Файл: Крыльцов, Е. И. Современные железобетонные мосты [монография].pdf

ем сквозь полость оболочек при помощи станков УКС-30 скважины на глубину 1,4 м. После установки арматурного каркаса в полость скважины и оболочки ее заполняли бетонной смесью по способу ВПТ. По этой же технологии построены фундаменты мостов через реки Оку, Бирюсу, Волхов и др.

Фундаменты из свай-оболочек диаметром 3 м и больше приме­ нены для нескольких крупных мостов преимущественно с высоким расположением ростверков в руслах рек с большой глубиной воды и необходимости погружения свай через значительную толщу грун­ та, поддающегося разработке средствами подводной гидромехани­ зации, грейферами или буровыми станками.

Так, фундаменты речных опор под балочно-неразрезные пролет­ ные строения длиной 176 м совмещенного моста выполнены из шести свай-оболочек диаметром 4 м, погруженных на глубину до 46 м от рабочего уровня воды (глубина воды 28 м) через толщу среднезернистых песков мощностью до 20 ж в слой межморенной глины. На глубину до 41 м ниже уровня воды сваи-оболочки погру­ жали при помощи спаренных вибропогружателей ВП-160 и ВП-250. На остальном пятиметровом слое в глине разрабатывали скважину, затем ее и полость оболочки заполняли бетонной смесью по методу ВПТ через трубу диаметром 40 см.

В фундаментах мелкого заложения под устоями, закладываемы­ ми в тело насыпи, а также под опоры мостов на суходолах и для путепроводов при наличии песчаных грунтов применимы сваи-обо­ лочки стаканного типа. Такие сваи-оболочки использованы для опор моста через р. Ржевку (рис. VII.7). Здесь свая-оболочка диа-

Рис. VII.7. Береговая опора на сваях-оболочках стаканного типа

400

метром 1,6 м со стенкой толщиной 12 см имеет диафрагму, распо­ ложенную на высоте 3,2 м от низа оболочки. Низ оболочки снаб­ жен стальным ножом, а верх — обычным фланцем, к которому прикрепляли вибропогружатель ВГТ-3. Наличие диафрагмы при по­ гружении способствовало уплотнению грунта в стакане и в рабо­ чей зоне под оболочкой, чем значительно повышена несущая спо­ собность основания.

Для опор на сваях-оболочках стаканного типа при сооружении фундаментов мелкого заложения не требуется устройства котло­ ванов, так как верхняя часть оболочек может быть приспособлена для непосредственного опирания на них пролетных строений или для сопряжения с другими элементами опоры.

§34. ФУНДАМЕНТЫ НА БУРОВЫХ СВАЯХ

Впоследние годы на буровых сваях сооружено значительное число мостовых опор, для которых применены как бурообсадные сваи, так и буровые с уширенной пятой.

В н а ш е й с т р а н е в 1964 г. бурообсадные сваи широко при­ менены при постройке опор мостов в Магаданской обл., где за три года построено 112 таких фундаментов в галечно-валунных грунтах горных рек. Здесь вначале на некоторую глубину забивали в грунт обсадную трубу в виде железобетонной оболочки диаметром 45 см со стенками толщиной 5 см. Затем из трубы удаляли грунт и через полость станками УКС-22 и УКС-30 разбуривали породу на 20— 30 см ниже основания оболочки. После очистки скважины желон­ кой оболочку осаживали и операции повторяли до погружения тру­ бы на проектную отметку, после чего ее заполняли бетонной смесью. При опирании на скальную породу скважины заглубляли в скалу на 1—1,5 м. Применение фундаментов такой конструкции позволило снизить стоимость в 3 раза и трудозатраты в 10 раз по сравнению с фундаментами на естественном основании, сооружае­ мыми методом вымораживания.

При постройке автодорожного моста через реку в 1960 — 1961 гг. взамен предусмотренных в проекте кессонов фундаменты были сооружены из буровых свай диаметром 1,5 ж в сложных гидрогеологических условиях (рис. VII.8). Глубина воды 7 м. Дно реки на глубину 5 м сложено из мелких и разнозернистых песков, ниже которых на 8—15 м залегает мергель с прослойками извест­ няка и глины. Прочные однородные мергели и известняки находят­ ся на глубине 22 м от уровня воды. Для возведения фундаментов сначала на выравненное дно опускали бездонный ящик 6, имею­ щий размеры ростверка. В ящик на дно устанавливали форшахты 7 в виде тонкостенных труб диаметром 1,9 м, которые перед бурением наращивали съемной трубой 4. На дно внутри ящика отсыпали двухметровый слой песка и затем форшахты заглубляли в дно реки на 5,72 м от поверхности грунта в ящике. Породу бурили опытным агрегатом 5, сконструированным на базе станка роторного бурения марки БУ-40. Разбуривали в три. приема шарошечными долотами 1

401

рыми залегают слои суглинков и тугопластичных глин мощностью 25—26 ж, подстилаемых толщей тяжелых моренных глин.

Взамен опускных колодцев строителями было предложено осно­ вание на буровых сваях. Для восприятия значительных усилий от постоянной нагрузки железобетонного пролетного строения длиной 84 ж необходима площадь передачи давления на грунт не менее 144 ж2, что обеспечивалось устройством на каждой свае уширения диаметром 3,5 ж. Под одну из опор было погружено 15 свай, а под вторую 13 диаметром 1,6 ж с уширением в основании до 3,5 ж.

Сваи сооружали буровым агрегатом УБС-1 (рис. VII.9), состоя­ щим из трех объединенных между собой металлических вышек 3, на общей самоходной платформе 1, передвигаемой по рельсовому пути колеей 4880 мм. На вышках смонтирована буровая колонка 2 с механизмом для вращения, грейфер 4 и ударное литое долото 5 массой около 3 т. Основные рабочие органы агрегата — фреза диаметром 1,6 ж емкостью около 2 ж3 и уширитель, обеспечиваю­ щий гидравлическое раскрытие ножей до диаметра 3,5 ж. Общая масса агрегата 104 т. Установленная мощность всех электродвига­ телей 132 кет.

Агрегат УБС-1 монтировали на насыпном островке.

Глубина реки в местах островков составляла в межень от 1,5 до 2,5 ж. Устье скважины разбуривали под защитой обсадной трубы длиной 2,5—3 м, которая исключала возможные наплывы на контак­ те материкового и насыпного грунта островка. Диаметр инвентар­ ной трубы— 1,75 ж, т. е. на 15 см больше диаметра фрезы.

402

дало экономию в 75 тыс. руб. Ряд проведенных испытаний буровых свай показал, что применяемые методы расчета буровых свай весь­ ма приближенны, в результате чего фактическое сопротивление сваи по грунту значительно превышает расчетные данные.

Буровые столбы особенно выгодны при устройстве уширений их основания, позволяющих сократить их общее количество, полностью использовать прочностные свойства материала ствола и, следова­ тельно, существенно повысить их экономическую эффективность.

Отечественный опыт крепления скважин глинистым раствором, успешно примененный на ряде строек, по сравнению с зарубежным имеет то преимущество, что в нем глинистый раствор используется только для крепления от обрушения стенок скважины и уширения, а разбуренная порода извлекается в процессе бурения буровой фре­ зой. Это исключает необходимость в громоздком и энергоемком оборудовании, необходимом для циркуляции и очистки раствора от разбуренной породы, что существенно снижает стоимость буровых работ и упрощает их производство в зимних условиях.

Уширители, применяемые в СССР, имеют перед зарубежными то преимущество, что их расположение над рабочей фрезой позволяет тщательно очищать нижнюю часть уширения от разбуренной поро­ ды, а система гидропривода раскрытий ножей уширителя обеспечи­ вает контроль за размерами разбуриваемого уширения непосредст­ венно в процессе производства работ.

В ряде з а р у б е ж н ы х с т р а н фундаменты из буровых и набив­ ных свай успешно конкурируют с фундаментами из забивных свай и оболочек, особенно в области промышленно-гражданского и гидро­ технического строительства. Наряду с буровыми сваями из моно­ литного бетона используют готовые сваи, погружаемые различными способами в пробуренные скважины (табл. VII. 1).

403