Контроль качества земляных работ

Земляные сооружения должны выполняться в соответствии с про­ектной документацией и требованиями СНиП, для чего систематически контролируется качество работ.

При отрывке котлованов и траншей проверяют правильность расположения их осей, размеров в плане и вертикальных отметок.

Отклонение отметок дна котлована под сборные фундаменты от проектных допускается не более + 5 см. Нельзя допускать переборов грунта. Случайное снятие грунта ниже проектной отметки подлежит исправлению путем подсыпки тем же грунтом с тщательным уплотнением.

Все выемки следует защищать от стока поверхностных вод. При производстве земляных работ в просадочных грунтах необходимо руководствоваться СНиП. Лессовидные просадочные грунты быстро теряют прочность при замачивании и дают значительные просадки, поэтому необходимо тщательно следить за отводом воды.

Котлованы и траншеи нельзя долго оставлять открытыми. Сразу после отрывки выемок надо устраивать фундаменты и прокладыва­ть подземные коммуникации. Затем осуществляют обратную засыпку пазух и отмостку вокруг здания.

При возведении насыпей и обратных засыпок особое. внимание обращают на тщательность уплотнения грунта, а также систематически проверяется соответствие их поперечных сечений проектным размерам. Нельзя увеличивать крутизну откосов земляного полотна.

Отклонения по уклонам при вертикальной планировке площадки не должны превышать 0,001.

При приемке работ приемочной комиссией предъявляют исполнительные чертежи земляного сооружения, указывая на них допущенные отклонения от проекта.

Лекции 5-6

Свайные работы

Сваи предназначены для передачи нагрузки от здания или сооружения на грунты, повышения несущей способности слабых грунтов, ограждения пространств от доступа воды, предотвращения осыпания или оползания грунтов.

Свайные фундаменты вместо традиционных ленточных и столб­чатых на естественном оснований позволяют уменьшить объем земляных работ на 70...75%, расход бетона на 25...30%, снизить трудоемкость работ по возведению подземной части сооружении в 1 5...2 раза, сократить сроки строительства и создать благоприятныё условия для возведения надземной части зданий, а также для монтажа технологического оборудования при строительстве про­мышленных объектов и специальных сооружений.

Сваи принято классифицировать по способу передачи нагру­зок, материалу, форме ствола, поперечного сечения и методам производства работ.

По методам производства работ сваи делят на погружаемые и набивные. Погружаемые сваи заранее изготовляют на поверхности земли и затем ударным или безударным методом (а также их комбинацией) погружают в грунт в вертикальном «ли наклон­ном положении. Набивные сваи устраивают непосредственно в самом грунте.

Если метод производства свайных работ не обусловлен проектом свайного сооружения как единственный, то технологию устройства свайного сооружения необходимо выбирать на основе технико-экономического сравнения. При этом должны быть учтены данные инженерно-геологических изысканий, условия получения свай или материалов для их изготовления, наличие установок для свайных работ. При производстве работ в условиях отрицательных температур возникают дополнительные требования к подготовке мест для погружения свай, укладке бетонной смеси и др. Принятые решения по технологии свайных работ закладывают в проект производства работ.

При строительстве промышленных объектов и специальных сооружений по технологическим условиям в ряде случаев необходимо возводить подземные части зданий на большой глубине и в сложных гидрогеологических условиях. К таким сооружениям относятся водозаборные станции, отстойники, резервуары, гаражи, станции перекачки сточных вод, скиповые ямы доменных цехов, подземные части атомных реакторов и другие сооружения. В этих условиях применение традиционного открытого способа технически сложно и, как правило, экономически нецелесообразно. Для их строительства пользуются специальными технологическими мето­дами.

МЕТОДЫ ПОГРУЖЕНИЯ ЗАРАНЕЕ ИЗГОТОВЛЕННЫХ СВАЙ

Железобетонные и деревянные сваи, стальные трубы и шпунто­вые сваи доставляют к месту работ в подготовленном виде с пред­приятий стройиндустрии или с баз комплектации строительных ор­ганизаций.

Сваи перевозят на автомобилях с прицепами; погрузка на транспортные средства и разгрузка с них ведется с помощью грузо­подъемных кранов. Площадки складирования свай и шпунтов оп­ределяют проектом производства работ с учетом необходимого за­паса, минимальных трудозатрат и времени на подтаскивание свай к погружающей установке. Бетонную смесь для устройства ростверков доставляют с районных бетонных заводов или приго­товляют на строительной площадке с помощью локальных бетоносмесительных установок.

Заранее изготовленные сваи погружают ударом, вибрацией, вдавливанием, завинчиванием с использованием подмыва и электроосмоса, а также комбинациями этих методов.

До начала свайных работ на площадку необходимо подвести электроэнергию, воду, воздух, пар. Если работы ведутся в вечернее и ночное время, то площадка должна быть освещена. К этому времени должна быть выполнена ревизия оборудования и других средств механизации. В случае применения установок на рельсовом ходу укладывают звенья рельсовых путей.

Геодезическую разбивку свайных рядов выполняют после планировки площадки. Сначала по периметру свайного поля делают обноску, на которой по осям свайных рядов натягивают взаимно перпендикулярные проволоки. В местах пересечения этих проволок надежно забивают в грунт деревянные колышки, выступающие над поверхностью земли на 10...12 см. Правильность разбивки свай на местности оформляют актом с участием авторского надзора от проектной организации. Разбивка свайного поля на захватки и оче­редность их устройства определяются ППР.

При разработке ППР необходимо учитывать места складирова­ния свай с таким расчетом, чтобы они были расположены ближе к путям движения копров и чтобы захват и подъем сваи можно было выполнять копром без крана. Передвижение копров на объек­те должно быть по возможности прямолинейным с минимальным числом поворотов. Подъезды «а объекты строительства желательно устраивать кольцевыми.

В процессе подготовительных работ производят пробную забив­ку железобетонных готовых свай. По результатам испытания пробных свай корректируют чертежи свайного сооружения и проект производства работ.

 

УДАРНЫЙ МЕТОД

Ударный метод погружения свай основан на забивке свай молотами: механическими, паровоздушными одиночного и двойного действия и дизель-молотами, которые работают с копрами или мобильными копровыми (сваебойными) установками, обеспечивающими направленное движение сваи и молота и механизацию вспомогательных операций.

Этим методом можно погружать различные железобетонные сваи (сплошные, трубчатые, крестообразные), а также деревянные сваи, деревянный и стальной шпунты.

Процесс забивки сваи состоит из следующих операций: пере­мещения (переезда) сваебойной установки к месту погружения очередной сваи; установки и выверки, подтаскивания, подъема сваи и установки ее в плане в проектное положение; забивки сваи; измерения погружения сваи; динамического ее испытания.

Трудоемкость и продолжительность перемещения, установки и выверки сваебойной установки зависят от ее конструкции. Универ­сальные металлические копры башенного типа, установленные на платформах-тележках, передвигаются на колесах по рельсам, име­ют большую грузоподъемность (учитываются масса сваи и молота) и значительную собственную массу (вместе с лебедкой — до 20 т). Монтаж и демонтаж этих копров и устройство для них рельсовых путей — весьма трудоемкие процессы. Поэтому их применяют для забивки свай длиной более 12 м при большом объеме свайных работ на объекте.

Наиболее распространены в промышленном и гражданском строительстве сваи длиной 6... 10 м, их забивают с по­мощью самоходных сваебойных установок (рис. VIII. 1), изго­товленных на базе кранов, тракторов, автомобилей и экскаваторов. Эти сваебойные установки маневренны и имеют механизмы для выравнивания стрелы, что упрощает их установку и выверку.

Подтаскивание и подъем железобетонной сваи — тоже трудоем­кие операции. При забивке длинных свай универсальным копром рекомендуется включать в комплект механизмов автомобильный кран, который поддерживает сваю за нижнюю скобу, постепенно приближаясь к копру. В это же время голова сваи поднимается за верхнюю петлю подъемным устройством, имеющимся на копре. При отсутствии автокрана сваю подают и поднимают с помощью двух вагонеток и специального подъемного приспособления. При таком решении трудоемкость этих операций существенно возраста­ет и, кроме того, сваи часто повреждаются.

Современные сваебойные установки имеют специальные устрой­ства, механизирующие процесс подтаскивания и подъема свай, а также установку головы сваи в наголовнике. Так, копровая установ­ка, показанная на рис. VIII.2, имеет выбросную стрелу, вылет ко­торой изменяется с помощью гидравлического устройства. Сваи небольшой длины (б...8 м) можно подтаскивать таким образом, чтобы их острие скользило по грунту.

Эффективность операции забивки свай в основном зависит от типа свайного молота и прежде всего от правильного определения соотношения между его массой и массой сваи, а также от соответствия системы молота виду грунта и воздействия его на голову сваи.

Механические (подвесные) молоты из-за низкой производитель­ности (10...15 ударов в 1 мин) применяют лишь при небольших объемах свайных работ.

Масса ударной части свободно падающего молота при забивке сваи длиной 12 м в плотные грунты должна равняться 1,5 массы сваи с наголовником, а при забивке в грунты средней плотности — 1,25 этой массы.

Паровоздушные молоты бывают одиночного и двойного действия.

Молоты одиночного действия имеют массу ударной части 1,25…6 т. число ударов не превышает 30. Паровоздушные молоты двойного действия выпускают различ­ных марок, отличающихся между собой по конструкции. У боль­шинства паровоздушных молотов двойного действия ударной ча­стью является поршень. Молот двойного действия может делать более 200 ударов в 1 мин. Число ударов можно регулировать авто­матически. С помощью молотов двойного действия сваи забивают в вертикальном и наклонном положении в грунты различной плот­ности.

Масса ударной части паровоздушных молотов двойного дейст­вия составляет 15...25% общей массы молота, а масса ударной ча­сти молотов одиночного действия — 65...76%;

Широко применяемые дизель-молоты по сравнению с паровоз­душными молотамя отличаются более высокой производитель­ностью, простотой в эксплуатации, автономностью действия и более низкой стоимостью. Автономность дизель-молотов обеспечивается путем подъема ударной части за счет рабочего хода двухтактного двигателя, составляющего основу дизель-молота.

На стройках применяют штанговые и трубчатые дизель-молоты. Ударная часть штанговых дизель-молотов — подвиж­ный цилиндр, открытый снизу и перемещающийся в направляющих штангах. При падении цилиндра на неподвижный поршень в камере сгорания воспламеняется смесь воздуха и топлива. Образующаяся в результате сгорания смеси энергия подбрасывает цилиндр вверх, после чего происходит новый удар и цикл повторяется. Топливо поступает в форсунку камеры сгорания по трубке, проходящей в блоке поршня, с помощью насоса высокого давления, который при­водится в действие подвижным цилиндром.

В трубчатых дизель-молотах (рис. VIII. 3,6) неподвижный ци­линдр, имеющий шабот (пяту), является направляющей конструк­цией. Ударная часть молота — подвижный поршень с головкой. Распыление топлива и воспламенение смеси происходят при ударе головки поршня по поверхности сферической впадины цилиндра, куда топливо подает насос низкого давления, который по существу лишь дозирует поступление смеси.

Число ударов в 1 мин у штанговых дизель-молотов 50...60, у трубчатых — 47...55.

Главное преимущество дизель-молота трубчатого типа по срав­нению со штанговыми дизель-молотами состоит в том, что при оди­наковой массе ударной части они обладают значительно большей (в 2...3 раза) энергией удара. Так, для забивки свай длиной 8... 10 м рекомендуется принимать следующее отношение массы ударной части молота к массе сваи: 1,25 при штанговых и 0,7...0,5 при трубчатых дизель-молотах.

Зимой штанговые дизель-молоты работают более эффективно, чем трубчатые молоты. Их можно запустить при температуре —30°С, а для надежного запуска трубчатого дизель-молота уже при температуре до —20°С нужно применять специальные присадки к топливу и предварительно подогревать молот в течение 20...30 мин. В процессе забивки свай в этих условиях штанговые дизель-молоты работают также более устойчиво.

 

Несмотря на ряд достоинств, при­менять дизель-молоты в ряде слу­чаев нецелесообразно, например при забивке свай в мягкие податливые грунты и грунты с сильносжимаемыми прослойками, когда из-за не­достаточной жесткости основания трудно привести в действие дизель-молот, поскольку ударная часть поднимается на недостаточную вы­соту и требуемого сжатия в камере сгорания не происходит. Дизель-молотами нельзя забивать сваи под водой.

При выборе типа молота (в зави­симости от массы свай и вида грун­тов) необходимо учитывать коэффи­циенты применимости К.

K = (Q + q)/W, (VIII. 1)

где Q — масса молота, кг; q — масса сваи с наголовником, кг; W — энергия удара по паспорту.

Значения К колеблются от 2 до 6 (в зависимости от материала сваи и типа молота). Для забивки желе­зобетонных свай с помощью подвес­ных молотов /С=3, с помощью оди­ночного действия и штанговых ди­зель-молотов /С=5, молтов двойно­го действия и трубчатых дизель-молотов К=6.

Наголовники необходимы для закрепления сваи в направляющих сваебойной установки, предохранения головы сваи от разрушения ударами молота и равномерного распределения удара по площади сваи. При забивке свай подвесными и паровоздушными молотами применяют металлические сварные и литые наголовники в виде опрокинутых коробок, имеющих внутри амортизационную прокладку, выполненную из досок твердых пород древесины или полимерных материалов.

Внутренняя полость наголовника должна соответствовать очертанию и размерам головы сваи. Обычно наголовник подвешивают к молоту за ушки и вместе с ним поднимают и опускают на сваю. Наголовники дизель-молотов с поворотной рамкой позволяют при опущенном молоте заводить во внутрен­нюю полость головку сваи, лежащей на грунте, что несколько сокращает продолжительность подъема сваи. Применение наго­ловников сокращает продолжительность установки сваи.

Забивку сваи начинают с медленного опускания молота на наголовник после установки сваи на грунт и ее выверки. Под действием массы молота свая погружается в грунт. Чтобы обес­печить правильное направление сваи, первые удары производят с небольшой высоты подъема молота (как правило, не более 0,4...0,5 м). В начале погружения необходимо отсчитывать число ударов на каждый метр погружения сваи, отмечая при этом среднюю высоту падения ударной части подвесного молота оди­ночного действия. При использовании молотов и дизель-молотов замеряют время действия молота, расходуемое на каждый метр погружения сваи, число ударов в мин, а молотов двойного дей­ствия—давление пара (воздуха). В начале забивки необходимо внимательно наблюдать за правильностью погружения сваи в плане и по вертикали или по заданному углу наклона (при за­бивке наклонных свай).

В конце забивки с помощью подвесных молотов и паровоз­душных молотов одиночного действия, когда острие сваи погру­жено приблизительно до проектной отметки или получен проект­ный отказ, забивку производят «залогами» по 10 ударов в каж­дом. При забивке свай молотами двойного действия и дизель-молотами считать удары (из-за их большой частоты) практичес­ки невозможно. В этих случаях за отказ принимают величину погружения сваи за 1 мин. Отказы измеряют с погрешностью не более 1 мм.

Сваи, не давшие контрольного отказа после перерыва продолжительностью 3...4 дня, подвергают контрольной добивке. Если глубина погружения сваи не достигла 85% проектной, а на протяжении трех последовательных залогов получен расчетный отказ, необходимо выяснить причины этого явления и согласовать с проектной организацией порядок дальнейшего ведения свайных работ.

Динамические испытания свай проводят для определения их несущей способности. Более точным, но в то же время более дорогим и трудоемким является способ статических нагрузок, требующий к тому же проведения длительных испытаний. При динамическом способе определяют несущую способность сваи в зависимости от энергии удара свайного погружателя при ее забивке. Отказы при этом способе устанавливают с помощью отказомеров, которые можно ставить на грунт или подвешивать на сваю. Полуавтоматический суммирующий отказомер хомутом крепят к свае. Он состоит из храповой линейки, вдоль которой перемещают указатели отказов. При по­гружении сваи в грунт один из указателей движется вниз и по­казывает на мерной линейке суммарное значение остаточного отказа. При некотором обратном движении сваи за счет упругой реакции грунта второй указатель перемещается вверх и показы­вает на мерной линейке суммарное значение упругого отказа.

Измерения, производимые при погружении сваи, и динамиче­ские испытания являются вспомогательными операциями.

Основная операция (забивка) продолжается 10 мин, а 15 мин (60% общей продолжительности цикла) затрачивается на вспомо­гательные операции. При несамоходных копрах и производстве свайных работ в зимних условиях вспомогательные операции за­нимают 70...80% времени, расходуемого на погружение сваи. Та­ким образом, становится очевидным, что механизация и авто­матизация вспомогательных работ имеют не меньшее значение, чем механизация и автоматизация основных процессов.

В системах, автматизирующих процесс забивки свай, осуще­ствляется автоматизация основных операций (запуск дизель-мо­лота, выключение его при достижении острием сваи проектной отметки) и таких вспомогательных операций, как учет числа ударов, запись на ленте самописца характеристики погружения сваи и др.

Особенности забивки некоторых видов свай. Рассмотренный выше метод забивки применительно к вертикальным призматиче­ским железобетонным сваям с обычной или предварительно на­пряженной продольной арматурой и хомутами можно использо­вать и для забивки других видов заранее изготовленных свай. Однако из-за особенностей конструкции и материала свай в ряде случаев приходится выполнять дополнительные операции, видо­изменять приспособления, а иногда ограничивать область приме­нения процесса.

При забивке железобетонных трубчатых свай, когда их соби­рают из звеньев, возникает дополнительная операция по стыковке труб перед подъемом сваи (по два звена) и в процессе погруже­ния. При этом наголовники должны иметь специальную конструк­цию с амортизирующей прокладкой, расположенной по окружно­сти.

Железобетонные сваи без поперечного армирования можно по­гружать в песчаные и глинистые грунты полутвердой консистен­ции. При этом особое внимание следует обращать на обеспечение точного центрирования сваи по отношению к молоту

Наклонные сваи забивают сваебойными установками, направ­ляющие мачты которых могут быть установлены с наклоном. Для придания правильного направления в ряде копров применяют ка­ретки, одну из которых прикрепляют к нижней части мачты, а другую — к нижней части молота. Мачту устанавливают по ука­зателю наклона, который имеет шкалу с делениями.

Если забивают сваи, расположенные ниже уровня стоянки сваебойной установки, используют дополнительные секции мачты, предназначенные для наращивания ее нижней основной секции.

Металлические шпунтовые сваи (металлический шпунт) луч­ше всего погружать пакетами, состоящими из двух-трех шпунтов, объединенных общим наголовником.

• Для погружения деревянных свай и шпунтов не требуется мощных сваебойных установок. В этих случаях часто применяют передвижные деревянные копры с подвесными молотами. Под­таскивают и поднимают такие сваи с помощью стропов.

Дополнительные операции здесь — надевание на головку сваи металлического бугеля для предохранения ее от разрушения при ударах молота и надевание на острие сваи металлического баш­мака, когда основание выложено плотными грунтами.

Если бревна, из которых готовят сваи, имеют недостаточную длину для получения сваи длиной, предусмотренной проектом, их наращивают с помощью стыков различных типов: впритык к тру­бе и др. Устройство стыков является весьма трудоемкой опера­цией и, кроме того, как правило, приводит к образованию слабых мест в свайном сооружении.

ВИБРАЦИОННЫЙ И ВИБРОУДАРНЫЙ МЕТОДЫ

При вибрационном методе сваю погружают с помощью вибра­ционных машин, оказывающих на сваю динамические воздейст­вия. Эти воздействия позволяют преодолеть сопротивление трения на боковой поверхности сваи, лобовое сопротивление грунта, возникающее под острием сваи, и погрузить сваю на проектную глубину.

Вибропогружатель, представляющий собой электромеханиче­скую машину вибрационного действия, подвешивают к мачте сваепогружающей установки (рис. VIII.6,a) и соединяют наго­ловником со сваей.

Действие вибропогружателя основано на принципе, при кото­ром вызываемые дебалансами вибратора горизонтальные центро­бежные силы взаимно ликвидируются, в то время как вертикаль­ные суммируются.

Амплитуда колебаний и масса вибросистемы (вибропогружа­тель, наголовник и свая) должны обеспечить разрушение струк­туры грунта с необратимыми деформациями.

При выборе низкочастотных погружателей (420 колебаний в 1 мин), применяемых при погружении тяжелых железобетонных свай и оболочек (трубчатых свай диаметром 1000 мм и более), необходимо, чтобы число, выражающее момент эксцентриков в» кг-м, превосходило число, выражающее массу вибросистемы, не менее чем в 7 раз для легких грунтов и в И раз для средних и тяжелых грунтов.

При вибрационном погружении в глину или тяжелый сугли­нок под нижним концом сваи образуется перемятая глинистая подушка, которая вызывает значительное (до 40%) снижение не­сущей способности сваи. Чтобы устранить возникновение этого-явления, сваю погружают на заключительном отрезке длиной 15...20 см ударным методом.

Для погружения легких (массой до 3 т) свай и металличе­ского шпунта в грунты, не оказывающие большого лобового со­противления под острием сваи, применяют высокочастотные (1500 и более колебаний в 1 мин) вибропогружатели с подрес­соренной пригрузкой, которые состоят из вибратора и присоединен­ного к нему с помощью системы пружин дополнительного груза и приводного электродвигателя (рис. VIII.7).

Вибрационный метод наиболее эффективен при несвязных во-донасыщенных грунтах.

Применение вибрационного метода для погружения свай в. маловлажные плотные грунты возможно лишь при устройстве лидирующих скважин, т. е. при предварительном выполнении» другого процесса, требующего буровых механизмов.

Более универсальным является виброударный метод погруже­ния свай с помощью вибромолотов, которые по виду привода раз­деляются на электрические, пневматические, гидравлические». вибромолоты с двигателем внутреннего сгорания;

Наиболее распространенные пружинные вибромолоты (рис.. VIII.7) работают следующим образом. Вибровозбудитель при вращении валов с дебалансами в противоположных направлениях совершает периодические колебания. Когда зазор между удар­ником вибровозбудителя и сваей меньше амплитуды колебаний вибровозбудителя, ударник периодически ударяет по наковальне наголовника сваи.

Вибромолоты могут самонастраиваться, т. е. увеличивать-энергию удара с повышением сопротивления грунта погружению-свай.

Масса ударной части (вибровозбудителя) вибромолота при­менительно к погружению железобетонных свай должна быть. не менее 50% массы сваи и составлять 650...1350 нг.

 

ПОГРУЖЕНИЕ СВАЙ ВДАВЛИВАНИЕМ, ВИБРОВДАВЛИВАНИЕМ И ЗАВИНЧИВАНИЕМ

Статическое и вибрационное вдавливание свай осуществляют с помощью специальных установок, действующих на сваю массой либо массой и вибрацией одновременно. Для погружения свай методом статического вдавливания (рис. VIII.8,a) используют установки, состоящие из двух тракторов, оборудованные направляющей рамой, опорной плитой, наголовником для передачи давления, соединенным с вдавливающим полиспастом. На одном из тракторов смонтирована 5-тонная лебедка, на другом — лебед­ка с тяговым усилием 0,15 МН.

Технология вдавливания свай следующая. Трактор с мачтой устанавливают над местом погружения свай и с помощью малой лебедки опускают на землю опорную плиту. После этого на опор­ную плиту устанавливают пригрузочный трактор. Предваритель­но с помощью малой лебедки сваю помещают в проем мачты трактора, находящегося на грунте. Усилия от большой лебедки передаются на наголовник, и он начинает перемещаться по на­правляющим, обеспечивая тем самым вдавливание сваи.

Установка развивает усилие вдавливания до 350 кН и может погрузить за смену 13... 15 свай длиной до 6 м. Точность установки сваи обеспечивается устройством «лидирующих» направляющих скважин. Такие скважины устраивают буровыми стан­ками на глубину, меньшую, чем проектная отметка погружаемых свай, на 0,5...1 м. Достоинства данного метода — простота мон­тажа установки на строительной площадке, недостаток — низкая производительность из-за малой маневренности.

Более эффективным является метод динамического (вибраци­онного) вдавливания свай с помощью вибровдавливающих уста­новок, когда свая погружается от комбинированных действий вибрации и статической пригрузки. Вибровдавливающая установ­ка (рис. VIII.8,6) состоит из двух рам. На задней раме находят­ся электрогенератор, работающий от тракторного двигателя, и двухбарабанная лебедка, на передней раме направляющая стрела с вибропогружателем и блочки, через которые проходит к вибропогружателю вдавливающий канат от лебедки. Когда вибровдавливающая установка займет - рабочее положение (крюк подвески вибропогружателя должен находиться над ме­стом погружения сваи), вибропогружатель опускают вниз, наго­ловником соединяют со сваей и поднимают в верхнее положение, а сваю устанавливают на место ее забивки. После включения вибропогружателя и лебедки установки свая погружается за счет собственной массы, массы вибропогружателя и части массы трактора, передаваемой вдавливающим канатом через вибропо­гружатель на сваю. Одновременно на сваю действует вибрация, создаваемая низкочастотным погружателем с подрессоренной плитой.

Метод вдавливания не требует устройства каких-либо путей для рабочих передвижек, исключает разрушение свай и особенно эффективен при погружении свай длиной до 6 м.

Погружение свай методом завинчивания (рис. VIII.9) применяют главным образом при устройстве фундаментов под мачты линий электропередачи, радиосвязи и других сооружений, где в достаточной мере могут быть использованы несущая способность поверхности свай. При боковом расположении подмывные трубки крепит таким образом, чтобы наконечники находились у свай на 30...40 см выше острия, у оболочек — на 150...200 см выше ножа.

Для подмыва грунта подают воду в трубки под давлением не менее 0,5 МПа. При подмыве нарушается сцепление между частицами грунта под подошвой и частично по боковой поверхности свай, что снижает несущую способность сваи. Поэтому сваи на последнем метре или двух метрах погружают без подмыва. При погружении оболочек подмыв прекращают, когда нож не дошел на 0,5 м до проектной отметки. Применение подмыва не допускается, если имеется угроза просадки близлежащих сооружений, а также при наличии просадочных грунтов. Погружение свай с подмы­вом требует (помимо установки насосов и укладки разводящей ли­нии) выполнения следующих дополнительных операций: креплений к сваям подмывных трубок с наконечниками; присоединения верхних концов подмывных трубок с помощью гибких рукавов к разводящему трубопроводу; включения и выключения мотора насоса; извлечения подмывных трубок, которые должны использоваться многократно. Дополнительные операции приводят к увеличению трудоемкости и стоимости работ, в связи с чем этим методом пользуются довольно редко и главным образом при погружении тяжелых свай длиной 8 м и более и оболочек.

 

ПОГРУЖЕНИЕ СВАЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОДМЫВА И ЭЛЕКТРООСМОСА

Для погружения свай с применением подмыва грунт разрых­ляют и частично вымывают струями воды, вытекающими под давлением из нескольких трубок диаметром 38...62 мм, укреплен­ных на свае. При этом сопротивление грунта у острия сваи снижа­ется, а поднимающаяся вдоль ствола вода размывает грунт, уменьшая тем самым трение по боковым поверхностям сваи. Расположение подмывных трубок может быть боковым, когда две или четыре подмывные трубки с наконечниками находятся по бо­кам сваи, и центральным, когда один одноструйный или много­струйный наконечник размещен по центру погружаемой сваи.

При боковом подмыве трубки могут быть повреждены, а при перерывах в работе— заполняться грунтом. При неравномерном размыве сваи могут отклоняться от проектного положения. При боковом подмыве (по сравнению с центральным) создаются более благоприятные, условия для уменьшения сил трения по боковой поверхности свай. При боковом расположении подмывные трубки крепит таким образом, чтобы наконечники находились у свай на 30...40 см выше острия, у оболочек — на 150...200 см выше ножа.

Для подмыва грунта подают воду в трубки под давлением не менее 0,5 МПа. При подмыве нарушается сцепление между ча­стицами грунта под подошвой и частично по боковой поверхности свай, что снижает несущую способность сваи. Поэтому сваи на последнем метре или двух метрах погружают без подмыва. При погружении оболочек подмыв прекращают, когда нож не дошел на 0,5 м до проектной отметки. Применение подмыва не допускает­ся, если имеется угроза просадки близлежащих сооружений, а так­же при наличии просадочных грунтов. Погружение свай с подмы­вом требует (помимо установки насосов и укладки разводящей ли­нии) выполнения следующих дополнительных операций: креплений к сваям подмывных трубок с наконечниками; присоединения верх­них концов подмывных трубок с помощью гибких рукавов к разво­дящему трубопроводу; включения и выключения мотора насоса; извлечения подмывных трубок, которые должны использоваться многократно. Дополнительные операции приводят к увеличению трудоемкости и стоимости работ, в связи с чем этим методом поль­зуются довольно редко и главным образом при погружении тяже­лых свай длиной 8 м и более и оболочек.

С использованием электроосмоса погружают сваи в глинистые грунты. В этом случае после кратковременного действия постоян­ного тока вокруг забиваемой сваи, подключенной в сеть в качестве катода, влажность грунта возрастает и в нем возникают водона-сыщенные зоны. Погружение сваи-катода облегчается, поскольку уменьшаются лобовое и боковое сопротивления грунта. У ранее забитой сваи, служащей анодом, образуется зона грунта со сни­женной влажностью. После прекращения подачи тока происходит восстановление первоначального состояния грунтовых вод и не­сущая способность свай, являющихся катодами, возрастает.

Дополнительные операции при погружении железобетонных свай с использованием электроосмоса связаны с оснащением свай полосами стали — электродами, площадь которых занимает 20...50% боковой поверхности свай. Эта операция отпадает при погружении металлических свай методом завинчивания.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПОГРУЖЕНИЯ СВАЙ

От расположения свай в свайном поле и параметров сваепогружающего оборудования зависит порядок погружения свай. Кроме того, следует учитывать последующие процессы, т. е. устройство свайного ростверка (конструкции из плит или балок), венчающего головы группы свай и передающего на сваи нагруз­ки от здания или сооружения. Порядок погружения свай опреде­ляется ППР.

Наибольшее распространение имеет рядовая система погружения свай (рис. VIII. 13), применяющаяся при прямолинейном расположении их отдельными рядами и при забивке кустов свай.

Спиральная система предусматривает погружение свай кон­центрическими рядами от краев к центру свайного поля; она позволяет в ряде случаев получить минимальную протяженность пути сваепогружающей установки. Если расстояние между цент­рами свай менее пяти их диаметров (или соответственно разме­ров сторон поперечного сечения), грунт в середине свайного поля может уплотняться, что усложняет процесс. При этом бы­вают случаи, когда невозможно погрузить сваи, расположенные в этой зоне.

При больших расстояниях между сваями порядок погружения определяется технологическими соображениями, прежде всего использованием эффективного оборудования. Так, например, у некоторых копров башенного типа мачты опираются на выдвиж­ные рамы, расположенные над платформами-тележками и сме­вдающиеся примерно на 1 м. Этими копрами можно забивать сваи двух рядов с одной стоянки копра. Для сооружения под­земной части жилых домов применяют специальные краны, осна­щенные навесным копровым оборудованием, двухбарабанной ле­бедкой для подъема молота и сваи и дизель-молотом. Такие краны могут забивать сваи длиной 8 м, перемещаясь по рельсо­вому пути, уложенному примерно на нулевой отметке, вдоль бровок котлована строящегося здания.

Весьма эффективно забивать сваи с помощью мостовой свае­бойной установки (рис. VIII. 14) при устройстве свайных фунда­ментов жилых и промышленных зданий большой протяженности. Эта установка представляет собой передвижной мост, по которо­му перемещается тележка с копром. Сваи длиной 8... 12 м заби­вают дизель-молотом. Так как мачта копра опускается ниже пола рабочей площадки копра, можно забивать сваи ниже рамы моста. Данная установка является своего рода координатным устройством, облегчающим выполнение разбивки мест погруже­ния сваи, при этом можно устанавливать сваи с большой сте­пенью точности. Расположение сваи в зоне действия мостовой установки позволяет сократить продолжительность операций по подтаскиванию сваи, что в свою очередь повышает производи­тельность всего процесса. Если выполнение земляных работ затя­гивается или подъезд к сваебойным установкам затруднен, а сваи расположены вне свайного поля у бровки свайного оборудования, деобходимо сваи складировать в штабеля, что приводит к допол­нительным затратам труда. Устройство шпунтовых ограждений из металлических и дере-зянных шпунтов начинают с погружения маячных свай, к кото­рым в 2—3 яруса крепят схватки, служащие направляющими при забивке шпунта.

При погружении свай зимой с использованием ТЭНов или других электронагревателей (рис. VIII. 15) для оттаивания мерз­лого грунта район забивки свай разбивают на три участка-за­хватки: на первом бурят скважины, на втором скважины уже заранее пробурены и утеплены сверху, на третьем сваи погружа­ют. Интервал между отогревом скважины и погружением в нее сваи не должен превышать одной смены. Примерно так же с раз­бивкой на захватки устанавливают порядок погружения свай, ес­ли устройство ростверков начинают до завершения погружения всех свай под здание или сооружение.

 

ИЗВЛЕЧЕНИЕ СВАЙ

Сваи (главным образом металлические шпунты) извлекают, когда они выполнят свою роль во временном сооружении (ограж­дение котлована, перемычка в голове канала и т. п.). Кооме то­го, иногда извлекают неправильно забитые сваи.