Устройство набивных свай

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.

Дата добавления: 2014-01-06