Файл: Свайные работы [учебное пособие]..pdf

При опускании желонки в грунт трос выталкивателя ослабляет­ ся и происходит набор грунта. При погружении и извлечении же­ лонки шток удерживается в верхнем положении керном грунта. По­ сле извлечения желонки на поверхность скважина перекрывается инвентарным щитком, а при дальнейшем подъеме свыше 0,5 м трос натягивается и удерживает выталкиватель, который выдавливает керн грунта из трубы.

Высота керна для желонок диаметром 350—400 мм принята рав­ ной 1 м.

Для контроля глубины погружения желонки на наружной по­ верхности трубы, начиная с нижнего конца, через каждый метр на­ носят риски. В глинистые грунты желонка погружается без значи­ тельных усилии. На первые 50—70 см она погружается в забой при помощи лебедки, а на остальные 50—30 см — при совместной ра­ боте лебедки и вибропогружателя, включающегося на 30—60 сек. Выдавливание грунта из желонки происходит без включения вибро­ погружателя. Такой режим работы позволяет увеличить срок служ­ бы вибропогружателя.

В зимний период желонки с выталкивателем успешно применя­ лись для бурения глинистых грунтов при глубине промерзания до 2 м. Время набора керна за один прием на глубину 1 м увеличива­ лось незначительно (1,5—2 мин против 1 мин в талых грунтах).

Вибрирование труб применяют также при зачистке скважин. В осыпавшуюся скважину стреловым краном опускают металли­ ческую трубу с открытым нижним концом, на верхнем конце кото­ рой обычно бывает установлен и наглухо закреплен вибропогружа­ тель ВПП-4 или ВПП-2.

Вибропогружатель включают в работу тогда, когда труба до­ стигнет забоя скважины. По достижении проектной отметки трубу извлекают и из нее выбивают грунт. Высота керна не должна пре­ вышать 0,5—0,7 м, так как в противном случае выбить грунт даже при наличии вибрации затруднительно. Зачистка и углубление сква­ жин указанным способом в 10—12 раз производительнее шнекового бурения, применяющегося на свайных работах, что видно из данных инж. А. Т. Осадчего и В. С. Пушкаревич (НИИСП Госстроя УССР), приведенных в табл. 12.3.

Вибрационный метод бурения по производительности в 2—4 ра­ за, а по стоимости в 3—4 раза эффективнее вращательного бурения. Объясняется это тем, что вращательное бурение ведут секционны­ ми шнеками, которые приходится наращивать по мере углубления скважины и снимать поочередно при подъеме става. Удалять выбу­ ренный грунт от скважины также затруднительно. На скорость бу­ рения связных грунтов влияет их влажность, во влажных и насы­

щенных водой грунтах показатели шнекового бурения гораздо ни­

же приведенных в табл. 12.3.

Вибрационный метод бурения позволяет значительно повысить технико-экономические показатели устройства скважин по сравне­

нию со шнековым бурением.

Выбор конструкции желонки зависит от размеров скважин и

270

грунтовых условий. Для бурения скважин диаметром до 300 мм и глубиной до 5,5 м в связных грунтах от текучепластичной до мяг­ кой консистенции НИИСП рекомендует применять желонку Дне­ провского спецуправления. Для бурения скважин диаметром 300— 500 мм и глубиной до 7 л в грунтах от тугопластичной до твердой консистенции, а также в мерзлых грунтах рекомендуется желонка с выталкивателем.

При использовании более мощного оборудования параметры бу­ рения можно значительно увеличить.3

3. Машины для термического способа бурения

Термический способ образования скважин основан на разруше­ нии мерзлых грунтов при их высокотемпературном нагреве. Рабо­ чим инструментом при этом методе является воздушнореактивная горелка, в нее через специальное устройство подводят жидкое топ­ ливо, воздух или кислород для активизации процесса горения и во­ ду для охлаждения камеры сгорания реактивной горелки.

Образующаяся в процессе сгорания высокоскоростная (до 1000—1800 м/сек) газовая струя разрушает мерзлый грунт и выно­

сит его на поверхность.

Чаще всего применяются агрегаты термического бурения ТБА-1, ТБА-2, смонтированные на тракторах Т-100 и Т-140, агрегат АБУ — на тракторе ДЭТ-250. В горизонтальное положение агрегат АБУ устанавливают при помощи трех гидроцилиндров.

271

Г Л А В А 13. БУРОНАБИВНЫЕ СВАИ, ИЗГОТОВЛЯЕМЫЕ СУХИМ СПОСОБОМ

1. Сваи Страусса

Сваи, предложенные киевским инженером А. Э. Страуссом в 1899 г., были первым видом набивных свай. Для устройства таких свай бурили вручную скважины диаметром 20—40 см под защитой обсадных труб (рис. 13.1). В зависимости от свойств грунта режу­ щими элементами служили буровые ложки (змеевики) или долота (желонки).

Рис. 13.1. Схема изготовления свай Страусса:

а —• бурение скважины; б — подача бетона в трубу; в — трамбование бетона; / — желонка

Для подъема и опускания бурового инструмента над местом изготовления сваи устанавливали вышку — треногу. Буровой инструмент прикрепляли к концу троса, подвешенного к треноге на блоке. Второй конец троса наматывался на ба­ рабан лебедки.

273

Обсадная труба заглублялась по мере разработки грунта. Бурение скважин в песчаных и плывунных грунтах проводилось с помощью желонки, снабженной патроном. Назначение патрона — увеличить вес желонки и силу ее удара при па­ дении.

При изготовлении свай Страусса скважины бурили с незначительным приме­ нением механизации, что ограничивало величину свай длиной 10—12 м.

Дно скважины перед бетонированием зачищалось ложкой. Бетон подавали бадьями с открывающимся дном. После загрузки очередной порции бетон тща­ тельно трамбовали, одновременно извлекая трубу.

Для сохранения непрерывности ствола сваи обсадную трубу поднимали на высоту 3/4 бетонного слоя. Под действием трамбова­ ния ствол сваи расширялся, принимая неправильную форму. При этом толщина сваи в сечении получалась обратно пропорциональной плотности грунта. Диаметр сваи расширяется на 30—50% от диа­ метра обсадной трубы. Соответственно увеличивается расход бето­ на, достигая иногда трехкратного объема.

При устройстве свай в сухом грунте применялся жесткий бетон, а при наличии грунтовых вод — литой.

Трамбовать бетон в воде затруднительно, так как движение трамбовок взмучивает воду, бетонная смесь расслаивается, и в свае появляются прослойки из грязи. Учитывая это, при устройстве свай в водонасыщенных грунтах начали применять литой бетон. Запол­ няли им скважины бадьями с открывающимся дном, чем предотвра­ щалось расслоение бетона.

При наличии грунтовых вод обсадные трубы необходимо запол­ нять бетоном за один прием на всю высоту. При вытас.кивании тру­ бы бетон, выходя из трубы, под давлением вышележащего столба уплотняет грунт, заполняя всю скважину.

В годы первых пятилеток сваи Страусса успешно применялись па ряде крупных строек.

Так, при сооружении электростанции в Одессе было изготовлено 128 свай длиной от 7 до 12 м при диаметре их 30 см. На строитель­ стве фабрики имени Халтурина в Ленинграде было изготовлено около 500 свай длиной 7,5 м.

Одним из основных преимуществ свай Страусса является воз­ можность погружения обсадной трубы без ударов и сотрясений. Это имеет большое значение в тех случаях, когда свайные основания приходится устраивать вблизи существующих сооружений, чувстви­ тельных к сотрясениям, а также внутри зданий. Такие сваи были применены в частности в 1928 г. для фундаментов большого граж­ данского здания в Москве.

Сваи Страусса могут выдерживать нагрузки в 30—40 Т в слабых грунтах при длине их 7—12 м и диаметре обсадной трубы 325— 400 мм и 80—100 Т — при опирании свай на скальный грунт.

К недостаткам свай Страусса относятся низкая производитель­ ность работ вследствие ручного бурения скважин и трудность конт­ роля за сплошностью ствола при наличии грунтовых вод. Хотя в на­ стоящее время сваи Страусса в первоначальном виде не применяют, на основе этого принципа создано семейство конструкций совре­ менных видов набивных свай.

274