Технология устройства набивных свай.

Лекция 5 Технология устройства набивных свай. 1.Виды набивных свай и технология их устройства. 2.Способы устройства буронабивных свай (изготовление свай сухим способом, с применением глинистого раствора, с креплением скважин обсадными трубами). 3. Технология устройства ростверков 1.Виды набивных свай и технология их устройства. Набивные сваи устраивают на месте их будущего положения пу­тем заполнения скважины (полости) бетонной смесью или песком. 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 стесненных условиях; ■ применимость при усилении существующих фундаментов. Набивные сваи изготовляют бетонными, железобетонными и грун­товыми, причем имеется возможность устройства свай с уширенной пятой. Способ устройства свай прост - в предварительно пробуренные скважины подается для заполнения бетонная смесь или грунты, в ос­новном песчаные. Применяют следующие разновидности набивных свай - сваи Страу­са, буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные, частотрамбованные, вибронабивные, песчаные и грунтобетонные. 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 глубины. Самими первыми в нашей стране, на основе которых применяются все существующие разновидности буронабивных свай, являются сваи Страуса, которые были предложены в 1899 г. Изготовление свай 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. В пробуренную до проектной отметки (5... 12 м) скважину осторож­но опускают трубу диаметром 25...40 см и далее загружают бетонной смесью. После заполнения скважины на глубину около 1 м бетонную смесь трамбуют и медленно поднимают вверх обсадную трубу до тех пор, пока высота смеси в трубе не уменьшится до 0,3...0,4 м. Снова за­гружается бетонная смесь и процесс повторяется. Учитывая, что диа­метр скважины больше диаметра обсадной трубы и поверхность про­буренного грунта оказывается неровной, шероховатой, при наполне­нии бетонной смесью обсадной трубы, ее подъеме и уплотнении сме­си, бетон заполнит весь свободный объем, включая и зазор между стенками скважины и обсадной трубой. Часть бетона и цементного мо­лока проникнет в грунт, повысив его прочность. Недостатки способа - невозможность контролировать плотность, и монолитность бетона по всей высоте сваи, возможность размыва несхватившейся бетонной смеси грунтовыми водами. Армирование свай производят только в верхней части, где на глу­бину 1,5...2,0 м в свежеуложенный бетон устанавливают металличе­ские стержни для их последующей связи с ростверком. 2.Способы устройства буронабивных свай В зависимости от грунтовых условий буронабивные сваи устраива­ют одним из следующих способов - сухим способом (без крепления стенок скважин), с применением глинистого раствора (для предотвра­щения обрушения стенок скважины) и с креплением скважины обсад­ной трубой. а) Рис. 5.1. Технологическая схема устройства буронабивных свай сухим способом: а - бурение скважины; б - разбуривание уширенной полости; в - установка арматурного каркаса; г- установка бетонолитной трубы с вибробункером; д - бетонирование скважины методом верти­кально перемешаемой 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 Сухой способ применим в устойчивых грунтах (проса-дочные и глинистые твердой полутвердой и тугопластичной консистенции), которые могут держать стенки скважины (рис. 5.1). Скважина необ­ходимого диаметра разбуривается мето-дом вращательного бурения в грунте на заданную глубину. После приемки скважины в установ­ленном порядке при необходимости в ней монти-руют арматурный кар­кас и бетонируют методом верти-кально перемещающейся трубы. Используемые в строи-тельстве 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 зам-ковыми соединениями, у пер-вой секции крепится приемный бункер, через который бетон-ная смесь по­дается в трубу. В скважину опускается бетоно-литная 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 (рис. 5.2). Рис. 5.2. 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 В таких неустойчивых грунтах для предотвращения обрушения стенок скважин применяют насыщенный гли-нистый раствор бентонитовых глин плотностью 1,15... 1,3 г/см3, 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. Скважины бурят вращательным способом. 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. Крепление скважин обсадными трубами. Устройство свай этим методом возможно в любых гидрогеологических условиях; обсадные, трубы могут быть оставлены в скважине или извлечены из нее в процессе изготовления сваи (рис. 6.15). Обсадные трубы соединяют меж­ду собой при помощи замков специальной конструкции (если это ин­вентарные трубы) или на сварке. Пробуривают скважины вращатель­ным или ударным способом. Погружение обсадных труб в грунт в процессе бурения скважины осуществляют гидродомкратами. После зачистки забоя и установки арматурного каркаса скважину бетонируют методом вертикально перемещаемой трубы. По мере за­полнения скважины бетонной смесью могут производить извлечение и инвентарной обсадной трубы. Специальная система домкратов, смонтированных на установке, сообщает трубе возвратно-посту- патель­ное движение, за счет чего бетонная смесь дополнительно уплотняет­ся. а) Рис. 5.3. 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 По завершении бетонирования скважи-ны осуществляют фор-миро­вание головы сваи. Находят применение установки по изготовле-нию набивных свай с использованием обсад-ных труб с извлечением грунта из трубы вибро-грейфером (рис. 5.3). В настоящее время проходит успешное испытание специаль-ный полимерный кон-центрат на основе полиакриламида, ко- торый в процес­се гидратации образует коллоидный буровой раствор, создающий защитную пленку на стенках скважины, что в сочетании с избыточным гидроста- Рис. 5.4. Технологическая схема изготовления набивных свай с выемкой грунта под защитой обсадных труб: а - погружение обсадной трубы виброустановкой; 6 - извлечение грунта из обсадной трубы виб­рогрейфером; в — бетонирование сваи; г - извлечение обсадной трубы виброустановкой; 1— об­садная труба; 2 - виброустановка; 3 - виброгрейфер; 4 - арматурный каркас; 5 - бадья с бетон­ной смесью тическим давлением предотвращает их осыпание. Бурение в сложных геологических условиях без применения обсадных труб по­казало целостность буронабивной сваи по всей глубине после закачи­вания в нее бетона и отсутствие каких-либо наплывов или впадин бе­тона на боковой поверхности сваи. Использование коллоидного рас­твора позволяет существенно увеличить производительность буровых работ, снизить их себестоимость и трудоемкость, резко сократить по­требность в обсадных трубах без снижения качества работ. Буронабивные сваи с уширенной пятой. Диаметр таких свай 0,6...2,0 м, длина 14...50 м. Существуют три способа устройства уширений свай. 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. 5.5). Нож раскрывается а) б) Рис. 5.5. Разбуривание полости в грунте уширителем: а - положение уширителя во время раз-буривания скважины; б - то же, в про­цессе разбуривания полости; 1 - грунтосборник; 2 - режущие ножи; 3 - скважи­на; 4 - штанга; 5 - уширенная полость 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 Рис. 5.6. Технологическая схема уст­ройства свай с камуфлетным уширением: а - опускание заряда ВВ и заполнение сква­жины бетонной смесью; б - подъем бетоно­литной трубы и образование уширенной пяты взрывом; в - готовая набивная свая с камуф­летным уширением; / - заряд ВВ; 2 - про­вод к подрывной машине; 3 - обсадная тру­ба; 4 - приемная воронка; 5 - бетонная смесь; 6 - бадья с бетонной смесью; 7 -уширенная пята; 8 - арматурный каркас 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. Взрывной способ устройства уширений (рис. 5.6). В пробуренную скважину устанавливают обсадную трубу. На дно скважины опускают заряд взрывчатого вещества расчетной массы и выводят провода от де­тонатора к взрывной машинке, находящейся на поверхности. Скважи­ну заполняют бетонной смесью на 1,5...2,0 м, поднимают на 0,5 м об­садную трубу и производят взрыв. Энергия взрыва уплотняет грунт и создает сферическую полость, которая заполняется бетонной смесью из обсадной трубы. После этого порциями и с необходимым уплотне­нием заполняют обсадную трубу бетонной смесью доверху. 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 ее 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. Подводное бетонирование применяют для предохранения бетон­ной смеси от размыва при высоком уровне малоподвижных грунтовых вод. Бетонную смесь подают в обсадную трубу не по лотку, а под дав­лением по трубопроводу, погруженному до самого низа скважины. Благодаря давлению смесь выдавливается из трубы, заполняет снизу пространство скважины и начинает подниматься вверх, оттесняя на­верх и находящуюся в скважине воду. В процессе заполнения бетон­ной смесью скважины необходимо следить, чтобы бетонолитная труба поднималась с одной скоростью с обсадной трубой, низ трубы посто­янно был ниже верха уложенной бетонной смеси на 30...40 см. После полного заполнения скважины верхний слой бетонной смеси толщи­ной 10...20 см, находившийся в контакте с водой, срезают. В обводненных грунтах может быть использовано напорное бето­нирование набивных свай, которое заключается в непрерывном нагне­тании бетонной смеси на всю высоту скважины под воздействием гид­ростатического давления, создаваемого бетононасосами. Напорное бе­тонирование исключает смешивание бетонной смеси с водой, глини­стым раствором или шлаком (материалами разбуривания). Скорость нагнетания устанавливается исходя из условий непрерывности процес­са бетонирования сваи и беспрепятственного извлечения обсадной тру­бы после заполнения скважины бетоном до начала схватывания. Под­вижность нагнетаемых бетонных смесей должна быть в пределах 18...24см. Пневмотрамбованные сваи. Сваи применяют при устройстве фун­даментов в насыщенных водой грунтах с большим коэффициентом фильтрации. 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, слу­жащий для сглаживания колебаний давления. Бетонную смесь подают небольшими порциями через специальное устройство - шлюзовую ка­меру, действующую по принципу пневмонагнетательных установок, применяемых для транспортирования бетонной смеси. Шлюзовая ка­мера закрывается специальными клапанами. Подача бетонной смеси в камеру осуществляется при закрытом нижнем клапане и открытом верхнем; при заполнении камеры смесью верхний клапан закрывается, нижний, наоборот, открывается, смесь выжимается в скважину. 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 выполненных работ. Устройство свай в продавленных скважинах достаточно эффек­тивно в сухих грунтах. При устройстве таких свай в грунте создается уплотненная зона, повышается прочность грунта и снижается его деформативность. Устройство набивных свай в уплотненных скважинах производят методами продавливания без извлечения грунта на по­верхность. Данная технология работ базируется на образовании скважины пу­тем многократного сбрасывания с высоты чугунного конуса, в резуль­тате чего пробивается скважина. Затем скважину порционно заполня­ют бетонной смесью, щебнем или песком и уплотняют до образования уширенной части в основании сваи. В верхней части при укладке бе­тонной смеси ее уплотняют вибрированием. Разработано много моди­фикаций этого метода. Образование скважин и полостей в грунте без его выемки осуществляют: пробивкой сердечниками и обсадными тру­бами с помощью молотов, продавливанием вибропогружателями и вибромолотами, пробивкой снарядами и трамбовкой, пробивкой пневмопробойниками, расширением гидравлическими уплотнителями, продавливанием с помощью винтовых устройств. Нашел применение метод выштамповывания с использовани­ем станка ударно-канатного бурения (рис. 5.7). Сначала на глубину до '/2 длины будущей сваи пробуривают скважину-лидер, затем скважину пробивают ударным снарядом на требуемую глубину. Загружают в нижнюю часть скважины жесткую бетонную смесь столбом 1,5...2 м и ударами трамбовки устраивают в основании сваи уширенную пяту. В устье скважины устанавливают обсадную трубу, монтируют арматурный каркас и осуществляют бетонирование верхней части сваи. Метод виброформирования свай характерен наличием виброформователя. Его полый наконечник имеет лопасти в нижней части и соеди­няется через жесткую штангу с вибропогружателем. Под действием последнего наконечник погружается в грунт и образует скважину, ко­торая по мере погружения наконечника заполняется бетонной смесью из бункера, установленного над устьем скважины. После пробуривания скважины наконечник немного приподнимают, при этом его лопа­сти раскрываются, сквозь полость наконечника бетонная смесь попада­ет на дно скважины. Вместо самораскрывающихся створок может быть использован теряемый чугунный башмак. Рис. 5.7. Технологическая схема устройства буронабивных свай с выштампованной пятой: а - бурение скважины; б - установка в скважину обсадной трубы; в - засыпка в скважину жесткой бетонной смеси; г - втрамбовывание бетонной смеси в основание; д - извлечение обсадной трубы и установка арматурного каркаса; е - бетонирование ствола сваи с уплотнением глубинным вибратором; ж - устройство опалубки оголовка сваи;1 - буровая машина; 2 - рабочий механизм с навесным оборудованием для устройства уширенной пяты; 3 - обсадная труба; 4 - лоток для за­грузки жесткой бетонной смеси; 5 - трамбовка; 6 - стреловой кран; 7 - арматурный каркас; 8 -бадья с бетонной смесью; 9 - воронка; 10 - выштампованная уширенная пята; 11 - опалубка ого­ловка Вытрамбованные сваи используют в сухих связанных грунтах. В пробуренную скважину с помощью вибропогружателя, закрепленно­го на экскаваторе, погружают до проектной отметки стальную обсад­ную трубу, имеющую на конце съемный железобетонный башмак. По­лость трубы заполняют на 0,8...1,0 м бетонной смесью, уплотняют ее с помощью специальной трамбующей штанги, подвешенной к вибро­погружателю (рис. 5.8). Рис. 5.8. Технологическая схема устройства вытрамбованных 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 В результате башмак вместе с бетонной сме­сью вдавливается в грунт, при этом образуется уширенная пята. Обсадная труба заполняется бетонной смесью порциями с постоянным уплотнением. По мере заполнения скважины бетонной смесью осуще­ствляется подъем обсадной трубы экскаватором при работающем виб­ропогружателе, который значительно снижает адге-зию трубы с бето­ном в процессе ее извлечения. Частотрамбованные сваи устраивают путем забивки обсадной трубы в пробу-ренную скважину вместе с надетым на конце чугунным башмаком, который остается в грунте (рис. 5.9). Загружение бетонной смеси в обсадную трубу осуществляют порциями за 2...3 приема. Сечение сваи формируется и обсадная труба извлекается из скважины с помощью молота двойного действия, передающего усилия через об­садную трубу. Обсадную трубу с чугунным башмаком под действием ударов мо­лота погружают в грунт до проектной отметки. Погружаясь, труба раз­двигает частицы грунта и уплотняет его. Когда труба достигает ниж­ней точки в ее полость опускают арматурный каркас (при необходимо­сти), далее через воронку из вибробадьи подают в полость обсадной трубы жесткую бетонную смесь с осадкой конуса 8... 10 см. После заполнения обсадной трубы на высоту 1 м ее начинают под­нимать, при этом башмак соскальзывает под действием давящей на него бетонной смеси, которая начинает заполнять скважину. Молот двойного действия, соединенный с обсадной трубой при этом произво­дит частые парные удары, направленные попеременно вверх и вниз. От ударов, направленных вверх за 1 мин труба извлекается из грунта на 4...5 см, а от ударов, направленных вниз, труба осаживается на 2...3 см. Трамбование бетонной смеси, поступающей в скважину под действием собственной массы, осуществляется за счет ударов нижней кромки обсадной трубы и трения бетона о стенки трубы в результате вибрационного воздействия молота, в связи с чем вся бетонная смесь по- P и с. 5.9. Технологическая схема устройства частотрамбованных свай: а - погружение обсадной трубы; б - установка арматурного каркаса; в - подача бетонной смеси в полость трубы; г - извлечение обсадной трубы с одновременным уплотнением бетонной смеси; 1 - обсадная труба; 2 - копер; 3 - молот двойного действия; 4 - арматурный каркас; 5 – бадья с бетонной смесью; б - приемная воронка; 7 - чугунный башмак стоянно находится в процессе вибрации и в итоге оказывается хорошо уплотненной. В результате уплотняется грунт в нижней части скважи­ны, часть бетонной смеси впрессовывается в стенки скважины, повы­шая их прочность. Такое трамбование бетона в обсадной трубе продолжают до полно­го извлечения трубы из грунта. При необходимости на извлекаемую обсадную трубу закрепляют наружные вибраторы, которые позволяют более качественно уплотнить верхние слои бетонной смеси. Частотрамбованные сваи можно изготовлять армированными. Армирование осуществляется по расчету, но в большинстве случаев арматурный каркас применяют только в верхней части сваи для соединения с арми­рованием монолитного ростверка. Рис. 5.10. Схема устройства песчаных (грунтовых) набивных свай: а - погружение обсадной трубы; б - извлече­ние трубы; в - раскрывающийся наконечник; 1 – вибро-погружатель; 2 -обсадная труба; 3 - шарнир; 4 - створка наконечника; 5 -кольцо Если армирование предусмотрено на всю высоту сваи, то арматурный каркас опускают в обсадную трубу до начала бетонирования. Песчаные набивные сваи - наиболее дешевый способ уплотнения слабых грунтов. Стальная обсадная труба с башмаком погружается в грунт с помощью вибропогружателя (рис. 5.10). Достигнув проект­ной отметки, она частично заполняется песком, при подъеме обсадной трубы за счет массы песка она отделяется от башмака, и с помощью вибро-погружателя извлекается на поверхность, при этом грунт от виб­росотрясений уплотняется. Допол-нительное и эффективное уплотнение может быть достигнуто проливом скважины водой. Применяют трубы диаметром 32...50 см; при извлечении в трубе всегда должен находить­ся . слой песка 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 методов «стена в грунте» или применение гли­нистого раствора для погружения труб приводит к удорожанию проекта. Рис. 5.11. Схема бурозавинчивающейся сваи: 1 - металлическая труба; 2 - сварка навивки с трубой; 3 — навивка из арматуры диаметром 10... 16 мм с шагом 200...400 мм; 4 - крестооб­разный глухой или теряемый наконечник; 5 - крестовина; 6 - диск из металла При этих методах происходит нарушение ес­тественной подземной среды и ее равновесия, ко­торое может привести к нежелательным результа­там или к серьезному удорожанию строительства. В случаях плотной застройки целесообразно применять метод бурозавинчивающихся свай. Сущность метода в том, что металлическая труба не забивается в грунт, а завинчивается (рис. 5.11). 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 1м) 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. В последние годы получили широкое распространение фундаменты в виде мощных опор глубокого заложения с большой несущей способ­ностью, сооружаемых с помощью специальных станков (рис. 5.12). Рис. 5.12. Технологическая схема устройства буронабивных свай диаметром 2...3,5 м: а - установка бурового станка; б - проходка скважины; в - зачистка забоя; г - установка арматур­ного каркаса; д - установка бетонолитной трубы; е - бетонирование сваи; 1- буровая установка; 2 - обсадная труба; 3 - грейферный ковш; 4 - арматурный каркас; 5 - бетонолитная труба Разработка грунта осу-ществляется с помощью грейферного ковша внут-ри опускаемой обсадной трубы. Во время разра-ботки грунта ниж­ний конец трубы должен быть ниже забоя скважины. Зачистка забоя производится грейферным ковшом. После установки в скважину арматурного каркаса осуществляется бетонирование методом вертикально перемещае-мой трубы; заглубление бетонолитной трубы в бетонную смесь должно быть не менее 1м. 3. Технология устройства ростверков Конструкцию ростверка и технологию его устройства принимают в зависимости от типа свай. Ростверки объединяют группу свай в одну конструкцию и распределяют на них нагрузки от сооружения. Они чаще всего представляют собой непрерывную ленту по всему контуру здания в плане, включая внутренние стены. При использовании желе­зобетонных свай ростверки могут быть выполнены из монолитного и сборного железобетона (рис. 5.13). Рис. 5.13. Соединение сваи с ростверком: а - свободное опирание; б - жесткое опирание;1 - свая; 2 - ростверк; 3 - арматурная сетка; 4 -песчаная подготовка; 5 - выпуск арматуры из сваи В зависимости от типа здания или сооружения ростверки разделяют на высокие и низкие. При забивных сваях, головы которых после забивки могут оказаться на разных от­метках, перед устройством ростверка необходимо выполнить трудоем­кие операции по выравниванию голов свай. Для этого необходимо под определенный уровень срубить (срезать) бетон свай, обрезать или за­гнуть их арматуру. Срезка свай. Деревянные сваи и шпунт срезают механическими или электрическими пилами, стальные сваи - автогеном или бензоре­зом, в железобетонных сваях бетон оголовков разрушают обычно с по­мощью пневматических отбойных молотков. Более эффективно для этих целей применять пуансоны - установки для срезания голов свай (рис. 6.26), состоящие из жесткой замкнутой станины, опускаемой и зажимаемой на свае, подвижной рамы, съемных зубьев и гидродом­крата с поршнем. В комплект установки входит несколько пар пуансо­нов для свай с различными размерами поперечного сечения. Макси­мальное рабочее усилие 200 т, рабочий ход от 10 до 50 см, производи­тельность установки - обрезка голов 15...20 свай в час. Рис. 5.14. Схема установки для срезки голов свай: 1 - свая; 2 — зубья; 3 - рама установки; 4 - поршень; 5 - гидродомкрат; б - станина Сваи при погружении иногда отклоняются в плане, при многоряд­ном или кустовом расположении свай эти отклонения не вызывают ос­ложнений при устройстве ростверков. Если же имеется однорядное расположение свай и часть сечения отдельных свай выходит за грани­цы будущего ростверка, то в этом случае необходимо устраивать мо­нолитный ростверк и специальные выступы в ростверке для включе­ния в него этих свай. При подготовке голов набивных свай к устройству сборных рост­верков проверяют верхнюю поверхность по нивелиру и при необходи­мости выравнивают опорную поверхность свай с помощью бетонной смеси или цементного раствора. Сами же балки железобетонного рост­верка устанавливают на выравнивающую подсыпку из песка или шла­ка, начиная от угла здания, и выполняют монтажные работы строго по захваткам. Элементы сборного ростверка соединяют со сборными ко­роткими сваями на сварке с омоноличиванием стыков. Список использованных источников 1.ВСН 5-71 Временные указания по устройству коротких буронабивных бетонных и бутобетонных свай для малоэтажных сельских зданий 2.Теличенко В.И., Лапидус А.А., Терентьев О.М.