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: 292
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Помимо устройства одиночных вертикальных свай с помощью агрегата «Беното» можно изготовлять сваи с уклоном до 12° от вертикали, сплошные подпорные или противофильтрационные стенки по методу секущихся свай, скважины для водоснабжения и вести вертикальный дренаж.
Ввиду того, что бурение скважин происходит бесшумно и без вибраций, работы можно вести в непосредственной близости от зданий.
На устройство одной сваи длиной 20 м диаметром 1 м в грунте средней плотности требуется примерно 10 ч: на бурение — 5 ч, установку арматуры — 1 ч, бетонирование — 3,5 ч, выемку трубы и передвижение агрегата — 30 мин.
С помощью машин «Беното» за рубежом и в СССР были сооружены фундаменты для различных видов зданий. На сваях «Беното» возведено, в частности, 40-этажное здание из железобетона «Экзе-гсутив Хауз» в Чикаго, при этом 57 свай были погружены в ледниковый моренный грунт с крупными валунами на глубину 35 м. Бурение и бетонирование каждой сваи заняло в среднем 17 ч.
Многоэтажный жилой дом по проекту Ле Корбюзье в Марселе опирается на 36 столбов, каждый из которых передает нагрузку 2000 т на куст из трех свай (13.26). Диаметр ствола сваи равен 1,5 м, уширенной пяты — 3 м. Бурение скважин на глубину 12 м (в плотных мергелях) выполнялось грейфером «Хаммер-Граб» под защитой обсадной трубы. Уширение скважины до 3 м (при высоте усеченного конуса пяты 2,5 м) было выполнено вручную отбойными молотками. В среднем на бурение одной скважины затрачивалось 15 ч.
13.26. Опора фундамента дома по проекту Ле Корбюзье в Марселе
При постройке телефонной станции в Рио-де-Жанейро сваи длиной 19 м были оперты на плотные пески, насыщенные водой. Уширения выполнены с помощью сжатого воздуха. Сваи диаметром 1 и 1,25 м воспринимают нагрузки до 760 т.
В практике советского строительства агрегаты «Беното» применяют с 1960 г. для
устройства фундаментов под особо ответственные сооружения. В результате устройства таких свай на Криворожской ГРЭС-2 и Березовской ГРЭС экономия составила около 140 тыс. руб. Кроме того, удалось значительно сократить сроки выполнения работ. Сваи «Беното» были применены в гражданском строительстве Москвы для крупных объектов различного назначения, данные о которых приведены в табл. 13.12.
Опыт устройства свай «Беното» показывает, что несущую способность их можно повысить в случае прорезки толщи слабых и насыпных грунтов и опирания их подошвы на плотные материковые породы и грунты. Так, при строительстве высотной части дома Совета Министров РСФСР часть свай была оперта на мергель, часть — на известняк. Расчетная нагрузка на одну сваю диаметром 1,2 м принималась равной 650 тс. Фактическая несущая способность при диаметре свай 0,9 м и опирании на мергель составила 840 тс, а при опирании на известняк— 1020 тс. При строительстве путепровода Каширо-Рублевского и Минского шоссе применение свай «Беното» диаметром 0,9—1,2 м обеспечило передачу на них нагрузок от 250 до 400 тс.
Для ограничения воздействия ударных нагрузок на существующие здания сваи «Беното» были применены при укреплении стен Малого театра.
В настоящее время транспортировка бетонной смеси осуществляется автобетоносмесителями на базе автомашин КрАЗ, а перемешивают смесь непосредственно перед ее укладкой. В Москве до 1980 г. возведено более 1000 свайных опор с несущей способностью от 250 до 700 тс.
Сваи «Беното» целесообразно применять главным образом при значительной глубине и большой единичной мощности. При наличии оборудования они эффективны при строительстве высотных зданий.
Резервом дальнейшего снижения стоимости устройства свай «Беното» является снижение неоправданно высокой стоимости ма-шино-смены, повышение качества инженерно-геологических изысканий и увеличение несущей способности свай, а также ряд мер организационно-технического порядка. Опоры подобных конструкций особенно эффективны для строительства высотных зданий.
Оборудование для устройства сваи фирмы «Като и Мицубиси». Такое оборудование, выпускаемое фирмой «Като», аналогичное рассмотренным выше агрегатам «Беното», получило большое распространение в Японии. Несколько таких агрегатов приобретено нашими строительными организациями.
Фирма выпускает агрегаты двух вариантов: массой 20 и 50 т (13.27). Оборудование позволяет сооружать сваи диаметром до 2 м при практически неограниченной глубине (табл. 13.13).
Станками фирмы «Като» можно разрабатывать грунт грейферным способом и роторным бурением в отличие от станков «Беното» которые рассчитаны только на грейферный способ бурения.
Ударные грейферы применяют для бурения сыпучих, рыхлых грунтов и средней плотности. Грунт из грейфера через наклонный желоо выгружается в кузов автомобиля или на другой вид транспорта через разгрузочный патрубок. Производительность машины I—о м /ч в зависимости от свойств грунта.
В комплекте агрегата имеются трехстворчатые грейферы, используемые при разработке твердого грунта. Мягкие или сыпучие грунты разрабатывают с помощью грейфера, у которого вместо
челюстей имеются две створки в форме полусфер. Для разработки и извлечения плывунного грунта используют ковш с донным клапаном, через который удаляется разработанный грунт.
Прочные породы, включая скальные, разрабатывают с помощью падающего долота, подвешенного на канате. После каждого удара
долото поворачивается на несколько градусов, что ускоряет процесс разработки. Масса крестовых долот достигает 4 т.
Для связных грунтов средней плотности применяют роторный способ их разработки с использованием цилиндрического бура. После заполнения грунтом бур извлекают из скважины и удаляют из него породу через откидную торцовую крышку. Производительность при этом способе разработки грунта составляет 3— 5 м3/ч.
При разработке более прочных грунтов рабочим органом служат шарошечные долота, которые имеют лопасти с зубьями из высокопрочного металла.
Из скважин разработанный грунт извлекается механическим или гидравлическим способом. При бурении грунтов малой и средней прочности рабочий орган периодически поднимают на поверхность и освобождают от грунта. Эту операцию выполняют при грейферном и роторном (с по-
мощью бура) способах бурения, а также при разработке пластичных грунтов, налипающих на рабочие органы.
Грунты, разрушенные на мелкие фракции, удаляют гидравлическим способом — путем прямой или обратной промывки скважины водой или глинистой суспензией. При разработке грунта шарошечным долотом применяют обратную промывку скважины. Воду из скважины откачивают эрлифтом через буровую штангу. В отдельных случаях при разработке грунта долотами применяют прямую промывку с использованием глинистой суспензии.
При использовании станков фирмы «Като» применяют два способа крепления стенок пробуренной скважины: с помощью инвентарных труб и гидравлический, когда скважины бурят под глини-| стой суспензией. Более целесообразно крепить стенки скважин обсадными инвентарными и стальными трубами. При разработке малосвязных грунтов обсадную трубу осаживают с опережением забоя, что предотвращает наплыв грунта в скважину, а плотных грунтов — одновременно с понижением уровня забоя.
Для осаживания трубы ее вращают вокруг продольной оси в одну и в другую сторону на 20—30° с одновременным вдавливанием. Для этого используют гидродомкраты, соединяемые с обжимным хомутом, надеваемым на обсадную трубу.
После достижения проектной отметки инвентарные обсадные трубы извлекают по мере укладки бетонной смеси. Для извлечения труб используют вертикальные домкраты в сочетании с неполным вращением труб.
Способ бурения скважин под глинистой суспензией применяют при сооружении ограждающих железобетонных стенок в таких грунтах, когда устойчивость стенок скважины невозможно обеспечить обсадными трубами. Крепление скважины глинистой суспензией требует дополнительного оборудования и увеличения затрат труда.
У буровых станков фирмы «Като» имеется уширитель. В закрытом виде он представляет собой цилиндр, состоящий из трех створок, прикрепленных к основному корпусу. .В корпусе уширителя расположены выдвижные лапы для уширения скважины. С помощью гидродомкратов открываются створки уширителя и выдвигаются лапы.
При включении механизма вращения одновременно открываются створки основного цилиндра, которые при вращении уширяют диаметр скважины. Для извлечения срезанного грунта закрывают створки, не прекращая вращения, в результате чего грунт поступает внутрь рабочего цилиндра.
В отличие от станка 20 ТН агрегат 50 ТН может работать и роторным способом, используя обратную циркуляцию воды. С ее помощью забой непрерывно очищается от разбуренной породы и охлаждается буровой наконечник, а при заливке скважины водой выше уровня грунтовых вод закрепляются ее стенки.
При прямой циркуляции вода нагнетается насосом в буровые штанги, омывает забой и возвращается на поверхность по кольце-
вому зазору между буровыми штангами и стенками скважины. При обратной циркуляции вода поступает в скважину сверху и, омывая забой, через трубы возвращается на поверхность. К преимуществам обратной промывки относятся: чистота скважины, более быстрая и лучшая очистка забоя.
Агрегат обслуживает бригада из семи человек: два оператора и пять рабочих, совмещающих профессии бурильщика, арматурщика и бетонщика. Особенно широко применяют в Японии агрегаты «Ка-то» для устройства фундаментов под многоэтажные гражданские и промышленные здания и под эстакады.
§ 6. Сваи-инъекторы
Свая-инъектор, являющаяся разновидностью забивных пли набивных свай, имеет пяту из массива, образованного одним из известных способов искусственного закрепления грунта. Внутри за-
бивной сваи-инъектора в отличие от обычных имеется инъекторная труба диаметром 1,5—2" (38—50 мм). Нижний конец трубы, выступающий из тела, перфорируют или снабжают пробкой, выбиваемой после погружения сваи (в последнем случае конец трубы находится заподлицо с острием сваи). Верхний конец трубы во избежание повреждения во время забивки помещают ниже головы сваи и также защищают пробкой (13.28).
Изготовляют набивные сваи-инъекторы методом, обычным для набивных свай, при этом инъекторную трубу забивают в центре готовой скважины, а нижний конец должен находиться ниже подошвы скважины на 0,5 м. Чтобы раствор на вышел в пространство между инъектором и обсадной трубой, конец последней закрывают водонепроницаемой пробкой. После этого нагнетают раствор в грунт, а затем в тело сваи.
Сзаи-инъекторы можно применять как для устройства фундаментов для новых зданий и сооружений, так и при реконструкции и укреплении существующих.
Техническую возможность инъецирования и выбора способа закрепления грунта определяют теми же соображениями, что и при
химических методах закрепления грунтов. В последнее время широко применяют . силикатизацию песков, цементно-глинистые растворы, карбамидные и другие полимеры, а также комбинированные смеси с введением в качестве отвердителей кислот и др.
Используя данные, разработанные НИИ оснований по классификации способов химического закрепления грунтов, можно выбрать более рациональный способ закрепления грунта в основании-, по техническим и производственным показателям.
Опыт устройства фундаментов с применением свай-инъекторов в Венгрии описан И. А. Ганичевым в книге «Устройство искусственных оснований и фундаментов» (Стройиздат, 1973). Для фундаментов новых зданий там применяют забивные сваи-инъекторы, а для укрепления существующих фундаментов — буронабивные.
При сооружении гражданских и промышленных объектов в г. Дьере сваи-инъекторы были установлены в гравелистом покровном слое со слабым грунтом мощностью в несколько метров и при высоком уровне грунтовых вод.
Цементная суспензия нагнеталась в скважины для свай длиной s 5 м обычным растворонасосом (13.29). Предельная несущая способность свай была принята 50 тс, фактическая достигает 60 тс.
В аналогичных грунтовых условиях сваи-инъекторы были применены для фундаментов ряда объектов Боршодской рудообогати-тельной фабрики. Всего было изготовлено несколько тысяч свай. Во всех случаях была получена значительная экономия средств.