2.4. Устройство плиты свайных фундаментов
Технология устройства плиты свайных фундаментов (ростверков) зависит от конструкции фундаментов и местных условий (глубины и скорости течения воды, грунтов основания, времени года и др.).
По конструкции свайные фундаменты могут быть с плитой, расположенной в грунте и воспринимающей горизонтальные нагрузки, - низкий свайный ростверк и с плитой, расположенной над грунтом или частично в грунте, но не рассчитанной на восприятие горизонтальных нагрузок - высокий свайный ростверк.
При отсутствии поверхностных и грунтовых вод или незначительном их притоке низкие ростверки сооружают в котлованах по технологии, характерной для возведения массивных фундаментов мелкого заложения.
На местности, покрытой водой, место работ ограждают перемычками, а котлованы разрабатывают с креплением стен деревянным или металлическим шпунтом; деревянными, металлическими или железобетонными бездонными ящиками. Для осушения котлованов применяют открытый водоотлив.
При высоком уровне грунтовых вод, значительной водопроницаемости грунтов и глубоком залегании водоупорных слоев целесообразна разработка котлована в ограждении без водоотлива. Воду из котлована в этом случае удаляют после забивки свай и укладки подводного тампонажного слоя бетона. Дальнейшие работы по устройству ростверка ведут насухо. Фундаментные плиты русловых опор в таких условиях сооружают в последовательности, показанной на рисунке 2.17:
I. Установка направляющего каркаса в проектное положение раскрепление его маячными сваями.
II. Погружение свай в грунт сваебойными агрегатами, установленными на плавучие средства.
III. Устройство шпунтового (или другого вида) ограждения и рабочих подмостей, опертых на стенки ограждения.
IV. Разработка грунта средствами гидромеханизации.
Перечисленные работы могут выполнять и в другой последовательности. Вначале возводят ограждение, затем разрабатывают грунт. Грунт в этом случае можно разрабатывать как средствами гидромеханизации, так и грейфером. В первом случае применение грейфера в виду наличия свай будет затруднено или невозможно. В отрытый котлован опускают каркас, закрепляя его на ограждении, и затем забивают сваи.
V. Укладка слоя подводного бетона методом ВПТ.
VI. Удаление воды из внутренней полости ограждения и котлована.
VII. Срезка свай до проектного уровня.
VIII. Устройство ростверка и сооружение надфундаментной части опоры.
Подводный бетон укладывают при большом притоке воды через дно котлована и недостаточной производительности водоотливных средств.
I - установка направляющего каркаса; II – погружение свай; III - устройство шпунтового ограждения; IV - разработка грунта; V - устройство тампонажной бетонной подушки; VI - водоотлив; VII - срезка свай; VIII - устройство ростверка и надфундаментной части опоры; 1 - направляющий каркас; 2 - маячные сваи; 3 - железобетонные сваи (оболочки); 4 – стальной шпунт; 5 - рабочий орган копра; 6 - эрлифт; 7 - насос эрлифта; 8 - пульпопровод; 9 – бетонолитная труба с бункером; 10 - насос для откачки воды
Рисунок 2.17 - Последовательность сооружения свайного ростверка
Толщину слоя подводного бетона принимают по проекту, но не менее 1 м. Верх тампонажного слоя должен быть не выше отметки низа плиты.
Воду из ограждения удаляют после набора бетоном тампонажного слоя прочности, указанной в проекте, но не менее 2.5 МПа (25 кгс/см2).
Срезку свай до проектного уровня производят в два приема. Сначала специальным агрегатом разрушают бетон, затем, как правило, огневым способом разрезают арматуру. Если такой механизм для срубания бетона отсутствует, то бетон разбивают отбойными молотками или бетоноломами. После срезки свай устанавливают опалубку, укладывают арматуру и бетонируют ростверк.
Высокий свайный ростверк сооружают, как правило, в русле реки. Для производства работ по контуру плиты устраивают ограждение. При небольшой глубине воды (до 4…6 м) в качестве ограждения используют деревянный или металлический шпунт (рисунок 2.18). Основанием для опалубки днища плиты может служить песчаная подсыпка, которую намывают или отсыпают после забивки свай. Для устройства плиты воду откачивают, и работы ведут насухо. Если водоотлив затруднен, укладывают методом ВПТ тампонажный слой бетона. После набора бетоном проектной прочности удаляют воду и сооружают ростверк.
В необходимых случаях при той же глубине воды ограждение может быть выполнено в виде бездонного ящика с обвалованием мешками, заполненными песком (рисунок 2.18, б).
а - в шпунтовом ограждении; б - в бездонном ящике;
1 - сваи; 2 - шпунтовое ограждение; 3 – грунтовая засыпка; 4 - тампонажный слой; 5 - опалубка; 6 - плита ростверка; 7 - распорная рама шпунтового ограждения; 8 - выравнивающая грунтовая отсыпка; 9 - бездонный ящик; 10 – мешки, заполненные песком
Рисунок 2.18 - Схемы устройства плиты свайного фундамента
При большой глубине воды (более 6…8 м) высокий свайный ростверк сооружают с применением ящиков-каркасов. Они изготавливаются из дерева, металла или железобетона. Ящики могут быть комбинированными с деревянным днищем и стенками из металлических инвентарных щитов или наоборот. На рисунке 2.19 приведена схема каркаса с нижней металлической частью ящика. Внутренние связи после бетонирования остаются в ростверке в качестве жесткой арматуры. Плавучесть ящика - каркаса обеспечивается за счет металлических патрубков, приваренных к днищу, длина которых несколько больше глубины погружения ящика в воду. Патрубки одновременно служат направляющими устройствами, обеспечивающими проектное положение свай в фундаменте.
1 - металлический ящик-каркас; 2 - деревянное ограждение; 3 - металлические патрубки
Рисунок 2.19 - Схема плавучего ящика-каркаса
Для возведения ростверков чаще применяют каркасы, не обладающие плавучестью. Такие направляющие устройства транспортируют к месту установки с помощью плавсредств.
На рисунке 2.20 показана последовательность сооружения фундамента с высоким ростверком. Ящик-каркас вместе с поддерживающими плашкоутами устанавливают в проектное положение и раскрепляют на якорях. Затем в ячейки ящика забивают четыре вертикальные сваи, опускают и закрепляют на них ящик в проектном положении (рисунок 2.20, а). После этого через ячейки ящика-каркаса забивают все сваи, в том числе и наклонные. Зазоры между сваями и днищем закрывают деревянными заглушками или паклей. Водонепроницаемость ящика обеспечивают укладкой тампонажного слоя бетона (рисунок 2.20, б). Затем откачивают воду из ящика, срезают сваи, устанавливают опалубку, арматуру и бетонируют ростверк (рисунок 2.20, в).
Сооружение ростверка производят только после документальной приемки работ по погружению свай. Глубина погружения свай должна соответствовать проектной отметке и расчетному отказу.
Верхние концы свай и оболочек должны быть заделаны в плиту ростверка не менее чем на две толщины ствола сваи, а при толщине более 0,6 м - не менее чем на 1,2 м.
Допускается заделка свай в плите на длине не менее 15 см при условии, что остальная часть заделки осуществляется выпуском стержней арматуры на длине не менее 30 диаметров стержня арматуры периодического профиля и 40 диаметров - гладкой арматуры.
а - установка направляющего каркаса в проектное положение; б - погружение свай (оболочек); в - бетонирование ростверка
Рисунок 2.20 - Последовательность возведения высокого ростверка
Расстояние от края ростверка до ближайшей грани сваи или оболочки должно быть не менее 25 см. Для колодцев-оболочек допускается устройство плиты без свеса.
Сооружение ростверков должно производиться в строгом соответствии с проектом производства работ и техническими условиями.
Ошибки и неточности, обнаруженные в проекте в процессе строительства, должны устраняться немедленно. Внесение каких-либо изменений в проект решают с привлечением представителей строительной организации, заказчика и проектировщика.