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: 305
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
гружения свай с целью увеличения их несущей способности нагрузок требуются молоты повышенной массы.
Для обеспечения погружения свай на повышенные расчетные нагрузки трубчатые сваи целесообразно применять с металлическими обоймами в торцах, конструкция которых разработана ВНИИГСом.
Трубчатые сваи больших диаметров погружают вибропогружаю-щими механизмами. Сваи устанавливают в специальные кондукторы, жестко прикрепляемые к береговым опорам, плавучим средствам, базовым сооружениям или к якорным устройствам, которые устраивают для крепления кондукторов.
Вибропогружатель устанавливают на специальные наголовники, которые крепят к свае-оболочке (см. 5.9), или используют другие приспособления, обеспечивающие жесткое крепление вибропогружателя на свае.
В строительстве гидротехнических сооружений и мостов применяют трубчатые сваи с кессонным ножом диаметром более 1000 мм, ствол которых после погружения заполняют бетоном или песком.
Выемка грунта из ствола сваи, являющаяся сложной и трудоемкой операцией, производится специальными механизмами: грейферами, эрлифтами, гидроэлеваторами или гидрожелонками. Грейфер при раскрытом положении челюстей должен иметь диаметр на 0,3 м менее внутреннего диаметра трубчатой сваи.
Грунт из полости сваи-оболочки вынимают при выключенном вибропогружателе. Число остановок процесса погружения зависит от физико-механических свойств грунтов, интенсивности образования грунтовой пробки и диаметра трубы.
Основным базовым механизмом для погружения свай-оболочек диаметром более 400 мм является гусеничный (или плавучий) кран, грузоподъемность которого определяется характеристиками конструкции сваи, выбранными сваепогружающими механизмами и методом производства работ.
Трубчатые сваи диаметром от 0,9 до 0,8 м, длиной от 3 до 40 м изготовляют по рабочим чертежам ГПИ Фундаментпроект (ГОСТ 37382—72 «Сваи полые круглые и сваи-оболочки железобетонные).
§ 2. Винтовые сваи
Для фундаментов, воспринимающих выдергивающие нагрузки сооружаемых на строительстве ЛЭП, радиоантенн, башен, анкерных фундаментов технологических сооружений, применяют винтовые сваи.
В конструкцию винтовой сваи входят башмак с винтовой лопастью и ствол сваи (6.2). Башмак с винтовой лопастью отливают из стали или чугуна; лопасти сваи можно изготовлять из стеклопластика. Диаметр лопасти принимают от 0,4 до 1,2 м в зависимости от физико-механических свойств грунтов и величины выдергивающих нагрузок. Диаметр ствола сваи принимают в пределах 0,30—0,45 от диаметра лопасти. Изготовляют стволы из стальных
бесшовных, горячекатаных или железобетонных труб. Стволы свай могут иметь длину до 8 м в зависимости от расчетной глубины их погружения. Шаг винтов лопасти рекомендуется назначать в пределах 0,15—0,3 от диаметра башмака сваи. Высоту наконечника, башмака принимают в пределах 0,5—2,5 от диаметра башмака.
Скорость погружения свай кабестаном зависит от физико-механических свойств грунтов и достигает 6—7 м/ч. Величину крутящего момента, необходимого для завинчивания свай, определяют расчетом. Усилия для завинчивания винтовых свай с закрытым нижним концом возрастают с увеличением лобового 'сопротивления.
Для увеличения производительности погружения винтовых свай применяют самоходные агрегаты на автомобильном или гусеничном ходу, имеющие полную автономность в работе.
Агрегат МЗС-13 (6.3) состоит из кабины машиниста L смонтированной на раме 4 автомашины, опорной стойки 3, на которую опирается рабочий орган 2 во время перемещения агрегата. На раме установлены четыре откидных гидродомкрата 5, служащих для компенсации опрокидывающих нагрузок, возникающих во время работы агрегата.
В корпусе рабочего органа агрегата расположена труба с кареткой, которая соединяется винтовой сваей для передачи ей вращательного и поступательного движения, а также для центровки. Каретка, находящаяся внутри трубы, перемещается в вертикальном направлении с помощью лебедки от гидромотора. Рабочий орган
шарнирно укреплен на раме; в рабочее или транспортное положение он устанавливается двумя карданными валами от редукторов. Лебедка рабочего органа и откидные гидродомкраты имеют гидрав-
лический привод от коробки отбора мощности двигателя автомашины. В рабочий орган сваи вставляют с помощью специального подъемника, установленного на нем. Технологическая последовательность погружения винтовых свай показана на 6.3. Инвентарная металлическая оболочка, с помощью которой погружают
винтовую сваю, имеет на одном конце стальную головку для присоединения к цанговому захвату машины, а с другого конца — выступы, входящие в шлицы винтовых полостей и передающие свае вращательно-поступательные усилия.
Вертикальные усилия в момент завинчивания сваи возрастают по мере увеличения глубины погружения. Величина этих усилий должна обеспечивать заглубление сваи на длину ствола и одного шага винта лопасти.
Принципиальные схемы работы других машин для погружения винтовых свай одинаковы со схемой, описанной выше.
§ 3. Погружение свай в просадочные грунты
Такие грунты, как известно, после замачивания теряют прочностные свойства и проседают от влияния внешней нагрузки или даже от нагрузки собственной массы грунта.
Лёссы и лёссовидные грунты, обладающие просадочными свойствами, имеют макропористое строение. Просадочные явления в этих грунтах могут проявляться в результате местного замачивания площадей, в особенности при замачивании всей просадочной толщи площадки, повышении уровня грунтовых вод, стока поверхностных вод в период освоения территории и от других причин.
Замоченные просадочные грунты теряют связные свойства и распадаются на пылевидные составляющие.
Просадочные грунты подразделяют на два типа. К грунтам I типа по просадочности относят грунты, у которых при замачивании происходит просадка под воздействием внешних нагрузок. В этих грунтах начиная с 5—7 м от поверхности земли пористость снижается, что позволяет устраивать на них фундаменты из коротких свай.
Такие грунты распространены в Краснодарском и Красноярском краях, Ростовской, Волгоградской, Горьковской, Рязанской, Пермской, Новосибирской областях, в Забайкалье, на значительной части Украины, в Средней Азии, на Кавказе.
Просадочные грунты II типа при замачивании могут проседать даже от собственной массы при большой толще слоя. Грунты этого типа менее распространены, чем грунты I типа.
Свайные фундаменты на просадочных грунтах устраивают в тех случаях, когда невозможно исключить замачивание этих грунтов. СНиП П-17—77 рекомендует прррезать сваями всю толщу просадочных грунтов.
На грунтах I типа просадочности допускается устраивать свайные фундаменты с заглублением нижних концов свай не менее чем на 1 м в слой грунта с относительной,просадочностыо 6пр<0,02 при величине природного давления в грунте от массы вышележащих слоев более 3 кг/см2 (0,3 МПа). В этих грунтах рекомендуется применять железобетонные полнотелые сваи прямоугольного сечения. Трубчатые сваи в грунтах II типа по просадочности необходимо заглублять в непросадочные слои грунта.
Для оценки несущей способности свай, острия которых остаются в толще просадочных грунтов I типа, необходимо проводить статические испытания их при полном замачивании просадочного грунта вокруг тела сваи до нижних концов ее. Радиус замачиваемого грунта должен быть не менее bd сваи (d — радиус круглой- или. большая сторона прямоугольной сваи).
Материалы статического зондирования грунта, выполненные на стадии изысканий, а также данные динамических испытаний не могут служить основанием для оценки несущей способности свай, и качества выполненных работ на стадии проектных проработок, а тем более для приемки свайного фундамента.
Проведение статических испытаний свай в грунтах П. типа по просадочности является обязательным.
Несущую способность сваи в просадочных грунтах II типа определяют с учетом возникающих при просадке направленных вниз вертикальных перемещений околосвайного грунта относительно ствола свай (негативное трение
В случае расчета несущей способности по формуле (6.1) величину mu'EfiU также нужно определять по результатам статических испытаний с замачиванием, как величину несущей способности на выдергивающую нагрузку сваи, размеры поперечного сечения которой равны размерам у проектируемой сваи, а длина ее равна /щ-Если возможно только местное аварийное замачивание части грунта в пределах длины сваи, то величину сопротивления проса-дочных грунтов по стволу сваи, полученной по показателям консистенции на основании приведенной выше формулы, следует умножить на коэффициент условий работы Отд—1,4.
Когда в период строительства и эксплуатации зданий исключается повышение уровня грунтовых вод или местное замачивание, величины R и f принимают по табл. 2.1 и 2.2 указанного СНиПа.
Испытание свай. Для замачивания грунта вокруг испытываемых свай открывают траншеи по периметру сваи или куста на расстоянии 1 м от них. Ширину траншей принимают по низу 0,5 м, глубину— 1__1;5 м. Дно траншей при испытании свай на вертикальную нагрузку засыпают слоем гравия в 8—Ш см, при испытании же на горизонтальную нагрузку —на всю глубину траншей.
Уровень воды в траншее в период испытаний должен быть постоянным и глубиной не менее 1 м. Например, расход воды при замачивании свай 7 м длиной в грунтах I типа просадочности перед проведением статических испытаний ориентировочно составляет 100 м3. В грунтах II типа для испытания свай длительно замачивают площадку размером 20X20 м до полного проявления просадоч-ных свойств всей просадочной толщи.
При статическом испытании свай, не полностью прорезающих толщу грунта, просадочную нагрузку доводят, до общей осадки 30 мм. Если острия свай опираются на малосжимаемые непроса-цочные грунты, испытания можно прекратить после достижения нагрузок, равных 1,5 Ф (Ф —несущая способность сваи).
Пирамидальные сваи. С 1965 г. строительные организации Одессы и Рязани начали строить фундаменты на пирамидальных сваях, погружаемых в просадочные грунты I типа.
Опыт применения таких свай показал, что в процессе их забивки уменьшается пористость просадочного грунта до 40% в радиусе
10 см от грани сваи и на 15—25% в радиусе до трех диаметров от ствола сваи. Удельные нагрузки, воспринимаемые пирамидальной сваей на единицу объема (м3), возрастают в 1,6—2,5 раза по сравнению с призматической сваей.
Наиболее эффективно применять пирамидальные сваи при забивке их в сравнительно однородные грунты. В Одессе применяют пирамидальные сваи с углом конусности до 15°, размером в голове 80X80 см и в острие 10X10 см при длине 1,5—3 м. В Рязани изготовляют сваи с углом конусности 1—2°, сечение в голове их 40X40 см, в острие 20X20 см, длина от 4 до 6 м. Погружают такие сваи оборудованием, применяемым для забивных свай.
При забивке пирамидальных свай грунты, окружающие ее боковую поверхность, весьма сильно уплотняются. При этом уменьшается их пористость, благодаря чему они теряют свои просадочные свойства. Нижележащие грунты, подвергающиеся замачиванию, не воспринимают нагрузок от пирамидальны^ свай, так как сваи заклинены в вышележащих слоях уплотненного грунта. К числу пирамидальных можно отнести и забивные блоки, широко применяемые в строительстве малоэтажных сельскохозяйственных сооружений.
На 6.4 показаны схемы пирамидальных свай. Применение пирамидальных свай по сравнению с устройством фундаментов
на призматических сваях снижает трудовые затраты на 10—15%, а также и стоимость строительства.
§ 4. Погружение свай в сейсмических районах
В сейсмических районах СССР фундаменты возводят с учетом возможности возникновения сейсмических сил. Эти силы имеют произвольное направление, а величина их зависит от географического положения местности. Естественно, что конструкции фундаментов
в этих районах должны обладать стойкостью против сейсмических сил.
Нормативные документы и проектные разработки, которые устанавливают область и условия целесообразного применения свайных фундаментов в сейсмических районах, разработаны на основе ограниченного опыта, вследствие чего их постоянно корректируют.
Требования, положенные в основу нормативных документов для проектирования и строительства фундаментов, исходят из наличия в сейсмических районах добавочных сил инерции от сейсмических волн, из-за которых нельзя применять там конструкции, не обеспечивающие достаточную устойчивость зданий.