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: 302
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Агрегатом ВВПС (5.5) погружают железобетонные сваи, изготовленные специально для этого агрегата. В головах таких свай предусмотрены выступающие из бетона металлические шпильки, которыми свая жестко крепится к наголовнику вибропогружателя. После подъема сваи вместе с вибропогружателем и
укрепленным на нем наголовником ее опускают на грунт и включают вибропогружатель. Сначала свая погружается под влиянием работы вибропогружателя, но по мере заглубления, т. е. с увеличением сопротивления грунта, включается система одновременного вдавливания сваи. Специальное реле предохраняет двигатель агрегата от перегрузки.
В строительстве широко применяют вибрационно-ударные погружатели для погружения стальных труб, шпунта и свай. Такие погружатели можно разделить на два вида: вибромолот, в котором вибратор не имеет жесткой связи со сваей, молот совершает удары по свае как по ограничителю: вибратор, жестко соединенный с погружаемой сваей; и молот, приводимый в движение отдельным механизмом.
В отличие от работы вибропогружателей в данном случае при увеличении сопротивления погружению сваи под действием массы погружаемой конструкции и массы-грунта увеличивается энергия удара виброударного погружателя.
Высокочастотные виброударные погружатели применяют для погружения свай и других конструкций с малым лобовым сопротивлением, т. е. в слабых грунтах (5.6). Технические характеристики их приведены в табл. 5.6.
§ 3. Наголовники к вибропогружателям
Как отмечалось, для обеспечения процесса вибропогружения сваи требуется жестко соединить ее с вибропогружателем. Для этих целей предусматривают в головах свай шпильки. Для погружения вибрационным методом стандартных железобетонных, деревянных и металлических шпунтовых свай применяют специальные наголовники, обеспечивающие достаточную прочность узлов сопряжения наголовников со сваями.
Автоматический наголовник АСН-40 для погружения призматических железобетонных свай (5.7) состоит из корпуса 5 с бойком' 4, щеки 8, зажимных щек 9, приводимых в действие пружинами 7. Пружины размещены в цилиндре со штоком 6, тросовая подвеска 3 подсоединена к штокам цилиндров через отводные блоки 2. Блоки расположены на корпусе вибропогружателя / и соединены в одном узле, подвешенном на крюке подъемного троса крана.
Под действием массы вибропогружателя и наголовника во время подъема их краном пружины сжимаются и щеки наголовника раздвигаются под углом к продольной оси. В этом положении свая подводится под щеки наголовника, которые при опускании вибропогружателя на сваю прижимаются к ее стволу. При включении вибропогружателя для погружения сваи.щеки наголовника прочно зажимают ее. По окончании погружения вибратор с наголовником поднимается и щеки наголовника опять раздвигаются пружинами, высвобождая сваю.
Наголовники стаканного типа применяют для погружения квадратных свай (5.8).
Для погружения свай-оболочек диаметром более 800 мм применяют наголовник с переходным устройством, жестко соединяемый с конструкциями сваи и вибропогружателя. Для крепления наголовника к такой свае служат болты, заделанные в бетон сван (5.9).
§ 4. Вибропогружение свай
Типы сваепогружающих механизмов выбирают с учетом грунтовых условий, конструкции и глубины погружения сваи.
Для погружения свай с помощью вибропогружающих механизмов требуется изменять технологию, традиционную для забивных свай. Вибропогружатели простейшего типа при работе передают вибрационные нагрузки не только на сваи, но частично и на базовые механизмы.
Ввиду того, что базовые машины (стреловые гусеничные, плавучие краны, копровые агрегаты) не должны воспринимать вибрационные нагрузки от вибропогружателей, их следует использовать для такелажных операций. По указанным причинам в принятых технологических схемах вибропогружения свай предусмотрены кондукторы для фиксации положения сваи в момент погружения к снятия с кранов вибрационных нагрузок.
Краны, применяемые для вибропогружения свай-оболочек, кроме самого процесса погружения используют и для выемки грунта из полостей труб.
Во время погружения свай-оболочек гравелистые или другие плотные включения могут нарушить процесс погружения сваи. Для предохранения свай-оболочек от повреждений рекомендуется использовать акселерометры (электрические, автоматические прерыватели вибропогружения), а при отсутствии их контролировать на пульте управления расход мощности двигателей вибропогружателя и изменять амплитуду колебания сваи-оболочки.
В тех случаях, когда при повышении потребляемой мощности и амплитуды колебания сваи снижается скорость ее погружения, а жесткость крепления вибропогружателя не нарушается, необходимо прекратить процесс погружения сваи, проверить сохранность оболочки и выбрать грунт из-под ножа, удалив жесткие включения.
После завершения погружения сваи-оболочки в песчаные грунты и супеси следует провибрировать сваю при сниженных моментах дебалансов в течение 7—10 мин, что обеспечит уплотнение грунтового ядра под сваей и вокруг нее.
С увеличением глубины погружения сваи-оболочки повышается сопротивление грунта по ее боковой поверхности, что снижает погружающую способность механизма. В этих условиях необходимо полнее использовать номинальную мощность электродвигателя.
Значительные нагрузки при запуске вибропогружателей вызывают определенные требования к электропитанию механизма. Источник энергоснабжения нужно выбирать такой, чтобы не иметь других потребителей.
При амплитудах колебания вибросистемы порядка 5 мм можно предположить, что свая достигла расчетных нагрузок. Если при этом необходимо увеличить глубину погружения сваи, хотя она и достигла требуемых проектом расчетных нагрузок, необходимо принять меры по подмыву грунта или другие методы, обеспечивающие заглубление сваи до определенной проектом глубины (обмазка, выемка грунта из полости трубы и др.).
Величину несущей способности свай, погруженных вибрационным методом, определяют по формулам СНиП П-17—77.
Величину амплитуды колебания вибросистемы на стадии разработки проекта определяют расчетом применительно к принятому типу вибропогружателя. В производственных условиях может возникнуть необходимость замены типа вибропогружателя на имеющийся, а потому необходимо сделать перерасчет значения амплитуды.
Фактическую амплитуду проверяют с помощью специальных приборов — вибрографов, а при их отсутствии — с применением нивелиров или теодолитов.
Все эти данные фиксируют по показаниям приборов в конце погружения сваи-оболочки.
Для трубчатых свай диаметром более 2 м основные параметры
условий погружения определяют опытным путем с проведением ста
тических испытаний пробных свай.
Свайные работы в особых условиях
§ 1. Трубчатые сваи
Для высотных гражданских и большепролетных промышленных зданий устраивают свайные фундаменты с нагрузками на опору порядка 500—1000 т и более. Одним из экономичных решений для таких объектов являются фундаменты на трубчатых сваях.
Многолетний опыт эксплуатации сооружений, возведенных на трубчатых сваях, подтвердил надежность таких фундаментов, малые величины осадок. В отечественной практике применяют трубчатые сваи различного типа.
Трубчатые сваи с закрытым нижним концом диаметром до 400 мм изготовляют методом центрофугирования. Тех-
нология их погружения подобна технологии забивки полнотелых прямоугольных свай. Полость трубы заполняют песком или бетоном.
Несущую способность таких свай определяют по формулам, применяемым для расчета забивных свай согласно СНиП 11-17—77.
Т р у б ч ат ы е сваи, открытые снизу, погружаемые без выемки грунта из полости трубы, могут иметь внизу кессонный нож. Изготовляют такие сваи диаметром от 0,3 до 2,0 м методом центрофугирования, применяют их в промышленном и гражданском строительстве. Работают такие сваи совместно с образуемым при забивке грунтовым ядром.
Трубчатые сваи, открытые снизу с кессонным ножом, погружаемые с выемкой грунта из. полости трубы, изготовляют диаметром от 0,8 м и более. Погружают такие сваи методом вибрации, после чего полость трубы заполняют бетоном. Их применяют в промышленном и гидротехническом строительстве при значительных нагрузках на опоры (мостовые конструкции и др.).
С 1959 г. трестом № 101 Главленинградстроя и другими организациями началось массовое сооружение фундаментов под крупнопанельные здания на железобетонных трубчатых сваях без выемки грунта из полости трубы. Строительные площадки, где применяли трубчатые сваи, были представлены слабыми грунтами текучей и текучепластичной консистенции, оторфованные. В этих грунтовых условиях острия свай достигают слоев малосжимаемых грунтов из песков средней крупности и средней плотности.
Выполненный Ленпроектом анализ показал, что по сравнению с полнотелыми квадратными сваями применение трубчатых свай позволяет снизить стоимость фундаментов на 25—30%.
В качестве трубчатых свай были применены типовые железобетонные трубы наружным диаметром 66 и 76 см., толщиной стенок 7— 8 см без металлических поясов на торцовых плоскостях. Сваи, погруженные на глубину более 6 м, соединялись железобетонными элементами (трубы меньшего диаметра), как показано на 6.1.
Трубчатые сваи погружали стандартными копровыми агрегатами с применением штанговых дизель-молотов С-268 и С-330. Процесс погружения свай при прорезании толщи слабых грунтов проходил интенсивно, но при достижении низом свай зоны плотных грунтов, когда в полости трубы начинала образовываться грунтовая пробка, скорость погружения резко снижалась до момента завершения процесса забивки и получения расчетных отказов
Для оценки качества работ на каждом корпусе выполняют статические испытания 2—4 контрольных свай, определяя не только величину их несущей способности, но и возможную осадку от расчетных нагрузок. Окончательное решение о приемке свайного фундамента принимают по материалам статических испытаний, если они подтверждают достижение сваями расчетных нагрузок и величину неравномерности осадок испытанных свай, находящихся в пределах допустимой неравномерной осадки здания.
Здания, возведенные в Ленинграде на трубчатых сваях, хотя получили абсолютные осадки 10—15 см, величина неравномерности осадки их находится в пределах нормы, что обеспечило надежность фундаментов.
Практика применения трубчатых свай с открытым нижним концом без выемки грунта из полости трубы показала целесообраз-
ность их использования в слабых грунтах, когда нижний конец сваи достигает грунтов, в которых возможно образование плотного грунтового ядра.
Грунтовое ядро. При изучении условий образования грунтового ядра в нижней полости трубчатой сваи Г. В. Конаковым было показано, что песчаный грунт, попадающий в полость трубы при погружении сваи, в результате динамического воздействия на него за счет увеличения сил трения по внутренней полости уплотняется настолько, что частицы грунта сдвигаются не по контакту «грунт — стенка трубы», а по схеме «грунт— грунт». В результате песчаные частицы заклиниваются, образуя в полости трубы грунтовое ядро.
Наличие такого ядра позволяет принимать расчетные сопротивления R по полному сечению трубчатой сваи, что дает экономию в расходе бетона и позволяет повысить расчетные нагрузки на сваю.
В мягкопластичных, пластичных глинистых грунтах, а также во влажных песках мелкой и средней крупности грунтовые ядра в полости трубчатых свай образуются менее эффективно; возводить на них фундаменты из таких свай не рекомендуется.
Опыт строительства фундаментов на трубчатых сваях без выемки грунта из полости трубы показал, что с увеличением глубины погружения в несущий слой происходит активное формирование грунтовой пробки, которая повышает несущую способность сваи. При этом с увеличением глубины погружения плотность грунтового ядра и несущая способность будут увеличиваться. Однако для по-