2. Устройство буронабивных свай.
2.1. Общие положения по устройству буронабивных свай.
2.1.1. Устройство буронабивных свай, ведение технической документации и контроль качества работ выполняют в соответствии с проектом, а также требованиями настоящего руководства.
2.1.2. Выбор того или иного способа устройства буронабивных свай производится проектной организацией в зависимости от геологических и гидрогеологических условий строительства, а также с учетом оснащенности специализированных строительных организаций оборудованием и механизмами.
2.2. Устройство буронабивных свай (опор) сухим способом.
2.2.1. Сухой способ устройства буронабивных свай применяется в условиях прорезки устойчивых связных грунтах, при не оплывающих и не обрушающихся после бурения и во время бетонирования скважинах. Технологическая схема устройства таких свай показана на рис. 2.2.1.
Рис. 2.2.1. Схема устройства буронабивных свай с уширенной пятой сухим способом:
I - шнековое бурение диаметром 400-600 мм; II - устройство уширенной полости при помощи расширителя; III - установка кондуктора - инвентарной опалубки и арматурного каркаса; IV - опускание воронки с бетонолитной трубой; V - заполнение скважины бетонной смесью класса В20 - В25 (М200-М300) с осадкой, конуса 10-12 см; VI - извлечение обсадной трубы с уплотнением бетона обратно-поступательными движениями трубы и формованием головы сваи; 1 - стреловой кран; 2 - навесное буровое оборудование типа СО-2; 3 - буровая скважина; 4 - расширитель; 5 - кондуктор-опалубка; 6 - арматурный каркас; 7 - воронка (бункер) с бетонолитной трубой; 8 вибробадья; 9 - уширенная пята
2.2.2. Работы по устройству буронабивных свай при кустовом расположении рекомендуется выполнять в котлованах, траншеях или на выровненных площадках с отметками под подошву ростверков, одиночных свай-колонн или опор-колонн - на спланированных площадках с отметками на 0,15 м ниже уровня пола подвала или первого этажа бесподвального здания, а на местности, покрытой водой, - с поверхности искусственных островков.
2.3. Устройство набивных свай с плоской уширенной пятой в вытрамбованных скважинах.
2.3.1. Выштамповка скважины с устройством набивного ствола может выполняться в маловлажных связных грунтах (глина, суглинок, лесс и лессовидный суглинок).
2.3.2. Производство работ по изготовлению набивных свай следует выполнять в соответствии с технологической схемой, приведенной на рис. 2.3.1.
Рис. 2.3.1. Технологическая схема устройства свай с плоским уширением:
I - устройство скважин вдавливанием штампа; II - устройство уширения; III - извлечение штампа; IV - установка инвентраного щита; V - установка арматурного каркаса; VI - заполнение скважины бетонной смесью; VII - уплотнение бетонной смеси виброштампом; VIII - готовая свая; 1 - вдавливающий штамп; 2 - скважина; 3 - инвентарный щит; 4 - арматурный каркас; 5 - воронка (бункер с бетонолитным патрубком); 6 - виброштамп; 7 - плоское уширение; 3 - оголовок
2.4. Устройство буронабивных свай с применением глинистого раствора вблизи существующих зданий.
2.4.1. При прорезке буронабивными сваями водонасыщенных неустойчивых слоев грунта, осыпающихся или оплывающих в незакрепленных выработках, скважины и уширения в них должны буриться под глинистым раствором, а бетонирование производится методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ). Технологические схемы устройства таких свай даны на рисунках 2.4.1 и 2.4.2.
Рис. 2.4.1. Схема устройства буронабивных свай под глинистым раствором:
I - бурение скважины диаметром 500-800 мм установкой УРБ-ЗАМ под глинистым раствором; II - устройство уширенной полости; III - установка арматурного каркаса; IV - установка контейнера или бездонного ящика и бетонолитной трубы с вибробункером; V - бетонирование сваи методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ); VI - формование головы сваи и утепление в зимних условиях; 1 - буровой агрегат УРБ-ЗАМ; 2 - насосная установка; 3 - глиномешалка; 4 -расширитель; 5 - арматурный каркас; 6 - стреловой кран; 7 - контейнер для сбора пульпы; 8 - вибробункер с бетонолитной трубой; 9 - проволока диаметром Ø 2,5-3 мм; 10 - клапан (пробка); 11 - вибробадья; 12 - толь; 13 - опилки; 14 - земля; 15 - обрезки досок.
Рис. 2.4.2. Технологическая схема устройства буронабивных свай в неустойчивых грунтах с применением буровой установки:
I - бурение скважины; II - устройство уширенной полости при помощи расширителя с применением глинистого раствора; III - установка арматурного каркаса; IV - установка бетонолитной трубы и бетонирование уширенной полости и ствола методом БПТ; V - установка инвентарной опалубки и бетонирование оголовка сваи; 1 - стреловой кран; 2 - буровой кондуктор; 3 - буровой рабочий орган; 4 - ковшовый бур; 5 - автосамосвал; 6 - емкость для глинистого раствора; 7 - расширитель; 8 - арматурный каркас; 9 - бункер с бетонолитной трубой; 10 - автобетоносмеситель; 11 - инвентарная опалубка; 12 - ствол буронабивной сваи; 13 - уширенная пята
2.4.2. Минимальный диаметр бурения скважин, который может быть принят по технологическим условиям устройства бетонных набивных свай, бетонируемых подводным способом, равен 400 мм, железобетонных - 500 мм. Диаметр разбуриваемых уширений - 1200, 1400, 1600, 1800 и 2000 мм.
2.5. Бетонирование методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ).
2.5.1. Уширенную пяту и ствол сваи рекомендуется бетонировать по методу ВПТ. Арматурный каркас следует устанавливать перед бетонированием.
2.5.2. Бетонолитные стальные трубы с наружным диаметром 273-350 мм могут применяться цельные и собранные из отдельных секций. Цельные трубы разрешается применять как исключение при глубине скважин до 10 м и расходе бетонной смеси до 4 м3 на одну сваю.
При применении труб, собранных из отдельных секций, должна быть обеспечена герметичность всех стыков.
2.6. Устройство свай (опор) с применением трубчатых оболочек.
2.6.1. Буронабивные сваи (опоры) с применением оставляемых в грунте трубчатых стальных или железобетонных оболочек устраивают на местности, покрытой водой, или вблизи существующих зданий при наличии в прорезаемых напластованиях весьма неустойчивых водонасыщенных или сыпучих слоев грунта, когда сохранность скважин и основания под фундаментами зданий в процессе бурения и бетонирования под глинистым раствором не гарантируется (рис. 2.6.1).
Рис. 2.6.1. Технологическая схема устройства трубобетонных свай с уширенной пятой:
I - установка кондуктора диаметром 920 мм, длиной 3,0 м и бурение скважины ковшовым буром диаметром 880 мм до отметки грунтовой воды; II- установка и погружение в грунт первой секции трубы диаметром 820 мм вибропогружателем ВП-30, съемка вибропогружателя, постановка второй секции трубы со сваркой стыка и дополнительное погружение трубы в грунт до проектной отметки; III - съемка вибропогружателя и бурение скважины ковшовым буром диаметром 780 мм до проектной отметки; IV - разбурившие уширения с зачисткой основания ковшовым буром; V - бетонировании сваи бетонной смесью класса B15 (М200) с осадкой конуса 7-8 см и установка арматурного каркаса длиной 7 м; 1 - кран МКГ-25; 2 - навесное буровое оборудование; 3 - ковшовый бур; 4 - кондуктор; 5 - вибропогружатель; 6 - вторая секция трубы; 7 - первая секция трубы; 8 - упорная каретка; 9 - телескопическая колонна; 10 - расширитель; 11 - бадья с секторным затвором; 12 - арматурный каркас; 13 - уширенная пята
2.6.2. Если сотрясения при забивке оболочек или вибрация при их погружении в грунт опасны для устойчивости существующих зданий, бурение скважин рекомендуется производить с применением глинистого раствора с одно временной обсадкой их трубами без применения ударных или вибрационных механизмов.
Состав, параметры и расход глинистого раствора задаются проектом и подбираются строительной лабораторией в зависимости от характеристики прорезаемых грунтов и применяемых глин.
2.7. Устройство глубоких буровых опор с применением станков.
2.7.1. Скважины диаметром 800-1700 мм, глубиной до 40 м образуются ударным грейферным или роторным бурением, с применением инвентарных обсадных труб, состоящих из секций длиной 2, 4 и 6 м и режущего наконечника в нижнем фланце первой секции. Технологическая схема устройства таких опор дана на рис. 2.7.1.
Рис. 2.7.1. Технологическая схема устройства свай станком:
I - бурение скважины под защитой обсадной трубы диаметром 670-1180 мм; II - установка арматурного каркаса; III - бетонирование сваи методом ВПТ с подъеме; обсадной трубы; IV - удаление обсадной трубы и формование головы сваи; 1 - буровой станок Супер-ЕДФ; 2 - грейфер; 3 - инвентарная обсадная труба; 4 - автосамосвал; 5 - гидравлический домкрат, сообщающий трубе поступательное движение домкрат, вращающий трубу, не показал; 6 - хомут для захвата обсадной трубы; 7 - арматурный каркас: 8 - воронка с бетонолитной трубой; 9 - автобетоносмеситель; 10 ствол сваи-опоры
2.7.2. Во время бурения скважин обсадные трубы непрерывно погружаются вращательно-поступательными движениями.
2.8. Устройство свай с камуфлетной пятой.
2.8.1. Сваи с камуфлетной пятой, образуемой энергией взрыва, применяются в следующих случаях:
- если с поверхности земли залегают сильно сжимаемые, разнородные насыпные, набухающие, или просадочные грунты, подстилаемые
- на относительно небольшой глубине (до 20 м) глинистыми породами, не обладающими просадочными свойствами;
- когда сваи других типов могут быть заменены камуфлетными такой же несущей способности, но меньшей длины или большей несущей способности при меньшем количестве и при меньшей или равной стоимости;
- если требуется увеличить несущую способность ранее погруженных в грунт свай-оболочек с открытым нижним концом или глухим конусным башмаком.
2.8.2. Камуфлетные уширения в основании свай образуются мгновенно - одним взрывом сосредоточенного заряда, двумя последовательными взрывами (двойного камуфлетирования), взрывом кольцевого заряда и групповым взрывом нескольких зарядов, расположенных по периметру стенки скважины.
2.9. Устройство буровых опор с корневидным основанием.
2.9.1. Конструкция буровых опор с корневидным основанием включает монолитный железобетонный или трубобетонный ствол круглого поперечного сечения и пакет коротких корневых сваек заводского изготовления.
2.9.2. В устойчивых маловлажных грунтах диаметры буровых скважин и соответственно диаметры стволов должны назначаться на 30-40 мм больше наружных диаметров извлекаемых обсадных труб, чтобы за счет затрубных зазоров уменьшить усилие стрелового крана при подъеме труб.
2.10. Устройство буроопускных свай с уплотненным основанием.
2.10.1. Буроопускные сваи с уплотненным основанием могут выполняться двух видов: с основанием, уплотненным вибрационным способом в песчаных грунтах (рис. 2.10.1,а), и с уширенной пятой и уплотненным основанием в песчаных и глинистых грунтах (рис. 2.10.1,б)
а б
Рис. 2.10.1. Технологическая схема устройства буроопускных свай:
а - с уплотненным основанием; б - с уширенной пятой; 1- буровая скважина; 2 - ствол сваи; 3 - вибропогружатель; 4 - уплотненное основание; 5 - бетонная смесь; 6 - уширенная пята
2.10.2. Диаметр сборного ствола свай следует принимать в пределах 600-1000 мм, а длину назначать с учетом инженерно-геологических условий и конструктивных особенностей здания или сооружения, но не менее 3 м.
2.11. Устройство комбинированных свай.
2.11.1. Комбинированные сваи, состоящие в нижней части из забивных железобетонных свай заводского изготовления, а в верхней части из монолитного бетонного или железобетонного ствола, рекомендуются для применения в условиях необходимости прорезки большой мощности слабых разнородных или просадочных грунтов и возможности опирания забивной сваи в подстилающий слой песка или супеси (рис. 2.11.1).
Рис. 2.11.1. Последовательность устройства комбинированных свай:
I - стековое бурение скважин диаметром 530-550 мм, глубиной согласно проектным отметкам, но не глубже установившегося уровня грунтовых вод; II - закрепление скважины инвентарной обсадной трубой диаметром 520 мм; III - забивка сваи сечением 30×30 см трубчатым дизель-молотом C-1047 или С-949 до уровня касания наголовника с верхом обсадной трубой; IV - добивка сваи с помощью стального подбабка до проектной отметки, при этом верхний коней забивной сваи должен выступать не менее 0,5 м над забоем буровой скважины для заделки в монолитном железобетонном стволе комбинированной сваи; V - установка арматурного каркаса с выпуском рабочих стержней длиной не менее 400 мм для заделки в бетоне ростверка и бетонирование верхней части ствола сваи свободным сбрасыванием в полость трубы бетонной смеси класса В 25 (М 300) пластичной консистенции (осадка конуса 8-10 см); VI - извлечение обсадной трубы краном МКГ-25 и уплотнение бетона виброиглой; VII - формование головы сваи в инвентарной опалубке; 1 - буровая установка на базе крана типа МКГ-25 или ДЭК-251; 2 - навесной бутовой рабочий орган С0-2; 3 - шнековый став; 4 - скважина; 5 - буровая коронка диаметром 550 мм; 6 - опорное кольцо; 7 - инвентарная обсадная труба диаметром 530 мм; 8 - копровое оборудование; 9 - трубчатый дизель-молот; 10 - наголовник; 11 - железобетонная свая заводского изготовления сечением 300×300 мм, длиной по проекту; 12 - кондуктор-фиксатор; 13 - стальной подбабок с наголовником; 14 - стреловой кран; 15 - вибробадья; 16 - арматурный каркас; 17 - инвентарная опалубка для формования головной части буронабивного ствола; 18 - железобетонный буронабивной ствол комбинированной сваи диаметром 550 мм.
2.11.2. По наличию в специализированных организациях оборудования отечественного производства оптимальными размерами конструкции комбинированных свай следует считать: для забивных свай сечение 35×35 см, длину 12-16 м; для монолитного ствола - диаметр в пределах 520-630 мм, длину 8-12 м.