Файл: Лекция Введение. Общие сведения по производству работ в зимних условиях.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 160
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
столбчатые фундаменты из бетона и железобетона, но чаще используют свайные фундаменты. Важным их преимуществом является возможность индустриализации и механизации работ, которые можно выполнять круглосуточно.
Принцип строительства и проектирования здания или сооружения определяют в зависимости от его конструктивных и технологических особенностей и инженерно-геологических условий строительной площадки.
Основные способы устройства свай.
СНиП II-18-76 предусматривает 3 основных способа погружения свай в вечномерзлые грунты: буроопускной, опускной, бурозабивной.
Буроопускной – в грунте пробуривают скважину, диаметр которой превышает наибольшую сторону поперечного сечения погружаемой в нее сваи, а затем скважину заполняют грунтовым раствором и погружают сваю. Способ применяют для работ в твердомерзлых и пластичномерзлых грунтах при его средней температуре по длине сваи – 0,5ºС и ниже.
Опускной – сваи погружают в зону оттаявшего грунта, диаметр которой превышает наибольшую сторону поперечного сечения сваи, но не более чем в 2 раза. Способ используют для работ в твердомерзлых глинистых грунтах, мелких и пылеватых песках при их средней температуре по длине сваи – 1,5ºС и ниже.
Бурозабивной – сваи погружают в предварительно пробуренные скважины, диаметр которой меньше наименьшей стороны поперечного сечения сваи. Способ применяют для работ в пластичномерзлых грунтах с крупнообломочными включениями (менее 5% общего объема грунта).
Находит также применение и обычный забивной способ, но с ограничениями по мерзлотно-грунтовым условиям. Некоторые строительные организации устраивают фундаменты на буронабивных и бурообсадных сваях. Буронабивные сваи сооружают по обычной технологической схеме – пробуренную в мерзлоте скважину заполняют бетоном, предварительно опустив в скважину арматурный каркас. Устройство бурообсадных свай предусматривает погружение полых круглых свай-оболочек путем забивки и разбуривания забоя скважины через полость в теле скважины. В отдельных случаях погружение свай в вечномерзлые грунты осуществляют способом завинчивания, для чего применяют винтовые сваи (с лопостями).
Выбор того или иного способа определяет мерзлотно-грунтовая характеристика строительной площадки.
Технология работ.
Буроопускной и опускной способы могут быть реализованы без применения сваебойных машин, что выгодно отличает их от бурозабивного способа.
Буроопускной способ. Работы начинают с устройства скважин. Буровой шлам, образующийся при бурении, обычно подают за пределы строительной площадки. Летом его складируют в емкости и в дальнейшем применяют для приготовления раствора, которым заливают буровые скважины. Зимой в некоторых случаях шлам применяют для выравнивания строительной площадки, если это предусмотрено проектом.
В летнее время возможны вывалы грунта из стенки скважины, а также затопление скважины поверхностными водами. Поэтому не позднее чем через 3 часа после окончания бурения следует произвести погружение сваи в скважину. Зимой погружение осуществляют раньше , чем в скважине на стенках образуется наледь или произойдет смерзание шлама.
До погружения сваи , скважину на одну треть заполняют грунтовым раствором.
При сваях длиной 10м и сечением 40*40см расходуют примерно 1,5м3 раствора. Если в скважину опускают сваи длиной 14-24м, то скважину перед погружением сваи заполняют раствором на ¼ ее глубины, а после погружения сваи в незаполненные промежутки между сваей и грунтом добавляют раствор.
Необходимо, чтобы раствор для заливки в скважины летом имел температуру не ниже +5ºС, а зимой не ниже +20-40ºС. Подвижность его должна соответствовать осадке конуса 12-14см.
Для опускания сваи в скважину применяют краны. Перед опусканием в скважину сваи очищают от грязи и льда, а строповочные петли срезают или загибают.
Чтобы надежно опереть нижний конец сваи (ее торец) на забой, сваю добивают молотом.Технологическая схема.(рис.10)
1-грунтовый раствор, 3-твердомерзлый грунт,
5-отжатие грунта сваей
Рис.10 Буроопускной способ
погружения свай в вечномерзлые грунты
Достоинства способа:
1.точность погружения сваи
2.погружение сваи любого сечения
3.малая вероятность повреждения сваи
4.возможность охлаждения грунта через скважину
Недостатки:
1.высокая стоимость и трудоемкость буровых работ, большой их объем
2.наличее мокрых процессов, подача раствора
3.необходимость дополнительной центровки свай
4.длительность вмерзания свай (15-70 дней в зависимости от температуры грунта).
Опускной способ. Этот способ исключает необходимость выполнять буровые работы – сваи погружают в оттаявший грунт под действием их веса. Зону оттаивания часто называют скважиной.
При песчаных грунтах сваи целесообразно погружать не только под действием собственного веса, но использовать и вибропогружатели. В этом случае грунт вокруг сваи уплотняется сильнее, а несущая способность сваи увеличивается. При этом продолжительность оттаивания скважины сокращается примерно в 2 раза по сравнению с вариантом погружения сваи под действием собственного веса.
Перед началом пароотаивания расчищают и планируют территорию строительной площадки, а также разбивают оси свайных фундаментов. Планировочные и земляные работы должны обеспечить отвод со строительной площадки талых и дождевых вод.
Для оттаивания грунтового массива под одну погружаемую сваю опускают от одной до четырех паровых игл, в зависимости от вида и температуры грунта. (табл. V 4 Справочник свайные работы с.103). Проходка 1м в глину, суглинок и супесь – 20-30минут, песках – 30-40минут.
Оттаивание грунта выполняют отдельными захватками.
Погружение холодной железобетонной сваи в разогретый грунт может вызвать ее разрушение. Поэтому операцию погружения следует выполнять через 12-24часч после оттаивания.
В случаях зависания сваи выше проектной отметки прибегают к дополнительному оттаиванию грунта путем подачи пара под нижний конец сваи.
В оттаявшую скважину сваю опускают в следующей последовательности:
1.строповка сваи и подтаскивание ее к агрегату
2.подъем и центрирование сваи над местом погружения
3.резкое опускание сваи в скважину с высоты 2-3м
Технологическая схема (рис.11)
2-оттаяный паром грунт, 3-твердомерзлый грунт,
4-выравнивание сваи 5-отжатиен грунта сваей
Рис.11.Опускной способ погружения
свай в оттаянную паром скважину
Достоинства способа:
1.возможность погружения сваи без бурения
2.простота, небольшая стоимость и трудоемкость
3.применение парового вибролидера.
Недостатки способа:
1.фиксация погружения свай
2.неровные поверхности скважины
3.необходимость подачи раствора и дополнительной центровки свай
4.очень длительное и неравномерное вмерзание (15-70дней)
5.возможность выпучивания грунта и подъема свай.
Бурозабивной способ. При этом способе в предварительно пробуренную скважину копер забивает сваю, которая, двигаясь вдоль скважины, как бы спрессовывает грунт и тем самым улучшает контакт с массивом грунта. В зоне контакта грунт несколько оттаивает, однако толщина оттаявшего слоя невелика и он быстро смерзается со сваей Это выгодно отличает последний способ от двух ранее рассмотренных.
Средние скорости погружения железобетонных свай в пластично-мерзлые грунты зависят от вида сваебойного оборудования (табл.5.6.Справочник. Свайные работы с.105).
Для устройства скважин наряду с другими буровым оборудованием применяют сваебойное оборудование с трубчатым буром-лидером, который представляет собой стальную трубу с открытым нижним концом. При погружении трубы в грунт в нее заходит грунт. После извлечения трубы с грунтовым керном из грунта в нем образуется скважина. Бур-лидер погружают с помощью дизель-молота или вибропогружателя.
Когда погружаемая свая заходит в скважину, оттаявший грунт заполняет промежутки между сваей и стенками скважины. После смерзания грунта со сваей последняя готова принять нагрузку от сооружения.
Технологическая схема.(рис.12)
4.-пластично-мерзлый грунт
Рис.12 Бурозабивной способ
погружения свай в вечномерзлые грунты.
Достоинства способа:
1.высокая производительность установок термомеханического бурения (АБУ) и комбинированного действия,
2.уменьшение объема буровых работ,
3.отсутствие мокрых процессов,
4.точность погружения свай,
5.возможность применения комбинированного агрегата: бурение и завинчивание,
6.быстрое вмерзание свай (5-20дней),
7.высокая несущая способность.
Недостаток способа: высокая повреждаемость свай и необходимость их армирования.
Устройство буронабивных свай. При устройстве буронабивных свай применяют следующие способы зимнего бетонирования: безобогревный, обогревный и комбинированный.
Безобогревный реализуют используя тепляки и бетонную смесь, содержащую противоморозные добавки, а также холодные бетоны.
Обогревный – искусственный подогрев смеси электрическим током, горячим воздухом или паром.
Комбинированный – сочетание двух способов.
Способ бетонирования выбирают в соответствии с мерзлотно-грунтовыми условиями строительной площадки.
Достоинства способа:
1.возможность изготовления свай любых размеров,
2.точность погружения свай,
3.точночть изготовления свай,
4.высокая несущая способность свай
5.очень длительное смерзание (40-500дней)
Недостатки способа:
1.высокая стоимость и трудоемкость буровых работ,
2.дефекты при изготовлении,
3.наличие мокрых процессов.
Для самостоятельного изучения.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СВАЙНЫХ РАБОТ
Контроль качества при устройстве предварительно изготовленных свай.
Погружение свай в зимний период через слой сезонно-мерзлого грунта в районах с умеренным климатом не вносит каких-либо изменений в контроль качества и в приемку работ по устройству свайных фундаментов. Все этапы приемки и вся документация остаются в этом случае такими же, как для свай, погружаемых в летний период.
Погружение предварительно изготовленных свай в вечно-мерзлые грунты сопровождается дополнительными контрольными процедурами, окончательно фиксируемыми при приемке работ. Скважины, пробуренные или оттаянные для буроопускных и опускных свай, освидетельствуют, и устанавливают их соответствие проектным данным. Освидетельствование оформляется актами приемки буровых работ, включаемыми в документацию, которую предъявляют при приемке свайного поля. Поэтапные данные о несущей способности свай на всех стадиях строительства, разрешение на загрузку свай и т. п. заносят в температурный паспорт сооружения.
Для наблюдений за смерзанием погруженных свай с грунтами основания устраиваются температурные скважины
(рис. 1У.18), в которых через определенные промежутки времени измеряют температуру окружающего сваю грунтового раствора. Обычно эти скважины представляют собой металлические двухдюймовые трубки с запаянным нижним концом, погружаемые в грунтовый раствор рядом со сваей сразу после ее установки и фиксации на проектной отметке.Количество температурных скважин должно быть не менее 1 % от общего числа свай в фундаменте, но и не менее четырех. Температурные скважины размещают в соответствии с проектом. В обязанности строящей организации входит наблюдение за сохранностью температурной скважины до сдачи объекта в эксплуатацию.
Принцип строительства и проектирования здания или сооружения определяют в зависимости от его конструктивных и технологических особенностей и инженерно-геологических условий строительной площадки.
Основные способы устройства свай.
СНиП II-18-76 предусматривает 3 основных способа погружения свай в вечномерзлые грунты: буроопускной, опускной, бурозабивной.
Буроопускной – в грунте пробуривают скважину, диаметр которой превышает наибольшую сторону поперечного сечения погружаемой в нее сваи, а затем скважину заполняют грунтовым раствором и погружают сваю. Способ применяют для работ в твердомерзлых и пластичномерзлых грунтах при его средней температуре по длине сваи – 0,5ºС и ниже.
Опускной – сваи погружают в зону оттаявшего грунта, диаметр которой превышает наибольшую сторону поперечного сечения сваи, но не более чем в 2 раза. Способ используют для работ в твердомерзлых глинистых грунтах, мелких и пылеватых песках при их средней температуре по длине сваи – 1,5ºС и ниже.
Бурозабивной – сваи погружают в предварительно пробуренные скважины, диаметр которой меньше наименьшей стороны поперечного сечения сваи. Способ применяют для работ в пластичномерзлых грунтах с крупнообломочными включениями (менее 5% общего объема грунта).
Находит также применение и обычный забивной способ, но с ограничениями по мерзлотно-грунтовым условиям. Некоторые строительные организации устраивают фундаменты на буронабивных и бурообсадных сваях. Буронабивные сваи сооружают по обычной технологической схеме – пробуренную в мерзлоте скважину заполняют бетоном, предварительно опустив в скважину арматурный каркас. Устройство бурообсадных свай предусматривает погружение полых круглых свай-оболочек путем забивки и разбуривания забоя скважины через полость в теле скважины. В отдельных случаях погружение свай в вечномерзлые грунты осуществляют способом завинчивания, для чего применяют винтовые сваи (с лопостями).
Выбор того или иного способа определяет мерзлотно-грунтовая характеристика строительной площадки.
Технология работ.
Буроопускной и опускной способы могут быть реализованы без применения сваебойных машин, что выгодно отличает их от бурозабивного способа.
Буроопускной способ. Работы начинают с устройства скважин. Буровой шлам, образующийся при бурении, обычно подают за пределы строительной площадки. Летом его складируют в емкости и в дальнейшем применяют для приготовления раствора, которым заливают буровые скважины. Зимой в некоторых случаях шлам применяют для выравнивания строительной площадки, если это предусмотрено проектом.
В летнее время возможны вывалы грунта из стенки скважины, а также затопление скважины поверхностными водами. Поэтому не позднее чем через 3 часа после окончания бурения следует произвести погружение сваи в скважину. Зимой погружение осуществляют раньше , чем в скважине на стенках образуется наледь или произойдет смерзание шлама.
До погружения сваи , скважину на одну треть заполняют грунтовым раствором.
При сваях длиной 10м и сечением 40*40см расходуют примерно 1,5м3 раствора. Если в скважину опускают сваи длиной 14-24м, то скважину перед погружением сваи заполняют раствором на ¼ ее глубины, а после погружения сваи в незаполненные промежутки между сваей и грунтом добавляют раствор.
Необходимо, чтобы раствор для заливки в скважины летом имел температуру не ниже +5ºС, а зимой не ниже +20-40ºС. Подвижность его должна соответствовать осадке конуса 12-14см.
Для опускания сваи в скважину применяют краны. Перед опусканием в скважину сваи очищают от грязи и льда, а строповочные петли срезают или загибают.
Чтобы надежно опереть нижний конец сваи (ее торец) на забой, сваю добивают молотом.Технологическая схема.(рис.10)
1-грунтовый раствор, 3-твердомерзлый грунт,
5-отжатие грунта сваей
Рис.10 Буроопускной способ
погружения свай в вечномерзлые грунты
Достоинства способа:
1.точность погружения сваи
2.погружение сваи любого сечения
3.малая вероятность повреждения сваи
4.возможность охлаждения грунта через скважину
Недостатки:
1.высокая стоимость и трудоемкость буровых работ, большой их объем
2.наличее мокрых процессов, подача раствора
3.необходимость дополнительной центровки свай
4.длительность вмерзания свай (15-70 дней в зависимости от температуры грунта).
Опускной способ. Этот способ исключает необходимость выполнять буровые работы – сваи погружают в оттаявший грунт под действием их веса. Зону оттаивания часто называют скважиной.
При песчаных грунтах сваи целесообразно погружать не только под действием собственного веса, но использовать и вибропогружатели. В этом случае грунт вокруг сваи уплотняется сильнее, а несущая способность сваи увеличивается. При этом продолжительность оттаивания скважины сокращается примерно в 2 раза по сравнению с вариантом погружения сваи под действием собственного веса.
Перед началом пароотаивания расчищают и планируют территорию строительной площадки, а также разбивают оси свайных фундаментов. Планировочные и земляные работы должны обеспечить отвод со строительной площадки талых и дождевых вод.
Для оттаивания грунтового массива под одну погружаемую сваю опускают от одной до четырех паровых игл, в зависимости от вида и температуры грунта. (табл. V 4 Справочник свайные работы с.103). Проходка 1м в глину, суглинок и супесь – 20-30минут, песках – 30-40минут.
Оттаивание грунта выполняют отдельными захватками.
Погружение холодной железобетонной сваи в разогретый грунт может вызвать ее разрушение. Поэтому операцию погружения следует выполнять через 12-24часч после оттаивания.
В случаях зависания сваи выше проектной отметки прибегают к дополнительному оттаиванию грунта путем подачи пара под нижний конец сваи.
В оттаявшую скважину сваю опускают в следующей последовательности:
1.строповка сваи и подтаскивание ее к агрегату
2.подъем и центрирование сваи над местом погружения
3.резкое опускание сваи в скважину с высоты 2-3м
Технологическая схема (рис.11)
2-оттаяный паром грунт, 3-твердомерзлый грунт,
4-выравнивание сваи 5-отжатиен грунта сваей
Рис.11.Опускной способ погружения
свай в оттаянную паром скважину
Достоинства способа:
1.возможность погружения сваи без бурения
2.простота, небольшая стоимость и трудоемкость
3.применение парового вибролидера.
Недостатки способа:
1.фиксация погружения свай
2.неровные поверхности скважины
3.необходимость подачи раствора и дополнительной центровки свай
4.очень длительное и неравномерное вмерзание (15-70дней)
5.возможность выпучивания грунта и подъема свай.
Бурозабивной способ. При этом способе в предварительно пробуренную скважину копер забивает сваю, которая, двигаясь вдоль скважины, как бы спрессовывает грунт и тем самым улучшает контакт с массивом грунта. В зоне контакта грунт несколько оттаивает, однако толщина оттаявшего слоя невелика и он быстро смерзается со сваей Это выгодно отличает последний способ от двух ранее рассмотренных.
Средние скорости погружения железобетонных свай в пластично-мерзлые грунты зависят от вида сваебойного оборудования (табл.5.6.Справочник. Свайные работы с.105).
Для устройства скважин наряду с другими буровым оборудованием применяют сваебойное оборудование с трубчатым буром-лидером, который представляет собой стальную трубу с открытым нижним концом. При погружении трубы в грунт в нее заходит грунт. После извлечения трубы с грунтовым керном из грунта в нем образуется скважина. Бур-лидер погружают с помощью дизель-молота или вибропогружателя.
Когда погружаемая свая заходит в скважину, оттаявший грунт заполняет промежутки между сваей и стенками скважины. После смерзания грунта со сваей последняя готова принять нагрузку от сооружения.
Технологическая схема.(рис.12)
4.-пластично-мерзлый грунт
Рис.12 Бурозабивной способ
погружения свай в вечномерзлые грунты.
Достоинства способа:
1.высокая производительность установок термомеханического бурения (АБУ) и комбинированного действия,
2.уменьшение объема буровых работ,
3.отсутствие мокрых процессов,
4.точность погружения свай,
5.возможность применения комбинированного агрегата: бурение и завинчивание,
6.быстрое вмерзание свай (5-20дней),
7.высокая несущая способность.
Недостаток способа: высокая повреждаемость свай и необходимость их армирования.
Устройство буронабивных свай. При устройстве буронабивных свай применяют следующие способы зимнего бетонирования: безобогревный, обогревный и комбинированный.
Безобогревный реализуют используя тепляки и бетонную смесь, содержащую противоморозные добавки, а также холодные бетоны.
Обогревный – искусственный подогрев смеси электрическим током, горячим воздухом или паром.
Комбинированный – сочетание двух способов.
Способ бетонирования выбирают в соответствии с мерзлотно-грунтовыми условиями строительной площадки.
Достоинства способа:
1.возможность изготовления свай любых размеров,
2.точность погружения свай,
3.точночть изготовления свай,
4.высокая несущая способность свай
5.очень длительное смерзание (40-500дней)
Недостатки способа:
1.высокая стоимость и трудоемкость буровых работ,
2.дефекты при изготовлении,
3.наличие мокрых процессов.
Для самостоятельного изучения.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СВАЙНЫХ РАБОТ
Контроль качества при устройстве предварительно изготовленных свай.
Погружение свай в зимний период через слой сезонно-мерзлого грунта в районах с умеренным климатом не вносит каких-либо изменений в контроль качества и в приемку работ по устройству свайных фундаментов. Все этапы приемки и вся документация остаются в этом случае такими же, как для свай, погружаемых в летний период.
Погружение предварительно изготовленных свай в вечно-мерзлые грунты сопровождается дополнительными контрольными процедурами, окончательно фиксируемыми при приемке работ. Скважины, пробуренные или оттаянные для буроопускных и опускных свай, освидетельствуют, и устанавливают их соответствие проектным данным. Освидетельствование оформляется актами приемки буровых работ, включаемыми в документацию, которую предъявляют при приемке свайного поля. Поэтапные данные о несущей способности свай на всех стадиях строительства, разрешение на загрузку свай и т. п. заносят в температурный паспорт сооружения.
Для наблюдений за смерзанием погруженных свай с грунтами основания устраиваются температурные скважины
(рис. 1У.18), в которых через определенные промежутки времени измеряют температуру окружающего сваю грунтового раствора. Обычно эти скважины представляют собой металлические двухдюймовые трубки с запаянным нижним концом, погружаемые в грунтовый раствор рядом со сваей сразу после ее установки и фиксации на проектной отметке.Количество температурных скважин должно быть не менее 1 % от общего числа свай в фундаменте, но и не менее четырех. Температурные скважины размещают в соответствии с проектом. В обязанности строящей организации входит наблюдение за сохранностью температурной скважины до сдачи объекта в эксплуатацию.