонной смеси в нижней части скважины, когда невозможно оценить качество работ, форму (какой стала пята уширения), насколько бетон перемешался с грунтом и какова его несущая способность.

При втором способе скважину пробуривают станком, имеющим на буровой колонке специальное устройство в виде раскрывающегося ножа, для образования уширения скважины диаметром до 3 м (рис. 10.4). Нож раскрывается гидравлическим механизмом, управляемым с поверхности земли. При вращении штанги ножи срезают грунт, который попадает в бадью, расположенную над расширителем. За несколько операций срезания ножами грунта и извлечения его на поверхность в грунте образуется уширенная полость. В скважину подают глинистый раствор из бентонитовых глин, который непрерывно циркулирует и обеспечивает устойчивость стенок скважины.

При устройстве уширений разбуривание полости осуществляют одновременно с подачей в скважину свежего глинистого раствора до полной замены раствора, загрязненного грунтом. После завершения бурения скважины на проектную глубину буровую колонку с уширителем извлекают, в скважину устанавливают арматурный каркас. Бетонирование ведут методом вертикально перемещающейся трубы, когда одновременно в трубу подают бетонную смесь и поднимают ее. Бетонная смесь, соприкасаясь с вязким глинистым раствором, не снижает своей прочности, цементное вяжущее из смеси не вымывается. Бетонная смесь выжимает глинистый раствор вверх по трубе и через зазор между трубой и скважиной. Нижний конец бетонолитной трубы должен быть постоянно заглублен в бетонную смесь на глубину порядка 2 м; бетонирование осуществляют непрерывно, чтобы не возникали прослойки глинистого раствора в бетоне.

Третий способ для устройства уширений в основаниях свай – взрывной. Для этого в пробуренной скважине устанавливают обсадную трубу так, чтобы ее нижний конец не доходил до дна скважины на 1,2…1,5 м, то есть 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.

Буронабивная свая с башмаком . Особенность метода в том, что в пробуренную скважину опускают обсадную трубу, имеющую на конце свободно опертый чугунный башмак, оставляемый в грунте после погружения обсадной трубы на требуемую глубину. Порционно загружая бетонную смесь, регулярно её уплотняя и постепенно извлекая трубу из скважины, получают готовую набивную бетонную сваю.

Трубобетонные сваи . Принципиальное отличие метода в том, что обсадная труба длиной до 40...50 м имеет в нижней части жестко закрепленный башмак. После достижения дна скважины труба остается там, не извлекается, а заполняется бетонной смесью.

Пневмонабивные сваи применяют при устройстве фундаментов с большим притоком воды, затрудняющим сооружение буронабивных свай. В этом случае сваи изготовляют при помощи сжатого воздуха с применением специального оборудования – аппарата для шлюзования бетонной смеси при подаче ее в обсадную трубу. При помощи этого аппарата в скважине поддерживается определенное давление сжатого воздуха, прессующего бетонную смесь.

Применение сжатого воздуха позволяет удалить грунтовые воды из обсадной трубы до бетонирования, что обеспечивает высокое качество бетона, и облегчить подъем обсадной трубы по ходу бетонирования.

Бетонную смесь подают в скважину порциями, причем первой порцией заполняют трубу не более чем на 1,5…2 м. Последующие порции смеси увеличивают. Пневмонабивные сваи могут быть армированы на всю длину или только в верхней части. В первом случае заранее изготовленный арматурный каркас устанавливают в обсадную трубу до бетонирования сваи, во втором – в процессе бетонирования.

Набивные сваи любого типа следует бетонировать без перерывов. При расположении свай одна от другой менее чем на 1,5 м их выполняют через одну, чтобы не повредить только что забетонированные. Пропущенные скважины бетонируют при второй проходке бетонолитной установки, после набора ранее забетонированными сваями достаточной прочности и несущей способности. Такая последовательность работ предусматривает предохранение, как готовых скважин, так и свежезабетонированных свай от повреждения.

Буронабивные сваи обладают рядом недостатков, которые сдерживают их более широкое применение. К таким недостаткам можно отнести небольшую удельную несущую способность, высокую трудоемкость буровых работ, необходимость крепления скважин в неустойчивых грунтах, сложность бетонирования свай в водонасыщенных грунтах и трудность контроля качества свай. В нашей стране 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.

Вибротрамбованные сваи используют в сухих связных грунтах, в которых можно укладывать бетонную смесь в открытую скважину глубиной 6 м (рис. 10.5).

Рис. 10.5. Технологическая схема устройства вибротрамбованных свай:

а ) образование скважины, б ) укладка первой порции бетонной смеси, в ) уплотнение
бетонной смеси трамбующей штангой, жестко соединенной с вибропогружателем,
г ) укладка и уплотнение последующих слоев бетонной смеси, д ) извлечение обсадной трубы и установка арматурного каркаса в голове сваи

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

Частотрамбованные сваи получили широкое распространение в строительстве (рис. 10.6). Характерной технологической особенностью изготовления частотрамбованных свай является то, что погружение обсадной трубы производится забивкой специальным копром, с помощью которого производят также уплотнение бетонной смеси и удаление обсадной трубы.

Рис. 10.6. Технологическая схема устройства частотрамбованных свай:

а ) подъем в рабочее положение обсадной трубы и молота; б ) погружение обсадной

трубы; в ) установка арматурного каркаса; г ) подача бетонной смеси в полость трубы;
д ) извлечение обсадной трубы с одновременным уплотнением бетонной смеси;

1 – копер; 2 – молот двойного действия; 3 – лебедка; 4 – обсадная труба;
5 – арматурный каркас; 6 – вибробадья; 7 – приемная воронка

Сваи изготовляют длиной до 20 м и диаметром 0,3…0,6 м.

Обсадную трубу при погружении закрывают снизу литым чугунным башмаком, который остается в грунте и служит основанием сваи.

Нижний (трамбующий) конец трубы имеет утолщение. После забивки трубы до проектной отметки молот приподнимают, в трубу опускают арматурный каркас и в устье трубы устанавливают приемную воронку, через которую подают бетонную смесь. Труба заполняется бетонной смесью порциями в два-три приема. Молот соединяют с обсадной трубой при помощи специальной тяговой конструкции (серьги) и производят частые удары вверх и вниз. При этом от каждого удара вверх труба извлекается на 3…4 см, а от удара вниз погружается на 1,5…2 см. Таким образом, бетон трамбуется нижним уширенным ободком трубы, а сама труба постепенно извлекается из грунта.

Извлечение трубы должно происходить с таким расчетом, чтобы в любой момент над ее нижним концом оставался слой бетона высотой 1,5…2 м. Бетонная смесь должна иметь осадку конуса 8…10 см. Объем первой порции смеси не должен превышать 0,6 длины трубы и 1 м 3 . При приближении извлекаемой трубы к поверхности последняя порция бетонной смеси пригружается слоем песка объемом 0,25…0,3 м 3 .

Для устройства частотрамбованных свай применяют специальный копер с молотом двойного действия с автоматическим парораспределением.

Сваи Франки. Изготовляют следующим образом.

В обсадную трубу, установленную на грунт, засыпают около 0,2 м 3 жесткой бетонной смеси и сильно уплотняют специальной трамбовкой. Образовавшаяся бетонная пробка погружается при помощи копра вместе с трубой. После погружения трубы до проектной отметки в нее опускают 0,5 м 3 бетонной смеси. Ударами молота бетонную пробку выбивают из трубы, и из нее образуется уширенная пята сваи. Затем труба заполняется отдельными порциями бетонной смеси, которые уплотняют ударами молота по трубе. При этом верх бетона в трубе должен быть выше низа обсадной трубы при ее подъеме на 0,2…0,4 м.

Извлеченную трубу используют для набивки следующей сваи.

Набивные песчаные (грунтовые)сваи применяют для повышения несущей способности слабых, рыхлых грунтов (рис. 10.7). Технология изготовления таких свай следующая. Забивкой или вибрированием погружают в грунт обсадную трубу. При забивке копром обсадная труба имеет на конце стальной или чугунный башмак, который остается в грунте. При применении вибропогружателей обсадная труба имеет в нижней части раскрывающийся четырёхлепестковый наконечник. После погружения на проектную глубину трубу заполняют песком или песчано-гравийной смесью.

При применении вибропогружателей песок или смесь заливают водой и подвергают вибрированию, одновременно извлекая обсадную трубу. При извлечении трубы лепестки башмака раскрываются и песок (смесь), уплотняясь, заполняет скважину.

Для уплотнения применяют также трамбование с помощью легких копров. В этом случае засыпку и уплотнение песка или смеси производят слоями с одновременным извлечением обсадной трубы.

Дополнительное и эффективное уплотнение может быть достигнуто проливом скважины водой. Применяют трубы диаметром 32...50 см; при извлечении в трубе всегда должен находиться слой песка (смеси) высотой 1,0…1,25 м. Способ применим для скважин глубиной до 7 м.

Грунтобетонные сваи . Нашли применение грунтобетонные сваи, которые устраивают с помощью бурильных установок с пустотелой буровой штангой, имеющей на конце смесительный бур со специальными режущими и одновременно перемешивающими смесь лопастями. После пробуривания скважины в слабых песчаных грунтах до нужной отметки в пустотелую штангу под давлением из растворосмесительной установки подают водоцементную суспензию (раствор). Буровая штанга медленно при обратном вращении начинает подниматься вверх, грунт насыщается цементным раствором и дополнительно уплотняется буром. В результате получается цементно-песчаная свая, изготовленная на месте без выемки грунта.

Бурозавинчивающиеся сваи. Нередко котлованы под заглубленные сооружения приходится устраивать вблизи существующих зданий. Забивка свай и шпунта может привести к их деформациям из-за возникающих динамических воздействий. При устройстве буронабивных свай, где погружение обсадной трубы происходит с опережающей выборкой грунта из полости трубы, возможна утечка грунтового массива из-под рядом стоящих фундаментов, что также может привести к деформациям существующих строений. Использование метода «стена в грунте» или применение глинистого раствора для погружения труб приводит к удорожанию проекта.

В случаях плотной застройки целесообразно применять метод бурозавинчивающихся свай.

Сущность метода в том, что металлическая труба не забивается в грунт, а завинчивается. На трубу в заводских условиях навивается узкий шнек из арматуры диаметром 10…16 мм с шагом 200…500 мм. В зависимости от грунтовых условий труба может быть оснащена заглушкой с рыхлителями, глухими или теряемыми, позволяющими при необходимости не допустить воду в тело трубы. При завинчивании трубы окружающий грунт частично уплотняется, около 15…25 % его выдавливается наружу.

Если труба в нижней части глухая, то после завинчивания до проектной отметки в нее вставляется арматурный каркас, и она заполняется бетонной смесью. Для труб с теряемым наконечником в нее вставляется арматурный каркас, труба заполняется бетоном, в процессе схватывания бетона труба вывинчивается, в грунте остается башмак, на который опирается железобетонная буронабивная свая.

При особо плотных грунтах возможно предварительное пробуривание скважины на несколько меньшую глубину (до 1 м) и диаметр скважины должен быть меньше диаметра трубы. Диаметр завинчиваемых труб 300…500 мм, длина от 4 до 20 м. Важно, что технология позволяет выполнять работы вблизи существующих зданий при высоте в 5 этажей на расстоянии около 40 см, при большей высоте – около 70 см.

Набивные сваи устраивают на месте их будущего положения путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью (или песком в случае изготовления грунтопесчаных свай). Набивные сваи имеют ряд преимуществ в сравнении с другими видами свай:

· возможность изготовления свай очень большой длины;

· отсутствие значительных динамических воздействий на близлежащие сооружения при устройстве свай;

· применимость в стесненных условиях;

· возможность применения для усиления существующих фундаментов.

Применяют следующие разновидности набивных свай:

· сваи Страуса;

· буронабивные;

· пневмонабивные;

· вибротрамбованные;

· частотрамбованные;

· вибронабивные;

· песчаные;

· грунтонабивные и др.

Длина свай может достигать 60 м при диаметре 50-150 см, несущая способность отдельной сваи доходит до 500 т.

Основной проблемой при устройстве набивных свай является недопущение обрушения грунта стенок скважины и качественное уплотнение бетонной смеси. Возникают также определенные трудности при изготовлении набивных свай при отрицательных температурах.

В зависимости от грунтовых условий набивные сваи устраивают одним из следующих трех способов:

· без укрепления стенок скважины (сухой способ);

· с применением глинистого раствора для предотвращения обрушения грунта (мокрый способ);

· с креплением скважин обсадными трубами.

Сухой способ.

Применяется в устойчивых грунтах, просадочных и глинистых твердой, полутвердой и пластичной консистенции. Технология устройства таких свай состоит в следующем:

· в грунте разбуривают скважину необходимого диаметра и на заданную глубину;

· нижнюю часть скважины расширяют с помощью специальных расширителей (при необходимости);

· монтируют в скважине арматурные каркасы (при необходимости);

· бетонируют скважины методом ВПТ.

Бетонолитные трубы состоят из отдельных секций (длиной 2;4;6 м), что позволяет их быстро наращивать. В приемную воронку бетонную смесь подают непосредственно из автобетоносмесителя или с помощью бункера или бадьи. По мере укладки бетонной смеси бетонолитную трубу извлекают из скважины. Уплотняют бетонную смесь в скважине с помощью вибраторов установленных на воронке бетонолитной трубы. Этим способом изготавливают сваи Ø 400-1200 мм и длиной до 30 м. Схема бетонирования скважины сухим способом приведена на рис.6.17.

Рис. 6.17. Технологическая схема устройства буронабивных свай сухим способом:

а) – бурение скважины; б) – устройство уширенной полости; в) – установка арматурного каркаса; г) – установка бетонолитной трубы с вибробункером; д) – заполнение вибробункера бетонной смесью; е) – бетонирование скважины методом ВПТ; ж) – утепление оголовка сваи в зимний период; 1 – шнековая бурильная установка; 2 – расширитель; 3 – кран грузоподъемностью 10-12 т; 4 – бетонолитная труба; 5 – загрузочный бункер.

Мокрый способ.

Этот способ с применением глинистого раствора тиксотропных глин применяется в неустойчивых грунтах. Глинистый раствор поступает в скважину во время бурения по пустотелой буровой штанге. При необходимости в скважину устанавливают арматурный каркас. Бетонируют сваи также методом ВПТ. Бетонная смесь, поступая в скважину, вытесняет глинистый раствор, который, выходя на поверхность, попадает в отстойник-зумпф и после очистки используется повторно.

Этот метод укрепления стенок скважины (схема приведена на рис.6.18.) является наиболее простым, однако он недостаточно надежен и сопряжен с определенными трудностями при производстве работ зимой.

Рис.6.18. Технологическая схема устройства буронабивных свай под глинистым раствором:

а) – бурение скважины; б) – устройство уширенной полости; в) – установка арматурного каркаса; г) – установка бетонолитной трубы с вибробункером и воронкой; д) – бетонирование скважины методом ВПТ; е) – утепление оголовка сваи в зимних условиях; 1 – буровой станок; 2 – глиносмеситель; 3 – насос; 4 – расширитель; 5 – бетонолитная труба с вибробункером.

Способ устройства набивных свай с обсадной трубой.

Этот способ применим в любых геологических и гидрогеологических условиях. Погружение обсадных труб в грунт осуществляют гидродомкратами, а также путем забивки или вибропогружения.

Бурят скважины вращательным или ударным способом специальными установками. При ударном бурении обсадная труба погружается в грунт по мере разработки скважины. При этом отдельные секции обсадных труб наращивают по мере необходимости.

При вращательном способе бурения вначале пробуривают лидерную 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 повторяются до окончания бурения скважины до проектной отметки. После этого проводят установку арматурного каркаса (при необходимости) и бетонируют скважину методом ВПТ. Обсадные трубы могут быть оставлены в грунте, играя роль несъемной опалубки для свай, либо удалены из скважин в процессе изготовления свай. В случае извлечения обсадной трубы применяют специальную систему домкратов, сообщающих трубе возвратно-поступательное движение, что дополнительно уплотняет бетонную смесь.

Как вариант такой технологии применяется также метод, при котором обсадная труба погружается до проектной отметки, после чего грунт из ее внутренней полости извлекается виброгрейфером. Схема устройства свай с обсадной трубой приведена на рис. 6.19.

Рис 6.19. 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) – формирование головы сваи в инвентарном кондукторе.

Рассмотрим некоторые виды свай, наиболее часто встречающиеся в практике строительства.

Буронабивные сваи могут устраиваться любым из трех вышеприведенных способов. Схемы их устройства приведены на рис.6.17;6.18;6.19.

Сваи Страуса – разновидность буронабивных свай глубокого заложения, появившиеся в нашей стране самыми первыми (в 1899г.). Технологический процесс изготовления свай Страуса состоит из следующих операций:

· бурится скважина до проектной отметки (на глубину 5-12 м);

· в скважину опускается обсадная труба (Ø25-40 см);

· скважина заполняется бетонной смесью на глубину около 1 м;

· бетонная смесь трамбуется с одновременным подъемом вверх обсадной трубы на 60-70 см;

· заливается новая порция бетонной смеси после чего операции повторяются.

Недостатки таких свай – невозможность контролировать плотность и монолитность бетона и возможность размыва несхватившейся бетонной смеси грунтовыми водами.

Армирование свай Страуса производят только в верхней части, устанавливая на глубину 1,5-2 м арматурные стержни в свежеуложенный бетон для связи сваи с ростверком.

Рис. 6.20. Схема устройства свай Страуса:

а) – бурение скважины; б) – заполнение скважины бетоном; в) – подъем обсадной трубы с трамбованием бетона; г) – готовая свая; 1 – бурильная установка; 2 – обсадная труба; 3 – ВПТ; 4 – трамбующая штанга; 5 – свежеуложенный бетон; 6 – уплотненный бетон; 7 – арматурный каркас.

Буронабивные сваи с уширенной пятой устраивают тремя различными способами:

· усиленным трамбованием жесткой бетонной смеси в нижней части скважины (вибротрамбованные сваи);

· при помощи бурового станка со специальным уширителем;

· взрывом (камуфлетное уширение).

Вибротрамбованные сваи применяют в сухих связных грунтах с заглублением на 4-6 м. Схема устройства таких свай показана на рисунке 6.21.

Рис.6.21.Технологическая схема устройства вибротрамбованных свай:

а) – образование скважины; б) – укладка первой порции бетонной смеси; в) – уплотнение бетонной смеси трамбующей штангой, жестко соединенной с вибропогружателем; г) – укладка и уплотнение последующих слоев бетонной смеси; д) – извлечение обсадной трубы и установка арматурного каркаса в голове сваи.

Буровой станок со специальным уширителем имеет на буровой колонке раскрывающийся нож для образования уширения скважины диаметром до 3 м (рис.6.22.). Нож раскрывается гидравлическим механизмом, управляемым с поверхности земли. При вращении буровой штанги ножи срезают грунт, который попадает в ковш, расположенный под расширителем. Образование уширения в пяте сваи позволяет увеличивать ее несущую способность.

Рис.6.22. Разбуривание полости в грунте уширителем:

1– буровая штанга; 2 – рычаги ножевого механизма; 3 – режущие ножи; 4 – ковш-грунтосборник; 5 – скважина; 6 – уширенная полость.

Сваи с камуфлетным уширением получают с помощью взрыва (рис.6.23.). В пробуренную скважину опускают обсадную трубу, не доходящую на 0,5 м до дна скважины. На дно скважины опускают заряд взрывчатого вещества, которое закрывают сверху бетонной смесью на 1,5-2 м. Энергия взрыва уплотняет грунт и создает сферическую полость, которая заполняется бетоном из обсадной трубы. После этого порциями, с необходимым уплотнением заполняют скважину бетонной смесью доверху.

Рис.6.23.Технологическая схема устройства свай с камуфлетной пятой:

а) – бурение скважины; б) – установка обсадной трубы; в) – закладка заряда ВВ и первой порции бетонной смеси; г) – взрыв и заполнение камуфлетной полости бетоном; д) – установка арматурного каркаса и добетонирование сваи.

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, соединяемых 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 стрежней арматуры в свежий бетон.

Основной недостаток забивных свай - перерасход материальных и трудовых ресурсов за счет срубки оголовков свай ("попов"), которые образуются в результате неодинаковых отказов. Достоинство набивных свай - экономия материалов. Имеется также дополнительная возможность изготовления свай различной несущей способности без значительного изменения технологии работ. Возможно производство работ вблизи зданий и сооружений, поскольку они не сопровождаются значительными динамическими воздействиями на окружающую среду в отличие от погружения готовых свай.

Набивные сваи изготавливают непосредственно на площадке в проектном положении методом устройства скважин и заполнения их бетонной смесью или другими материалами.

Первоначально устраивались набивные бетонные трамбованные сваи (сваи Страуса) в результате бурения скважин и укладки бетонной смеси с трамбованием. На этой основе разработаны и применяются следующие виды набивных свай.

Вибротрамбованные сваи (рис.5) устраивают в сухих связных грунтах. В грунт погружают обсадную трубу с башмаком, которая предохраняет ее внутреннюю полость от попадания грунта. Загружают порцию бетонной смеси и трамбуют ее с помощью трамбующей штанги, подвешенной к вибропогружателю; при трамбовании образуется уширенная пята сваи. Укладывают и трамбуют последующие слои. Извлекают обсадную трубу при работающем вибропогружателе и устанавливают арматурный каркас для связи с ростверком.

Рис.5. Технологическая схема устройства вибротрамбованных свай

а - устройство скважины; б, г - укладка бетонной смеси; в - уплотнение бетонной смеси; д - окончание бетонирования.

Конические сваи в выштампованном ложе (рис.6) получают в процессе образования конической скважины после забивки лидера, заполнения скважины бетонной смесью (Б) или щебнем (Щ), повторного выштамповывания конической скважины, установки арматурного каркаса и бетонирования сваи.

Рис.6. Технологическая схема устройства набивных конических свай в выштампованном ложе

а - образование конической скважины; б - заполнение скважины жесткой бетонной смесью или щебнем; в - выштамповывание конической скважины повторным погружением лидера; г - установка арматурного каркаса и бетонирование сваи; 1 - базовая машина; 2 - мачта; 3 - падающий груз; 4 - конический лидер; 5 - гидравлическое устройство для извлечения лидера; 6 - гидроцилиндр; 7 - коническая скважина; 8 - жесткая бетонная смесь или щебень; 9 - бетонная смесь, втрамбованная в стенки скважины; 10 - вибратор; 11 - арматурный каркас.

Частотрамбованные сваи (рис.7) образуются в результате забивки обсадной трубы с металлическим башмаком, установки арматурного каркаса и укладки высокоподвижной бетонной смеси с одновременными возвратно-поступательными ударами молота, чтобы обсадная труба при каждом цикле ударов поднималась на 4...5 см, затем опускалась на 2...3 см и таким образом уплотняла бетонную смесь. Далее обсадную трубу извлекают.

Рис.7. Технологическая схема устройства частотрамбованных свай

а - устройство скважины; б - установка арматурного каркаса; в - укладка бетонной смеси; г - извлечение обсадной трубы; д - нижняя часть обсадной трубы с теряемым башмаком.

Пневмонабивные сваи устраивают в обводненных грунтах, для чего после бурения скважины устанавливают арматурный каркас, сжатым воздухом вытесняют грунтовую воду, порциями укладывают бетонную смесь методом пневматического бетонирования с одновременным подъемом обсадной трубы, в которой постоянно поддерживается повышенное давление воздуха (0,2...0,3 МПа).

Песчаные и грунтовые сваи устраивают обычно в целях укрепления слабых грунтов (рис.8, а). При изготовлении песчаных свай пользуются вибронабивным способом, для чего обсадную трубу с закрытым наконечником погружают и заполняют песком. При подъеме трубы с вибрированием кольцо с наконечника трубы спадает (рис.8, б), и песок заполняет скважину.

Рис.8. Схемы устройства грунтовых свай

а - устройство грунтопесчаных свай; б - раскрытие наконечника; в - изготовление грунтобетонных свай.

Если устроить скважину (рис.8, в) бурением, а затем подать в нее водоцементную суспензию, то при обратном движении бура грунт перемешивается, насыщается водоцементной суспензией, затвердевает. Такие грунтобетонные сваи распространены в Европе из-за достаточной прочности и низкой себестоимости. Варианты применения грунтовых свай приведены на рис.9.

Рис.9. Варианты использования грунтовых свай в качестве

а - укрепления оснований фундаментов; б - защиты коммуникаций от грунтовых вод; в - защиты от обрушения грунта; г - шпунтового ограждения.

Буронабивные сваи наиболее широко распространены из-за экономичности и высокой несущей способности. Сваи могут бетонироваться без обсадной трубы: в открытой скважине ("сухой" способ) или с заполнением скважины глинистым раствором; а также с обсадной трубой.

Скважина устраивается вытрамбовыванием, вращательным или ударным бурением.

Основное отличие машин для устройства скважин - способ извлечения грунта из скважины (рис.10). При выштамповывании скважины с помощью пробойника-лидера или обсадной трубы грунт не извлекается. Шнековый бур поднимает грунт наверх благодаря вращению винтового шнека. В случае применения ковшовых и грейферных буров грунт поднимается в закрытых буровых снарядах.

Рис.10. Способы устройства скважин с применением

а - забиваемого лидера; б - шнекового бура; в - грейферного бура; г - ковшового бура.

С извлечением грунта скважины диаметром до 2 м могут выбуриваться на глубину 40 м. Для бурения тяжелых пород на большую глубину можно применять трубовкручивающие установки.

Сухой способ устройства буронабивных свай без обсадной трубы можно применить в устойчивых грунтах по следующей технологической схеме (рис.11, а): I - бурение скважины; // - удаление кондуктора; ///- установка арматурного каркаса; IV- установка бункера; V - укладка бетонной смеси с уплотнением вибратором, установленным на бетонолитной трубе; VI - снятие бункера; VII - бетонирование оголовка сваи.

Рис.11. Технологическая схема устройства буронабивных свай "сухим способом" (а) и под глинистым раствором (б)

1 - скважина; 2 - буровой агрегат; 3 - насосная установка; 4 - глиносмеситель; 5 - отстойник; 6 - уширитель; 7 - кондуктор; 8 - арматурный каркас; 9 - контейнер для пульпы; 10 - бетонолитная труба; 11 - клапан; 12 - рукав бетоновода; 13, 14 - оголовок и тело сваи.

Бетонолитная труба извлекается из скважины по мере укладки бетонной смеси.

При устройстве свай без обсадных труб в неустойчивых обводненных грунтах в скважину после бурения закачивается раствор бентонитовой глины, который, циркулируя по скважине, выносит разрушенный буром грунт и укрепляет стенки скважины. По трубе (способом подводного бетонирования) в скважину подают бетонную смесь и одновременно поднимают трубу. Соприкасаясь с глинистым раствором цемент из смеси не вымывается, и бетон после этого не теряет своей проектной прочности. Работы ведутся по следующей технологической схеме (рис.11, б): VIII - устройство скважины; IX- уширение площади опирания сваи; Х- установка арматурного каркаса; XI- установка бетонолитной трубы и бункера; XII - укладка бетонной смеси- XIII - формирование оголовка сваи.

Устройство буронабивных свай в обсадной трубе с извлечением грунта (рис.12) можно осуществлять в любых условиях, поэтому такая технология доминирует в передовых зарубежных строительных фирмах.

Рис.12. Технологическая схема устройства буронабивных свай в обсадной трубе с извлечением грунта

а - монтаж секций трубы; б - погружение и наращивание трубы; в - разгрузка грунта; г - установка арматурного каркаса и укладка бетонной смеси; д - извлечение трубы; е - демонтаж секций трубы; М - момент вращения; F - усилие.

Сначала с помощью лебедки и погружателя устанавливают и погружают две секции обсадной трубы, используя момент вращения и продольное усилие погружателя; затем поочередно устанавливают и погружают все секции трубы. С помощью бурового снаряда извлекают грунт из обсадной трубы, периодически опорожняя от грунта защитный кожух; устанавливают арматуру и каркас и производят бетонирование. Используя момент вращения и извлекающее продольное усилие погружателя, извлекают обсадную трубу собственной лебедкой. Секции обсадной трубы демонтируют.

Уширение площади опирания сваи на грунт можно осуществить: специальными уширителями, втрамбовыванием бетонной смеси в дно скважины и камуфляжным взрывом заряда ВВ.

Реклама на сайте: