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: 310
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Ограниченное применение набивных свай в довоенный период объясняется в основном их относительно высокой стоимостью по сравнению со стоимостью устройства других видов фундаментов. Поэтому набивные сваи раньше применяли в тех случаях, когда нельзя было использовать забивные сваи из-за вибраций, возни
кающих в грунте в процессе их забивки, или когда устроить фундаменты без свай затруднительно.
Возросшие возможности техники бурения, вибропогружения,
взрывания в шпурах, бетонирования, а также создание новых ма
шин для устройства набивных свай — все это вместе взятое в по
следние 10—15 лет повысило интерес к устройству набивных свай
и обусловило появление новой машинной технологии и новых кон
струкций.
В настоящее время из общего объема свайных фундаментов в стране, достигающего 5 млн. м3 железобетона в год, 10% приходится на набивные сваи. В США, ФРГ, Японии и некоторых других странах, отличающихся специфическими условиями строительства (оборудование, кадры) и иными его масштабами, набивные сваи составляют 40—60% объема применения всех видов свай.
В отечественном строительстве широко применяют набивные сваи на ведущих промышленных стройках страны — КамАЗе, Нижнекамском нефтехимкомбинате, Атоммаше и др. Применение набивных свай в ряде случаев дает значительный эффект. Например, на строительстве КамАЗа экономия прямых затрат составила 7 млн. руб. по сравнению с устройством несвайных фундаментов, а общий экономический эффект с учетом сокращения сроков строительства (расчетный) превышает 100 млн. руб.
На строительстве Камского автозавода устройство набивных свай велось впервые с внедрением поточной технологии и организации работ. Практика этого строительства и обширные исследования, проведенные НИС Гидропроект, отражены в данном разделе.
Характерными современными тенденциями в области устройства набивных свай являются следующие: повышение несущей способности этих свай путем увеличения площади их опирания на грунт; применение коротких набивных свай (2,5—6 м) в массовом жилищном строительстве; создание специализированных строительных организаций, выполняющих работы по устройству набивных свай.
При описании способов выполнения работ по устройству набивных свай будет рассмотрено изготовление так называемых грунтовых свай. Скважины для таких свай делают в основном теми же способами, что и для набивных бетонных свай, а затем заполняют грунтом.
По конструктивному назначению, размещению в плане и работе, в грунте между бетонными сваями и грунтовыми имеется принципиальное различие. Бетонные или железобетонные сваи представляют собой жесткие стержни, составляющие основную часть свайного ф у н д а м е н т а. От таких свай нагрузка от сооружения передается грунту. Понятие же «грунтовая свая» является условным. Назначение последней состоит только в уплотнении грунта, залегающего ниже подошвы фундамента. По окончании работ по уплотнению грунта грунтовыми сваями они физически перестают существовать и вместе с уплотненным грунтом образуют более или менее однородное искусственное основание. Чем больше материал
грунтовых свай по своим свойствам и составу приближается к свойствам и составу уплотняемого грунта, тем однороднее будет и с-кусственное основание.
В настоящем разделе описаны современные методы изготовления набивных бетонных и железобетонных свай, применяемых в отечественной и зарубежной практике, а также особенности конструкций фундаментов на набивных сваях.
§ 2. Виды набивных свай и способы их изготовления
В зависимости от материала, конструкции и способов изготовления различают следующие виды набивных свай:
по материалу — бетонные, железобетонные, песко- и грунто-бетонные, песчаные, грунтовые, комбинированные с применением металлической, асбоцементной и синтетических оболочек, сборного железобетона, дерева;
по глубине заложения — короткие (до 6 м) и длинные (более 6 м). - Кроме этого, набивные сваи подразделяют:
в зависимости от расположения свай в плане — одиночные, свайные кусты, полосы и поля;
по способу заделки — со свободной головой и заделкой в бетон ростверка или фундаментной плиты;
по отношению оси к горизонтальной плоскости — вертикальные и наклонные;
по горизонтальному сечению ствола — круглые сплошные и кольцевые;
по вертикальному сечению ствола — цилиндрические, гофрированные, конические, с уширенной пятой;
по характеру работы в грунте — висячие сван, сваи-стойки и анкерные.
Способы образования скважин следующие: механическое и вибромеханическое бурение, пробивка отверстий конусом или лидер-ной трубой, бурение под глинистым раствором, взрывной метод.
Применяют следующие способы бетонирования ствола: прямое, с применением вертикально перемещающейся трубы (ВПТ), под глинистым раствором, под защитой обсадной трубы, бетонирование с трамбованием, пневмо- и гидропрессование, раздельное бетонирование и др.
Способы образования уширен и й стволов возможны следующие: механическое трамбование, механическое бурение сухим способом или под глинистым раствором, гидро- и электромеханическим раздавливанием, термомеханическим бурением, вибрированием, пневмо- и гидропрессованием и взрывным методом.
В основу предлагаемой в настоящей работе классификации, набивных свай положены способы устройства скважин и методы их бетонирования.
На практике применяют два основных способа образования скважин под набивные сваи для последующего заполнения их бетоном: бурением или пробивкой грунта. По первому способу в зависимости от грунта скважины бурят без укрепления стенок или с укреплением их глинистым раствором, а также под защитой обсадных труб. По второму способу скважины пробивают тоже в зависимости от вида грунта сердечниками или трубами с глухим нижним концом, трубами с теряемым башмаком или трубами-оболочками с глухими нижними концами, которые остаются в грунте. Последний метод является переходным к установке забивных полых свай с глухим нижним концом.
Схемы образования скважин для устройства набивных свай показаны на 10.1. Как видно из схемы, устройство набивных свай можно разделить на шесть основных групп. В первые три группы входят те виды набивных свай, для устройства которых скважины образуют бурением. Эти группы получили общее название буро-набивных свай.
Три группы набивных свай, для устройства которых скважины пробивают, пока еще не имеют объединяющего названия.
Ниже дана краткая характеристика шести групп свай с учетом методов их устройства.
I группа — сваи, для которых скважины образуют бурением сухим способом без глинистого раствора и обсадных труб: скважины бурят роторным или другим способом без уширения ствола или пяты или с уширением (сваи камуфлетные, с разбуриваемой пятой, лучевидные); скважины образуют с лидерным буровым шпуром с последующим увеличением их диаметра до заданных размеров с помощью взрыва (гофрированные сваи и др.); то же, роторным бурением из разбуриваемых пород с добавлением цемента (грунтобетонные сваи).
II группа — сваи, для которых скважины образуют роторным
бурением без обсадных труб, а бетонирование ведут под глинис
тым раствором: диаметром до 1 м (системы НИИСП Госстроя
УССР и др.); диаметром более 1 м — буровые опоры (системы
ЦНИИС Минтрансстроя и др.).
III группа — сваи, для которых бурят скважины с примене
нием обсадной трубы, бетонирование производят под защитой по
степенно извлекаемой трубы: бетонирование ведут механическим
трамбованием бетона, подаваемого в скважину (сваи системы
Страусса, Беното и др.); сваи образуют пневматическим прессо
ванием бетона (сваи системы Вольфсхольтца, Грюна, Медведева,
Боженкова и Гузеева); бетонирование ведут гидравлическим прес
сованием бетона (сваи системы «Мает — Михаэлис» и др.).
IV группа — сваи, для которых отверстия в грунте образуют
штампами и бетонирование ведут без обсадки: сваи, для которых
отверстия в грунте пробивают конусами-штампами (сваи систем
«Компрессоль», Пангаева, опоры в вытрамбованных котлованах
и др.); отверстия в грунте образуют виброметодом или вдавлива
нием (сваи конусные и др.).
V группа — сваи, для которых скважины образуют забивкой
в грунт массивной оболочки со съемным башмаком или раскрыва
ющимся наконечником; бетонирование производят с постепенным
извлечением оболочки (сваи систем «Симплекс», «Або-Лоренц»,
«Франки», частотрамбованные и др.).
VI группа — сваи, для которых скважины образуют забив
кой в грунт металлической оболочки, остающейся в грунте: в
грунт забивают металлическую оболочку с сердечником (или без
него), затем сердечник удаляют и оболочку заполняют бетоном
(сваи систем Штерна, Раймонда, Монотюба, Макартура, Вильгель-
ми, Луги и др.); забитую в грунт массивную металлическую обо
лочку заменяют более тонкой, остающейся в грунте с последую
щим бетонированием (сЕаи систем Макартура, Вестерна и др.).
Указанные в этой классификации границы между различными группами свай условны и подвижны. На практике применяют набивные сваи всевозможных комбинированных конструкций, и число возможных комбинаций весьма велико. В мировой и отечественной практике насчитывают до 190 типов набивных свай. Например, камуфлетные сваи нами отнесены к I группе (описаны они в гл. 13). Этот же тип свай изготовляют под защитой обсадных труб (II группа), в скважинах, образуемых забивкой оболочки (V группа). Предпочтение в данном случае отдано I группе по методическим соображениям — как наиболее простому .способу устройства ка-муфлетных свай.
На выбор способа устройства набивных свай, зависящего от многих факторов, прежде всего оказывают влияние геологические и гидрогеологические условия строительной площадки. Решая вопрос о применении буронабивных свай или же свай, скважины для которых устраивают забивкой, следует иметь в виду, что в случае устройства набивных свай IV, V и VI групп околосвайный грунт уплотняется, вследствие чего несущая способность таких свай становится близкой несущей способности забивных свай. '
Конструкции распространенных в настоящее время буронабивных свай I, II и III групп целесообразны тем, что они позволяют применять сваи больших диаметров и облегчают устройство уширенной пяты. В конечном счете можно изготовлять набивные сваи этих групп с несущей способностью, значительно превосходящей несущую способность забивных и набивных свай IV—VI групп.
Современная технология изготовления буронабивных свай с помощью комплексных агрегатов дает возможность устраивать их с уширенной пятой. Поэтому в дальнейшем будут рассмотрены отдельные вошедшие в практику строительства приемы изготовления буронабивных свай как с уширенной пятой, так и без нее.