Технология устройства набивных свай.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

Набивные сваи устраивают на месте их проектного положения посредством укладки (набивания) бетонной смеси или грунта (песка) в заранее или параллельно разрабатываемые полости (скважины), образуемые в грунте. Сваи часто делают с уширенной нижней частью - пятой. Уширение получают разбуриванием грунта специальными бурами, распиранием грунта усиленным трамбованием бетонной смеси в нижней части скважины, взрывом заряда взрывчатого вещества или разрядом импульса электрического тока высокого напряжения.

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

Основные преимущества набивных свай:

ü возможность изготовления свай любой длины;

ü отсутствие значительных динамических воздействий на окружающее пространство при устройстве свай;

ü применимость в стесненных условиях;

ü применимость при усилении существующих фундаментов.

Длина свай может достигать 20…30 м при диаметре 50…150 см. Сваи, изготавливаемые с применением специальных установок 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 глубины. 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 скважины, с креплением скважин обсадными трубами.

Рис. III-18. Уширитель основания сваи

Пневмотрамбованные сваи применяют при устройстве фундаментов 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. Подачу смеси через воронку в верхнюю камеру осуществляют при закрытом нижнем клапане, после подачи порции верхний клапан верхней камеры закрывается, а нижний - открывается и т. д.

Вибротрамбованные сваи 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 (рис. III-23). 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.

Рис. III-23. Технологическая схема устройства вибротрамбованных свай: а - устройство скважины; б, г - укладка бетонной смеси; в - уплотнение бетонной смеси; д - окончание бетонирования и установка каркаса в верхней части сваи.

Частотрамбованные сваи устраивают путем забивки обсадных труб, опирающихся на металлический (обычно чугунный) наконечник. В полости, образованной обсадной трубой, устраивают армированную (или неармированную) сваю, уплотняя бетонную смесь с помощью ударов гидромолота двойного действия, передающихся через трубу в такой последовательности (рис. III-24). На копер лебедкой поднимают гидромолот двойного действия и обсадную трубу, которая в верхней части имеет оголовок. На нижний конец обсадной трубы насаживают металлический башмак со смоляным канатом, чтобы исключить проникновение в трубу воды. Под действием удара молота обсадную трубу погружают до проектной отметки.

Рис. III-24. Технологическая схема устройства частотрамбованных свай: а - устройство скважины; б - установка арматурного каркаса; в - укладка бетонной смеси; г - извлечение обсадной трубы; 1- копер; 2- гидромолот двойного действия; 3 - обсадная труба; 4 - нижняя часть обсадной трубы с теряемым башмаком; 5 – арматурный каркас сваи; 6 – бадья для подачи бетона; 7 – приемная воронка;

Рис.III-25. Схема устройства грунтобетонных свай

Песчаные и грунтобетонные сваи применяют для уплотнения слабых грунтов. В этом случае используют специальные приспособления в виде стальной обсадной трубы с коническим четырехлопастным раскрывающимся наконечником.

Трубу заполняют песком (грунтом) и с помощью вибропогружателя погружают на проектную глубину. При движении трубы 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.

Рис. III-26. Универсальный бурильно-сваебойный агрегат для устройства большинства типов свай LIEBHERR LRB 255. Эта буровая установка путем замены навесного оборудования позволяет использовать до семи технологий устройства погружных и набивных свай с вибропогружателем, гидравлическим молотом, а также для бурения с двумя буровыми головками, бесконечным буровым шнеком или штангой Келли. Келли-штанга (ведущая штанга) используется для передачи крутящего момента и давления вниз от вращателя буровой установки на буровой инструмент

Буроинъекционные сваи применяются при строительстве новых сооружений рядом с существующими, а также для усиления фундаментов зданий, находящихся в предаварийном состоянии. Во многих других случаях, буроинъекционные сваи являются единственно возможным оптимальным вариантом, если другие способы устройства из-за вибрации, ударов и громоздкости оборудования оказываются неприемлемыми. Такие сваи можно считать разновидностью буронабивных, но при этом они обладают серьезными преимуществами, такими, как: небольшие диаметры, большая гибкость технологии: высокая скорость выполнения, большая производительность, надежность, уменьшение объема земляных работ, возможность применения без эффекта разрыхления грунта. Изготовление сваи происходят путем инъекции раствора в скважину, при этом грунт, который был извлечен в процессе бурения, замещается смесью из мелкофракционного бетона, пескобетона или цементного молока, которые подаются в скважину под давлением через полый шнек (бур). Затем в тело бетона устанавливается арматурный каркас. Иногда буроинъекционные сваи называют корневидными из-за формы тела, которую такие сваи образуют в грунте: они имеют по всей длине обширные множественные уширения, которые получаются при нагнетании раствора. Пучок свай, выполненных с различным наклоном, вызывает ассоциации с корнями деревьев.

Развитием этой технологии является технология устройства грунтоцементных массивов «jet grouting», (джет граутинг).

Рис. III-27. Установка jet grouting – а; последовательность технологии струйной цементации для устройства грунтобетонных свай и массивов – б; диаграмма расхода цемента при устройстве грунтобетонных свай (массивов) – в; сваи, выполненные по технологии «jet grouting» после откопки – г; бур-монитор с соплом для инъектирования (отмечено стрелкой) – д

Суть технологии: разрушение и перемешивание грунта высоконапорной струей цементного раствора, исходящего под высоким давлением (до 500 атм.) из монитора, расположенного на нижнем конце буровой колонны. В результате в грунтовом массиве формируются сваи диаметром 0, 6…1, 0 м из нового материала - грунтобетона с достаточно высокими несущими и противофильтрационными характеристиками.

Устройство свай из грунтобетона выполняется в два этапа: производство прямого (бурение скважины) и обратного хода буровой колонны (рис.III-27, б). В процессе обратного хода производят подъем колонны с одновременным ее вращением. При этом поднимают давление цементного раствора, который поступает в сопла монитора, создающие струи с высокой кинетической энергией.

Сваи, образуемые с использованием струйной технологии, могут быть круглого сечения, трехлопастные, четырехлопастные, винтообразные, а также секущие. Комбинирование трех- и четырехлопастных свай создает ячеистые структуры, которые могут быть использованы в качестве несущих конструкций благодаря вовлечению в работу грунта, находящегося в ячейках. Технология струйной цементации может быть эффективно применена при решении задач подземного строительства:

§ сооружение одиночных свайных фундаментов;

§ сооружение ленточных в плане конструкций типа «стена в грунте»;

§ устройство анкерных креплений;

§ укрепление грунта вокруг строящихся подземных сооружений;

§ усиление оснований и фундаментов существующих зданий;

§ проведение противооползневых мероприятий;

§ создание противофильтрационных завес;

§ цементационное упрочнение разрушенных скальных грунтов;

§ выравнивании прочностных свойств грунта;

§ уплотнение стыков между панелями траншейных «стен в грунте».

Рис. III-28. Устройство наклон- ных микросвай при усилении фундаментов. Внизу – сваи после откопки

При реконструктивных работах часто применяют буроинъекционные сваи - микросваи, диаметром от 80 до 375 мм, изготовление которых производится мини-техникой и дает возможность устраивать их с небольших ограниченных площадок или в стесненных местах, таких, как подвальные помещения (рис. III-28). Микросваи применяются для усиления фундаментов существующих зданий, их устраивают под ростверки, которые подводят под фундамент или проходят ими через уже существующий фундамент. Разнообразие конструкций и технологий устройства буровых и буроинъекционных свай диаметром до 35 см позволило выделить их в отдельный класс, названный «микросваями» по аналогии с американскими и европейскими стандартами.

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒