Свайные фундаменты
Опубликовано: 05.10.2018
Набивные сваи изготовляются непосредственно на строительной площадке путем устройства в грунте скважин или подобных полостей с по-следующим их заполнением бетонной смесью (с армированием или без него), песком или песчано-гравийной смесью без сотрясения грунта и в естественных условиях, что особенно важно при производстве работ вблизи или внутри существующих зданий и сооружений. Диаметр набивных свай 0,4 — 2 м и длина до 50 м. Несущая способность достигает 600 т. на одну сваю. Широкое применение получили буронабивные сваи , сваи в пробитых скважинах и вытрамбованных котлованах (рис.5.1).
При устройстве буронабивных свай бурение в водонасыщенных и неоднородных глинистых грунтах текучей консистенции с прослойками песка и супесей требует крепления стенок скважин обсадными трубами. Российский инженер А.Э. Страус в 1899 г. изобрел набивные бетонные сваи, изготовляемые в буровой скважине путем трамбования небольших порций бетонной смеси при одновременном подъеме обсадной тру¬бы. Был найден эффективный для того периода способ изготовления бетонных свай. Проходка обводненных скважин в неустойчивых грунтах может выполняться и без обсадных труб под защитой глинистого бурового раствора без промывки. Глинистый раствор благодаря значительной плотности ока¬зывает на стенки скважин гидростатическое давление, которое удерживает грунт от обрушения. Кроме того, циркулирующий раствор выносит на поверхность выбуренный грунт и охлаждает буровой рабочий орган. Бетонирование свай под глинистым раствором производят подводным способом.Для увеличения несущей способности набивных свай их изготовляют с уширенным основанием. При неустойчивых грунтах его не делают. Существуют следующие способы получения уширения: трамбование, разбуривание и камуфлетный взрыв. Размеры уширения определяют приближенно по объему втрамбованного бетона.
Состав работ при устройстве буронабивных свай в плотных грунтах: ■ установка буровой машины на ось скважины; ■ бурение скважины до проектной отметки уширения с периодическим подъемом и очисткой бурового органа; ■ замена бурового органа (шнека, ковша и др.) на расширитель скважины; ■ бурение уширенной части скважины; ■ зачистка и контроль качества скважины; ■ погружение в готовую скважину арматурного каркаса; ■ бетонирование скважины. Технология изготовления свай в пробитых скважинах заключается в следующем. Сначала в грунт забивается обсадная труба, имеющая в верхней части специальный оголовок, а в нижней части плоский башмак, который после погружения трубы оставляется в скважине. Контроль окончания погружения трубы, кроме прямого промера, осуществляется по отказу за один удар. При необходимости армирования сваи в полость трубы устанавливается пространственный арматурный каркас, который должен иметь не менее 6 продольных стержней. После наполнения бетонной смесью труба постепенно извлекается. Уплотнение уложенной бетонной смеси производится путем вертикальных колебаний обсадной трубы с помощью вибратора, закрепленного в нижней ее части. Сваи в пробитых скважинах в результате уплотнения околосвайного грунта имеют большую несущую способность, чем сваи, изготовленные в пробуренных скважинах. Набивные сваи можно формовать с использованием пневмопробойников, особенно в стесненных условиях строительства. В отличие от бурильных установок для них не требуются свободные площади и подъездные пути. Пневмопробойником сначала пробивают вертикальную скважину. Затем его извлекают и заполняют скважину полусухой бетонной смесью. При повторной проходке пневмопробойника смесь уплотняется и вдавливается в стенки скважины, обеспечивая сцепление с грунтом. При этом грунт уплотняется, что улучшает работу сваи. Операции повторяют до по¬лучения сваи нужного размера. Диаметр сваи может достигать 300 мм, глубина — 10 м. Сваи в вытрамбованных котлованах (глубиной до 4,5 м) выполняются аналогично сваям в пробитых скважинах с помощью специального оборудования. В Республике Беларусь нашли применение штампонабивные фундаменты с микросваями. Такие фундаменты представляют собой монолитные конструкции, состоящие из заглубленных, выштампованных в грунте ростверков и нескольких микросвай (2 — 6) в интенсивно уплотненном грунтовом ядре. Выштамповка скважин осуществляется специальным составным лидером, который навешивается на копре для погружения свай, снабженном трубчатым дизель-молотом. Стенки выштампованных скважин имеют качественную поверхность и достаточно высокую прочность для бетонирования фундаментов без устройства опалубки.
Огромная часть забивных свай остается недопогруженной до 1,5 м и более. На таком свайном поле возводить здание нельзя. Все сваи необходимо срезать на одном уровне. Для этого существуют различные приспособления: огромные кусачки, при этом арматуру обрезают автогеном или гидравлическими ножницами; разрывные устройства, позволяющие срезать головы свай на высоте от 0,5 до 2 м; сваерезы, с помощью гидроцилиндра срезающие специальным ножом сваю вместе с арматурой, и др.
При подготовке свайного поля к устройству ростверка осуществляется геодезическая разметка уровня срубки голов свай. При заделке в ростверк головы свай разбиваются и сваривается арматура ростверка и свай. Устройство опалубки и бетонирование ростверков производится обычными способами, аналогично производству бетонных работ при устройстве фундаментов. Применение сборных ростверков уменьшает объемы земляных работ, сокращает сроки строительства свайных фундаментов, снижает себестоимость возведения объекта по сравнению с монолитными ростверками, позволяет изготовлять ростверки централизованно в заводских условиях индустриальными методами, оставив для стройплощадки только устройство бетонной подготовки и монтаж. Их применение дает возможность унифицировать конструкции фундаментов на естественном основании и на сваях. Использование безростверкового свайного фундамента позволяет исключить работы по устройству монолитного ростверка. Его роль при этом выполняют стеновые панели поперечных стен первого этажа, которые работают как неразрезные балки.