Методы устройства набивных свай

Методы устройства набивных свай позволяют устраивать их непосредственно на строительной площадке.

Содержание статьи:

♠ Контроль качества свайных работ;

♠ Погружение свай в мерзлых грунтах;

♠ Методы устройства набивных свай;

♠ Методы погружения свай;

♠ Свайные работы

Набивные сваи устраивают непосредственно на стройплощадке, на месте будущего здания или сооружения.В зависимости от способа устройства скважин и укладки в них бетона различают набивные сваи двух типов:

а) сваи, для которых скважины образуют бурением; при этом может быть два способа укладки бетона -с применением обсадной трубы , извлекаемой из скважины по мере укладки бетона , и без обсадной трубы, когда бетон укладывают с использованием глинистого раствора ( называемого бентонитом).
б) сваи, для которых скважины в грунте образуют погружением стальной трубы с закрытым концом , а бетон уплотняют частым трамбованием с использованием ударов молота по трубе ( часто трамбованные сваи) или с использованием вибрации от вибропогружателя.

Рисунок-1. Технологическая схема устройства буронабивных свай сухим способом

а — бурение скважины; 6 — устройство уширенной полости; в — установка арматурного каркаса; г —установка бетонолитной трубы с вибробункером; д — заполнение вибробунке­ра бетонной смесью; е — бетонирование скважины методом ВПТ; ж — утепление оголовка сваи в зимних условиях; 1 — шнековая бурильная установка; 2 — расширитель; 3 — кран грузоподъемностью 10…12 т; 4 — бетонолитная труба; 5 — загрузочный бункер

Сухой способ применим в устойчивых грунтах; его технология состоит в следующем( рис-1). Вращательным бурением в грунте разбуривают скважину необходимого диаметра и на заданную глубину. После достижения забоемскважины проектной отметки в необходимых случаях уширяют нижнюю часть скважины специальными уширителями.

После приемки скважины по акту в ней монтируют арматурный каркас и бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). По мере укладки бетона бетонолитную трубу извлекают из скважины. Уплотняют бетонную смесь с помощью вибраторов, укрепленных на приемной воронке бетонолитной трубы. Без обсадной трубы также можно устраивать буронабивные сваи ( рис-2).

Рисунок-2. Технология устройства буронабивных свай под глинистым раствором

а — бурение скважины; б —- устройство ушнрениой полости; в — установка арматурного кар­каса; г — установка бетонолитной трубы с вибробуикером и воронкой- д — бетонирование скважины методом ВПТ; е —утепление оголовка сван в зимних условиях- 1 — буровой станок; 2 — глиносмеситель; 3 — насос; 4 — расширитель; 5 — бетонолитная труба с вибро­бункером

Здесь в качестве опалубки, предупреждающей обрушение стенок скважины используют глинистый раствор, поступающий в скважину по пустотелой буровой штанге. За счет гидростатического давления, оказываемого этим раствором, плотность которого 1,2…1,3 г/см³, устраивают сваи без обсадных труб. Глинистый раствор готовя на месте производства работ преимущественно из бентонитовых глин, и по мере бурения его нагнетают в скважину.

Поднимаясь по скважине вдоль ее стенок, глиняный раствор попадает в зумпф, откуда возвращается насосом в буровую штангу для дальнейшей циркуляции. Затем в скважину устанавливают арматурный каркас. Бетонную смесь подают с помощью вибробункера с бетонолитной трубой, которую опускают в скважину. Вибрируемая бетонная смесь, поступая в скважину, вытесняет глинистый раствор. По мере заполнения скважины бетонной смесью бетоновод извлекают. Рассмотренный метод крепления стенок скважин наиболее прост.

Рисунок-3. Технологическая схема устройства буронабивных свай с применением обсадных  труб

 

а —монтаж ротора и забуривание скважины с одновременным погружением обсадной тру­бы; б —проходка скважины; в — зачистка забоя скважины; г — установка арматурного кар­каса; д — заполнение скважины бетонной смесью, извлечение обсадной трубы; е — формо­вание головы сваи в инвентарной кондукторе

Однако он недостаточно надежен и весьма трудоемок при производстве работ зимой. Устройство буронабивных свай с креплением стенок скважин обсадочными трубами ( рис-3) возможно в любых геологических и гидрогеологических условиях. Обсадочные трубы можно оставлять в грунте или извлекать из скважин в процессе изготовления свай( инвентарные трубы). Секции обсадных труб, как правило, соединяют стыками специальной конструкции или с помощью сварки.

Рисунок-4. Бурение скважины

Погружают обсадные трубы в процессе бурения скважины гидродомкратами, а также посредством забивки трубы в грунт или вибропогружением.
Бурят скважины вращательным или ударным способом специальными установками. При ударном бурении обсадная труба погружается в грунт по мере разработки скважины. При этом отдельные секции обсадных труб наращивают по мере необходимости.

Рисунок-5. Технология устройства набивных свай с камуфлетной пятой

I…VI-последовательность выполнения  операций; 1-буровой агрегат; 2-скважина; 3-кран; 4-обсадная труба с воронкой; 5-бадья; 6-литой бетон;7-электропровод;8-взрывчатое вещество; 9-хомут; 10-камуфлетная пята; 11-уплотненная грунтовая оболочка.

При вращательном способе бурения вначале пробуривают лидерную скважину на длину секции обсадной трубы, после чего в скважину погружают обсадную трубу.затем бурят следующий участок скважины, после чего наращивают и погружают в скважину очередную секцию обсадной трубы.Эти операции повторяют до окончания бурения скважины на проектную отметку. После зачистки забоя и установки в скважине арматурного каркаса скважину бетонируют методом ВПТ.

По мере заполнения скважины бетонной смесью инвентарную обсадную трубу извлекают. При этом специальная система домкратов, смонтированных на установке, сообщает обсадной трубе возвратно-поступательное и вращательное движение, дополнительно уплотняя бетонную смесь. По окончании бетонирования голову сваи формируют в специальном инвентарном кондукторе.

Набивные сваи часто делают с уширенной нижней частью-пятой.Уширение делается специальными бурами, а также путем взрывания взрывчатого вещества ( камуфлетные сваи). Уширение делается для повышения несущей способности сваи. Камуфлетные сваи делают следующим образом ( рисунок-5). Сначала разбуривают скважину и опускают в нее обсадную трубу.

Рисунок-6. Технологическая схема устройства частотрамбованных свай

а) подъем в рабочее положение обсадной трубы и молота; б) погружение обсадной трубы; в) установка арматурного каркаса; г) подача бетонной смеси в полость трубы; д) извлечение обсадной трубы с одновременным уплотнением бетонной смеси; 1 – копер; 2 – молот двойного действия; 3 – лебедка; 4 – обсадная труба; 5 – арматурный каркас; 6 – вибробадья; 7 – приемная воронка

 

На дно скважины укладывают взрывчатое вещество, которое сверху прикрывается слоем 0,7…1,0 м литого бетона.Образовавшаяся бетонная пробка нужна для того чтобы энергия взрыва была направлена на образование полости в грунте.Полость затем заполняют бетоном и сваю бетонируют обычным способом.Частотрамбованные сваи устраивают путем забивки обсадных труб, опирающихся на металлический наконечник.Затем в полости, образованной обсадной трубой, устраивают армированную ( или неармированную) сваю.

Рисунок-7. Схема устройства грунтонабивных свай

а) погружение обсадной трубы, б) извлечение трубы, в) раскрывающийся наконечник, 1 – вибропогружатель, 2 — обсадная труба, 3 – шарнир, 4 – створка наконечника, 5 – кольцо

Частотрамбование сваи устраивают ( рис-6) при помощи специального копра. На копер лебедкой поднимают молот и обсадную трубу , которая в верхней части имеет оголовок. На нижний конец обсадной трубы насаживают металлический башмак со смоляным канатом, чтобы исключить проникание воды в трубу. Под действием ударов молота обсадная труба погружается до проектной отметки.

Погружаясь, труба раздвигает частицы грунта и уплотняют его. Затем молот поднимают и в полость трубы опускают арматурный каркас ( если сваи армируются). Из вибробадьи через воронку в полость обсадной трубы подают бетонную смесь с осадкой конуса 8…10 см. Параллельно с укладкой смеси извлекают ( вытягивают)на небольшую величину обсадную трубу и вновь осаживают ударом молота для уплотнения бетона, причем металлический башмак остается у основания сваи.

В последние годы стали устраивать грунтобетонные сваи, для чего применяют бурильно-крановые машины с пустотелой буровой штангой , имеющей на конце смесительный бур с режущими и перемешивающими лопастями.Через штанги растворонасосом нагнетают водоцементную суспензию, изготовляемую в растворосмесителе. Смесительный бур при обратном вращении и извлечении послойно уплотняют грунт, насыщенный водоцементной эмульсией.В результате образуется грунтобетонная свая, изготовленная на месте без выемки грунта. На рис-7 показана принципиальная схема устройства грунтонабивных свай.