Технические характеристики вибропогружателей Таблица 6.6

Примечание: Вибропогружатели ВУ-1,6, ВРП-60/200 и ВУ-3 имеют проходное отверстие для извлечения грунта из полости свай-оболочек.

+ пункт лекций 5.2

26. Сооружение буронабивных свай. Методы бурения скважин. Бурение скважин под избыточным давлением воды, под глинистым раствором и с помощью обсадных труб.

Сооружение фундаментов из буронабивных свай и столбов

Наиболее удобно вести работы по изготовлению буронабивных свай в фундаментах мостов с поверхности грунта или с искусственного островка до отрывки котлована под ростверк [6, 9, 13].

При бурении скважин без обсадных труб в их верхней части устанавливают металлический патрубок, который заглубляют в грунт на 2–3 м. Верхний конец патрубка располагают на уровне поверхности грунта или несколько выше, если требуется создать избыточное давление воды в скважине.

Устройство ограждения и отрывку котлована выполняют после изготовления свай в фундаменте и твердения в них бетона.

Если работы на местности, покрытой водой, ведут с подмостей, то на месте свай в пределах глубины воды через направляющие каркасы устанавливают патрубки из стальных труб или железобетонных оболочек, через которые бурят скважины и заполняют их бетоном. Концы патрубка в этом случае заглубляют на 3 м ниже уровня размыва дна. Патрубки остаются в составе свай, а их выступающие верхние концы удаляют перед бетонированием ростверка.

Для бурения скважин используют различные буровые станки. Для предохранения стенок скважин от обрушения их крепят либо обсадными трубами, погружаемыми одновременно в процессе бурения, либо глинистым раствором, заливаемым в скважину, который давлением от своего веса в процессе бурения глинизирует стенки скважины и удерживает их от обрушения. Бурение скважин и уширений под глинистым раствором, как показывает опыт, возможно как в глинистых, так и в песчаных грунтах. Под защитой обсадных труб производят бурение скважин в глинистых грунтах текучей консистенции, при большой глубине воды или при наличии значительных гравийно-галечниковых прослоек и карстовых пустот, а также при ведении работ вблизи существующих сооружений. Инвентарные трубы либо извлекают в процессе бетонирования буровых свай, либо оставляют в скважине, включая в конструкцию сваи.

В прочных маловлажных глинистых грунтах стенки буровых скважин и их уширений можно не крепить.

В отечественном мостостроении, начиная с 50-х гг., широко использовались буронабивные сваи системы ЦНИИСа, для изготовления которых применялся агрегат на базе универсально полноповоротного копра СССМ-680 (рис. 6.19, а). Агрегат позволяет изготавливать сваи длиной до 40 м с диаметром ствола 1,3–1,5 м. Бурение осуществляется с помощью роторной установки. Рабочим органом при бурении служит ковшовый бур (фреза), который при вращении заполняется разработанным грунтом. Удаление грунта осуществляется циклично с подъемом бура из скважины на поверхность. Уширение скважины в нижнем конце достигается с помощью раскрывающихся ножей уширителя. Буровые скважины могут быть как вертикальными, так и наклонными с наклоном до 4:1.

Рис. 6.19 Буронабивная свая с уширением

П еред бетонированием в скважину опускают арматурный каркас, наружный диаметр которого должен быть меньше диаметра скважины не менее чем на 20 см, чем обеспечивается необходимый защитный слой бетона. Применяют арматуру периодического профиля, что обеспечивает ее надежное сцепление с бетоном, уложенным в тело сваи под глинистым раствором. Укладку литого бетона в скважину ведут подводным способом. Технологическая схема изготовления таких свай показана на рис. 6.19, б, в, г.

В настоящее время в отечественном мостостроении применяют буровые установки МБНА-1М, БМ-3061, БМ-4001, использующие инвентарные обсадные трубы и обеспечивающие бурение вертикальных и наклонных (с наклоном до 5:1) скважин при устройстве буронабивных свай диаметром от 1,0 до 1,7 м с уширением внизу до 3,5 м и длиной от 20 до 40 м.

Из зарубежной буровой техники в отечественном мостостроении применялись универсальные буровые агрегаты французской фирмы “Беното” и японской фирмы “Като”. Эти агрегаты позволяют совмещать бурение скважины и выемку из нее грунта с одновременным креплением ее стенок обсадными трубами и последующим их извлечением, вести работы практически в любых грунтах и изготавливать как вертикальные, так и наклонные (с наклоном до 4:1) буронабивные сваи диаметром до 1,7 м, в том числе с уширением до 3,5 м, длиной до 50 м.

Буроопускные сваи-столбы изготавливают путем бурения скважин с уширением или без него и опускания в них призматических или цилиндрических элементов (столбов) сплошного сечения с омоноличиванием их со стенками скважины цементно-песчаным раствором, который заливают либо в скважину перед опусканием в нее сваи-столба, либо после установки столба — в кольцевой зазор скважины.

Набивные сваи изготавливают в заранее пробитых в грунте скважинах, путем заполнения их бетонной смесью. Известно несколько технологий изготовления таких свай.

В отечественной практике из набивных свай применялись частотрамбованные. Их изготавливали забивкой в грунт стальной инвентарной трубы с теряемым наконечником. После погружения трубы на требуемую глубину ее полость заполняли жесткой бетонной смесью. Затем с помощью сваебойного молота, периодическими ударами по трубе, направленными вверх и вниз, труба извлекается из грунта, а бетонная смесь нижней кромкой трубы трамбуется в скважине. При этом ствол сваи получает рифленую поверхность. Последовательность изготовления свай показана на рис. 6.20.

Рис. 6.20 Набивная свая

6.21 Набивная свая Франки

В зарубежной практике применяют набивные сваи Франки. Последовательность изготовления таких свай показана на рис. 6.21.

Инвентарную стальную трубу диаметром 0,5 м погружают в грунт ударами трамбовки по пробке из сухой бетонной смеси в ее нижнем конце. По достижении проектной отметки трубу подвешивают к копру, сильными

ударами трамбовки выбивают пробку и втрамбовывают ее в грунт. При этом образуется уширение нижнего конца сваи из трамбованного бетона. Затем труба заполняется порциями трамбуемой жесткой бетонной смеси, а обсадная труба постепенно вытаскивается на поверхность. В трубе можно разместить арматурный каркас. Поверхность ствола такой сваи получается гофрированной, что дополнительно увеличивает несущую способность сваи.

При изготовлении набивных свай используют также вибрационную технологию. В этом случае инвентарная обсадная труба с глухим теряемым наконечником погружается в грунт вибропогружателем. В полость трубы опускают арматурный каркас и загружают ее на всю высоту бетонной смесью. Затем трубу извлекают с вибрированием на поверхность, что обеспечивает виброуплотнение бетонной смеси.

+ пункт лекций 5.3