Технология устройства набивных свай

Набивные сваи устраивают непосредственно на строй­площадке, на месте будущего здания или сооружения.

В зависимости от способа устройства скважин и укладки в них бетона различают набивные сваи двух типов:

а) сваи, для которых скважины образуют бурением; при этом может быть два способа укладки бетона:

б) сваи, для которых скважины в грунте образуют погружением стальной трубы с закртым концом, а бетон уплотняют частым трамбованием с использованием ударов молота по трубе (часто трамбованные сваи) или с использованием вибрации от виб­ропогружателя.

Крепление стенок можно осуществлять:

1. с применением обсадной трубы (сухой способ), извлекаемой из скважины по мере укладки бетона, и

Сухой способ применим в устойчивых грунтах; его технология состоит в следующем (рис. VI.10). Вращательным бурением в грунте разбуривают скважину не­обходимого диаметра и на заданную глубину. После достижения забоем скважины проектной отметки в необходимых случаях уширяют нижнюю часть скважины специальными уширителями. После приемки скважины по акту в ней монтируют арматурный каркас и бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). По мере укладки бетона бетонолитную трубу извлекают из скважины. Уплотняют бетонную смесь с помощью вибраторов, укрепленных на приемной ворон­ке бетонолитной трубы.

2. без обсадной трубы (мокрый способ), когда бетон укладывают с использованием глинистого раствора (называемого бентонитом);

Без обсадной трубы также можно устраивать буронабивные сваи (рис. VI. 11). Здесь в качестве опалубки, предупреждающей обрушение стенок скважины, исполь­зуют глинистый раствор, поступающий в скважину по пустотелой буровой штанге. За счет гидростатического давления, оказываемого этим раствором, плотность кото­рого 1,2...1,3 г/см³, устраивают сваи- без обсадных труб. Глинистый раствор готовят на месте производства работ преимущественно из бентонитовых глин, и по мере буре­ния его нагнетают в скважину. Поднимаясь по скважине вдоль ее стенок, глиняный раствор попадает в зумпф, откуда возвращается насосом в буровую штангу для дальнейшей циркуляции. Затем в скважину устанавли­вают арматурный каркас. Бетонную смесь подают с помощью вибробункера с бетонолитной трубой, которую опускают в скважину. Вибрируемая бетонная смесь, по­ступая в скважину, вытесняет глинистый раствор. По мере заполнения скважины бетонной смесью бетоновод извлекают.

Рассмотренный метод крепления стенок скважин наиболее прост. Однако он недостаточно надежен и весьма трудоемок при производстве работ зимой.

Устройство буронабивных свай с креплением стенок скважин обсадочными трубами (рис. VI. 12) возможно в любых геологических и гидрогеологических условиях. Обсадочные трубы можно оставлять в грунте или извле­кать из скважин в процессе изготовления свай (инвен­тарные трубы). Секции обсадных труб, как правило, сое­диняют стыками специальной конструкции или с по­мощью сварки. Погружают обсадные трубы в процессе бурения скважины гидродомкратами, а также посредст­вом забивки трубы в грунт или вибропогружением. Бурят скважины вращательным или ударным способом специальными установками.

При ударном бурении обсадная труба погружается в грунт по мере разработки скважины. При этом отдель­ные секции обсадных труб наращивают по мере необхо­димости.

При вращательном способе бурения вначале пробури­вают лидерную скважину на длину секции обсадной тру­бы, после чего в скважину погружают обсадную трубу. Затем бурят следующий участок скважины, после чего наращивают и погружают в скважину очередную секцию обсадной трубы. Эти операции повторяют до окончания бурения скважины на проектную отметку.

После зачистки забоя и установки в скважине арматурного каркаса скважину бетонируют методом ВПТ. По мере заполнения скважины бетонной смесью инвентар­ную обсадную трубу извлекают. При этом специальная система домкратов, смонтированных на установке, сооб­щает обсадной трубе возвратно-поступательное и вра­щательное движение, дополнительно уплотняя бетонную смесь. По окончании бетонирования голову сваи форму­ют в специальном инвентарном кондукторе.

Набивные сваи часто делают с уширенной нижней частью — пятой. Уширение делается специальными бу­рами, а также путем взрывания взрывчатого вещества (камуфлетные сваи). Уширение делается для повыше­ния несущей способности сваи.

Камуфлетные сваи делают следующим образом (рис. VI. 13). Сначала разбуривают скважину, опускают в нее обсадную трубу. На дно скважины укладывают взрыв­чатое вещество, которое сверху прикрывается слоем 0,7... 1 м литого бетона». Образовавшаяся бетонная проб­ка нужна для того, чтобы энергия взрыва была направ­лена на образование полости в грунте. Полость затем заполняют бетоном и сваю бетонируют обычным спосо­бом.

Частотрамбованные сваи устраивают путем забивки обсадных труб, опирающихся на металлический наконеч­ник. Затем в полости, образованной обсадной трубой, устраивают армированную (или неармированную) сваю.

Частотрамбованные сваи (рис. VI. 14) устраивают при помощи специального копра. На копер лебедкой поднимают молот и обсадную трубу, которая в верхней части имеет оголовок. На нижний конец обсадной трубы насаживают металлический башмак со смоляным кана­том, чтобы исключить проникание в трубу воды. Под действием ударов молота обсадная труба погружается до проектной отметки. Погружаясь, труба раздвигает частицы грунта и уплотняет его. Затем молот поднима­ют и в полость трубы опускают арматурный каркас (если сваи армируются). Из вибробадьи через воронку в полость обсадной трубы подают бетонную смесь с осадкой конуса 8... 10 см.

Параллельно с укладкой смеси извлекают (вытяги­вают) на небольшую величину обсадную трубу и вновь осаживают ударом молота для уплотнения бетона, при­чем металлический башмак остается у основания сваи.

В последние годы стали устраивать грунтобетонные сваи, для чего применяют бурильно-крановые машины с пустотелой буровой штангой, имеющей на конце сме­сительный бур с режущими и перемешивающими лопастями. Через штанги растворонасосом нагнетают водоцементную суспензию, изготовляемую в растворосмесителе. Смесительный бур при обратном вращении и извле­чении послойно уплотняет грунт, насыщенный водоцементной эмульсией. В результате образуется грунтобетонная свая, изготовленная на месте без выемки грунта. На рис. У1.15 показана принципиальная схема устрой­ства грунтонабивных свай.