Методы устройства набивных свай
Набивные сваи изготовляются непосредственно на строительной площадке без сотрясения грунта и в естественных условиях, что особенно важно при производстве работ вблизи или внутри существующих зданий и сооружений. В грунте устраиваются скважины или подобные полости с последующим их заполнением бетонной смесью (с армированием или без него) или сыпучим грунтом (песком или песчано-гравийной смесью) — грунтовая (песчаная) свая. Диаметр набивных свай 0,4—2 м и длина до 50 м. Несущая способность достигает 600 т на одну сваю.
Широкое применение получили буронабивные сваи, сваи в пробитых скважинах и вытрамбованных котлованах (рис. 5.1).
При устройстве буронабивных свай бурение в водонасыщенных и неоднородных глинистых грунтах текучей консистенции с прослойками песка и супесей требует крепления стенок скважин обсадными трубами. Российский инженер А.Э. Страус в 1899 г. изобрел набивные бетонные сваи, изготовляемые в буровой скважине путем трамбования небольших порций бетонной смеси при одновременном подъеме обсадной трубы. Был найден эффективный для того периода способ изготовления бетонных свай.
Проходка обводненных скважин в неустойчивых грунтах может выполняться и без обсадных труб под защитой глинистого бурового раствора без промывки. Глинистый раствор благодаря значительной плотности оказывает на стенки скважин гидростатическое давление, которое удерживает грунт от обрушения. Кроме того, циркулирующий раствор выносит на поверхность выбуренный грунт и охлаждает буровой рабочий орган. Бетонирование свай под глинистым раствором производят подводным способом.
|
Рис. 5.1. Устройство набивных свай: а — с уширенной пятой в плотных грунтах:
I — бурение скважины; II — опускание заряда ВВ; III — заполнение скважины бетонной
смесью литой консистенции; IV— образование уширенной полости взрывом заряда ВВ;
V — установка инвентарной опалубки и бетонолитной трубы с бункером; VI — установка
арматуры; VII — заполнение бетонолитной трубы и бункера бетонной смесью;
VIII — извлечение бетонолитной трубы с одновременным вибрированием; IX — установка
арматурного каркаса в головной части сваи; X— готовая свая; б— в вытрамбованных
котлованах с башмаком-уширителем: I — вытрамбовывание котлована и втрамбовывание
щебня для образования нижнего уширения; II — установка на дно котлована башмака-уширителя и его добивка; III — втрамбовывание щебня отдельными порциями для образования верхнего уширения; в — в фундаменте с микросваями: I — установка на точку;
II — погружение штампа микросвай; III — совместное погружение штампа микросвай
и штампа ростверка; IV— извлечение штампа микросвай; V — извлечение штампа
ростверка; VI — бетонирование скважины; 1 — стрела с забивным механизмом; 2 — базовая машина; 3 — штамп ростверка; 4 — штамп микросваи
Для увеличения несущей способности набивных свай их изготовляют с уширенным основанием. При неустойчивых грунтах его не делают. Существуют следующие способы получения уширения: трамбование, разбуривание и камуфлетный взрыв. Размеры уширения определяют приближенно по объему втрамбованного бетона.
Состав работ при устройстве буронабивных свай в плотных грунтах:
- установка буровой машины на ось скважины;
- бурение скважины до проектной отметки уширения с периодическим подъемом и очисткой
бурового органа;
- замена бурового органа (шнека, ковша и др.) на расширитель скважины;
- бурение уширенной части скважины;
- зачистка и контроль качества скважины;
- погружение в готовую скважину арматурного каркаса;
- бетонирование скважины.
Технология изготовления свай в пробитых скважинахзаключается в следующем. Сначала в грунт забивается обсадная труба, имеющая в верхней части специальный оголовок, а в нижней части плоский башмак, который после погружения трубы оставляется в скважине. Контроль окончания погружения трубы, кроме прямого промера, осуществляется по отказу за один удар. При необходимости армирования сваи в полость трубы устанавливается пространственный арматурный каркас, который должен иметь не менее 6 продольных стержней. После загружения бетонной смесью труба постепенно извлекается. Уплотнение уложенной бетонной смеси производится путем вертикальных колебаний обсадной трубы с помощью вибратора, закрепленного в нижней ее части. Сваи в пробитых скважинах в результате уплотнения около свайного грунта имеют большую несущую способность, чем сваи, изготовленные в пробуренных скважинах.
Набивные сваи можно формовать с использованием пневмопробойников, особенно в стесненных условиях строительства. В отличие от бурильных установок для них не требуются свободные площади и подъездные пути. Пневмопробойником сначала пробивают вертикальную скважину. Затем его извлекают и заполняют скважину полусухой бетонной смесью. При повторной проходке пневмопробойника смесь уплотняется и вдавливается в стенки скважины, обеспечивая сцепление с грунтом. При этом грунт уплотняется, что улучшает работу сваи. Операции повторяют до получения сваи нужного размера. Диаметр сваи может достигать 300 мм, глубина 3-60 м.
Сваи в вытрамбованных котлованах(глубиной до 4,5 м) выполняются аналогично сваям в пробитых скважинах с помощью специального оборудования, в том числе штампонабивные фундаменты с микросваями. Такие фундаменты представляют собой монолитные конструкции, состоящие из заглубленных, выштампованных в грунте, ростверков и нескольких микросвай (2—6) в интенсивно уплотненном грунтовом ядре.
Выштамповка скважин осуществляется специальным составным лидером, который навешивается на копре для погружения свай, снабженном трубчатым дизель-молотом. Стенки выштампованных скважин имеют качественную поверхность и достаточно высокую прочность для бетонирования фундаментов без устройства опалубки.