Строительство

Технология строительного производства

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

При погружении свай зимой в сезоннопромерзающие грунты приходится выполнять дополнительные операции или отдельные процессы, увеличивающие трудоемкость и продолжительность свайных работ. Без дополнительных операций, но с некоторым снижением производительности установок удается обходиться при погружении свай мощными молотами и вибромолотами, если глубина промерзания ие превышает 0,7 м. В остальных случаях следует создавать условия, близкие к летним. Для этого необходимо предотвращать промерзание грунта путем заблаговременного утепления мест забивки свай подручными материалами (опилки, солома и т. п.). В этих же целях мерзлый грунт разрушают на месте забивки свай механическими способами, принятыми при разработке мерзлых грунтов; устраивают лидирующие скважины бурильными машинами и специальными виброударными установками или нарезают прорези по рядам будущих свай с помощью баровых машин; оттаивают слой мерзлого грунта.

Грунт оттаивают различными способами: огневым с помощью ручных и станковых термобуров с реактивными горелками, термохимическим. В этом случае в металлической коробке цилиндрической формы, располагаемой на. месте сваи, сжигают ацетилен, который образуется из карбида кальция, заливаемого водой. Применяют также глубинный электропрогрев грунтов. Иногда грунты отогревают ТЭНами (тепловыми электронагревателями) или близкими к ним по принципу действия электронагревателями. ТЭНы и электронагреватели устанавливают в узкие скважины, пробуренные в грунте до отметки 25...30 см выше глубины промерзания. Для бурения этих скважин целесообразно применять одношпиндельные установки, смонтированные на одноосном прицепе.

Перед исполнением контрольного динамического испытания сваи (после ее «отдыха») должны быть приняты меры по устранению   воздействия   смерзания   сваи   с   грунтом.

При выборе способа подготовки слоя мерзлого грунта в местах забивки свай помимо сравнения трудоемкости и стоимости процесса необходимо учитывать, что при устройстве лидирующих скважин несущая способность висячих свай может снижаться на 15...20%, при оттаивании несущая способность сваи повышается   на   10.. .15;%.

Методы погружения свай в вечномерзлые грунты отличаются технологическими особенностями, обусловленными физико-механическими свойствами мерзлых грунтов, которые в ненарушенном состоянии имеют высокую несущую способность. Поэтому в этих условиях при выполнении свайных работ необходимо максимально сохранять мерзлые грунты в их естественном состоянии, а на участках, где в процессе погружения свай нарушается структура грунта, следует восстанавливать свойства этих грунтов. Вмерзание свай, иначе говоря — смерзание их поверхности с грунтом, приводит к тому, что сваи приобретают высокую несущую способность. Это явление может быть эффективно использовано при погружении свай в твердомерзлые грунты, условно относимые к низкотемпературным. У этих грунтов среднегодовая температура на глубине 5...10 м не выше —0,6°С для супесей,—1°С для суглинков и— 1,5°С для глин.

Погружают сваи в твердомерзлые грунты главным образом двумя методами: в оттаявший грунт или в пробуренные скважины, диаметр которых превышает наибольший размер поперечного сечения сваи. При погружении свай в оттаявший грунт вначале оттаивают и затем погружают сваи в образовавшуюся в мерзлом грунте полость разжиженного грунта. Грунт оттаивают с помощью паровой иглы, перфорированной в нижнем конце (). Под действием пара (давлением 0,4...0,8 МПа), выходящего у острия иглы, грунт разжижается до текучего состояния, и в него погружают иглу по проектной глубины.

В грунтах с небольшим количеством льда можно получить по

лость нужных размеров в короткое время (1...3 ч), а в грунтах

с большой степенью насыщения льдом этот процесс происходит

в течение 6... 8 ч. Скорость погружения иглы определяют с

таким расчетом, чтобы диаметр протаянной полости в 2...3 раза

превышал наибольший размер сваи в поперечном сечении.

Через некоторое время после погружения происходит вмерзание и свая, будучи как бы заделанной в толщу вечномерзлого грунта,  приобретает  необходимую несущую способность.

Метод погружения сваи в пробуренные скважины () предусматривает такую последовательность процессов и операций: бурение скважины с помощью установки, размещенной на песчано-гравийной или шлаковой подсыпке, обеспечивающей возможность перемещения оборудования при слабых . местных грунтах, с погружением в деятельном слое во избежание оползания грунта в скважину обсадной трубы; заполнение скважины песчано-глинистым раствором до отметки, при которой объем раствора с некоторым избытком достаточен для заполнения зазоров между стенками скважины и сваи после ее погружения; погружение сваи, сопровождающееся выжиманием раствора; извлечение   обсадной   трубы.

До начала работ по устройству ростверка раствор должен замерзнуть, т. е. свая должна вмерзнуть. Этот метод, применяемый в зимних условиях, когда деятельный слой находится в мерзлом состоянии, позволяет отказаться от обсадных труб.

При выполнении свайных работ в вечномерзлых грунтах весьма эффективным является проходка скважины с помощью трубчатых буролидеров (), являющихся сменными рабочими органами сваепогружающих установок. Трубчатый бур имеет специальный наконечник и работает вместе с вибромолотом; Отделяя керн от массива грунта, трубчатый бур проходит через деятельный слой и погружается на необходимую глубину в вечномерзлую толщу. Между трубой и стенкой скважины может образоваться зазор, который облегчает погружение трубчатого бура, даже если в него оплывет грунт деятельного    слоя.

В пластично-мерзлые, высокотемпературные (со среднегодовой температурой не ниже —1°С) грунты сваи погружают забивным или бурозабивным методом. Методы погружения в оттаянный грунт и в скважины большего сечения, чем сечение свай, в условиях высокотемпературных грунтов малопригодны из-за того, что вмерз.ание сваи происходит весьма медленно. Забивать сваи можно в пластично-мерзлые пылеватые суглинки и песчаные грунты, не содержащие включений, и только в период сезонного оттаивания, так как зимой грунты деятельного слоя охлаждаются до -10°С и становятся твердомерзлыми. Поэтому область при-я бурозабивного метода значительно шире.

Бурозабивным методом сваи погружают в два этапа. На первом этапе пробуривают лидирующую скважину, диаметр которой принимается на 1...2 см меньше стороны сваи. На втором этапе погружают сваю с помощью вибромолота или дизель-молота. При этом грунт отжимается от углов сваи к середине ее стенок. Грунт оттаивает за счет тепловой энергии, трансформированной из механической, развиваемой молотом, и частичного . выжимания грунта из скважины. Достаточно оттаять тонкий слой грунта — и температура в зоне, прилегающей к свае, повысится на весьма незначительную величину, процесс вмерзания сваи в грунт произойдет за короткое время. Применение лидирующих скважин позволяет повысить точность установки сваи, обеспечить погружение ее на проектную глубину, устранить случаи поломки сваи при попадании под острие валунов и др.

Рассмотренные методы погружения в вечномерзлые грунты применяют для погружения железобетонных свай, иногда для погружения металлических шпунтов, а также деревянных свай. Деревянные сваи при изготовлении следует пропитывать креозотом или другим антисептиком для предохранения от гниения у зоне   переменной   влажности.