Технология возведения набивных свай

Набивные сваи изготавливают непосредственно на площадке в проектном положении методом устройства скважин и заполнения их бетонной смесью или другими материалами. Сваи часто делают с уширенной нижней частью (пятой). Уширение получают путем разбуривание грунта спец.бурами, распиранием грунта усиленным трамбованием бетонной смеси в нижней части скважины или взрыванием заряда взрывчатого вещества. В зависимости от способа создания полости в грунте и методов укладки, уплотнения материала и разбивки свай подразделяют на:

§ Буронабивные;

§ Пневмонабивные;

§ Вибротрамбованные;

§ Частотрамбованные;

§ Песчаные;

§ Грунтобетонные и т.д.

Буронабивные сваи. Характерной особенностью буронаб.свай является предварительное бурение скважин до заданной глубины и последующее формирование в стволах сваи. В зависимости от грунтовых условий буронаб.сваи устраивают одним из следующих способов:

1. Без крепления стенок скважин (сухой способ).

2. С применением глинистого раствора для предотвращения обрушения стенок.

3. Крепление стенок скважины обсадными трубами.

Сухой способ применяется в устойчивых грунтах (просадочные и глинистые, твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции).

1. Технология устройства заключается в следующем: разбуривают скважину на заданную глубину и необхимого диаметра. По достижению проектной отметки в некоторых случаях нижнюю часть скважины расширяют до 1.6м. после приемки скважины в установленном порядке при необходимости монтирует в ней арматурный каркас и бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы. В скважине бетонную смесь уплотняют с помощью глубинных вибраторов установленных на приемной воронке бетонолитной трубы. По этой технологии чаще всего изготовляют сваи диаметром 400, 500, 600, 1000, 1200мм и длиной до 30м. По окончании бетоирования скважины голову сваи формуют в спец. инвентарном кондукторе, в зимнее время утепляют.

2. Глинистый раствор для удержания стен скважин от обрушения в неустойчивых обводненных грунтах. Скважины бурят вращательным способом. Однако при проходке скальных включений и прослойкам используют сменный рабочий орган. В скважине глиняный раствор подается по пустотелой буровой штанге за счет гидростатического давления оказываемого этим раствором устраивают сваи для обсадной трубы. Глиняный раствор готовят на месте производства работ преимущественно из безгалитовых глин и по мере бурения его наливают в скважину. Поднимаясь по скважине вдоль стенок глиняный раствор попадает в зумф и оттуда возвращается насосом в буровую штангу. Затем в скважине устанавливают арматурный каркас. Бетонную смесь подают с помощью бункера с бетоноводной трубой, которую опускают в скважину. Бетонная смесь поступая в скважину вытесняет глиняный раствор. По мере заполнения скважины бет.смесью бетоновод извлекают.

3. Устройство буронабивных скажин с креплением стенок обсадной трубой возможно при любых геолгических условиях. Секции обсадных труб как правило соединяются стыками на сварке. Обсадные трубы можно оставлять в грунте или извлекать из скважины. По мере вливания бет. смеси трубу извлекают. Голову формуют на спец.кондукторе.

Технологическая схема устройства буронабивных свай "сухим способом" (а) и под глинистым раствором (б): 1 - скважина; 2 - буровой агрегат; 3 - насосная установка; 4 - глиносмеситель; 5 - отстойник; 6 - уширитель; 7 - кондуктор; 8 - арматурный каркас; 9 - контейнер для пульпы; 10 - бетонолитная труба; 11 - клапан; 12 - рукав бетоновода; 13, 14 - оголовок и тело сваи.

Пневмонабивные сваи устраивают в обводненных грунтах, для чего после бурения скважины устанавливают арматурный каркас, сжатым воздухом вытесняют грунтовую воду, порциями укладывают бетонную смесь методом пневматического бетонирования с одновременным подъемом обсадной трубы, в которой постоянно поддерживается повышенное давление воздуха (0,2...0,3 МПа).

Бетонную смесь подают через спец. устройство – шлюзовую камеру. Вибротрамбовательная камера сваи применяется в сухих связанных грунтах, в которых можно укладывать бет.см. в скважине до 6 м. в грунт с помощью вибропогружателя погружает стальную обсадную трубу, имеющую на конце съемный ЖБ башмак. После погрузки трубы гидропогружатель снимают и внутреннюю полость трубы заполняют на 0,8-1 м бет.смесью. с помощью трамбующей штанги смесь трамбуют, в результате чего она вместе с башмаком вдавливается в грунт, образуя при этом уширенныую пяту. С заполнением бет.смесью обсадную трубу извлекают из грунта с помощью эксковатора при работающем вибропогружателе.

Для устройства уширенного основания сваи, как правило, принимают взрывной способ. Для этого в пробуренных скважинах устанавливают обсад.трубу так, что бы конец не доходил до конца дна на 1,2-1,5 м, т.е. был за пределами конуфлетного взрыва. В обсадную трубу опускают заряд взрывного вещества, трубу заполняют бет.смесью и производят взрыв. Энергия взрыва уплотняет грунт и создает полость, которая сразу же заполняется бет.смесью. затем сважину окончательно заполняют бет.смесью.

Схема образования камуфлетной пяты
а — обсадная труба; 6 — скважина, запол­ненная бетонной смесью; в — образование камуфлетиой пяты; 1 — обсадная труба с воронкой; 2 — заряд взрывчатого вещест­ва; 3 — камуфлетнан пята

Вибротрамбованные сваи устраивают в сухих связных грунтах. В грунт погружают обсадную трубу с башмаком, которая предохраняет ее внутреннюю полость от попадания грунта. Загружают порцию бетонной смеси и трамбуют ее с помощью трамбующей штанги, подвешенной к вибропогружателю; при трамбовании образуется уширенная пята сваи. Укладывают и трамбуют последующие слои. Извлекают обсадную трубу при работающем вибропогружателе и устанавливают арматурный каркас для связи с ростверком.

Технологическая схема устройства вибротрамбованных свай:

а - устройство скважины;

б, г - укладка бетонной смеси;

в - уплотнение бетонной смеси;

д - окончание бетонирования.

Частотрамбованные сваи образуются в результате забивки обсадной трубы с металлическим башмаком, установки арматурного каркаса и укладки высокоподвижной бетонной смеси с одновременными возвратно-поступательными ударами молота, чтобы обсадная труба при каждом цикле ударов поднималась на 4...5 см, затем опускалась на 2...3 см и таким образом уплотняла бетонную смесь. Далее обсадную трубу извлекают.

Технологическая схема устройства частотрамбованных свай: а – устройство скважины; б - установка арматурного каркаса; в - укладка бетонной смеси; г - извлечение обсадной трубы; д - нижняя часть обсадной трубы с теряемым башмаком.

Песчаные и грунтовые сваи устраивают обычно в целях укрепления слабых грунтов (рис.8, а). При изготовлении песчаных свай пользуются вибронабивным способом, для чего обсадную трубу с закрытым наконечником погружают и заполняют песком. При подъеме трубы с вибрированием кольцо с наконечника трубы спадает (рис.8, б), и песок заполняет скважину.

Если устроить скважину (рис.8, в) бурением, а затем подать в нее водоцементную суспензию, то при обратном движении бура грунт перемешивается, насыщается водоцементной суспензией, затвердевает. Такие грунтобетонные сваи распространены в Европе из-за достаточной прочности и низкой себестоимости.

Схемы устройства грунтовых свай:

а - устройство грунтопесчаных свай;

б - раскрытие наконечника;

в - изготовление грунтобетонных свай.

96. Технология устройства монолитных железобетонных фундаментов.

Опалубка ступенчатых фундаментов стаканного типа под колонны:

а - из щитов на сшивных планках: 1- закладной щит, 2- накладной щит,3- опалубка-пустотообразователь, 4- опорный брус, 5 –тяж(скрутка); б- из инвентарных щитов: 1-угловые щиты опалубки, 2- схватки, 3- опалубка верхней ступени, 4- стаканообразователь, 5- флажки..

Дощатую опалубку ступенчатых фундаментов стаканного типа собирают из пар щитов —закладных и накрывных (рис а). В каждом ярусе закладные щиты вставляют между накрывными и полученный таким образом короб стягивают тяжами или скруткой, воспринимающими боковое давление бетонной смеси. Стакан об­разуют с помощью специальной опалубки — пустотообразователя (имеет форму усеченной пирамиды), который с помощью опорных брусьев устанавливают на верхний короб.

Монтаж инвентарной опалубки (см. рис. б) начинают с установки монтажных уголков и угловых щитов. Щиты крепят к нижним схваткам натяжными струбцинами, а между собой — ско­бами. Затем на щиты опалубки подколонника навешивают схватки второго яруса. При высоте подколонника более 1800 мм опалубку составляют из двух ярусов щитов или более. На верхнем коробе устанавливают и закрепляют стаканообразователь. Для крепления схваток используют флажки. Схватки болтами присоединяют к угловым элементам щитов.

Техноло­гические приемы укладки бетонной смеси назначают в зависимости от типов конструкций и требований к ним, состава применяемой бетонной смеси, конструктивных особенностей опалубки, способов подачи смеси к местам укладки. С учетом данных факторов прак­тикой разработаны эффективные методы укладки бетонной смеси, которые изложены ниже для различного типа наиболее массовых

конструкций.

В фундаменты и массивыв зависимости от объема, заглубления, высоты и других особенностей бетонную смесь укладывают по следующим технологическим схемам: с разгрузкой смеси из транс­портного прибора непосредственно в опалубку с передвижного моста или эстакады, с помощью вибропитателей и виброжелобов, бетоноукладчиков, бетононасосов, бадьями с помощью кранов.

При укладке в малоармированные фундаменты и массивы при­меняют жесткие бетонные смеси с осадкой конуса 1...3 см, в густоармированные —с осадкой конуса 4...6 см.

Схема укладки бетонной смеси в ступенчатые фундаменты:

/ —опалубка фундамента; 2 —бадья с бетонной смесью; 3 —рабочий настил с ограждением; 4 — вибратор; 5 — звеньевой хобот

В ступенчатые фундаменты с общей высотой до 3 м и площадью нижней ступени до 6 м² смесь подают через верхний край опалубки (рис.а), предусматривая меры против смещения анкерных болтов и закладных деталей. При виброуплотнении внутренние вибраторы погружают в смесь через открытые грани нижней ступени и переставляют их по периметру ступени в направлении к центру фундамента. Аналогично ведут виброуплотнение бетона второй и третьей ступеней, после чего их заглаживают. В пилоны бетонную смесь можно укладывать сразу же после окончания укладки в ступенях. Смесь в пилон подают через верх опалубки. Уплотняют ее внутренними вибраторами, опуская их сверху.

При высоте ступенчатых фундаментов более 3 м и площади нижней ступени более 6 м² первые порции бетонной смеси посту­пают в нижнюю ступень по периметру (рис. б). В последующем смесь подают через приемный бункер и звеньевые хоботы (рис.в). Виброуплотнение смеси ведут, как и в предыдущем случае, внутренними вибраторами.

В высокие пилоны бетонную смесь с подвижностью 4...6 см необходимо подавать медленно и даже с некоторыми перерывами (1... 1,5 ч), чтобы исключить выдавливание бетона, уложенного в ступени, через их верхние открытые грани.

В массивные фундаменты, воспринимающие динамические на­грузки (например, под прокатное, кузнечно-прессовое оборудова­ние), бетонную смесь укладывают непрерывно. Объем их достигает 2,5... 3,0 тыс. м³. Бетонную смесь в них подают с эстакад, транспор­терами, бетононасосами или комбинированными способами с тем­пом до 300...350 м³ за смену. В труднодоступные места массива подают смесь и распределяют ее по площади фундамента с помощью виброжелобов.

Бетонную смесь в массивные фундаменты с густой арматурой укладывают горизонтальными слоями толщиной 0,3... 0,4 м, уплот­няя ее ручными внутренними вибраторами.