Погружение свай в мерзлых грунтах

В вечномерзлые грунты сваи погружают двумя способами -в пробуренные скважины или в оттаянный грунт.

Содержание статьи:

♠ Контроль качества свайных работ;

♠ Погружение свай в мерзлых грунтах;

♠ Методы устройства набивных свай;

♠ Методы погружения свай;

♠ Свайные работы

При погружении сваи с применением второго метода грунт вначале оттаивают , а затем погружают в образовавшуюся в мерзлом грунте полость разжиженного грунта( рис-1).

Рисунок-1. Схема погружения свай в мерзлый грунт методом оттаивания

а — оттаивание грунта; б — погружение сваи; в — паровая игла; 1 — поддерживающие кбзлы; 2 — мерзлый грунт; S — разжиженный грунт; 4 — сваепогружающая установка; 5 — вибропогружатель; 6 — свая; 7 — паровод; В — головная заглушка; 9 — патрубок; 10 — острие иглы

Грунт оттаивают с помощью паровой иглы, перфорированной в нижнем конце. Под действием пара ( давлением 0,4…0,8 МПа), выходящего у острия иглы, грунт интенсивно оттаивает, разжижается до текучего состоянияи в него погружают иглу до проектной глубины. В грунтах с небольшим количеством льда можно получить полость нужных размеров в короткое время ( 1…3 ч), а в грунтах с большой степенью насыщения льдом этот процесс происходит в течение 6…8 часов.

Скорость погружения иглы определяют с таким расчетом, чтобы диаметр протаянной полости в 2…3 раза превышал наибольший размер сваи в поперечном сечении. Через некоторое время после погружения происходит вмерзание, и сваи, как бы заделанные в толщу вечномерзлого грунта, приобретают необходимую несущую способность.

Метод погружения сваи в пробуренные скважины предусматривает такую последовательность процессов и операций (рис-2): бурение скважины с помощью обсадной трубы , заполнение скважины песчано-глинистым раствором, погружение сваи, извлечение обсадной трубы. Выбирают тот или иной метод путем сравнения трудовых затрат и стоимости.

Рисунок-2. Схема процесса погружения сваи в пробуренную скважину

а — бурение скважины; б — заполнение скважины песча­но-глинистым раствором; в — погружение сваи; г — из­влечение обсадной трубы; 1 — буровая установка; 2 — подсыпка; 3 — деятельный слой грунта; 4 — обсадная труба; 5 —мерзлый грунт; 6 — песчано-глинистый ра­створ; 7 — свая

Учитывают также зазор между стенками скважины и сваи после ее погружения. Процесс погружения сваи в оттаянный грунт менее продолжителен, чем при погружении свай в пробуренные скважины, так как бурение сваи занимает много времени.Ускорить бурильные работы можно за счет применения эффективного бурильного оборудования.

При выполнении свайных работ в вечномерзлых грунтах эффективна проходка скважины с помощью трубчатых буролидеров ( рис-3)-сменных рабочих органов сваепогружающих агрегатов .

Рисунок-3. Трубчатый буролидер для устройства скважины

1 — вибромолот; 2 — бур; 3 — керн; 4 — деятельный слой; 5 — зазор; .6 — мерзлый грунт; 7 — наконечник бура

Трубчатый бур имеет специальный наконечник и агрегирован с вибромолотом . Отделяя керн от массива грунта, трубчатый бур проходит через деятельный слой и погружается на необходимую глубину в вечномерзлую толщу. Между трубой и стенкой скважины может образоваться зазор, который облегчает погружение трубчатого бура , даже если в него оплывает грунт деятельного слоя .

Рисунок-1. Процесс строительства в зимних условиях

В пластично-мерзлые высокотемпературные грунты ( со среднегодовой температурой не ниже -1°С) сваи погружают забивным или бурозабивным методом. Методы погружения в оттаянный грунт и в скважины большего сечения, чем сечение свай, в условиях высокотемпературных  грунтов малопригодны из-за того, что сваи вмерзают очень медленно. Технология устройства буронабивных свай в мерзлых грунтах, такая же, как и в обычных, но необходимо обеспечить твердение бетона.