Оптимизация работ по устройству свайных фундаментов

Общий объем свайных фундаментов в нашей стране составляет более 7 млн м3 железобетона в год. В основном это фундаменты из забивных свай, хотя в ряде случаев применение набивных и буронабивных свай дает наибольший эффект.

Наибольшее распространение получили: цилиндрические сваи диаметром 0,4 … 2 м; сваи с конической формой ствола, имеющие повышенную несущую способность; с профилированной поверхностью ствола и переменным поперечным сечением по длине; корневидные или буроинъекционные сваи для усилия и закрепления существующих фундаментов. Выбор конструкции набивной сваи и способа ее устройства обусловлены многими факторами, важнейшими из которых являются инженерно-геологические и гидрогеологические условия строительной площадки, а также экономические показатели. Один из определяющих технологических признаков, лежащий в основе классификации набивных свай — способ образования скважин. Широко используются два способа: бурение с извлечением разрушенного грунта и проходка скважины путем уплотнения ее стенок.
<!–is_feed>Авторство этой статьи принадлежит блогу MONOLITNIY.RU - строительные услуги в Москве и Подмосковье, технология монолитного строительства домов, строительство кирпичных коттеджей, наружная и внутренняя отделка зданий. Использование статей ресурса МОНОЛИТНЫЙ ДОМ допустимо только при установке активной обратной ссылки на блог автора. </is_feed–>
В зависимости от геологических условий скважины разрабатывают без крепления стенок или с применением извлекаемых или оставляемых в грунте обсадных труб, с заполнением скважины глинистым раствором или водой. В зависимости от способа устройства свай, степени армирования и гидрогеологических условий бетонную смесь укладывают с уплотнением или без уплотнения. Уплотняют бетонную смесь различными способами: механическим трамбованием, виброштампованием, пневматическим и гидравлическим прессованием. Для устойчивости стенок скважин устанавливают обсадные трубы. Для повышения несущей способности свай пяту сваи вытрамбовывают жесткой бетонной смесью с помощью вибротрамбовки. Затем производят армирование и последующее бетонирование ствола скважины.

Для устройства железобетонных набивных свай применяют бетонные смеси с осадкой конуса 12 - 14 см и маркой не ниже В15. При бетонировании неармированных набивных свай D = 0,4 м и более допускается применение бетонных смесей с осадкой конуса 8 - 10 см. В целях предотвращения зависания бетонной смеси при бетонировании армированных свай размер фракции крупного заполнителя ограничивается 40 мм. Разрешают бетонирование набивных свай прямым сбрасыванием бетонной смеси независимо от глубины скважины.

В зависимости от способа укладки бетонной смеси в скважины используют кран в комплекте с поворотными бадьями, бетоноукладчики, бетонолитные трубы, контейнеры и бетононасосы. Для уплотнения бетонных смесей применяют: трамбовки, глубинные вибраторы, бетонолитные трубы, оснащенные вибровозбудителями, виброштампы. Широко распространенным способом подачи и укладки бетонной смеси остается метод вертикального перемещения труб, который применяют при бетонировании сухих и заполненных водой или глинистым раствором скважин с соблюдением правил подводного бетонирования. Над готовой скважиной устанавливают приемный бункер с бетонолитной трубой диаметром 250 - 330 мм. Расстояние от забоя скважины до торца трубы — 0,3 - 0,4. Перед подачей бетонной смеси на дно бункера устанавливают клапан-разделитель, который опускают вниз по трубе, отделяя смесь от воды или глинистого раствора.

Бетонируют сваи при вертикальном подъеме бетонолитной трубы, но с обязательным заглублением нижнего конца в смесь. Постепенно удаляя секции бетонолитной трубы ведут бетонирование до выхода чистой смеси из затрубного пространства. Затем извлекают обсадной патрубок и удаляют излишки бетонной смеси. Для снижения трудозатрат при демонтаже бетонолитных труб используют специальные приспособления для их подъема. С целью интенсификации подачи и уплотнения бетонной смеси бункер бетонолитной трубы снабжают навесным вибратором. Это позволяет увеличить текучесть смесей и снизить трение о стенки трубы. Для более эффективного распределения смесей возможны подвибрирование самих бетонолитных труб путем установки вибраторов в нижней или верхней зонах, а также использование специальной конструкции разрезных труб в том числе с пульсирующими стенками. Снижение трудозатрат осуществляется при использовании телескопических труб. По мере бетонирования ствола сваи с помощью системы тросов и лебедки достигается укорочение общей длины трубы.

Применение бетонных смесей высокой подвижности ведет не только к увеличению расхода цемента, но и снижению физико-механических характеристик бетона периферийной зоны, прилегающей к стенам скважины, за счет миграции влаги и повышения пористости. Большая усадка таких бетонов снижает сцепление с поверхностью скважины и уменьшает несущую способность.

Бетонирование свай глубокого заложения в маловлажных грунтах осуществляют методом свободного сброса. Экспериментальными исследованиями установлено, что при падении смесей их однородность не нарушается. Это позволяет существенно упростить технологию бетонирования, снизить трудозатраты и перейти на менее подвижные смеси с осадкой конуса 5 … 8 см. Технологическая схема устройства набивных свай методом свободного сброса следующая. В обсадной патрубок устанавливают приемную воронку, через которую подают бетонную смесь в скважину. При этом можно использовать средства механизации: автобетоносмесители с выгрузными лотками, поворотные бадьи в комплекте с кранами, самоходные бетоноукладчики с ленточным питанием, бетононасосы. Загружаемая бетонная смесь подвергается вибрационному уплотнению глубинными вибраторами различных конструкций.

Уплотнение бетонной смеси вибратором не лишено некоторых недостатков, к которым следует в первую очередь отнести сложности контроля процесса на глубине, возможность заклинивания вибратора в стенках скважины при его наклоне и контакте с арматурным заполнением. Дальнейшим развитием технологии бетонирования свай из малоподвижных и жестких бетонов явилось использование специальных поплавковых вибраторов, что позволило вести укладку и уплотнение бетонной смеси непрерывно. Базой поплавкового вибратора служат глубинные вибраторы со встроенным двигателем.

Общий недостаток буронабивных свай — слабое взаимодействие поверхности сваи с грунтом — приводит к снижению несущей способности и повышению деформаций и осадок. Снизить эти явления возможно путем использования технологии, основанной на устройстве скважины, без выемки грунта. Известно несколько способов устройства скважины без выемки грунта: бурением лидирующей скважины с дальнейшей пробивкой и бетонированием; пробивкой с теряемым башмаком; теряемым и извлекаемым наконечником и др. Уплотнение грунта, прилегающего к свае, повышает его сопротивление, а следовательно, и несущую способность сваи.

Исключает эти недостатки технология возведения свай методом винтового продавливания. В основе метода лежит использование специальных конструкций проходческих снарядов, обеспечивающих образование скважин с уплотненными стенками. Проходческий снаряд представляет собой усеченный конус со спиральными образующими в различных уровнях. По мере погружения в грунт образуется скважина за счет последовательного уплотнения слоев и пенетрации их в радиальном направлении. Таким образом получают стенки скважины, которые по плотности в 1,2 - 1,5 раза превышают естественную плотность неразрушенной структуры грунта. Наибольшую плотность наблюдают в зоне контакта с рабочей поверхностью снаряда и по мере удаления от нее снижается до значений естественной плотности.

После образования скважины используют аналогичный снаряд, но с осевым сквозным отверстием, через которое нагнетают бетонную смесь. При вращении снаряда в противоположном направлении в бетонной смеси создается динамическое давление, превышающее предельное напряжение сдвига грунта, за счет чего происходит формирование плотной структуры с прониканием части бетонной смеси в стенки скважины. Постепенный подъем снаряда вверх осуществляют со скоростью, соответствующей скорости подачи бетонной смеси.

Первоначально устраивают скважины методом винтового продавливания. Затем на шток устанавливают роликовую головку, диаметр которой меньше диаметра скважины на двойную толщину стенок сваи. Вращая и одновременно подавая бетонную смесь методом свободного сбрасывания, достигают уплотнения и образования ровных внутренних поверхностей сваи. По мере уплотнения снаряд постепенно извлекают. Данный способ получения свай требует использования мелкозернистых бетонных смесей с показателем жесткости 40 … 60 с по техническому вискозиметру. Развиваемое давление на поверхности контакта уплотняющих роликов с бетонной смесью 0,4 … 0,8 МПа, что обеспечивает не только эффективное уплотнение, но и хорошую адгезию со стенками скважины за счет проникания смеси. Устройство свай, основанных на методах винтового продавливания и роликового уплотнения, может успешно применяться в слабообводненных устойчивых грунтах.

Разновидность свай, устраиваемых методом продавливания, — винтонабивные сваи. Они устраиваются в песчаных и глинистых грунтах с образованием скважины без выемки грунта путем ввинчивания ведущей трубы с винтовым формующим наконечником. Такие сваи выполняют длиной до 15 м и диаметром 0,2 - 0,4. В плотных грунтах применяют проходку лидерных скважин шнековым буром или внедрением штанги с наконечником диаметром в 1,5 - 2 раза меньше проектного размера скважины. В процессе вывинчивания штанги в скважину через полую часть штанги закачивается под давлением бетонная смесь. Винтообразные сваи имеют повышенную несущую способность, а высокая степень механизации работ позволяет изготавливать 20 - 35 свай в смену. Их успешно используют в малоэтажном строительстве, для укрепления стенок котлованов, усиления фундаментов и в других случаях.

С развитием средств бетононасосного транспорта широко используют метод напорного бетонирования, который основан на подаче бетонной смеси в ствол скважины под давлением от бетононасоса. В соответствии с техническими условиями эксплуатации бетононасосов при этом методе бетонирования используют подвижные и высокоподвижные смеси с соответствующими ограничениями по гранулометрическому составу и расходу цемента.
Бетонная смесь нагнетается в скважины восходящим потоком снизу вверх по давлением, создаваемым бетононасосом. В качестве средств механизации используют автобетоносмеситель, автобетононасос, распределительную стрелу с гибким бетоноводом. Давление бетонной смеси на выходе из бетоновода значительно превышает гидростатическое, что способствует турбулентному перемешиванию слоев и созданию восходящего потока. В зависимости от производительности бетононасоса параметры динамического давления — 0,3 - 0,8 МПа.

Мой блог находят по следующим фразам
история кирпичной кладки
monolitniy.ru
как читать арматурные чертежи
арматурные изделия
монолит технология бетонирования
факторы совместной работы арматуры и бетона