Файл: Симагин В.Г. Свайные фундаменты. Особенности проектирования и возведения.pdf

малой мощности; большая величина защитного слоя бетона над сетками в голове свай; некачественная или неправильная установка в голове свай сеток, которые при изготовлении свай занимают наклонные положения; наличие в верхней части слабого неоднородного пласта с твердыми включениями; ложный отказ и твердые включения, выход из строя прокладок; большое заглуб­

увеличение его мощности путем увеличения высоты па­ дения ударной части; удаление части слоя с включения­ ми; прорезка сваями большого сечения (уменьшится количество свай и вероятность попадания на твердые непробиваемые включения); увеличение времени «отды­ ха» свай.

Материал и конструкция сваи не рассчитаны на про­ хождение камней, строительных конструкций и т. п. Об их наличии свидетельствуют: ‘внезапный пулевой отказ; появление жесткого, резкого, звенящего удара; увеличе­ ние продольного изгиба; появление на стволе сваи про­ дольных и наклонных трещин, разрушений. Если голова сваи после забивки или после срубки имеет сколы, тре­ щины, неровности или другие подобные дефекты, то их устраняют следующими способами. Если разрушение

либо препятствием, то необходимо извлечь сваю и на ее место забить новую. При невозможности извлечения поврежденной сваи производится ее срубка и забивка рядом такой же сваи на проектную глубину. При затруд­ нениях с забивкой дублирующей сваи выполняется ремонт сваи путем бетонирования с установкой дополни­ тельного армирования.

7. В ы п у ч и в а н и е г р у н т а вокруг свайных кус­ тов может происходить вместе со сваями. Это наблю­ дается, когда забивка свай в кусте начинается с край­ них рядов. Выпученные сваи должны быть добиты.

В случае составных или наращиваемых свай необходима уверенность в том, что выпучивание пе разъединило 'Сты­ ки свай. Выпучивание можно уменьшить путем увеличе­ ния расстояния между сваями и определенной последова­

93

тельности забивки (от центра с постепенным приближе­ нием к наружным рядам).

8 . И с к р и в л е н и е свай наблюдается, если при за­ бивке сваи расположены слишком близко или недоста­ точна жесткость стволов, оно зависит также от характера грунта. Если сваи испытывают изгиб, то появляющиеся трещины приводят к коррозии арматуры.

9. Причинами п о л о м к и свай являются неправиль­ ное складирование и транспортирование, недостаточная прочность, использование молотов малой мощности и др.

МЕХАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО СРЕЗКЕ ГОЛОВОК СВАЙ

Нередки случаи, когда по тем или иным причинам при забивке сваи не погружаются до проектной отмет­ ки, поэтому приходится их срезать (при устройстве сборных ростверков) или срубать с оголением армату­ ры (при устройстве монолитных ростверков).

Для удаления головок железобетонных свай, возвы­ шающихся над проектной отметкой, и оголения армату­ ры свай обычно используются пневматические отбойные молотки, позволяющие срубать до 2 0 свай в смену. Ин­ ституты НИИмосстрой и БашНИИстрой предложили при срубке свай отбойным молотком использовать ин­ вентарный хомут, обжимающий бетон непосредственно под линией срубки и позволяющий получить достаточно ровную поверхность торца сваи. В ряде строительных организаций также разработаны и внедрены различные установки и приспособления для срубки свай (табл. 16). Они позволяют значительно сократить ручной труд, сни­ зить стоимость работ, увеличить производительность труда в 4—10 раз и обеспечить высокую точность срезки (в пределах 3—5 мм) без нарушения целостности бетона ниже линии среза.

04

95

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

ВКАРЕЛИИ'

Внастоящее время в Карелии делаются только пер­ вые шаги по применению свайных фундаментов, поэтому задача состоит в том, чтобы обобщить передовой опыт

других регионов нашей страны, а также разработать и применить новые конструкции и материалы для свай, способы производства работ, новое оборудование и ме­ ханизмы.

В последнее время получены интересные результаты по применению легких бетонов (менее 1800 кг/м3) в ка­ честве материала для свай [Ф. А. Ситников, 1970]. Как известно, применение легких бетонов в строительстве различных сооружений позволяет уже само по себе полу­ чить значительный экономический эффект. Хотя кон­ структивные легкие бетоны в стоимостном выражении дороже обычных (тяжелых) примерно той же прочно­ сти, но вследствие меньшего объемного веса они имеют ряд преимуществ: снижают вес конструкций, а следова­ тельно, и нагрузок, передаваемых на грунт, уменьшают расход арматурной стали и стоимость транспортирова­ ния сборных конструкций.

Правда, расход цемента в конструкциях из легких бетонов несколько выше, чем в конструкциях из тяже­ лых бетонов, а сам бетон обладает меньшей прочностью и имеет меньший модуль упругости. Но последнее свой­ ство оказывается не отрицательным для легких бетонов, применяемых в качестве материалов для свай, а наобо­ рот, положительным. Дело в том, что свойства легких бетонов, заключающиеся в меньшем модуле упругости, повышенной растяжимости и более позднем начале усадочных явлений, придают сваям, выполненным из них, большую трещияоустойчивость и долговечность. Благодаря этому появляется возможность значительно уменьшить количество арматуры по сравнению со свая­

1 Раздел іцатнісам Е. В. Шушаковым и В. Б. Фрейдиным.

96

щебня шунгитовых сланцев. С вводом в эксплуатацию нового шунгизитового завода в южной промышленной зоне г. Петрозаводска строительная индустрия Карелии будет ежегодно получать свыше 200 тыс. ж3 этого эффек­ тивного заполнителя для производства всевозможных строительных конструкций.

Получаемый в настоящее время шунгизитовый гравий имеет недостаточную прочность для того, чтобы исполь­ зовать его в конструктивных бетонах, в том числе и для свай. Однако работы последнего времени, выполненные в НИИЖБе, НИИ'СТРОМе, а также в Петрозаводском государственном университете имени О. В. Куусинена, свидетельствуют о наличии практических возможностей получения при обжиге более высокопрочных марок шун­ гизита.

Исследованиями, проведенными в ряде институтов, установлено, что при одной и той же кубиковой проч­ ности легкие бетоны имеют большую призменную проч­ ность, а это позволяет погружать в грунт длинные сваи на большую глубину, повышая их несущую способность без увеличения прочности бетона с повышенным расхо­ дом цемента. Меньший вес свай из легкого бетона также позволяет применить более легкое сваебойное оборудо­ вание, и для их погружения в грунт требуется меньшее количество равновеликих по энергии ударов.

При погружении овай из обычного бетона в них, кро­ ме сжимающих усилий и напряжений, могут возникать также и растягивающие напряжения до 25—35 кг/см2, особенно при забивке свай молотами [Г. М. Бадьин, 1967, Ф. А. Ситников, 1970 и др.].

Чтобы воспринять эти напряжения без образования трещин, требуется изготовлять сваи из бетона марки не ниже 600—800. При забивке свай из плотного бетона обычных марок в них часто наблюдается появление тре­

никают грунтовые воды, вызывая появление ее коррозии и этим значительно понижая несущую способность свай.

При забивке в аналогичных грунтовых условиях свай, выполненных из легкого бетона, благодаря большей деформативности и меньшему модулю упругости вели­ чина растягивающих напряжений не превышает

97

5—8 кг/см2, что воспринимается бетоном марки 250 и 300 без образования трещин.

Опыт применения свай из легкого бетона также показал, что они имеют большую величину действи­ тельного отказа по сравнению со сваями из плотного бетона одинаковой длины. Все это свидетельствует о большом преимуществе применения свай из нового материала — шунгизитобетона.

Моренные отложения являются наиболее распростра­ ненными в Карелии. Главная их особенность — значи­ тельное содержание крупнообломочного материала, в основном валунника, составляющего в среднем от 20 до 30%, а в некоторых случаях и до 50%. Средний раз­ мер валунов — около 50 см, а средне-максимальный — от 1 до 2 м. Это накладывает свои особенности на уст­ ройство свайных фундаментов, поскольку валуны, не позволяя производить забивку свай, могут свести на нет все усилия строителей.

Конечно, в первую очередь применение свай должно производиться на участках с минимальным содержани­ ем валунного материала. Вместе с тем, в этих специфи­ ческих условиях, как правило, наряду с широко распро­ страненными конструкциями призматических свай квад­ ратного сечения необходимо также применять и новые конструкции свай, появившиеся за последнее время. К ним прежде всего относятся буровые и буронабивные сваи.

Общим для этих свай является предварительное разбуривание скважин, выполняемое высокопроизводи­ тельными буровыми агрегатами. Когда встречается ва­ лун, он либо разбивается крестовыми долотами, либо проходится обычными методами. В случае встречи круп­ ных валунов или выхода скальных грунтов типа «ба­ раньих лбов», широко распространенных в Карелии, принимается решение на основании статического зонди­ рования о прекращении разбуривания и устройстве сваи-стойки, опирающейся на встреченный массив скаль­ ного грунта. Подобные свайные фундаменты благодаря их высоким экономическим показателям и высокой про­ изводительности работ получают все большее распро­ странение у нас в стране.

После проходки скважины в нее с небольшим уси­ лием опускается свая. Поскольку ее диаметр несколько

98