Файл: Книга предназначается для студентов специальности Промышленное и гражданское строительстве.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 299
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
§ 8. Устройство ростверков
Ростверки по сваям устраивают из монолитного железобетона или сборных железобетонных конструкций. Перед устройством ростверка необходимо срубить и подготовить головы забитых свай для укладки арматурных каркасов или для выполнения монтажа сборных конструкций.
Срубка свай — трудоемкая и физически тяжелая операция. Для снижения трудоемкости этих работ применяют различные механизмы. К их числу относятся гидроразрушители конструкции Главле-нинградстроя, Главкузбасстроя, управления механизации Томск-жилстроя, механизм для скалывания свай грейферного типа Глав-сочистроя.
Гидроразрушители, технические характеристики которых приведены в табл. 4.14, работают по схеме, описанной ниже:
механизм с помощью монтажного крана устанавливают на сваю и выверяют; гидродомкраты механизма подсоединяют к насосной станции. Подвижную рамку с клином с помощью домкратов передвигают к неподвижному клину, в результате чего бетон тела сваи, находящейся между клиньями, разрушается. Затем оголенные арматурные стержни срезают, и механизм вместе с бетоном срубленной части сваи снимают монтажным краном.
К сожалению, эти механизмы значительно удорожают работы, притом ими невозможно выполнить полный комплекс работ по подготовке сваи к укладке ростверков.
Ускорить процесс срубки головки сваи, снизить трудоемкость и повысить качество можно с помощью инвентарной обжимной рамки, разработанной НИИМосстроем в 1968 г.
На 4.30 показана последовательность работ по срубке и подготовке верха свай к устройству ростверков с помощью обжимной рамки. При устройстве монолитных ростверков арматуру свай
срезают выше плоскости срубленной сваи на 30 см, а при монтаже сборных железобетонных конструкций — на проектной отметке верха сваи.
Сваи, подготовленные для монтажа сборных ростверков, не должны иметь сколов бетона, конструкции устанавливают на них после укладки на плоскость сваи выравнивающего слоя из раствора Ml 00.
Особенно аккуратно следует производить подготовку верха сваи для установки сборных плитных ростверков, опирающихся на куст из 6—9 свай. Такая конструкция требует высокой точности срубки, чтобы обеспечить равномерную передачу нагрузки на все сваи, расположенные в кусте (4.31).
Сборные железобетонные оголовки на сваях применяют для увеличения плоскости опирания сборных конструкций ростверков
, монтируемых на них, или при безростверковой конструкции, когда по оголовкам укладывают плиты перекрытия над подвалом (верхнее положение оголовка).
На 4.32 показана очередность работ по монтажу сборных оголовков. Сборные конструкции ростверков по трубчатым сваям монтируют на бетонные пробки, высотное положение плоскости выравнивают бетоном. На квадратных сваях с круглой полостью устанавливают сборные бетонные пробки, на -которые монтируют сборные элементы ростверков. В гл. 2 приведены наиболее характерные конструкции сборных железобетонных ростверков.
Монолитные ростверки устраивают в фундаментах зданий и сооружений промышленного и гражданского, назначения. Такие ростверки могут иметь нижнее или верхнее положение. При монолитном ростверке нижнего положения перед установкой опалубки тщательно очищают основания от растительного слоя и строительного мусора, после чего делают песчаную или другую дренирующую подготовку, толщину слоя которой определяют в проекте в зависимости от грунтов основания и нагрузок на ростверки.
Сборно-разборную опалубку устанавливают на подготовленное основание и раскрепляют, после чего укладывают арматуру ростверков. Если можно заделать голову сваи в тело ростверка на высоту 5—10 см, делать выпуски арматуры не обязательно (если проектом это не оговорено). При заделке сваи в монолитный ростверк менее чем на 5 см арматуру сваи обязательно заводят в армокар-•кас ростверка и концы ее отгибают.
До начала укладки бетона армокаркас ростверка должен быть проверен авторским надзором, о чем составляется акт на скрытые работы.
Бетонную смесь для монолитных ростверков из транспортных средств, в которых ее доставляют на строительную площадку, перегружают в поворотные бадьи, бункера или виброжелоба для подачи в опалубку ростверка (4.33). Уплотняют бетонную смесь глубинными вибраторами или вибробулавами, а при большеразмер-ных ростверках — виброплощадками.
§ 9. Производство свайных работ с плавучих средств
Способы производства работ на площадях, покрытых водой, отличаются от методов, обычно применяемых на сухой местности. Отличие заключается в базовых машинах и объемах подготовительных мероприятий.
На тех же площадках, где грунты незначительно заглублены под водой, применяют метод устройства временных островков путем отсыпки грунта с берега или намыва. Эти же островки можно использовать для выполнения всего комплекса работ по погружению сваи
, устройству ростверка и надводной части сооружения.
В случаях заглубления грунта в водоемах до 5—6 м погружать сваи целесообразно с временных подмостей, устраиваемых на дне водоема (4.34).
Подмости устраиваются по всей длине свайного поля, по ним укладывают рельсовый путь для перемещения подкопрового мостика, на котором устанавливают рельсовый копер. Тип рельсового
копра выбирают исходя из числа свай, подлежащих погружению, их массы, типа и марки сваепогружающего механизма. В зависимости от 'отдаленности подмостей от берега решают вопросы хранения и подачи сваи на копер, а также выбирают метод доставки их на места складирования. В том случае, когда временные подмо-
сти устраивают с отрывом от береговой базы, хранить сваи нужно на подмостях. Доставляют их к месту складирования плавучим краном; копер в этом случае принимают полноповоротной конструкции. На судоходных реках или глубоких водоемах, где устраивать временные подмости нерационально, сваи погружают плавучими копрами или кранами, расположенными на специальных плавучих установках. В качестве плавучих установок можно использовать суда, плашкоуты, собранные из универсальных понтонов КС, которые жестко скрепляют между собой и расчаливают к опорам. Для уменьшения боковой качки, мешающей точной забивке сваи, можно применять копры, размещаемые на парных баржах или плашкоутах. Вся система якорей должна быть надежной, для чего на каждой расчалке целесообразно устанавливать лебедку.
Погружать сваи и сваи-оболочки можно и с плавучих кранов, но сваи в этом случае нужно устанавливать в каркасы или кондукторы, которые также жестко крепят к плавучим средствам.
В северных районах, где водоемы могут промерзать на значительную глубину и образуется устойчивый ледяной покров, целесообразно погружать сваи со льда. В этом случае монтаж копрового агрегата, доставку свай и все технологические операции ведут с поверхности ледяного покрова, разбуривая проруби в местах погружения свай. Длину свай при работе со льда выбирают с учетом толщины ледяного покрова или погружают более короткие сваи с применением подбабка.
Вибрационные методы погружения свай
Процесс погружения тела, подвергаемого действию вибрирования, в грунт является весьма сложным механическим явлением. Если к голове сваи, заглубленной в грунт на незначительную глубину, присоединить вибратор направленного действия, возбуждающий продольные вибрации сваи, и масса с вибратором будет меньше величины критической нагрузки на сваю, то работа вибратора будет оказывать на грунт и' сваю различные механические воздействия.
На низких частотах возникнут слабые колебания сваи и грунта при полном положении равновесия, слои грунта вокруг сваи будут перемещаться вместе с ней, и свая погружаться не будет. При увеличении же частоты вибратора возникнут взаимные смещения сваи по отношению к грунту, что приведет к проскальзыванию боковых поверхностей сваи по грунту (срыв сваи).
После срыва сваи сопротивление грунта погружению уменьшается и для продолжения этого процесса достаточны незначительные внешние силы — менее потребныд для погружения без вибрирования.
Сваи преодолевают лобовое сопротивление грунта по-разному, в зависимости от его физико-механических свойств. В сухих грунтах (песчаные, плотные, глинистые), а также при наличии твердых прослоек лобовые сопротивления преодолеваются ударами острия сваи, в результате чего свая внедряется, а грунт выпирает в стороны. В водонасыщенных грунтах под влиянием возникающих у острия сваи знакопеременных давлений грунт разжижается, и она погружается под влиянием собственной массы, если давление жид-кообразного грунта меньше массы свай с погружателем.
Зона смещения частиц грунта при вибропогружении в слабовлажных грунтах составляет 2,5—5 радиусов сваи, а в водонасыщенных— 4—5 радиусов.
§ 1. Вибропогружатели
Машины для вибрационного погружения свай, шпунта, труб и оболочек различают по динамическому воздействию на вибропогружатели и вибрационно-ударные-погружатели; по схеме устройства — на вибропогружатели простейшего типа и с подрессориой пригрузкой.
Вибропогружатели характеризуются величиной возмущающей силы, (т; кН), создаваемой работающими дебалансами, статическим моментом дебалансов. Этот момент вычисляют как произведение массы неуравновешенной части дебаланса на расстояние от его центра тяжести до оси вращения (кг-м, к11-м). Вибропогружатели отличаются также амплитудой колебания вибросистемы, зависящей от свойств грунта, фактического момента дебалансов и массы вибросистемы (свая, наголовник и вибропогружатель) .
Вибропогружатели, работающие с частотой 300—500 кол/мин, относят к низкочастотным, а с частотой 700—1500 кол/мин — к высокочастотным.
При весьма простой конструкции вибропогружателей этого типа они имеют ряд существенных недостатков, связанных с тяжелым режимом работы электродвигателя.
Низкочастотные вибропогружатели продольного действия типа ВП конструкции Б.П. Татарникова применяют для погружения железобетонных свай, металлического шпунта и труб. Они состоят (5.2) из дебалансов 1, размещенных на четырех валах 2, вращение которым передается от электродвигателя 3 через систему шестерен 4. Синхронизация всех четырех дебалансов обеспечивается четырьмя одинаковыми шестернями 5.
Схема вибропогружателя НВП-56 показана на 5.3. Четыре дебаланса / размещены на двух параллельных валах. Синхронизация вращения валов обеспечивается шестернями 2, привод от двух электродвигателей 3 осуществляется через зубчатые колеса 4. В корпусе вибропогружателя сделано отверстие для выемки грунта из полости погружаемой сваи-оболочки (без снятия вибропогружателя) .
Особенности вибропогружателя этого типа — возможность изменения частоты вибрирования и возможность установки двух спаренных вибропогружателей на одну сваю-оболочку.
В отличие от вибропогружателей простейшего типа с жестко соединенными элементами, вибропогружатель с подрессорной при-грузкой состоит из двух частей — вибропогружающей и изолированной от вибрации.
Принципиальная схема вибропогружателя с подрессорной при-грузкой ВПП-1 конструкции Савинова и Лускина показана на 5.4.
Вибрирующая часть состоит из вибратора 4 и наголовника 5. К неподвижной части относятся пригрузочные плиты 2 и электродвигатель /. Обе части вибропогружателя соединены системой пружин 3. Эластичность их снижает частоту собственных колебаний верхней части по сравнению с частотой колебаний вибратора, выполняя роль виброизолирующего устройства.
В вибропогружателях с подрессорной пригрузкой путем установки дополнительных грузов к подрессорной части можно менять режим вибрации сваи, при этом незначительно изменяется работа вибратора и электродвигателя.
§ 2. Вибровдавливающие агрегаты и вибромолоты
В вибропогружателях с подрессорной пригрузкой, как указывалось выше, погружающую способность механизма можно регулировать массой дополнительных грузов.
С учетом этой особенности конструкции в вибровдавливающих агрегатах к вибратору вместо дополнительных грузов прилагают усилие от лебедки базового механизма, направленное вниз вдоль ствола погружаемой сваи.
По этому принципу разработана конструкция вибровдавливающих погружа-телей свай ВВПС-20/11 и ВВПС-32/19, применяемых на строительстве ЛЭП и линий связи. Базой вибровдавливающих агрегатов служат тракторы Т-100 и Т-140.
Ростверки по сваям устраивают из монолитного железобетона или сборных железобетонных конструкций. Перед устройством ростверка необходимо срубить и подготовить головы забитых свай для укладки арматурных каркасов или для выполнения монтажа сборных конструкций.
Срубка свай — трудоемкая и физически тяжелая операция. Для снижения трудоемкости этих работ применяют различные механизмы. К их числу относятся гидроразрушители конструкции Главле-нинградстроя, Главкузбасстроя, управления механизации Томск-жилстроя, механизм для скалывания свай грейферного типа Глав-сочистроя.
Гидроразрушители, технические характеристики которых приведены в табл. 4.14, работают по схеме, описанной ниже:
механизм с помощью монтажного крана устанавливают на сваю и выверяют; гидродомкраты механизма подсоединяют к насосной станции. Подвижную рамку с клином с помощью домкратов передвигают к неподвижному клину, в результате чего бетон тела сваи, находящейся между клиньями, разрушается. Затем оголенные арматурные стержни срезают, и механизм вместе с бетоном срубленной части сваи снимают монтажным краном.
К сожалению, эти механизмы значительно удорожают работы, притом ими невозможно выполнить полный комплекс работ по подготовке сваи к укладке ростверков.
Ускорить процесс срубки головки сваи, снизить трудоемкость и повысить качество можно с помощью инвентарной обжимной рамки, разработанной НИИМосстроем в 1968 г.
На 4.30 показана последовательность работ по срубке и подготовке верха свай к устройству ростверков с помощью обжимной рамки. При устройстве монолитных ростверков арматуру свай
срезают выше плоскости срубленной сваи на 30 см, а при монтаже сборных железобетонных конструкций — на проектной отметке верха сваи.
Сваи, подготовленные для монтажа сборных ростверков, не должны иметь сколов бетона, конструкции устанавливают на них после укладки на плоскость сваи выравнивающего слоя из раствора Ml 00.
Особенно аккуратно следует производить подготовку верха сваи для установки сборных плитных ростверков, опирающихся на куст из 6—9 свай. Такая конструкция требует высокой точности срубки, чтобы обеспечить равномерную передачу нагрузки на все сваи, расположенные в кусте (4.31).
Сборные железобетонные оголовки на сваях применяют для увеличения плоскости опирания сборных конструкций ростверков
, монтируемых на них, или при безростверковой конструкции, когда по оголовкам укладывают плиты перекрытия над подвалом (верхнее положение оголовка).
На 4.32 показана очередность работ по монтажу сборных оголовков. Сборные конструкции ростверков по трубчатым сваям монтируют на бетонные пробки, высотное положение плоскости выравнивают бетоном. На квадратных сваях с круглой полостью устанавливают сборные бетонные пробки, на -которые монтируют сборные элементы ростверков. В гл. 2 приведены наиболее характерные конструкции сборных железобетонных ростверков.
Монолитные ростверки устраивают в фундаментах зданий и сооружений промышленного и гражданского, назначения. Такие ростверки могут иметь нижнее или верхнее положение. При монолитном ростверке нижнего положения перед установкой опалубки тщательно очищают основания от растительного слоя и строительного мусора, после чего делают песчаную или другую дренирующую подготовку, толщину слоя которой определяют в проекте в зависимости от грунтов основания и нагрузок на ростверки.
Сборно-разборную опалубку устанавливают на подготовленное основание и раскрепляют, после чего укладывают арматуру ростверков. Если можно заделать голову сваи в тело ростверка на высоту 5—10 см, делать выпуски арматуры не обязательно (если проектом это не оговорено). При заделке сваи в монолитный ростверк менее чем на 5 см арматуру сваи обязательно заводят в армокар-•кас ростверка и концы ее отгибают.
До начала укладки бетона армокаркас ростверка должен быть проверен авторским надзором, о чем составляется акт на скрытые работы.
Бетонную смесь для монолитных ростверков из транспортных средств, в которых ее доставляют на строительную площадку, перегружают в поворотные бадьи, бункера или виброжелоба для подачи в опалубку ростверка (4.33). Уплотняют бетонную смесь глубинными вибраторами или вибробулавами, а при большеразмер-ных ростверках — виброплощадками.
§ 9. Производство свайных работ с плавучих средств
Способы производства работ на площадях, покрытых водой, отличаются от методов, обычно применяемых на сухой местности. Отличие заключается в базовых машинах и объемах подготовительных мероприятий.
На тех же площадках, где грунты незначительно заглублены под водой, применяют метод устройства временных островков путем отсыпки грунта с берега или намыва. Эти же островки можно использовать для выполнения всего комплекса работ по погружению сваи
, устройству ростверка и надводной части сооружения.
В случаях заглубления грунта в водоемах до 5—6 м погружать сваи целесообразно с временных подмостей, устраиваемых на дне водоема (4.34).
Подмости устраиваются по всей длине свайного поля, по ним укладывают рельсовый путь для перемещения подкопрового мостика, на котором устанавливают рельсовый копер. Тип рельсового
копра выбирают исходя из числа свай, подлежащих погружению, их массы, типа и марки сваепогружающего механизма. В зависимости от 'отдаленности подмостей от берега решают вопросы хранения и подачи сваи на копер, а также выбирают метод доставки их на места складирования. В том случае, когда временные подмо-
сти устраивают с отрывом от береговой базы, хранить сваи нужно на подмостях. Доставляют их к месту складирования плавучим краном; копер в этом случае принимают полноповоротной конструкции. На судоходных реках или глубоких водоемах, где устраивать временные подмости нерационально, сваи погружают плавучими копрами или кранами, расположенными на специальных плавучих установках. В качестве плавучих установок можно использовать суда, плашкоуты, собранные из универсальных понтонов КС, которые жестко скрепляют между собой и расчаливают к опорам. Для уменьшения боковой качки, мешающей точной забивке сваи, можно применять копры, размещаемые на парных баржах или плашкоутах. Вся система якорей должна быть надежной, для чего на каждой расчалке целесообразно устанавливать лебедку.
Погружать сваи и сваи-оболочки можно и с плавучих кранов, но сваи в этом случае нужно устанавливать в каркасы или кондукторы, которые также жестко крепят к плавучим средствам.
В северных районах, где водоемы могут промерзать на значительную глубину и образуется устойчивый ледяной покров, целесообразно погружать сваи со льда. В этом случае монтаж копрового агрегата, доставку свай и все технологические операции ведут с поверхности ледяного покрова, разбуривая проруби в местах погружения свай. Длину свай при работе со льда выбирают с учетом толщины ледяного покрова или погружают более короткие сваи с применением подбабка.
Вибрационные методы погружения свай
Процесс погружения тела, подвергаемого действию вибрирования, в грунт является весьма сложным механическим явлением. Если к голове сваи, заглубленной в грунт на незначительную глубину, присоединить вибратор направленного действия, возбуждающий продольные вибрации сваи, и масса с вибратором будет меньше величины критической нагрузки на сваю, то работа вибратора будет оказывать на грунт и' сваю различные механические воздействия.
На низких частотах возникнут слабые колебания сваи и грунта при полном положении равновесия, слои грунта вокруг сваи будут перемещаться вместе с ней, и свая погружаться не будет. При увеличении же частоты вибратора возникнут взаимные смещения сваи по отношению к грунту, что приведет к проскальзыванию боковых поверхностей сваи по грунту (срыв сваи).
После срыва сваи сопротивление грунта погружению уменьшается и для продолжения этого процесса достаточны незначительные внешние силы — менее потребныд для погружения без вибрирования.
Сваи преодолевают лобовое сопротивление грунта по-разному, в зависимости от его физико-механических свойств. В сухих грунтах (песчаные, плотные, глинистые), а также при наличии твердых прослоек лобовые сопротивления преодолеваются ударами острия сваи, в результате чего свая внедряется, а грунт выпирает в стороны. В водонасыщенных грунтах под влиянием возникающих у острия сваи знакопеременных давлений грунт разжижается, и она погружается под влиянием собственной массы, если давление жид-кообразного грунта меньше массы свай с погружателем.
Зона смещения частиц грунта при вибропогружении в слабовлажных грунтах составляет 2,5—5 радиусов сваи, а в водонасыщенных— 4—5 радиусов.
§ 1. Вибропогружатели
Машины для вибрационного погружения свай, шпунта, труб и оболочек различают по динамическому воздействию на вибропогружатели и вибрационно-ударные-погружатели; по схеме устройства — на вибропогружатели простейшего типа и с подрессориой пригрузкой.
Вибропогружатели характеризуются величиной возмущающей силы, (т; кН), создаваемой работающими дебалансами, статическим моментом дебалансов. Этот момент вычисляют как произведение массы неуравновешенной части дебаланса на расстояние от его центра тяжести до оси вращения (кг-м, к11-м). Вибропогружатели отличаются также амплитудой колебания вибросистемы, зависящей от свойств грунта, фактического момента дебалансов и массы вибросистемы (свая, наголовник и вибропогружатель) .
Вибропогружатели, работающие с частотой 300—500 кол/мин, относят к низкочастотным, а с частотой 700—1500 кол/мин — к высокочастотным.
При весьма простой конструкции вибропогружателей этого типа они имеют ряд существенных недостатков, связанных с тяжелым режимом работы электродвигателя.
Низкочастотные вибропогружатели продольного действия типа ВП конструкции Б.П. Татарникова применяют для погружения железобетонных свай, металлического шпунта и труб. Они состоят (5.2) из дебалансов 1, размещенных на четырех валах 2, вращение которым передается от электродвигателя 3 через систему шестерен 4. Синхронизация всех четырех дебалансов обеспечивается четырьмя одинаковыми шестернями 5.
Схема вибропогружателя НВП-56 показана на 5.3. Четыре дебаланса / размещены на двух параллельных валах. Синхронизация вращения валов обеспечивается шестернями 2, привод от двух электродвигателей 3 осуществляется через зубчатые колеса 4. В корпусе вибропогружателя сделано отверстие для выемки грунта из полости погружаемой сваи-оболочки (без снятия вибропогружателя) .
Особенности вибропогружателя этого типа — возможность изменения частоты вибрирования и возможность установки двух спаренных вибропогружателей на одну сваю-оболочку.
В отличие от вибропогружателей простейшего типа с жестко соединенными элементами, вибропогружатель с подрессорной при-грузкой состоит из двух частей — вибропогружающей и изолированной от вибрации.
Принципиальная схема вибропогружателя с подрессорной при-грузкой ВПП-1 конструкции Савинова и Лускина показана на 5.4.
Вибрирующая часть состоит из вибратора 4 и наголовника 5. К неподвижной части относятся пригрузочные плиты 2 и электродвигатель /. Обе части вибропогружателя соединены системой пружин 3. Эластичность их снижает частоту собственных колебаний верхней части по сравнению с частотой колебаний вибратора, выполняя роль виброизолирующего устройства.
В вибропогружателях с подрессорной пригрузкой путем установки дополнительных грузов к подрессорной части можно менять режим вибрации сваи, при этом незначительно изменяется работа вибратора и электродвигателя.
§ 2. Вибровдавливающие агрегаты и вибромолоты
В вибропогружателях с подрессорной пригрузкой, как указывалось выше, погружающую способность механизма можно регулировать массой дополнительных грузов.
С учетом этой особенности конструкции в вибровдавливающих агрегатах к вибратору вместо дополнительных грузов прилагают усилие от лебедки базового механизма, направленное вниз вдоль ствола погружаемой сваи.
По этому принципу разработана конструкция вибровдавливающих погружа-телей свай ВВПС-20/11 и ВВПС-32/19, применяемых на строительстве ЛЭП и линий связи. Базой вибровдавливающих агрегатов служат тракторы Т-100 и Т-140.