Устройство свай

 

 

 

Содержание

 

 

 

Введение………………………………………………………………………...3

1. Общие сведения……………………………………………………………...4

2. Виды набивных свай  и способы их изготовления………………………...6

3. Устройство набивных  свай………………………………………………….7

4. Набивные сваи……………………………………………………………….8

4.1 Буронабивные сваи………………………………………………………...8

4.2 Пневмотрамбованные сваи……………………………………………….11

4.3 Вибротрамбоваиные сваи………………………………………………...11

4.4 Частотрамбованные сваи…………………………………………………11

4.5 Песчаные и гpунтобетонные  сваи……………………………………….12

Заключение……………………………………………………………………14

Список использованной литературы………………………………………...15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

 

Устройство свай производится забивным и набивным методами. При  забивном методе часть процесса - изготовление свай - происходит на заводе железобетонных изделий. При набивном методе весь процесс  устройства свай происходит на строительной площадке. По забивному методу необходимо срезать оголовки забитых свай, что  приводит к потерям железобетона. Эти потери могут быть большими и  составлять до пятой части объема забивных свай. Набивной метод, в отличие  от забивного не ограничен для  применения в условиях плотной городской  застройки, а также при реконструкции  и ремонте зданий и сооружений.

В последние годы набивной метод находит все более широкое  применение при устройстве свай. Применение набивных свай позволяет не только избежать указанные выше потери железобетона, но и усилить и повысить надежность фундаментов особенно в сложных  инженерно-геологических и гидрогеологических условиях города.

Основные способы устройства свай по набивному методу:

- буронабивные сваи;

- с помощью пробивки  скважины;

- с помощью раскатки  скважины. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие сведения

 

Понятие «набивные сваи»  объединяет большое число различных  конструкций свай и методов их изготовления. Но для всех видов  набивных свай принципиально общей  является основная технологическая  схема: в грунте тем или иным методом  устраивают скважину, которую затем  заполняют бетоном.

Если до заполнения скважины бетоном в нее опускают стальной арматурный каркас, то получается железобетонная набивная свая. ,

Применение того или иного  способа устройства скважины и способа  заполнения ее бетоном зависит от многих факторов: геолого- гидрогеологических условий строительной площадки, эксплуатационных требований к свайному фундаменту, механовооруженности строительства  и т. п.

Как отмечалось ранее, технологию устройства набивных свай впервые предложил  инженер А.Э. Страусе, который применял их в 1899 г. на строительстве зданий управления Юго-западными железными дорогами России.

Набивные сваи были широко распространены в начале XX в. Кроме  свай Страусса тогда появились и  другие их системы: «Компрессоль» (Франция, 1900 г., конструкция предложена Дюлаком), «Симплекс» (США, 1903 г., предложена Ф. Шуманом), «Франки» и «Франкиньоль» (Франция, 1909, предложены Ф. Франкиньолем) и др..

Характерными современными тенденциями в области устройства набивных свай являются следующие: повышение  несущей способности этих свай путем  увеличения площади их опирания на грунт; применение коротких набивных свай (2,5—6 м) в массовом жилищном строительстве; создание специализированных строительных организаций, выполняющих работы по устройству набивных свай.

При описании способов выполнения работ по устройству набивных свай будет рассмотрено изготовление так называемых грунтовых свай. Скважины для таких свай делают в основном теми же способами, что и для набивных бетонных свай, а затем заполняют  грунтом.

По конструктивному назначению, размещению в плане и работе, в  грунте между бетонными сваями и  грунтовыми имеется принципиальное различие. Бетонные или железобетонные сваи представляют собой жесткие  стержни, составляющие основную часть  свайного фундамента. От таких свай нагрузка от сооружения передается грунту. Понятие же «грунтовая свая» является условным. Назначение последней состоит  только в уплотнении грунта, залегающего  ниже подошвы фундамента. По окончании  работ по уплотнению грунта грунтовыми сваями они физически перестают  существовать и вместе с уплотненным  грунтом образуют более или менее  однородное искусственное основание. Чем больше материал грунтовых свай по своим свойствам и составу  приближается к свойствам и составу  уплотняемого грунта, тем однороднее будет искусственное основание.

В настоящем разделе описаны  современные методы изготовления набивных бетонных и железобетонных свай, применяемых  в отечественной и зарубежной практике, а также особенности  конструкций фундаментов на набивных сваях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Виды набивных свай и способы их изготовления

 

В зависимости от материала, конструкции и способов изготовления различают следующие виды набивных свай:

по материалу — бетонные, железобетонные, песко- и грунто-бетонные, песчаные, грунтовые, комбинированные с применением металлической, асбоцементной и синтетических оболочек, сборного железобетона, дерева;

по глубине  заложения — короткие (до 6 м) и длинные (более 6 м). - Кроме этого, набивные сваи подразделяют:

в зависимости  от расположения свай в плане — одиночные, свайные кусты, полосы и поля;

по способу  заделки — со свободной головой и заделкой в бетон ростверка или фундаментной плиты;

по отношению  оси к горизонтальной плоскости — вертикальные и наклонные;

по горизонтальному  сечению ствола — круглые сплошные и кольцевые;

по вертикальному  сечению ствола — цилиндрические, гофрированные, конические, с уширенной пятой;

по характеру  работы в грунте — висячие сван, сваи-стойки и анкерные.

Способы образования скважин  следующие: механическое и вибромеханическое  бурение, пробивка отверстий конусом  или лидер-ной трубой, бурение  под глинистым раствором, взрывной метод.

Применяют следующие способы  бетонирования ствола: прямое, с  применением вертикально перемещающейся трубы (ВПТ), под глинистым раствором, под защитой обсадной трубы, бетонирование  с трамбованием, пневмо- и гидропрессование, раздельное бетонирование и др.

Способы образования уширений стволов возможны следующие: механическое трамбование, механическое бурение  сухим способом или под глинистым  раствором, гидро- и электромеханическим  раздавливанием, термомеханическим бурением, вибрированием, пневмо- игидропрессованием и взрывным методом.

На практике применяют  два основных способа образования  скважин под набивные сваи для  последующего заполнения их бетоном: бурением или пробивкой грунта. По первому  способу в зависимости от грунта скважины бурят без укрепления стенок или с укреплением их глинистым  раствором, а также под защитой  обсадных труб. По второму способу  скважины пробивают тоже в зависимости  от вида грунта сердечниками или трубами  с глухим нижним концом, трубами  с теряемым башмаком или трубами-оболочками с глухими нижними концами, которые  остаются в грунте. Последний метод  является переходным к установке  забивных полых свай с глухим нижним концом. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Устройство набивных свай

 

Устройство набивных свай можно разделить на шесть основных групп. В первые три группы входят те виды набивных свай, для устройства которых скважины образуют бурением. Эти группы получили общее название буро-набивных свай.

I группа — сваи, для которых скважины образуют бурением сухим способом без глинистого раствора и обсадных труб: скважины бурят роторным или другим способом без уширения ствола или пяты или с уширением (сваи камуфлетные, с разбуриваемой пятой, лучевидные); скважины образуют с лидерным буровым шпуром с последующим увеличением их диаметра до заданных размеров с помощью взрыва (гофрированные сваи и др.); то же, роторным бурением из разбуриваем сдобавлением цемента(грунтобетонные сваи).

II группа — сваи, для которых скважины образуют роторным бурением обсадных труб, а бетонирование ведут под глинистым раствором: диаметром до1 м (системы НИИСП Госстроя УССР и др.); диаметром более 1 м — буровые опоры (системы ЦНИИС Минтрансстроя и др.).

III группа — сваи, для которых бурят скважины с применением обсадной трубы, бетонирование производят под защитой постепенно извлекаемой трубы: бетонирование ведут механическим трамбованием бетона, подаваемого в скважину (сваи системы Страусса, Беното и др.); сваи образуют пневматическим прессованиембетона(сваи системы Вольфсхольтца, Грюна, Медведева,Боженкова и Гузеева); бетонирование ведут гидравлическим прессованием бетона (сваи системы «Мает — Михаэлис» и др.).

IV группа — сваи, для которых отверстия в грунте образуют штампами и бетонирование ведут без обсадки: сваи, для которых отверстия в грунте пробивают конусами-штампами (сваи систем«Компрессоль», Пангаева, опоры в вытрамбованных котлованахи др.); отверстия в грунте образуют виброметодом или вдавливанием (сваи конусные и др.).

V группа — сваи, для которых скважины образуют забивкой в грунт массивной оболочки со съемным башмаком или раскрывающимся наконечником; бетонирование производят с постепенным извлечением оболочки (сваи систем «Симплекс», «Або-Лоренц»,«Франки», частотрамбованные и др.).

VI группа — сваи, для которых скважины образуют забивкой в грунт металлической оболочки, остающейся в грунте: в грунт забивают металлическую оболочку с сердечником (или без него), затем сердечник удаляют и оболочку заполняют бетоном (сваи систем Штерна, Раймонда, Монотюба, Макартура, Вильгель-ми, Луги и др.); забитую в грунт массивную металлическую оболочку заменяют более тонкой, остающейся в грунте с последующим бетонированием (сваи систем Макартура, Вестерна и др.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Набивные сваи

 

 

1. Буронабивные сваи

Характерной особенностью технологии устройства буронабивных свай является предварительное бурение скважин  до заданной отметки и последующее  формирование ствола сваи.

В зависимости от грунтовых  условий буронабивные сваи устраивают одним из следующих трех способов: без крепления стенок скважин (сухой  способ), с применением глинистого раствора для предотвращения обрушения  стенок скважины, с креплением скважин  обсадными трубами.

Сухой способ (рис. 1.10) применим в устойчивых грунтах (просадочные  и глинистые твердой, полутвердой  и тугопластичной консистенции), которые  могут держать стенки скважины. Технология устройства таких свай состоит в  следующем. Методами вращательного  бурения (шнековая колонна или ковшовый бур) в грунте разбуривают скважину необходимого диаметра и на заданную глубину. По достижении проектной отметки  в необходимых случаях нижнюю часть скважины расширяют с помощью  специальных расширителей, закрепленных на буровой штанге и входящих в  комплект бурового станка.

Принцип работы расширителя  следующий: давление, передаваемому  через штангу, раскрывает шарнирную  систему ножей расширителя; при  вращении штанги ножи срезают грунт, попадающий в бадью, расположенную  под расширителем. За 4...5 операций срезывания и извлечения грунта образуется уширенная  полость диаметром до 1,6 м. После  приемки скважины в установленном  порядке при необходимости в  ней монтируют арматурный Kapкac и  бетонируют методом вертикально  перемещающейся трубы.

 

Рис.1.10. Технологическая  схема устройства буронабивных свай сухим способом

а - бурение скважины; б -устройство уширенной полости; в -установка  арматурного каркаса; г - установка  бетонолитной трубы с вибробункером; д - заполнение вибробункера бетонной смесью; е -бетонирование скважины методом  ВПТ; ж -утепление оголовка сваи в  зимних условиях; l-шнековая бурильная  установка; 2 '-расширитель; 3 -кран грузоподъемностью10...12 т; 4 -бетонолитная труба; 5 -загрузочный  бункер

Применяемые в строиельстве бетонолитные трубы, как правило, состоят  из отдельных" секций и имеют стыки, позволяющие быстро и надежно  соединять: трубы. В приемную воронку  бетонную смесь подают непосредственно  из автосмесителя или с помощью  специального загрузочного бункера. По мере укладки бетонной смеси бетонолитную трубу извлекают из скважины. В  скважине бетонную смесь уплотняют  с помощью вибраторов, укрепленных  на приемной воронке бетонолитной трубы. По окончании бетонирования скважины голову сваи формуют в специальном  инвентарном кондукторе и в зимнее врeмя защищают утеплителем. По этой технологии чаще всего изготовляют буронабивные сваи диаметром 400, 500, 600, 1000 и 1200 мм и  длиной до 30 м.