Файл: Свайные работы [учебное пособие]..pdf

ных оснований и фундаментов» (Стройиздат, 1973). Для новых зда­ ний там применяют забивные сваи-инъекторы, а для укрепления су­ ществующих фундаментов — буронабивные.

При сооружении гражданских и промышленных объектов в г. Дьере сваи-инъекторы были применены в гравелистом покровном слое со слабым грунтом мощностью в несколько метров и высоком уровне грунтовых вод.

Цементная суспензия нагнеталась в скважины для свай длиной в 5 м обычрым растворонасосом (рис. 14.34). Предельная несущая способность сваи была принята в 50 Т, фактическая составила 60 Т.

Рис. 14.34. Технологическая схема процесса инъецирования:

/ — цемент; 2 — бентонитовая глина; 3 — бак для бентонитовой суспензии; 4 — водопровод; 5 — бак для цементного молока; 6 — растворосмесительный агре­

гат; 7 — растворонасос; 8 — сваи-инъекторы

В аналогичных грунтовых условиях сваи-инъекторы были приме­ нены при сооружении ряда объектов Боршодской рудообогатитель­ ной фабрики. Всего было изготовлено несколько тысяч свай. Во всех случаях была получена значительная экономия средств.

6. Сваи с термоуширенной пятой на вечномерзлых грунтах

На вечномерзлых грунтах преимущественно устраивают фун­ даменты с вмороженными в грунт железобетонными-сваями. Одна­ ко сваи, вмороженные в так называемые «высокотемпературные» вечномерзлые грунты (7’о^2°С ), имеют низкую несущую способ­ ность. Это вынуждает увеличивать длину и количество свай по сравнению со сваями в «низкотемпературных» грунтах. Расход свай возрастает примерно в 2—4 раза.

Применять обычные методы устройства набивных свай с уши­ ренной пятой не удалось из-за высокой прочности мерзлых пород.

350

Г Л А В А 15. БУРОНАБИВНЫЕ СВАИ, ИЗГОТОВЛЯЕМЫЕ ПОД ГЛИНИСТЫМ РАСТВОРОМ

Общие сведения. Способ бурения под глинистым раствором впервые был применен в начале 30-х годов при проходке вертикаль­ ных стволов на шахтах Подмосковного бассейна. Этот метод тео­ ретически обоснован в работах Н. М. Герсеванова.

Глинистый раствор, имея объемный вес, больший, чем у воды, на любой глубине создает избыточное давление и тем самым удер­ живает частицы грунта на поверхности стенок скважины. Кроме того, частицы раствора закрепляют стенки, образуя небольшую, но устойчивую корку. Благодаря этим свойствам глинистый раствор удерживает стенки скважин от обрушения. При циркуляции раствор выносит на поверхность разрыхленные породы из скважины.

Сваи под глинистым раствором устраивают в случае необходи­ мости бурения илистых, или просадочных пород, а также при вы­ соком уровне грунтовых вод, т. е. во всех случаях, когда невозмож­ но из-за оплывания стенок скважины производить буровые работы сухим способом.

Бетонирование свай в этом случае ведется методом вертикаль- но-перемещающейся трубы (ВГ1Т). По мере заполнения скважины раствор вытесняется.

Глинистый раствор готовят из специальных тонкодисперсных бентонитовых глин. Для измельчения их добавляют каустическую соду. На 1 м3 раствора обычно берут 0,256 кг глины и 2,5 кг коа­ гулянт-соды и 0,88 м3 воды. На рис. 15.1 показана схема установки для приготовления бентонитового раствора, применяемой на строи­ тельстве КамАЗа.

1. Буронабивные сваи с уширенной пятой, изготовляемые под глинистым раствором

Буронабивные сваи с уширенной пятой, скважины для которых бурят под глинистым раствором, впервые были применены тре­ стом «Укрбурвод» в г. Киеве в 1962 г. на строительстве 10-этаж­ ного жилого дома.

В технологический процесс бурения скважин для свай под гли­ нистым раствором (рис. 15.2) входят следующие операции: 1 — ус­ тановка бурового кондуктора и 2 — обсадного патрубка; 3 — посад­ ка последнего в скважину; 4 — начало бурения скважины в преде­ лах устойчивых грунтов. Бурение скважин под глинистым раствором ведут буровой головкой, агрегатом УРБ-ЗАМ или

352

Рис. 15.1. Схема установки для приготовления бентонитового раствора, применяемой на строитель­ стве КамАЗа:

а — вид АЛ; б — план; 1 — тепляк; 2 — бентонитовая глина; 3 — конвейер

УГБХ-150, в котором сплошная штанга сменена на полую для по­ дачи глинистого раствора на буровой инструмент или расшири­ тель.

К последующим операциям относятся: 5 — заливка в скважину глинистого раствора; 6 — бурение; 7 — доливка в скважину глини-

Рис. 15.2. Бурение скважин в неустойчивых грунтах под защитой глинистого раствора:

/ — установка бурового кондуктора; 2 — установка обсадного патрубка; 3 — посадка па­ трубка в скважину; 4 — начальный этап бурения в пределах устойчивых грунтов; S — заливка в скважину глинистого раствора; 6 — бурение с глинистым раствором; 7 — до­ ливка глинистого раствора; 8 — снятие кондуктора и патрубка

«того раствора, а затем 8 — снятие кондуктора и обсадного пат­ рубка.

Расширенные полости образуются с помощью расширителя та­ кой же конструкции, что и при уширении сухих скважин, но без бадьи.

Для выполнения буровых работ на площадке необходимо так­

3 5 4

же иметь емкость для глинистого раствора и отстойники для отра­ ботанной пульпы.

Промывка скважин. Удаление разбуренной породы производит­ ся глинистым раствором с помощью грязевых насосов типа ГР-11 производительностью 15 м3/ч. Раствор, одновременно с выносом разбуренной породы, охлаждает инструмент — долота. По оконча­ нии бурения глинистый раствор оставляют в скважине во избежа­ ние обрушения и оползания стенок. Глубину скважины контроли­ руют при помощи специального лота с грузом весом 2—3 кг, кро­ ме того, контролируется диаметр скважины и наличие в устье сква­ жины обсадного патрубка; по результатам освидетельствования дается разрешение на установку армокаркаса.

Технология бетонирования сваи под глинистым раствором вклю­ чает следующие операции (рис. 15.3): 1 — установку обсадного патрубка; 2 — то же, арматурного каркаса; 3 — установку стакана

бункера с бетонолитной трубой; 9, 10 — удаление стакана и обсад­ ного патрубка; 1 1 — установку инвентарной опалубки оголовка; 12 — бетонирование оголовка сваи; 13 — снятие опалубки с оголов­ ка; 14 — укрытие головы сваи.

Установленный в скважину каркас удерживают на обсадном патрубке в подвешенном состоянии при помощи металлических стержней.

Внутрь скважины на всю ее глубину устанавливают трубу для подачи бетонной смеси. При бетонировании скважин под глини­ стым раствором нельзя применять телескопические бетонолитные трубы, используемые для сухих скважин. Секционные трубы дол­ жны иметь герметичные стыки.

На бетонолитной трубе закрепляют бункер, емкость которого должна быть не меньше объема бетонолитной трубы.

В устье бетонолитной трубы устанавливают съемный клапан для разделения глинистого раствора и бетонной смеси. Под клапа­ ном устраивают пробку из металла или мешковины с опилками.

По мере заполнения скважины бетоном трубу перемещают кра­ ном вверх с таким расчетом, чтобы обеспечить непрерывность бе­ тонирования. Уровень бетона в бетонолитной трубе во всех случаях должен быть выше уровня глинистого раствора в скважине, бетонолитную трубу нужно заглубить в бетон не менее чем на 1 м.

В процессе бетонирования глинистый раствор вытесняется бе­ тонной смесью по затрубному пространству к устью скважины, откуда отводится по лоткам в отстойник для очистки и повторного использования. При насыщении раствора цементом его сливают в отвал.

Скорость восходящего потока глинистого раствора, равная 0,6—0,7 м/сек, обеспечивает вынос разбуренного грунта на поверх­ ность.

355

Таким образом, при использовании глинистого раствора в про­ цессе бурения и бетонирования скважин образующееся гидравли­ ческое давление на стенки скважин устраняет возможность их обвала и оползаний; глинистые частицы закрепляют стенки; ра­ створ выносит разбуренную породу во взвешенном состоянии на поверхность и охлаждает буровой инструмент.

Бетонирование по методу ВПТ ведут до выхода бетонной смеси на поверхность и затем удаляют загрязненный слой бетонной сме­ си. После удаления обсадного патрубка устанавливают опалубку и бетонируют оголовок сваи.

При выполнении работ недопустимы перерывы в бетонирова­ нии на срок, больший начала схватывания бетона, с возобновле­ нием работ без надлежащей подготовки поверхности затвердевшего бетона и удаления сгустившегося глинистого раствора.

Перерывы на срок, меньший начала схватывания цемента без выемки трубы, не препятствуют продолжению работ, но перед по­ следующим бетонированием скважины необходимо обеспечить циркуляцию глинистого раствора, например, прямой промывкой через трубу, опущенную до забоя. Циркуляция необходима для взвешивания глинистых частиц, выпадающих в осадок на дно и уменьшающих вертикальные и горизонтальные размеры уширения, а также создающих нежелательную прослойку между подошвой уширения сваи и материковым грунтом, на который она должна быть посажена.

Для облегчения бетонирования скважин бурение их следует вес­ ти с промывкой более легким и менее вязким раствором, какой допустим для данных горных пород, а в отдельных случаях даже водой.

В табл. 15.1 приведены рекомендуемые параметры глинистых растворов для различных грунтов.

30 мин, см?

357