Файл: Сорокин П.П. Свайные работы.pdf

собой усеченные .конусы, сваренные из листо­ вой стали и усиленные ребрами. В верхней -и нижней плоскостях они имеют фланцы. К верхнему фланцу болтами крепится вибратор. Нижний фланец крепится болтами к стально­ му верхнему кольцу сваи-оболочки.

Рис. 52. Присоединение вибропогружа­ теля к железобетонной свае

У—свая; 2—рабочая арматура сваи; 3—ко­ нус; 4—конусный стакан вибропогружателя; 5—конусная плита

При изготовлении сваи-оболочки к верхне­ му ее кольцу привариваются шпильки с бол­ товой нарезкой. Они размещаются в соответ­ ствии с болтовыми отверстиями нижнего фланца наголовника. Для .разметки шпилек обычно используется шаблон (из тонкой ста­

162

ли),.-все размеры и отверстия 'Которого тонне

соответствуют фланцу.

Иногда при погружении оболочек требует­ ся одновременно удалить грунт из внутренней плоскости оболочек. Для этого грунт размы­ вается водой. Вода и грунт из глубоких ко­ лодцев извлекаются эрлифтом. Работа послед­ них основана на том, что в одну трубу, опу­ щенную в скважину, вставляют другую тру­ бу, по которой подается сжатый воздух ниже горизонта воды. Образуется смесь воздуха с водой, имеющая объемный вес меньше, чем вода в скважине. Таким образом, при непре­ рывной подаче воздуха воздушная смесь бу­ дет подниматься вверх по трубе и, достигнув ее устья, изливаться из трубы.

Работы выполняются в следующем поряд­ ке. На свае-оболочке закрепляется наголов­ ник и во внутреннюю полость устанавливают­ ся эрфлит и трубка для размыва грунта, пос­ ле чего свая помещается на место ее погру­ жения и расчаливается тросами от лебедок. Затем подключается воздушный (для эрли­ фта) и водяной шланги, вибропогружатель устанавливается краном на голову оболочки и включается электродвигатель вибропогру­ жателя, при этом свая-оболочка погружается в грунт. Если на некоторой глубине образует­ ся грунтовая пробка, погружение останавли­ вается. Тогда при помощи эрфлита выбирают ■грунт из оболочки (на глубину 40—50 см ни­ же ножа оболочки), вновь включают ■элект­ родвигатель и движение сваи возобновляется до образования новой пробки; таким обра­

зом, цикл повторяется, пока соая не дойдет до заданной глубины.

Хорошие результаты погружения трубча­ тых овай диаметром 400 мм, длиной 6 м, со стенками в 60 мм получены отри устройстве монолитного бетонного ростверка для пяти­ этажных домов в Ленинграде (Малая Охта, квартал 24). Сваи сначала забивали вибропогружателем ВПП-2, но его работа была малоэффективной, так как грунт ока­ зался насыпным и сваи при погружении на­ талкивались на кирпич«, доски, бревна и другие предметы. Для дальнейшей забивки свай был применен дизель-молот С-268. Ра­ боты были выполнены за 2Г машино-смену, что более чем в два раза превышает норма­

тивные данные.

Погружение свай с использованием под­ мыва. Погружение свай при помощи молота или вибропогружателя иногда встречает зна­ чительные сопротивления со стороны грунта. Это проявляется особенно сильно при боль­ шом поперечном сечении сваи, глубоком ее погружении и при плотных глинистых грун-’ тах или чистых крупнозернистых песках и т. д. Такие препятствия в ряде случаев можно успешно преодолеть при помощи подмыва.

Сущность этого способа заключается в том, что при действии струи воды, нагнетае­ мой под сильным давлением и вытекающей у острия сваи, окружающий сваю грунт раз­ рыхляется. Благодаря этому лобовое сопро­ тивление продвижению сваи значительно па­ дает. А так как нагнетаемая вода пробивает себе дорогу на поверхность грунта через за­

164

зор между боковой поверхностью сваи и грунтом, то значительно понижается и боко­ вое трение. В итоге погружений сваи в неко­ торые грунты облегчается настолько, что свая

молота.

Наиболее часто применяют комбинирован­

воды прекращают, а сваю доводят до задан­

нение способ предварительного подмыва, при котором тяжелые грунты были разрыхлены на глубину в 3,5—4,5 м путем погружения трубы (диаметром 50 мм), через которую в грунт нагнеталась вода. После такого рыхления грунта сваи, в особенности шпунт, погружа­ ются значительно быстрее. При погружении свай в гравелисто-песчаные грунты весьма эф­ фективным приемом оказалось применение сжатого воздуха при одновременном под­ мыве.

После прекращения размыва разрыхлен- . ный грунт постепенно уплотняется, плотно прилегает к поверхности свай, чем обеспе­ чивается трение примерно такое же, которое

165

возникает в результате погружения сваи без подмыва, а несущая способность свай, опу­ щенных с подмывом, оказывается во многих случаях нисколько не меньше, чем забитых без подмыва. Наилучшие результаты дости­ гаются в чистом песке, который весьма бы­ стро уплотняется послепрекращения подачи

воды. Однако для дости­ жения требуемого отказа

•подмыв обычно произво­ дят не до полной глуби­ ны и на последнем метре сваю погружают без подмыва.

Для подачи воды к острию сваи служат лодмывные трубки: 'иногда — одна, забетонированная по оси железобетонной сваи; чаще—две, ..распо­ ложенные по противопо­ ложным сторонам сваи (рис. 53). Иногда приме­ няются и четыре трубки. В полых металлических сваях эти трубки поме­ щаются внутри оболочки сваи и выступают из пос­ ледней через ее кониче­ скую часть (рис. 54), либо располагаются в са­ мом острие.

Во всех случаях трубки, подающие воду под напором, должны быть размещены сим­ метрично, иначе свая отклонится от задан-

166

■ного направления. С другой стороны, при отклонении сваи правильность ее погруже­ ния восстанавливается уменьшением подачи воды в трубку с той стороны, в которую свая наклонилась.

В большинстве случаев пользуются труб­ ками диаметром 50—65 мм и устраивают их таким образом, что они могут свободно пере­ мещаться вдоль сваи. Нижние концы трубок опускаются ниже острия сваи примерно на

f l Н50Ч

г

Рис. 54. Подмывные трубки

я—схемы расположения: / —прикрепление трубки к деревянной свае; 2—сопряжение трубки с металли­ ческой полой сваей; б—наконечник

20 см и заканчиваются наконечниками-соп­ лами (рис. 54, б) с выходным отверстием диаметром 10—20 мм, что способствует уве­ личению скорости вытекающей воды и, сле­ довательно, ее размывающей тале.

Наконечники, помимо центрального от­ верстия, имеют восемь боковых отверстий диаметром 8 мм. Наконечники 'соединяются

167

с трубками нарезкой. Для предохранения трубок от засорения необходимо подачу воды под напором . поддерживать непрерывно в течение всего периода погружения сваи. В не­ которых случаях наконечник плотно прива­ ривается к конусу сваи. В таких случаях подмыівная трубка соединяется с наконечником нарезной муфтой. Это позволяет по оконча­ нии опускания свай вывернуть трубки и ис­ пользовать их вторично; сам же конусный наконечник вместе со сваей остается в грунте.

Верхний конец трубок гибким шлангом соединяется с насосом. В зависимости от вида грунта вода должна поступать под дав­ лением от 3 спи (при песке) до 15 am (при тяжелых глинистых грунтах); при глубине погружения свай до 35 м может потребовать­ ся даже напор в 20—25 ати.

Кроме того, при погружении свай на глу­ бину более 20 м недостаточно подавать воду

1 000 лімин. на одну сваю. В связных грун­ тах требуется больший напор воды и сравни­ тельно меньший ее расход. В песках, наобо­ рот, решающее значение имеет количество подаваемой воды. Скорость последней долж­ на быть достаточной для взвешивания частиц грунта и придания ему текучести, а объем — для образования и поддержания взрыхлен­ ной массы грунта. В итоге, необходимы мощ­ ные насосные установки, обеспечивающие высокие напоры и обильную подачу воды.

1 6 8

Необходимый напор и количество воды окон­ чательно устанавливаются на месте работ опытом.

После прекращения подмыва перед окон­ чательной добавкой сваи трубки вынима­ ются.

Преимущества способа подмыва весьма существенны и состоят в следующем:

а) имеется возможность погружать сваи в грунт на глубину, при которой свайная бой­ ка без подмыва практически неосуществима; б) сваи опускаются в грунт без ударов и сотрясений или с незначительным сотрясе­ нием, не оказывающим вредного влияния на расположенные вблизи места забивки соору­

жения и оборудование; в) уменьшение сопротивления грунта за­

бивке свай позволяет применять молот мень­ шего веса; при этом половы свай не подвер­ гаются разрушению;

г) имеется возможность преодолеть от­ дельные препятствия, встречаемые при про­ хождении слоев грунта; даже в грунтах с валунами можно с успехом погружать сваи с подмывом, так как вода, вынося частицы грунта, дает возможность свае отодвинуть камень.

При использовании способа подмыва не­ обходимо обратить занимание на то, чтобы не Произошел размыв грунта соседних зданий, сооружений и вокруг соседних свай.

Применение подмыва особенно целесооб­ разно в следующих случаях.

1.Погружение свай и шпунта в песчаны

игравелистые грунты на глубину более 6 м

169

рекомендуется, как правило, производить с применением подмыва. Действие водяной струи на песок очень ценно, так как именно чистый песок оказывает весьма значительное сопротивление погружению свай.

2.Если погружение легких свай и шпун­ тов на заданную глубину вибраторами или легкими молотами затруднительно, то реко­ мендуется не производить забивку при помо­ щи тяжелого оборудования, а использовать подмыв.

3.При за'би.вке длинных деревянных свай

вплотные грунты довольно часто происходит повреждение свай. В этих случаях подмыв позволяет быстро погрузить сваю без нару­

шения ее несущей способности и прочности. 4. Большой эффект дает применение под­ мыва при погружении тяжелых железобетон­

бивки требует применения молота исключи­

указанных сечений грунт (непесчаный) в промежутках между выступающими полками оставался рыхлым, что сильно снижало несу­ щую способность сваи.

При забивке и вибропогружеиии свай в плотные глинистые грунты в сваях возни­ кают значительные напряжения, в результате которых железобетонные и- далее металличе-

170

сине сваи могут разрушаться. Совершенно ясно, .что погружение может намного облег­ читься, если между сваей и глинистым грун­ том создать водяную пленку, значительно уменьшающую трение между сваей и грун­

том.

Для обеспечения и ускорения погружения свай вместо подмыва иногда с успехом при­ меняется постоянный электрический ток, ко­ торый вызывает перемещение влаги в грунте от положительного электрода (анода) к от­ рицательному (катоду), благодаря чему грунт у анода осушается и уплотняется, а у катода увлажняется. Это явление известно под названием электроосмоса.

Для того чтобы использовать постоянный электрический ток, надо одну из ранее заби­ тых свай превратить в положительный элек­ трод, а забиваемую — в отрицательный. В таком случае вокруг погружаемой сваи со­ здается зона грунта с повышенной влаж­ ностью, сопротивление между сваей и грун­ том снижается и в значительной мере облег­ чается и ускоряется забивка.и вибропогруже­ ние свай в плотные глинистые грунты. В ре­ зультате получается примерно тот же эффект, что и при подмыве, но без разруше­ ния структуры грунта. Особенно целесооб­ разно применение электроосмоса при погру­

Переувлажнение грунта у катода — явле­ ние временное: после выключения тока' пер­ воначальное состояние грунта вокруг сваи-

171