Фундаменти глибокого закладання.

Фундаменти глибокого закладання виконуються з бурових опор або тонкостінних оболонок, що занурюються в ґрунт на задану глибину.

Зведення фундаментів глибокого закладання - це комплексний технологічний процес, який складається з простих процесів: укрупнювальне збирання секції оболонок, занурення оболонок, розробка і витягування ґрунту з порожнини, розбурювання скельної основи, заповнення порожнин оболонок бетонною сумішшю, армування і бетонування ростверку.

При зануренні оболонок з секцій з'єднують зварюванням арматуру і закладні деталі або виконують фланцеві з'єднання на болтах. Залізобетонні циліндричні оболонки звичайно занурюють вібраційним і віброударним способами. Оболонки малого діаметра (до 1…1,2 м) занурюють пароповітряними молотами одиночної і подвійної дії, дизельними штанговими і трубчастими молотами.

 Рис.3.24. Технологічна схема зведення глибоких опор із тонкостінних оболонок; а) - занурення першої ланки; б) - витяг ґрунту з порожнини оболонки; в) - нарощування ланки оболонки; г) - занурення оболонки; д) - бетонування порожнини оболонки;

Е) - готова глибока опора; 1 - оболонка; 2 - віброзанурювач; 3 - грейфер; 4 - бетон; 5 - приймальна лійка; 6 - арматурний каркас.

При зануренні оболонок необхідно вжити заходи щодо запобігання утворенню тріщин у бетоні. Для цього у верхній частині оболонки по її зовнішньому контуру під час виготовлення встановлюють захисні кільця. Оберігають оболонки від руйнування і спеціально сконструйовані наголовники. Надійне обтиснення оболонки в наголовнику запобігає появі тріщин у бетоні верхньої частини оболонки. Віброзанурювач має бути щільно прикріплений до оболонки. При цьому наголовник, за допомогою якого віброзанурювач з'єднується з оболонкою, повинен швидко встановлюватися і зніматися. Застосовують наголовники з фланцевим з'єднанням на болтах, а також такі, що самозаклинюються, з клиновим або цанговим пристроєм.

Перед зануренням оболонку піднімають і встановлюють у необхідне положення (рис.3.25). Віброзанурення оболонок складається з циклів, що чергуються: осаджування оболонки і видалення з її порожнини ґрунту. Ґрунт видаляють після того, як припиняється заглиблення оболонки внаслідок зростання опору утвореного ґрунтового ядра. Після видалення ґрунту занурення відновлюють. Із збільшенням заглиблення оболонки різко зростає опір, і занурення сповільнюється. Для полегшення занурення застосовують підмив або видаляють грунт із порожнини оболонки до рівня ножа, а іноді і нижче нього.

Рис.3.25. Занурення оболонок портальним краном;1 - оболонка; 2 - портальний кран; 3 - віброзанурювач; 4 - спрямівна стріла.

Для занурення в пилювато-глинисті м’якопластичні ґрунти слід застосовувати віброзанурювачі з більш високою частотою коливань (500…600 хв^-1), для занурення в щільні ґрунти найкраща частота коливань 300…500 хв^-1.

Залізобетонні оболонки великих діаметрів занурюють спареними віброзанурювачами, що працюють з автоматичною синхронізацією.

Віброзанурення оболонок ведеться по потоковій технології, для чого в роботі одночасно мають знаходитися не менше чотирьох оболонок, на кожній з яких послідовно виконують одну з операцій: встановлення оболонки, нарощування чергової секції, кріплення до оболонки віброзанурювача та її занурення, витягування ґрунту з оболонки.

Найбільш трудомісткою операцією є розробка і витягування ґрунту з порожнини оболонок. Піски і слабкі пилувато-глинисті ґрунти розробляють і витягають пневматичними і гідравлічними ежекторами-ерліфтами та гідроелеваторами без попереднього розмиву або механічного руйнування ґрунтів.

Піщані ґрунти, крихкі та середньої щільності, рекомендується видаляти ерліфтом або грейфером до рівня ножа оболонки. Пилувато-глинисті ґрунти з показником текучості Il <0,75 припускається розробляти нижче рівня ножа на глибину до 4 м. Для розробки пилувато-глинистих ґрунтів із Il<0,5 найбільш продуктивним є обертальний спосіб буравлення. Інші ґрунти добре розробляються грейфером. У деяких випадках в основі оболонок влаштовують розширення шляхом розбурювання порожнин універсальними розпушувачами або камуфлетним способом.

Бетонування порожнин оболонок виконують методами, застосовуваними при влаштуванні глибоких бурових опор.

Перед бетонуванням порожнин оболонок забой очищають від шламу. Для цього в оболонці діаметром більше 1,5 м користуються підмиваним пристроєм з приймальним бункером на нижньому кінці водопідводової труби. Очищення виконують 10…15 хв.

Для подавання жорстких бетонних сумішей рекомендуються бетонолитні труби діаметром 200…300 мм з цільнотягнутих труб із стінкою завтовшки 6…10 мм. До нижньої ланки бетонолитної труби жорстко закріплюють два вібратори ІВ-60 для полегшення руху суміші по трубі, ущільнення її і витягування труби з укладеної суміші. Інтенсивність вкладання суміші крізь труби діаметром 200 мм - 4,5…5 м³ /год., діаметром 300 мм - 10…11 м^з/год. Жорсткі суміші вкладають із дотриманням наступних вимог: у шпари на початку бетонування при відключених вібраторах бетонолитної труби вкладають шар бетонної суміші з осадкою конуса 18…20 см на висоту не менше 1 м, а потім подають малорухому суміш з осадкою конуса 6…12 см при включених вібраторах. Рівень бетонної суміші слід постійно підтримувати на рівні приймальної лійки, змінюючи заглиблення труби в бетонну суміш і періодично включаючи при цьому вібратори. Максимальне заглиблення труби з працюючими вібраторами припускається не більше 10 м. Якщо запланована перерва між вкладанням чергових порцій суміші більша за 1 год., то трубу при працюючому вібраторі необхідно підняти, залишивши заглиблення її низу в покладену суміш не більше 2 м. Змушена перерва бетонування не повинна перевищувати 1,5 год.

При бетонуванні опор методом ВПТ особлива увага повинна бути приділена забезпеченню інтенсивності і безперервності подачі бетонної суміші. Після закінчення бетонування порожнин оболонок влаштовують монолітні ростверки.

Для будинків, чутливих до нерівномірних осідань, а також таких, що передають великі навантаження, доцільно використання фундаментів у вигляді бурових опор (рис.3.26) конструктивно аналогічних буронабивним палям, але такимх що відрізняються від них розмірами: діаметр їх 0,8…3,5 м, розширення - 2,5...5м. Глибина закладання досягає 100 м.

Найчастіше бетонні опори виконують машинами, що випускаються фірмою «Като». Обладнання 20-ТН фірми «Като» при швидкості проходки грейфером 3…5 м/год і ротором до 18 м/год забезпечують отримання опор діаметром до 1200 мм, глибиною до 27 м.

Розробка ґрунту здійснюється за допомогою грейферного ковша і обсадної труби, що занурюється. Під час розробки ґрунту нижній кінець труби має бути нижче забою свердловини. Зачистка забою провадиться грейферним ковшем. Стовбур палі формується з бетонної суміші, яка піднімається по трубі під напором.

Рис.3.26.. Технологічна схема обладнання бурових опор системи «Като»; а) - обладнання бурового верстата; б) - проходка свердловини; в) - зачищення забою; г) - встановлення арматурного каркаса; д) - встановлення бетонолитної труби; е) - бетонування опори. 1 - бурове устаткування; 2 - обсадна труба; 3 - грейферний ківш; 4 - арматурний каркас; 5 - бетонолитная труба;

Методи контролю якості зведення фундаментів глибокого закладання залежать від типу фундаменту і технології його зведення.

При зведенні бурових стовпів для контролю якості робіт, в основному, використовують ті ж методи, що і при влаштуванні буронабивних паль. Перед бетонуванням пробурені під бурові опори свердловини повинні бути очищені від шламу і ґрунту, що накопичуються на дні.

Бурові стовпи можуть мати дефекти у випадку порушення технології їх лаштування у вигляді вивалів ґрунту стінок свердловин, зсуву арматурного каркаса, неякісного заповнення свердловин бетонною сумішшю та ін. Дефекти бурових опор небезпечні через значну складність контролю якості забетонованих конструкцій.

При бетонуванні стовпів недостатньо рухливою сумішшю можливі випадки розірвання суцільності бетону стовбура внаслідок зависання суміші на бетонолитній трубі, що підіймається. Для запобігання зависання необхідно застосовувати литі бетонні суміші, якщо вони вкладаються без віброущільнювача, а малорухомі суміші слід вкладати з віброущільнювачем.

При підготуванні оболонок до занурення використовують їх огляд на складі з метою виявлення й усунення виколів бетону і деформацій закладених стикових елементів. Викол бетону усувають шляхом зачищення і забивання цементним розчином ушкоджених місць.

В процесі занурення оболонок необхідно контролювати: правильність встановлення і закріплення спрямівних пристроїв; відхилення від проектного становища занурених оболонок; якість оболонок і їхнього стикування при укрупненому збиранні або нарощуванні в період занурення; наявність у порожнині оболонок ґрунтового ядра на останньому етапі їхнього занурення. Особливу увагу слід звертати на виключення випадків порушення стиків у процесі занурення оболонок.