Файл: Свайные работы [учебное пособие]..pdf

Вода для подмыва подается насосом из расчета 40—50 м3/ч на каждую подмывную трубку давлением на выходе не менее 4 ат для песчаных грунтов и не менее 10 а т — для слабосвязанных грунтов.

Рис. 4.14. Подмыв для погружения свай сплошного сечения:

а — расположение подмывных трубок; 1 — мо­ лот; 2 — трос, поддерживающий подмывную трубку; 3 — напорный шланг; 4 — подмывная тру?!»кя; 5 — свая; б — наконечник подмывной трубки; / — прикрепление трубки к деревян­ ной свае; 2 — сопряжение с металлической сва­

ей; 3 — наконечник

Ориентировочные данные о потребной величине напора и рас­ ходе воды для подмыва приведены в табл. 4.1.

Т а б л и ц а 4.1

Параметры для подмыва грунта водой при. погружении ctoaft

Т а б л и ц а 4.2

Размеры трубок и шлангов для подмыва грунта водой

установку следует располагать как можно ближе к месту погруже­ ния свай. Чтобы избежать повреждения насосной установки в слу­ чае закупорки отверстий наконечников грунтом, напорный трубо­ провод должен иметь предохранительный клапан.

Ускоренное погружение свай с помощью электроосмоса объясня­ ется тем, что при кратковременном действии постоянного электри­ ческого тока во влажных глинистых грунтах возникает движение поровой воды от анода (электрода, соединенного с положительным полюсом генератора тока) к катоду (электроду, соединенному с отрицательным полюсом генератора). Если одну из свай погрузить общчным способом и присоединить ее к положительному полюсу генератора постоянного тока (аноду), а другую, непогруженную, к отрицательному полюсу того же генератора (катоду), то вблизи сваи-анода образуется зона грунта с пониженной влажностью, а вокруг сваи-катода — зона водонасыщенного грунта. Вследствие этого снижается трение сваи о грунт, и она ускоренно погружается при забивке молотом или вибрированием.

После погружения сваи-катода и прекращения подачи тока вос­ станавливается нормальная влажность и несущая способность грунта, окружающего сваю.

Наибольший эффект применения электроосмоса достигается при погружении свай в водонасыщенные плотные глинистые грунты, моренные суглинки и моренные глины.

На рис. 4.15 показана схема ускоренного погружения свай с од­ нополюсным применением электроосмоса. В некоторых случаях по­ гружают сваи, присоединенные к аноду и катоду генератора (двух­ полюсное присоединение). С помощью электроосмоса можно по­ гружать тяжелые железобетонные и металлические сваи в плотные

грунты обычными сваебойными молотами или вибропогружателя­ ми. Время погружения свай небольшого веса этим способом сокра­ щается на 30—50%. Кроме того, способ электроосмоса позволяет избежать разрушения железобетонных свай от ударов и деформа­ ций их от продолжительной вибрации.

Способ с помощью электроосмоса можно применять и для из­ влечения металлического шпунта из плотных грунтов. Чтобы устра­ нить утечки постоянного тока, копер, применяемый для погружения

Рис. 4.15. Схемы электроосмотического способа уско­ рения погружения свай:

а — схема ускорения погружения однополюсных свай: I -г генератор постоянного тока; 2 — рубильник; 3 — предохранитель; 4 — амперметр; 5 — вольтметр; 6' — забитая свая-анод; 7 — забиваемая свая-катод; б — поперечный разрез сваи с двухполюсными электрода­ ми; в — расположение электродов по окружности де­ ревянных свай: I — тип с проволочными электродами;

II— тип с узкими полосовыми электродами; 111 — тип с широкими полосовыми электродами

свай с помощью электроосмоса, необходимо изолировать. Для это­ го рельсы, по которым перемещается копер, укладывают по дере­ вянным шпалам. Не следует допускать падения на рельсы металли­ ческих предметов или тросов копра, соприкасающихся с землей. При расположении копра па эстакаде из двутавровых металличе­ ских балок ее изолируют от земли деревянными сваями, являющи­ мися опорами. Для изоляции колес копра по балке укладывают два деревянных бруса в обойме из швеллеров для крепления к ним рельсов. Надежно изолируют копер от платформы пластмассовые вкладыши подшипников в осях колес.

130

К числу подготовительных работ для применения электроосмоса относится устройство на неметаллических сваях электродов, пло­ щадь которых должна составлять около 20—50% площади поверх­ ности сваи. Электроды могут иметь форму продольных полос из кровельной стали или продольных проволочных стержней, распо­ лагаемых симметрично по периметру вдоль свай; концы их присо­ единяют к стальным башмакам или стальным трубам с коническим башмаком.

На рис. 4.15, в показано расположение электродов на деревян­ ной свае, которые прибиты гвоздями и присоединены к стальным башмакам на острие сваи, их прикрепляют также к металлическо­ му кольцевому бугелю или к кольцевому пояску из кровельной стали, укрепленному на голове сваи.

При забивке железобетонных свай, в том числе свай-оболочек, можно приме­ нять следующие электроды: стальной башмак на конце сваи со стержнями, поло­ сы или уголки, располагаемые вдоль сваи и привариваемые к арматурному кар­ касу сваи или металлическому кольцу секции сваи-оболочки, отрезок стальной трубы с коническим башмаком и продольные стержни на наружной поверхности сваи. Типы электродов, зависящие от рода грунтов и степени их водонасыщенности, должны быть предусмотрены проектом производства работ, составленным на основании инженерно-геологических изысканий.

При погружении вибрационным способом железобетонных свай-оболочек с применением электроосмоса по их образующей на внешней стороне располагают от 4 до 8 стальных полос. Для того чтобы не отключать заземления вибропогру­ жателя, необходимо изолировать катоды от арматуры и колец оболочек. Анода­ ми могут являться соседние сваи-оболочки с электродами или специально забитые стальные сваи. Поскольку стальные сваи, погружаемые с помощью электроосмо­ са, являются проводниками тока, их не оборудуют электродами. Но для устране­ ния утечки тока, как и при погружении других свай, имеющих на поверхности стальные электроды, необходимо исключить возможность соприкасания стальных свай с направляющими мачты копра. Для этого на концах швеллеров направляю­ щих копра укрепляют деревянную подушку.

Для извлечения металлического шпунта с помощью электроосмо­ са шпунтовый ряд разбивают на звенья, в каждом из которых сна­ чала обычным способом извлекают одну-две сваи через несколько штук. Оставшиеся сваи будут служить катодом, на котором созда­ ется большая плотность тока, облегчающая извлечение их. В каче­ стве анода используют отдельные шпунтины или стальные сваи, за­ битые рядом.

Источниками постоянного тока могут быть генераторы типа СМГ-2, сварочных агрегатов СУТ-2РУ или САК-2. Для включения и выключения тока и измерений его устанавливают распределитель­ ный щит с рубильником, вольтметром на 120—150 в, амперметром на 200 а постояного тока с предохранителем.

Для присоединения кабеля от генератора к стальной или железобетонной свае, имеющей вверху кольцо, приваривают болт, а в деревянную сваю вбивают металлический штырь с нарезкой, который соединяют проводом с электродами. Зачищенный конец кафеля петлей надевают на болт или штырь и закрепляют гайкой.

В журнале работ, кроме записей, ведущихся при забивке свай обычным способом, заносят следующие данные: устройство и раз­

мер электродов, план расположения свай-электродов, напряжение тока, последовательность присоединения свай к разным полюсам и величину утечки тока.

6.Ускорение погружения свай

спомощью обмазок

Для ускоренного погружения свай их можно обмазывать синте­ тическими полимерами и глинами в виде суспензий, наносимых на поверхность свай. Этим достигается экономия времени, энергии и повышается несущая способность грунта.

Защитное действие обмазок основано на способности молекул некоторых смол при взаимодействии с частицами глинистых грун­ тов сталкивать с поверхности этих частиц молекулы воды. Занимая их место, обмазки образуют пленку, прочно связанную с материа­ лом сваи. Пленка снижает трения по боковой поверхности сваи, а часть смазки, проникая в грунт, упрочняет его, связывая минераль­ ные частицы. Состав, концентрацию, температуру и консистенцию обмазок устанавливают опытным путем.

В качестве обмазок можно применять фурфуроланилиновую смолу (ФАС), карбамидные, полиакриламидный, эпоксидный по­ лимер и др. Для погружения в глинистые грунты свай прямоуголь­ ного и круглого поперечного сечения рекомендуется обмазывать их фурфуроланилиновой и карбамидной смолами. Обмазки в виде смеси со слабым раствором соляной кислоты приготовляют на месте работ и наносят на поверхность сваи кистью слоем толщиной

1—2 мм.

Обмазка из фурфуроланилиновой смолы, смешанной с полупро­ центным раствором соляной кислоты, имеет температуру 60—80° С. Ее наносят на сваю перед погружением в горячем виде, так как че­ рез 15—20 мин обмазка отвердевает и после охлаждения теряет способность создавать пленку. В процессе погружения сваи раствор заполняет горизонтальные и вертикальные тонкие трещины в грун­ те (по отношению к свае) и пропитывает грунт на глубину 1—2 мм. Образованная таким путем система боковых «отростков» повышает несущую способность сваи.

Целесообразно обмазывать сваи при погружении их вибрирова­ нием, так как при этом улучшаются условия взаимодействия моле­ кул полимера с частицами грунта.

В качестве обмазки можно применять карбамидную смолу МФ-17 в виде тщательно перемешанной смеси с полупроцентным раствором соляной кислоты в количестве 1% от объема смолы. В результате в грунте образуется тончайшая пленка, причем про­ цесс закрепления протекает несколько суток.

Обмазку можно подавать растворонасосом под давлением до 10 ат в трубки диаметром 10—12 мм или в вертикальные полости, устраиваемые в свае.

Из трубок или полостей через боковые отверстия, располагаемые через 1,2— 2 м по длине сваи, а также в нижней части, раствор в процессе погружения сма-

132