Лекция № 7

4. Технология процессов устройства набивных свай

Сваи Страуса(1899 г., Киев, горный инженер А.Э.Страусс) – бурят скважины, погружают обсадные трубы и заполняют бетоном, армирование только в верхней части. Применяются для усиления фундаментов существующих зданий, при отсутствии воды в обсадной трубе.

Частотрамбованные сваи(1948 г.) – сваи с уплотненной зоной грунта вокруг них, обладают большой несущей способностью, чем сваи в буровых скважинах. Скорость бетонирования свай превосходит скорость бетонирования набивных свай других систем. Обсадная труба устанавливается на башмак, устанавливаются каркасы, заполняется бетоном, извлекается обсадная труба под действием часто следующих друг за другом ударов двойного действия (удар вверх выдергивает трубу, удар вниз осаживает ее обратно). Удары, направленные вниз, передаются через трубу на бетон, вышедший в скважину и трамбуют его (поэтому сваи называются частотрамбованными).

Трамбованные сваи «Франки»- обсадная труба на высоту 0,8-1 м заполняется сухим бетоном, который при трамбовании образует пробку. Погружение обсадной трубы в грунт осуществляется за счет ударов трамбовки по бетонной пробке, извлекающей за собой обсадную трубу. После достижения проектной отметки обсадную трубу подвешивают к копру и пробка выбивается из трубы трамбовкой, сброшенной с большой высоты. Внизу сваи образуется уширение. Труба заполняется отдельными порциями бетона и вытягивается на поверхность. Наружный диаметр сваи 460 мм. Этот вид свай можно устраивать как в вертикальном, так и наклонном положении. Применяется в любых грунтах, позволяющих забить трубу.

Виброштампованные сваи– полученную бурением или пробивкой скважину заполняют бетонной смесью сразу на всю глубину, затем в бетон погружают виброштамп до внедрения его в дно. Бетон вжимается в стенки, расширяя диаметр скважины. Образовавшуюся полость опять заполняют бетонной смесью, вновь погружают виброштамп. Операцию повторяют доводя диаметр сваи до заданного.Виброштамп– стальная труба с приваренным в нижнем конце ножом-желонкой конической формы с направленной режущей кромкой из твердых сплавов. Верхний конец крепится к вибропогружателю.

Буронабивные сваи– бурение скважины, устройство уширений, установка арматурного каркаса, заполнение бетонной смесью непрерывно с помощью бетонолитной трубы, уплотнение бетона глубинными вибраторами. Применяются в сложных инженерно-геологических условиях, обладают большой несущей способностью, почти полностью исключается ручной труд.

5. Способы установки свайных фундаментов в вечномерзлые грунты

Буроопускной способ, бурозабивной способ, бурообсадной, опускной и комбинированный способ.

6. Сезонные охлаждающие устройства (СОУ). Способы охлаждения грунтов

Классификация СОУ:

А) жидкостные – представляют собой закрытую сверху и снизу герметичную металлическую трубу или систему труб, которые заполняются теплоносителе (керосин, антифриз) полностью. Устройство возвышается над землей на 25-30% длины. В зимнее время в верхней части устройства, находящаяся над поверхностью грунта теплоноситель охлаждается, плотность его увеличивается и он перемещается вниз, вытесняя наверх более теплый и, следовательно, менее плотный теплоноситель. В летнее время менее плотный теплоноситель находится в верхней части устройства, а более плотный холодный – в нижней, и охлаждающее действие устройства на грунт прекращается;

Б) парожидкостные – на дне трубы под давлением находится легкокипящая жидкость (фреон, пропан, аммиак в жидком состоянии), заполняющая трубу на 0,05-0,1 ее высоты. К верхней части трубы может быть присоединен выносной конденсатор. В зимнее время жидкость в нижней части установки, находится в грунте, испаряется за счет тепла, поступающего из грунта. Пары жидкости поднимаются вверх и конденсируются на холодные стенки трубы или в конденсаторе, находящихся выше поверхности грунта, отдавая тепло в атмосферу. Конденсат стекает по стенкам трубы в ее нижнюю часть. В летнее время устройство не действует.

Недостатки – 1. сложность изготовления (повышенные требования к качеству сварочных работ); 2. необходимость дозировки рабочего вещества; 3. избыточное давление полости устройства; 4. сложность обнаружения утечки хладагента; 5. соблюдение вертикальности устройства.

В) воздушные

Недостатки – 1. неравномерное распределение температуры воздуха по глубине в следствии малой теплоемкости; 2. выпадение инея на стенках труб при периодическом понижении температуры, что приводит к уменьшению их сечения и даже закупорке их верхней части; 3. значительные расходы для привода двигателя вентилятора при охлаждении грунта вынужденной конвекцией.

Кроме СОУ существует еще 2 способа охлаждения грунтов:

1. с поверхности – удаляют снежный покров в период от 1 до нескольких зим. Грунты охлаждают до начала строительства или в процессе возведения. Способ наиболее эффективен в районах с большим снежным покровом.

2. через скважины – продуванием с помощью вентиляторов холодного воздуха в зимний период, внесением в них твердой углекислоты или применением холодильных установок. Холодильные установки представляют собой замкнутые герметичные системы, в которых происходит перенос тепла холодильным агентом (фреон, аммиак) из испарителя в конденсатор. Испаритель устанавливается в баке с рассолом, температура которого значительно ниже 0⁰С. Рассол по замкнутой системе циркулирует между погруженной в скважину охлаждающей колонкой и баком, отбирает тепло у охлажденных грунтов и передает испаряющемуся хладагенту.