Выполнение основного процесса
После выполнения подготовительных работ приступают к выполнению работ основного процесса - устройству свайного основания, в который входят погружение готовых или изготовление набивных свай, устройство ростверка.
Технология погружения готовых свай. Производство работ по забивке свай осуществляют по рабочим чертежам, содержащим данные о длине свай, их сечении, глубине погружения, величине отказа. Данные о погружении свай записываются в Журнал забивки свай.
К свайным и сопутствующим им работам приступают после получения разрешения на строительство объекта и при наличии проектно-технической документации возводимых сооружений и проекта производства работ (ППР).
Бригада, обслуживающая копер, может приступить к работе только после ознакомления с объектом, проектом производства работ, расположением подземных коммуникаций и при наличии согласовании на проведение свайных работ с организациями, эксплуатирующими коммуникации.
Забивку, свай начинают с погружения контрольных свай, указанных в рабочих чертежах, с замером отказа. В конце забивки контрольных свай, когда отказ по величине близок к проектному, погружение свай производят с замером залогов погружения.
Наиболее распространенными способами погружения готовых свай являются забивка и вибропогружение. При забивке свай выполняются следующие основные операции:
перемещение копровой установки к месту погружения сваи;
подтаскивание сваи к копровой установке;
крепление наголовника на свае;
установка сваи в вертикальное положение;
первоначальное погружение сваи на глубину 1,5-2 м;
окончательное погружение сваи до проектного отказа (#M12293 0 854900773 4292996645 78 507747176 27284168 402270429 2527059889 4027091217 2822рис. 2#S).
При погружении свай вибрационными машинами выполняются следующие операции:
крепление наголовника на свае;
установка сваи в вертикальное положение;
соединение сваи с вибропогружателем;
вибропогружение сваи до проектного отказа (#M12293 1 854900773 4292996645 79 507747176 2896716911 402270428 77 402270451 78рис. 3#S).
Сваи погружают в последовательности, указанной в проекте производства работ. Первые 5-20 свай, расположенных в различных точках строительной площадки, погружают залогами с подсчетом и регистрацией числа ударов на каждый метр погружения сваи. При приближении значения отказа к расчетному (в конце погружения) сваи забивают одиночными ударами, а отказ сваи измеряют после каждого удара.
Рис. 2. Схема забивки свай копровой установкой на базе трактора:
1 - свая; 2 - трос лебедки; 3 - наголовник; 4 - молот; 5 -лебедка; 6 - копровая установка
Рис. 3. Схема вибропогружения сваи:
1 - свая; 2 -наголовник; 3 - вибропогружатель; 4 - кабель электропитания; 5 -электросиловой шкаф; 6 - кран
Если при забивке сваи не достигается расчетный отказ, то сваю подвергают контрольной добивке после "отдыха" ее в грунте в соответствии с действующими стандартами на испытание свай. Если и при контрольной добивке отказ превосходит расчетную величину, проектная организация должна определить необходимость контрольных испытаний статической нагрузкой и необходимость корректировки проекта свайного фундамента или его части.
Технология устройства набивных свай. Набивные сваи, как правило, устраивают по индивидуальным проектам в соответствии с нормативно-инструктивными документами. В настоящее время в практике фундаментостроения применяют буронабивные сваи с уширением и без него. Применяют в основном три известных способа устройства свай: без специальных мероприятий по креплению стенок скважин, с обеспечением устойчивости стенок скважин от обрушения избыточным давлением глинистого раствора или воды, с креплением стенок скважин не извлекаемыми или инвентарными обсадными трубами.
Способ устройства буронабивных свай, при котором устойчивость стенок скважины обеспечивается за счет сил сцепления между частицами грунта, условно называют сухим способом (#M12293 0 854900773 4292996645 80 2281126019 2347580776 854517784 1976944923 402270429 2287238780рис. 4#S). Таким способом изготавливают сваи в сухих и маловлажных устойчивых грунтах при длине свай до 30 м и диаметром 0,4-1,2 м.
Рис. 4. Технологическая схема устройства буронабивных свай сухим способом:
I - бурение скважины; II - устройство уширения механическим способом; III - установка арматурного каркаса;
IV -установка бетонолитной трубы с приемной воронкой; V - заполнение бетонной смесью;
VI - извлечение бетонолитной трубы; IIV -установка опалубки и бетонирование ростверка.
В тех случаях, когда не обеспечивается устойчивость стенок скважины, применяют способ бурения скважины и укладки бетонной смеси под слоем глинистого раствора #M12293 0 854900773 4292996645 81 2281126019 2347580776 854517784 1976944923 402270429 1087696(рис. 5)#S. При этом способе устраивают сваи длиной до 30 м и диаметром 0,6-1,7 м без уширения и с уширением. Бурят скважины установками вращательного, вращательно-всасывающего и ударно-канатного бурения. Для приготовления и циркуляции глинистого раствора необходимо иметь глиномешалку, грязевой насос, зумпферы для отработанного и чистого глинистого раствора и систему траншей для его сброса.
Рис. 5. Технологическая схема устройства буронабивных свай под защитой глинистого раствора:
I - бурение скважины; II - устройство уширенной полости; III - установка арматурного каркаса; IV - установка бетонолитной трубы, бетонирование уширенной полости и ствола методом ВПТ; V - установка опалубки и бетонирование ростверка; 1 - буровой кондуктор; 2 - емкость для глинистого раствора; 3 - уширитель; 4 - арматурный каркас; 5 - бункер с бетонолитной трубой; 6 - опалубка оголовка свай, 7 - ствол сваи; 8 - уширенная пята.
При устройстве буронабивных свай под слоем глинистого раствора возникает ряд технологических трудностей, связанных с обеспечением качества скважин. Поэтому вместо раствора для крепления стенок скважины применяют металлические обсадные трубы. Погружают трубы ударным или вибрационным способом. Грунт из скважины извлекают установками вращательного и ударно-вращательного бурения. Применять такой метод целесообразно, если в процессе бурения встречается неустойчивый обводненный грунт с твердыми прослойками и включениями.
Кроме указанных выше типов набивных свай в строительной практике, особенно в транспортном строительстве, применяются буронабивные сваи-оболочки повышенной несущей способности в сложных инженерно-геологических условиях. В грунт сваи-оболочки погружают одним из трех способов: без выборки грунта из оболочки, с выборкой, а также в предварительно пробуренные скважины.
Для увеличения несущей способности сваи основание ее уширяют или уплотняют. Для устройства уширений свай применяют уширители режущего или вдавливающего типа. Уширители первого типа, оснащенные ножами, целесообразно применять в связных грунтах. Для особых грунтовых условий можно устраивать уширения методом вдавливания. С этой целью используют гидравлический или механический уширитель свай. Кроме указанных способов уширения может быть применено камуфлетное уширение пяты сваи с использованием взрывчатого вещества (рис. 6).
Рис. 6. Технологическая схема устройства набивных свай с камуфлетной пятой:
I - бурение скважины; II - закрепление стенок скважины инвентарной трубой с воронкой, установка заряда ВВ;
III -заполнение скважины бетонной смесью; IV - образование уширенной пяты; V - укладка бетонной смеси, извлечение обсадной трубы, установка каркаса и уплотнение бетонной смеси;
1 - буровой станок, 2 - обсадная труба с воронкой;
3 - электрошнур; 4 - заряд ВВ; 5-вибробадья; 6 - бетонная смесь; 7 - арматурный каркас; 8 - ствол сваи;
9 - камуфлетная пята; 10 - зона, уплотненная взрывом
Преимуществом буронабивных свай является то, что они могут нести нагрузки от 1000 до 10 000 т, значительные диаметры свай (до 6 м) улучшают работу их на воздействие горизонтальных нагрузок, при устройстве свай отсутствуют вибрация и сотрясения. Однако повышенное применение ручного труда, технологическая сложность производства работ, значительный расход бетона и сложность контроля за качеством изготовления свай является их недостатком.
После погружения свай или изготовления набивных свай приступают к сооружению ростверков. Для зданий и сооружений применяют монолитные и сборные железобетонные ростверки.
Для наружных стен зданий, не имеющих подвалов, подошву монолитного ростверка устраивают на 10-15 см ниже планировочных отметок по подготовке из тощего бетона толщиной около 10 см, уложенной по грунту. На эту подготовку укладывают арматурные каркасы, которые соединяют с выпусками арматуры свай. В соответствии с конструктивными особенностями ростверка применяют различную опалубку. При значительной площади ростверка и при малой производительности бетонного завода следует разбивать ростверк на блоки бетонирования.
При устройстве ростверка из сборных железобетонных элементов верхние торцы свай на проектной отметке должны быть горизонтальными, без трещин и сколов. Перед монтажом элементов ростверка на сваи устанавливаются оголовки, отметка которых не должна иметь отклонение по высоте 5 мм. При замоноличивании стыков оголовка со сваей и элементом ростверка выполняется тщательное вибрирование бетонной смеси для исключения образования раковин и пустот.
Плиты перекрытий или конструкции, опирающиеся на сборный ростверк, монтируют после приобретения бетоном в стыках прочности не менее 3 МПа без толчков и ударов.