8.3. Технология вибропогружения
Технология вибропогружения применяется для погружения свай в слабые, водонасыщенные грунты. Погружение производят мощным вибратором – вибропогружателем (рис. 8.5), который передает колебания на сваю, а она затем в свою очередь на грунт. В результате на границе свая-грунт выделяется свободная вода, действующая как смазка и значительно уменьшающая сопротивление грунта погружению сваи. Энергозатраты здесь значительно ниже, чем при ударном погружении, причем сваю погружают до заданной проектной отметки.
Данная технология неприменима в плотных глинистых и песчаных грунтах (эффект «смазки» очень мал).
Рис. 5.5. Схема вибропогружателя: 1 – свая; 2 – корпус с наголовником; 3 – вибраторы; 4 – привод; 5 – пружины 6 – электромотор; 7 – жесткое крепление корпуса к свае.
8.4. Технология вдавливания
Свая погружается в грунт вертикальным статическим усилием, которое обеспечивается системой домкратов или лебедок. Для этого используются сваепогружающие установки (СПУ) на базе тяжелых стреловых кранов массой 30…60 т. При наличии плотных грунтов сваи задавливаются в предварительно пробуренные лидерные скважины меньшего диаметра, чем свая. Погружение прекращается при достижении определенного усилия, которое характеризует фактическую несущую способность каждой задавливаемой сваи.
Достоинства:
– отсутствие избыточных нагрузок на сваю;
– отсутствие динамических нагрузок на близкорасположенные здания и сооружения.
Недостатки:
– громоздкая и тяжелая техника;
– в ряде случаев требуется бурение скважин.
В настоящее время технология вдавливания широко применяется при строительстве отдельных зданий внутри существующих кварталов.
8.5. Технология устройства набивных свай
Эти сваи устраиваются на месте путем бетонирования пробуренных в грунте скважин. Процесс трудоемкий, но здесь важно отметить, что по стоимости материала (монолитного железобетона) они на 70…100 % дешевле готовых забивных свай.
Существует два конструктивных решения набивных свай и соответственно две группы технологий их устройства.
Сваи постоянного сечения диаметром 600…1000 мм и длиной 15…40 м прорезают толщу грунтов I…III групп и опираются на прочные скальные породы. На таких сваях возводят высотные здания (небоскребы). Бурение скважин ведут специальными установками, для исключения обрушения стенок скважины используют стальные обсадные трубы. Отдельные секции этих труб опускаются в скважину по мере ее углубления. В процессе бетонирования скважины обсадная труба извлекается отдельными секциями.
Сваи с механическим уширением. В нижнем основании таких свай устраивается уширение (башмак), который обеспечивает свае большую несущую способность (рис. 8.7). Размеры свай: диаметр 600…800 мм, длина 6…15 м; диаметр уширения 1000…2000 мм.
Рис. 8.7. Образование уширений в скважинах: а – общий вид уширителя; б – схема работы уширителя; в – общий вид изготовленной сваи, извлеченной на поверхность.
Процесс устройства набивных свай носит комплексный характер и включает в себя:
– бурение скважины и вывоз вынутого грунта;
– обеспечение устойчивости стенки при помощи глинистого раствора;
– бурение уширения;
– установку арматурного каркаса в скважину;
– бетонирование скважины методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ). Бетонолитная труба разборная, из отдельных секций.
Достоинства:
– большая несущая способность;
– возможность устройства в любых грунтах;
– отсутствие динамических воздействий.
Недостатки:
– многооперационная технология (разные процессы);
– громоздкое оборудование;
– наличие мокрых процессов.
Рис. 5.8. Технологическая схема устройства буронабивных свай в сухих связных грунтах: I – бурение; II – разбуривание полости уширения; III – установка арматурного каркаса; IV – опускание бетонолитной трубы; V – подача бетонной смеси в приемную воронку бетонолитной трубы; VI – извлечение бетонолитной трубы
Данная технология широко применяется в промышленном строительстве (фундаменты под несущие колонны); при возведении гражданских зданий взамен ударной технологии, а также при обоснованной экономической целесообразности.