Технологии устройства свайных оснований

Виды свай и свайных оснований:

1. По технологии изготовления:

   1. Свай заранее изготовленные и погружаемые в грунт различными приемами в готовом виде – забивные сваи.

   2. Сваи, изготавливаемые в проектном положении непосредственно в грунте - набивные сваи.

2. По материалу:

   1. Деревянные (временные)

   2. Бетонные

   3. ж/б – наиболее распространенные

   4. Металлические (длина 12-25 м)

   5. Комбинированные

3. По форме поперечного сечения

   1. Квадратные

   2. Прямоугольные

   3. Трубчатые

   4. Круглые

   5. Сваи-оболочки

   6. Сплошного сечения

   7. Постоянного и переменного по длине сечения.

Шпунтовые сваи погружают сплошными рядами свая к сваи.

Металлические шпунтовые сваи соединяются между собой замковыми соединениями. Длина 12-25 м.

Деревянные сваи

Ограниченное применение – временные здания и сооружения и при строительстве деревянных зданиях и сооружений. Длина 2-8 м.

Железобетонные сваи могут быть с обычным армированным квадратным сечением от 20х20 до 60х60 см, длинной 2-16 м, с армированным – с сечение от 25х25 см до 40х40 см длиной 9-20 м.

Трубчатые ж/б сваи наружным диаметром 50-80 см, толщиной стенки 6-10 см, звеньями длинной 4-10 м.

Сваи оболочки используют в промышленном и транспортном строительстве для устройства фундаментов и оснований глубокого заложения. Имеют диаметр 2-14 м, длина секции 4-8 м.

Технология устройства свай, заранее изготовленных (забивные сваи)

Такие сваи погружают в грунт, применяя различные воздействия:

1. динамические

2. статические

3. комбинированные

При динамическом воздействии сваи погружаются:

1. ударом или забивкой

2. вибрационным или виброударным способом

Технологический процесс забивки свай включает следующие операции:

1. разметку мест забивки;

2. передвижку и установку копра или сваебойного агрегата в месте забивки;

3. подачу свай к копру (сваебойный агрегат);

4. подъем и установку ее на месте погружения;

5. забивка сваи.

В зависимости от расположения свай в основании сооружения и его размеров, а также геологических условиях на строительной площадке используются следующие схемы забивки:

1. рядовая схема забивки

2. спиральная схема забивки

Погружение свай берут по проектной отметке.

Висячие сваи забивают до получения проектного или контрольного отказа.

В процесс забивки сваи входит:

1. установка сваи в проектное положение

2. надевание наголовника на сваю

3. опускание молота и первые удары по сваи с высоты 0,2-0,4 м.

От каждого удара свая погружается на определенную глубину. Со временем глубина забивки практически незаметна и свая погружается в грунт на одну и ту же величину, называемую отказом.

Залог - серия ударов, выполняемых для замера средней величины отказа.

Погружение свай с вибрированием

Для погружения сваи вибрированием используют вибропогружатели, которые подвешивают к мачте свае-погружающей установки и жестко соединяют с наголовником сваи.

Используют в песчаных грунтах, водонасыщенных и пылеватых грунтах.

Низкочастотный вибропогружатель используют для погружения тяжелых железобетонных свай и трубчатых свай диаметром меньше 1000 мм.

Высокочастотный вибропогружатель используют для погружения легких свай массой до 3 т.

Виброударный способ погружения сваи

Погружение осуществляется с помощью вибромолотов при работе вибромолота совместно с вибрационным воздействием на сваю. Периодически опускается ударник, оказывая динамическое воздействие на оголовник сваи.

Набивные сваи

Изготавливают непосредственно в проектном положении путем устройства в грунте скважин и заполнения их бетонной смесью или другими материалами.

Положительные стороны:

1. Возможность устройства свай различной несущей способностью (до 1000 т) без значительного изменения технологии производства работ.

2. Работа по устройству сваи не связана с динамическим воздействием на окружающею среду, что позволяет производить работы вблизи или внутри зданий и сооружений.

По технологии устройства различают следующие набивные сваи:

1) буронабивные

2) пневмонабивные

3) вибротромбованные

4) частотромбованные

5) вибронабивные

6) песчаные

7) грунтобетонные

Буронабивные сваи

Особенностью устройства является предварительное бурение скважин до заданной глубины.

Изготовление свай включает следующие операции:

1) пробуривание скважин

2) опускание в скважину обсадной трубы

3) извлечение из скважины осыпавшегося грунта

4) заполнение скважины бетоном отдельными порциями

5) тромбование бетона порциями

6) постепенное увеличение обсадной трубы

В пробуренную до проектной отметки скважину опускают трубу диаметром 25-40 см и загружают бетонную смесь.

После заполнения скважины на глубине около 1 м бетонную смесь тромбуют и медленно поднимают вверх обсадную трубу до тех пор, пока высота смеси в трубе не уменьшится до 0,3-0,4 м.

Недостатки способа:

1) невозможность контролировать плотность и монолитность бетона по всей высоте сваи;

2) возможность размыва несхватившейся бетонной смеси грунтовыми водами.

Армирование сваи производят только в верхней части, где на глубину 1,5-2 м в свежеуложенный бетон устанавливают металлические стержни для их последующей связи с ростверком.

В зависимости от грунтовых условий буронабивные сваи могут устраиваться:

1) сухим способом – без крепления стенок скважины;

2) с применением глинистого раствора;

3) с креплением скважины обсадной трубой.

Наиболее эффективны буронабивные сваи с уширенным основанием (пятой), обладающие большей несущей способностью.

Способы устройства пяты:

1) Распирание грунта усиленными тромбованием бетонной смеси в нижней части скважины.

2) Скважину пробуривают станком, имеющим на буровой колонне специальное устройство в виде раскрывающего ножа, для образования уширения скважины d до 3м.

3) Взрывной способ. В скважину устанавливают обсадную трубу, на дно скважины опускают заряд ВВ, скважину заполняют бет. смесью на 1,5-2 м, поднимают на 0,5 м обсадную трубу и производят взрыв.

Пневмотромбованные сваи

Такие сваи применяют при устройстве фундаментов в насыщенных водой грунтах, в этом случае бетонная смесь поступает обсадную трубу при постоянном повышенном давлении воздуха, который подается от компрессора. Бет. смесь подается небольшими порциями через спец. устройства – шлюзовую камеру, действующую по принципу пневмонагнетатальных установок, применяемые для транспортирования бет. смеси.

Частотромбованные сваи

Устраивают путем забивки обсадной трубы в пробуренную скважину в месте с надетой на конус чугунным башмаком, который остается в грунте.

Загруженные бетонной смеси осуществляется порциями за 2-3 при помощи вибромолота.

Песчаные набивные сваи

Наиболее дешевый способ закрепления слабых грунтов.

Стабильная обсадная труба с башмаком погружается в грунт с помощью вибропогружателя. Достигнув проектной отметки она частично заполняется песком, при подъеме обсадной трубы за счет массы песка она отделяется от и с помощью вибропогружателя извлекается.

Дополнительное уплотнение может быть достигнуто проливом скважины водой. Такие трубы применяют диаметром от 32 до 50 см, используются для скважин глубиной до 7 м.

Грунтобетонные сваи

Устраивают с помощью бурильных установок с пустотелой буровой штангой, имеющей на конце смесительный бур.

После пробуривания скважины в слабопесчаных грунтах до нужной отметки в пустотелую штангу под давлением из растворосмесительной установки подают цементный раствор (водоцементная суспензия).

Буровая штанга поднимается вверх, грунт насыщается цементным раствором и дополнительно уплотняется буром.

Буронавинчивающиеся сваи

В случае плотной застройки лучше применять метод буронавинчивающихся свай.

Сущность метода в том, что металлическая труба, на конец которой надевается узкий шнек из арматуры диаметром от 10 до 16 мм с шагом 200-500 мм.

Если труба в нижней части глухая, то после завинчивания до проектной отметки в нее вставляется арматурный каркас и она заполняется бетонной смесью.

При особо плотных грунтах возможно предварительное пробуривание скважин (до 1 м), диаметр таких труб от 200 до 500 мм, длина 4-20 м.