Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лекции и пособия / Технология строительного производства

.pdf
Скачиваний:
50
Добавлен:
19.05.2023
Размер:
18.58 Mб
Скачать

При способе продавливания труба (футляр) вдавливается в массив грунта открытым концом, который снабжен кольцевым ножом. Грунт, поступающий внутрь головного звена трубы, разрабатывают и удаляют через прокладываемый трубопровод ручным или механизированным способом. В качестве продавливающих устройств применяют насосно-домкратные установки, включающие четное число однотипных домкратов грузоподъемностью 170–500 т каждый с рабочим хо-

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

дом штоков 1150–1600 мм. Усилия от домкратов передаются прокла-

дываемой трубе через опорный ее торец с помощью стальной нажим-

 

 

 

 

 

 

 

Н

ной рамы (траверсы) или стального нажимного кольца, равномерноУ

распределяющихдавление по периметру торца трубопровода.

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

зон

 

 

 

 

 

раскатч ка; 4штанга–

переменной длины; 5 – раскатчик

и

альных скважин с помощью раскатчика грунта:

Рис. 5.5. Схема проходки гор

 

1 – передвижная маслос анц я; 2 – пульт управления; 3 – станок для привода

з

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

При пр давливании сначала головное звено вдавливают в грунт на

длину х да шт к в домкратов, а затем возвращают штоки с траверсой

в исходн е л жение. В промежуток между траверсами укладывают

на на равляющую раму нажимные патрубки (длина патрубка равна

ходупштоков домкратов) и повторяют цикл вдавливания. После второ-

го цикла ранее установленные патрубки заменяют другими, длина ко-

торыхесоответствуетуже двойному ходу штоков домкратови т. д.

Процесс смены нажимных патрубков повторяется до тех пор, по-

Рка все звено не будет вдавлено в грунт. Нажимные патрубки удаля-

ют, и в освободившееся пространство перед домкратами устанавливают на направляющие очередное звено трубопровода и сваривают его с предыдущим.

81

Разработку грунта, входящего в головное звено трубы, производят вручную (при больших ее диаметрах) с применением ручных машин ударного действия и шанцевого инструмента или с помощью механических рабочих органов ковшового, совкового и фрезерного типа, виброударных желонок и грейферов. Удаление грунта из труб диаметром 500–800 мм осуществляется преимущественно гидравлическим способом.

Производительность установок для проходок способом продавливания зависит от физико-механических свойств грунта, диаметра

 

 

 

 

 

 

 

Н

и протяженности трубопровода, мощности домкратов, скоростиУхо-

да их штоков, а также от способа разработки и удаления грунта

и составляет в среднем 0,5–1,5 м/ч.

 

Б

Т

Схема установки для прокладки труб продавливанием с механи-

зированной разработкой грунта дана на рис. 5.6.

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

ис. 5.6. Установка для прокладки труб продавливанием с механизированной

 

 

разработкой грунта:

 

 

 

1 – устройства для передачи нажимных усилий домкратов и ножевой секции

Рсо сменными ножами; 2 – ковш; 3 – система рычагов; 4 – тяговый канат;

5 – трубопровод; 6 – рабочий канат; 7 – вторая траверса; 8 – нажимной патрубок;

9– нажимная траверса; 10 – двухбарабанная лебедка; 11 – насосная станция; 12 – опорный башмак; 13 – гидравлический домкрат; 14 – основная рама; 15 – направляющая рама; 16 – скребок-клапан; 17 – цепная передача

82

Глава 6. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА СВАЙНЫХ ОСНОВАНИЙ

Для уменьшения объемов земляных и общестроительных работ, а, следовательно, и снижения стоимости работ нулевого цикла в целом, возведение фундаментов зданий и сооружений на слабых грунтах, как правило, осуществляют с использованием свай. В зависимости от вида свай с их помощью решаются следующие инженерные задачи: нагрузки передаются на нижележащие прочные слои

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

фунта, увеличивается несущая способность слабых грунтов, осущеУ-

ствляется временное крепление стенок котлованов. По способу уст-

ройства сваи бывают:

 

 

 

 

 

Т

– заводского изготовления (сборные), которые погружают вер-

тикальной или наклонной забивкой, задавливанием, вибропогруже-

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

нием, завинчиванием, погружением элементов в скважину;

– изготавливаемые на строительной площадкеБметодом укладки

 

 

 

 

 

 

 

именения

 

материала свай в заранее пробуренные, штампованные или проби-

 

 

 

 

 

 

р

 

 

тые вертикальные или наклонные скваж ны с использованием бу-

рового и виброоборудования, штампов

азл чной конфигурации.

 

 

 

 

го

– твердые глинистые грун-

Рациональная область их п

 

ты с включением валун в и

 

 

ительные площадки, где забивка или

 

 

 

ст

 

 

 

 

погружение свай заводск

изг т вления может привести к недо-

 

 

передачи

 

 

 

 

 

пустимым деформациям прилегающих зданий и сооружений, кон-

струкций или

 

яных массивов.

 

 

 

земл

нагрузки на грунты сваи подразделяются:

По способу

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

– на сваи-стойки, передающие нагрузку на прочный грунт, рас-

положенный п д слоем слабого грунта;

 

сваи, защемленные в грунте, несущая способность которых обес-

печивается

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

главным образомтрениемих боковой поверхностио грунт.

п6.1. Методы погружения свай заводского изготовления

 

Наиболее широко в строительстве используются готовые железобетонные сваи квадратного или прямоугольного сечения длиной

от 3 до 20 м и сечением от 200 200 до 400 400 мм. Применяются также составные сваи такого же сечения, сваи-колонны и пирамидальные сваи, дающие возможность при том же расходе материалов повысить за счет распорного эффекта несущую способность почти

83

в 1,5 раза. Наряду со сплошными сваями в незначительном объеме изготовляются железобетонные призматические и пирамидальные сваи с полостями различных поперечных сечений, а также конические пустотелые сваи с круглой полостью (сваи-оболочки), позволяющие экономить при одинаковой удельной несущей способности с традиционными конструкциями свай до 30 % бетона и 10–20 % арматуры. Сваи-оболочки имеют кольцевое сечение диаметром 0,5– 6 м и общую длину до 40 м, составленную из звеньев длиной 3–8 м.

Погружение свай методом забивки осуществляется с помощью

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

копровых установок (копров), смонтированных на различномУходо-

вом оборудовании – колесных тележках, спецшасси с пневмоколес-

ным ходом, самоходных кранах, экскаваторах и др. (рис.Т6.1).

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

6.1. Сваебойная копровая установка на базе экскаватора:

 

 

 

1 – базовая машина; 2 – копровая мачта; 3 – молот; 4 – стрела; 5 – свая;

6 – головка с блоками; 7 – распорка

Рабочим оборудованием таких установок являются свайные молоты.

Свайный молот со свайным наголовником навешивается на мачту копра. В зависимости от проектного положения свай применяют-

84

ся вертикальные копры (для забивки вертикальных свай), наклонные (для забивки наклонных свай) и универсальные (для забивки свай в любом положении).

При выборе типа агрегата следует исходить из технологических условий площадки, типоразмеров сваи, производительности и тех-

нологических особенностей машины и сетки свайного поля.

До начала производства свайных работ должны быть выполнены следующие операции: отрывка котлованов и траншей, разбивка осей свайных рядов и мест погружения свай, устройство подъездных до-

рог, укладка свай у места их погружения с предварительным Уосмот-

ром и в случае необходимости с отбраковкой. Для раскладки ком-

плектов свай у мест их погружения используются самоходныеТкраны.

Технологический процесс погружения свай забивкой включает

следующие операции: перемещение сваебойной установки к месту

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

погружения сваи, подтаскивания, подъема, выверки и установки сваи

на копровой мачте, а затем погружения сваи ударамиБмолота до про-

ектной отметки или заданного отказа. При этом 70–80 % рабочего

времени расходуется на передв

копров, сама же забивка свай

 

 

 

 

 

 

 

й

 

занимает только 20–30 %. Поэтому выбор эффективного сваебойно-

го оборудования, разработка

ациональных схем перемещения ко-

пров являются основными в п

жки

 

сами, которые необходимо решать

при разработке мероприя ий

р

 

 

 

рганизации работ.

На сегодня основной

бъем забивки свай выполняется дизель-

молотами,

которые рабо

по

 

 

 

по принципу двигателя внутреннего

сгорания. Они получ

ают

 

 

 

 

 

широкое распространение в строительстве

благодаря энергет ческой автономности и надежной конструкции и

высокой

 

ли

 

 

 

 

 

и в дительности.

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

По ти у на равляющих для ударной части дизель-молоты делят-

ся на трубчатые марки: СП-70, СП-75…СП-78 и штанговые марки:

 

о

 

 

 

 

 

 

СП-6Б и СП-60. Масса ударной части штанговых молотов составля-

пр Рет 240 и 2500 кг, трубчатых – от 1250 до 5000 кг.

Масса ударной части молота, должна быть не менее массы сваи при длине сваи более 12 м; не менее 1,5 массы сваи при длине сваи до 12 м при погружении в плотных грунтах; не менее 1,25 массы сваи при грунтах средней плотности, включая во всех случаях массу наголовника.

Первые удары по свае производят с малой высоты – до 0,5 м пока она не получит правильного направления. Затем силу удара мо-

85

лота постепенно увеличивают до максимальной. От каждого удара свая погружается на определенную величину, называемую отказом. Сваи забивают до достижения расчетного отказа, который принято находить как среднее значение замеров погружения от десяти ударов. Серию ударов, выполняемых для замера средней величины отказа, называют залогом.

груженных свай не должны превышать ±50 мм.

 

 

У

При застройке районов, где залегают значительные, до 40 м пла-

сты слабых грунтов, применяются составные сваи из

Т8-метровых

элементов без острия на нижнем конце, имеющие специальные мон-

тажные замки, которые обеспечивают равнопрочность сваи по всей

 

 

 

 

 

Н

 

длине. Составные сваи погружаются с помощью обычного сваебой-

ного оборудования.

 

 

 

Б

 

 

При вибрационном методе сваи погружают с помощью вибро-

погружателей, динамическое воздейств е от которых позволяет пре-

 

 

 

 

й

 

 

 

одолевать сопротивление грунта по боковой поверхности и под ост-

рием сваи. При вибрации сцеплениеичастиц грунта и трение сваи

о грунт уменьшаются и свая п д действием собственного веса и ве-

 

 

 

р

 

 

 

 

са вибропогружателя п гружается в грунт.

 

 

 

Низкочастотные

 

п гружатели марки ВУ-1,6, В1-722 и ВПМ-

 

 

о

 

 

 

 

170 используются для погружения в однородные слабые грунты

 

т

 

 

 

 

 

массивных желе обетонных оболочек. Погружение свай длинной до

12 м рекомендуется про зводить низкочастотными вибропогружа-

вибр

 

 

 

 

 

телями марки ВП-1, СП-42Б и ВП-3М.

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

Выс к част тные вибропогружатели эффективны для погруже-

ния в мал связные грунты элементов с малым лобовым сопротив-

о

 

 

 

 

 

 

 

л ни м – ш унта, труб.

 

 

 

 

 

 

Впкач стве вибрационных машин используют вибропогружатели,

которыеподвешивают к мачте сваепогружающей установки и со-

единяют наголовником со сваей.

 

 

 

 

В последнее время для погружения в плотные грунты металли-

Рческого шпунта длиной до 13 м, металлических свай и труб длиной

Недобивание свай по технологическим причинам и грунтовым условиям допускается на 0,5 м при их погружении на 10 м и на 1 м при погружении на глубину более 10 м. Отклонения верха голов по-

до 20 м применяют вибромолоты массой от 1 до 12 т. Действие их основано на сочетании ударных и вибрационных воздействий на сваю. Применение вибромолотов позволяет сократить время погружения

86

свай и свай-оболочек до 8 раз по сравнению с погружением аналогичным по мощности вибропогружателем. Их использование особенно эффективно при тяжелых грунтах с каменными включениями.

Безударное погружение свай заводского изготовления осуществляется тремя способами: завинчиванием, вдавливанием и гидро-

подмывом.

может быть стальным или железобетонным, башмак изготовляютУиз

стали, чугуна или железобетона. Диаметр ствола – 40–60 см, диа-

метр лопастей – 1–2,5 м.

 

 

 

 

Т

Винтовые сваи погружают в грунт завинчиванием с помощью

кабестанов (механизмов, передающих свае вращательное движение

 

 

 

 

 

 

Н

при погружении в грунт) или специальных установок.

Статическое вдавливание свай осуществляетсяБвдавливающим

агрегатом на базе двух тракторов

с

 

гидравлических дом-

кратов. Вибровдавливание

 

тся за счет веса сваи, вибропо-

 

 

 

 

стемой

 

гружателя и трактора, на кото ом смонт рована установка. Способ

вдавливания эффективен при

ужении коротких свай длиной до

 

 

 

ли

 

6 м, при этом не разрушаются г л вы свай.

 

 

 

производ

 

 

 

Суть погружения свай сп с б м гидроподмыва заключается в том,

что под действием воды, направленной под напором к острию сваи

 

пог

 

 

 

 

из одной или нескольк х

руб, лобовое сопротивление грунта сни-

 

т

 

 

 

 

жается. Сваи, ащемленные в грунте погружать методом гидропод-

мыва нельзя, так как

этом нарушается сцепление их боковой

 

при

 

 

 

 

 

поверхн сти с грунтом.

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

6.2. Технология изготовления набивных свай

 

о

 

 

 

 

 

Изпвс х видов набивных свай наибольшее распространение по-

лучили буронабивные сваи. Их устраивают в скважинах, образуе-

е

 

 

 

 

 

 

мых в грунте бурением и извлечением грунта из скважины.

Технология изготовления буронабивных свай отличается спосо-

Рбами образования скважин в грунте и

формирования бетонного

Винтовые сваи наиболее широко применяются для устройства фундаментов радиомачт и опор ЛЭП в качестве анкеров, т. е. в тех случаях, когда имеют место выдергивающие нагрузки. Ствол сваи

ствола сваи.

В зависимости от инженерно-геологических и гидрогеологических условий буронабивные сваи устраивают без крепления стенок сква-

87

жин (сухой способ), используя избыточное давление глинистого раствора для предотвращения обрушения стенок и с креплением стенок скважин обсадными трубами.

В скважину независимо от того, действуют ли горизонтальные усилия на сваю или нет, устанавливают арматурный каркас. В готовые скважины производится укладка бетонной смеси. Буронабивные сваи в зависимости от их диаметра и передаваемой нагрузки на основание (грунт) могут изготавливаться с уширением и без него.

Буронабивные сваи «сухим» способом изготавливают в устойчи-

 

Н

вых грунтах (пылевато-глинистые), где грунтовая вода отсутствуетУ

или расположена значительно ниже пяты сваи.

 

Скважины бурят методами вращательного бурения сТпомощью

шнекового бура (сваи диаметром 400–600 мм) или ковшового бура

(сваи диаметром более 800 мм). Скважину бурят в два этапа – сна-

 

проектной

чала на глубину до 1,5 м и укрепляют стенки скважины фартуком

с целью исключения обрушения грунта из устьяБв скважину, а затем

продолжают бурить скважину до

отметки (пяты) сваи.

р

Если требуется по проекту, то н жнюю часть скважины расширяют

с помощью уширителей, кото ые зак епляют на буровой штанге.

 

по

иустанавливают арматурный каркас

После приемки скважины в ней

и бетонируют сваю. Для

 

 

ни

вания сваи используют литую бе-

бет

 

 

тонную смесь с осадкой к нуса 14–22 см. Подачу бетонной смеси

и

бет н литной трубе, которая состоит из

в скважину осуществляют

звеньев длиной 6,0 м. Конс рукция стыков отдельных звеньев позво-

ляет быстро изнадежно соединять отдельные звенья. В качестве бетонолитныхолнениятруб спользуют стальные трубы диаметром не менее м ре за скважины бетонной смесью, бетонолитную трубу

250 мм. Перед бет нированием монтируют бетонолитную трубу на всю глубинуп скважины. На нее устанавливается приемная воронка, черезк т рую п дается бетонная смесь из автобетоносмесителя. По

Рпост нно поднимают краном и демонтируют звеньями. Уплотнение малоподвижных бетонных смесей осуществляется навесными или глубинными вибраторами. Для формирования головы сваи применяют обсадной патрубок. Использование бетонолитных труб при бетонировании свай усложняет технологию и увеличивает трудоемкость их изготовления. Более эффективным является метод свободного сброса бетонной смеси. Обеспечение качества изготовления свай по этому методу достигается за счет применения бетонных смесей, не образующих

88

конуса расплыва в скважине. При методе свободного сбрасывания бетоннаясмесьможетукладываться безуплотнения или суплотнением.

Изготовление буронабивных свай под глинистым раствором эф-

фективно в водонасыщенных, неустойчивых грунтах. Бурение скважин выполняется вращательным способом. Для предотвращения обрушения стенок скважин буровые работы выполняются с примене-

нием глинистых растворов плотностью 1,15–1,3 г/см3.

тонитовых глин.

 

 

 

 

У

По мере бурения скважины глинистый раствор подают в скважи-

ну, где он оказывает гидростатическое давление на ее стенкиТ; кроме

того, вследствие проникания раствора в грунт на стенках скважины

образуется глинистая корка, что способствует укреплению стенки

скважины.

 

 

 

Н

 

После завершения бурения скважины наБпроектную глубину

в скважину устанавливают арматурный каркас.

 

 

Бетонирование ведут методом

кально перемещающейся тру-

 

 

 

й

 

 

бы (ВПТ). Бетонолитная труба, используемая для подачи литой бетон-

ной смеси в скважину, состоит из звеньевидлиной 1,5–2,0 м. Звенья со-

единяютсямежду собойгерметичными замковымисоединениями.

 

 

верт

 

 

 

Перед опусканием в скважину нижний конец бетонолитной тру-

бы снабжается затвором, к рый бывает закрыт при сборке звеньев

 

о

 

 

 

бетонолитной трубы. Э о необходимо для того, чтобы не произо-

шло контакта

т

 

 

 

 

перемеш вания глинистого раствора с бетонной

смесью в трубе

время подачи бетонной смеси в бетоновод.

 

 

и

 

 

 

 

Затв р представляет собой сферический оголовок, по диаметру

з

 

 

 

 

равный внутреннему диаметру трубы, который с помощью самосре-

Глинистый раствор готовят на месте производства работ в специальных приемниках рядом с изготавливаемой скважиной из бен-

во зающихсяепб лт в плотно прижат к ее нижней открытой части.

При создании в бетонолитной трубе и приемной воронке опре- Рд л нного расчетного столба бетонной смеси происходит срезание болтов, и затвор по направляющим опускается в нижнее рабочее положение. Бетонная смесь, вытекая из трубы, начинает заполнять забой скважины, а затем затрубное пространство, вытесняя вверх

глинистый раствор.

В процессе бетонирования по мере заполнения скважины бетонной смесью литой консистенции постепенно поднимают бетонолитную трубу, удаляя последовательно звенья труб. При этом необхо-

89

димо, чтобы соблюдалось следующее условие – после удаления очередного звена бетонолитной трубы, нижний конец трубы должен быть не менее, чем на 1,5 м заглублен в бетон.

Интенсивность укладки бетонной смеси должна быть не менее 4–5 м3/ч. Перерывы в бетонировании не должны превышать одного часа.

После заполнения скважины бетонной смесью, бетонирование продолжают до тех пор, пока верхний бетонный слой толщиной 0,5–1,0 м, постоянно находящийся в непосредственном соприкосновении с гли-

нистым раствором, будет удален как дефектный.

Н

У

Технологическая схема устройства буронабивных свай под сло-

ем глинистого раствора приведена на рис. 6.2.

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

Рис. 6.2. Технологическая схема устройства буронабивных свай

 

 

 

 

под слоем глинистого раствора:

 

 

 

I – бурение скважины; II – устройство уширенной полости; III – установка арматурного каркаса; IV – установка вибробункера с бетонной трубой; V – бетонирование скважины методов ВПТ;

1 – скважина; 2 – буровая установка; 3 – насос; 4 – глиносмеситель; 5 – приямок для глинистого грунта; 6 – расширитель; 7 – штанга; 8 – стреловой кран;

9 – арматурный каркас; 10 – бетонолитная труба; 11 – вибробункер; 12 – бетонированное основание

90