Бурозабивные сваи
Бурозабивные – сваи сплошные и полые, рассчитанные на восприятие ударных нагрузок и погружаемые забивкой в лидерные скважины, диаметр которых меньше наибольшего поперечного сечения сваи.
Область применения
Бурозабивные сваи применяют в пластичномерзлых и талых (твердых) грунтах, а также в пластичномерзлых грунтах с заглубленной кровлей мерзлоты.
Бурозабивные сваи в талых и пластичномерзлых грунтах с заглубленной кровлей мерзлоты при прохождении водоносыщенных слоев предусматривают устройство обсадных труб.
В зависимости от грунтовых условий площадки различают два способа погружения свай:
- Бурозабивной
- Бурозабивной с помощью обсадных труб
Расстояние между осями бурозабивных свай следует принимать равным не менее трех наибольших размеров поперечного сечения сваи.
Бурозабивной способ погружения свай:
— на глубину сезонного промерзания оттаивания бурится скважина диаметром на 100мм больше диаметра сваи;
— бурится лидерная скважина на 20-50мм меньше диаметра погружаемой сваи и на 1,0м выше проектной отметки низа;
— погружается свая до проектной отметки путем забивки дизель-молотом;
— после погружения внутренняя полость сваи заполняется цементно-песчаным раствором в соотношении 1:5 на всю высоту, с осадкой конуса 10…14см;
-затрубное пространство заполняется непучинистым грунтом.
Бурозабивной способ погружения свай с помощью обсадных труб:
— на глубину водоупора с планировочной поверхности бурится скважина с помощью извлекаемой обсадной трубы диаметром на 100мм больше диаметра сваи;
— далее бурится лидерная скважина на 50мм меньше диаметра погружаемой сваи и на 1,0м выше проектной отметки низа;
— в скважину погружается свая до проектной отметки путем забивки дизель-молотом;
— после погружения внутренняя полость сваи заполняется цементно-песчаным раствором в соотношении 1:5 на всю высоту, с осадкой конуса 10…14см;
— извлекается обсадная труба;
— затрубное пространство на высоту 3,0м заполняется цементно-песчаным раствором состава 1:5 с осадкой конуса 10…14см, на высоту СТС – непучинистым грунтом. 
Источник
Бурозабивной способ погружения свай технология
Для пластичномерзлых грунтов, которыми занята большая часть южной зоны вечной мерзлоты, способ погружения свай скважины большого диаметра при подготовке грунта пропариванием скважин непригоден, так как процесс смерзания сваи с грунтом в северо-восточных районах занимает длительное время (от нескольких недель до года).
В таких грунтах СНиП П-Б. 6-66 рекомендует применять бурозабивной и забивной способы погружения свай. Первый способ заключается в забивке свай в пробуренные скважины диаметром, меньшим размера поперечного сечения свай, второй — в забивке свай непосредственно в пластичномерзлые грунты. Забивка свай в скважины меньшего диаметра в условиях вечномерзлых грунтов впервые была осуществлена в 1951 г. С. С. Вяловым, и в последние годы этот способ применяется широко.
Для обеспечения расчетной несущей способности бурозабивных свай необходимо прежде всего точно определить диаметр скважины. При этом отношение площади поперечного сечения забоя скважины Fк площади поперечного сечения сваи F1называемое коэффициентом забуривания, колеблется в пределах 0,75-0,95. Первое значение принимают в тех случаях, когда поперечное сечение сваи квадратное, а второе, если свая и скважина имеют в поперечном сечении форму круга.
Глубина скважин должна быть равна длине сваи без учета размера острия.
При погружении свай в твердомерзлые грунты глубину скважины увеличивают с учетом того, что в пробуренную часть скважины осыпается 1/2-1/3 грунта при погружении сваи.
Когда стенки скважин находятся в пластичномерзлом состоянии, при погружении бурозабивной сваи образуются грунтовые пробки на глубине от 10 до 15 диаметров сваи. Такие пробки значительно снижают скорость погружения сваи и отжимают оттаявший грунт на поверхность.
При погружении бурозабивной сваи в скважину, стенки которой зимой находятся в твердомерзлом состоянии, грунтовой пробки не возникает. Препятствующий внедрению сваи грунт скалывается
Рис. 7.7. Экскаватор с устройством для проходки скважины:
1— навесное копровое оборудование; 2 — экскаватор; 3 — лидер для проходки скважин; 4 — вибромолот (вибропогружатель или дизель-молот); 5 — пружинный амортизатор
и обрушается в забой; частично оттаивая, он выжимает грунт стенок скважины на поверхность. Технология погружения свай в пластичномерзлые грунты аналогична технологии их погружения в талые грунты.
Погружать забивные сваи сплошного сечения более эффективно машинами ударного и виброударного действия. Использовать для этих целей вибропогружатели, как правило, нерационально, поскольку при этом грунт сильно нагревается, что удлиняет срок смерзания сваи с грунтом и передачу на них нагрузок.
Погружение забивных свай ударным способом происходит под воздействием большой энергии удара. В результате под острием свай возникают большие давления, приводящие к плавлению льда и уменьшению прочности грунта. Образующийся у боковых поверхностей свай тонкий слой оттаявшего грунта облегчает процесс погружения сваи и способствует быстрому вмерзанию ее в грунт. Такую сваю можно нагружать почти сразу после забивки.
Летом, когда верхний слой сезоннопромерзающих грунтов оттаивает, перед забивкой свай пробуривают лидерные скважины диаметром 400 мми глубиной на 80% мощности мерзлого грунта. Скважины проходят методом вращательного бурения, а также трубчатыми бурами с использованием рабочих органов и виброударного действия сваепогружающих агрегатов (рис. 7.7).
При образовании скважин виброударным методом полый стальной цилиндр (лидер) с открытым нижним концом и специальным
Рис. 7.8. Виброударная машина на базе трактора Д-804
режущим наконечником погружают в грунт до проектной отметки. Затем его извлекают вместе с зашедшим внутрь грунтом, в грунте же образуется скважина соответствующей глубины и формы. После этого в скважину забивают железобетонную сваю, площадь поперечного сечения которой больше площади сечения скважины. При таком методе проходки скважин грунт прорезается только по их периметру. Извлекаемый из скважины грунт не разрыхляется, в связи с чем на проходку скважины затрачивается меньше энергии и времени, чем при бурении грунта. Для этого применяют виброударную машину (рис. 7.8), смонтированную на тракторе Д-804.
Характеристики такой машины и скважин, образуемых ею, следующие:
Принцип действия машины следующий, При вращении дебалансов вибромолота в противоположные стороны возникает знакопеременная вертикально направленная возмущающая сила, вызывающая колебания на пружинах ударной части вибромолота. Последний носит удары по наковальне лидера или сваи, что обеспечивает быстрое погружение их. Для увеличения скорости погружения лидеру дополнительно сообщается пригруз весом 10 Т, что значительно увеличивает давление на грунт под острием сваи.
Проходка скважин с помощью этой машины ведется в последовательности, описанной ниже. После подъезда машины к месту бурения направляющую раму с лидером и вибромолотом приводят в требуемое вертикальное или наклонное положение над точкой бурения, а опорную плиту опирают на грунт. Затем включают пригруз и вибромолот, под влиянием динамического воздействия которого лидер быстро погружается в грунт до проектной отметки. Грунтовый керн из лидера при следующем погружении его вытесняется новым объемом и выпадает в окно лидера.
Перед забивкой свай в подготовленные скважины лидер заменяют свайным наголовником. Производительность этой машины в вечномерзлых грунтах с включением гальки и щебня значительно выше производительности ударно-канатных станков и буровых машин.
Для получения скважин глубиной до 4 мв вечномерзлых грунтах III-IV категорий можно применять виброударную машину БВУ-321, смонтированную на базе трубоукладчика ТО-12-34. Внутри вертикальной направляющей рамы перемещается вибромолот, упруго соединенный с полой трубой — лидером. Рабочий орган — вибромолот ВМ-7у поднимается и опускается лебедкой трубоукладчика и трособлочной системой. Электродвигатели вибромолота получают ток от генератора, приводимого в действие от вала двигателя трубоукладчика.
Машина БУ-321 позволяет бурить скважины глубиной 4 м и диаметром 35-45 см. Рабочий орган машины — ВМ-7у, потребляемая мощность его — 14 кВт, вес ударной части — 650 кГ. Мощность генератора 30 кВт. Вес навесного оборудования — 2,8 г; полный вес машины — 21,8 т. Высота в рабочем положении равна 8,8 м; обслуживают машину два человека. Сменная производительность — 20-30 скважин.
Источник
Устройство бурозабивных свай
Бурозабивные сваи, как следует из названия, это сваи, которые забивают в грунт сваебойными механизмами. При устройстве бурозабивных свай бурение скважины ведется под защитой бетонитового раствора. Затем в скважину погружается арматурный каркас, после чего скважина заполняется смесью.
Для установки бурозабивных свай иногда применяют лидерное бурение скважин. В зависимости от геологических свойств возводимого объекта варьируется диаметр скважин. Бурение производится шнековым буровым инструментом, после чего свая забивается до проектной отметки.
Для забивки – основного способа погружения готовых свай – используют специальные установки, оборудованные паровоздушными, механическими и дизельными механизмами. В последнее время в массовом строительстве вместо паровоздушных и механических молотов в копрах применяют гидравлические и вибрационные дизель-молоты. Они гораздо проще в эксплуатации, да и производительность у них намного больше.
Ранее выпускавшиеся копры были на пневмо- и рельсовом ходу, сейчас же такие модели заменяются установками на гусеничном ходу. Такие копровые установки маневреннее и обладают большей проходимостью. Для погружения свай кроме специальных копровых установок используют экскаваторы. Эти универсальные машины оборудуются подвешенной мачтой. На стандартную крановую стрелу устанавливается направляющая, и за счет этого через короткий промежуток времени экскаватор готов выполнить функции сваебойной машины.
Технология устройства бурозабивных свай
Бурозабивные сваи доставляют на рабочую площадку в готовом виде. Ударный метод погружения основан на воздействии ударной нагрузки. Под действием удара нижняя заостренная часть сваи внедряется в грунт. Частицы грунта смещаются в сторону, наверх и вниз. В результате погружения вытесняется объем грунта, равный объему погруженной части сваи. Небольшая часть грунта остается на дневной поверхности, а значительная ее часть смешивается с окружающим и основательно уплотняет грунтовое основание. Стандартная зона уплотнения составляет два-три диаметра сваи.
Устройство бурозабивных свай требует определенной подготовки. Во время подготовительных работ планируется и расчищается рабочая площадка, оборудуется освещение, происходит разбивка свай, доставляется требуемое оборудование, доставляются и складируются сваи, организуется устройство обносок и путей, по которым будут передвигаться копры.
В процессе погружения сваю подтягивают и поднимают, одновременно заводят ее головную часть в гнездо наголовника, которое расположено в нижней части молота. После этого сваю устанавливают в направляющих в предполагаемом месте забивки. Вначале забивка производится легкими ударами, затем сила удара постепенно увеличивается до максимально возможной.
В случае отклонения сваи от вертикали больше, чем на один процент, свая выправляется стяжками или подпорками. Если не удается исправить положение, свая извлекается и забивается вновь. После окончания процесса копровая установка передвигается и, по заданной отметке, верх железобетонной сваи срубают при помощи отбойного молотка, арматура срезается газовой резкой. Затем обнажившаяся арматура сваривается с арматурой ростверка.
Вначале осуществляется пробная забивка свай, по ее результатам корректируется схема забивки и проект устройства свайных работ.
Для повышения ударной прочности железобетонные сваи необходимо подвергнуть предварительному напряжению. Перед тем, как забивать, сваи пропитываются составом на нефтебитумной основе. Шпунтовые ограждения и металлические сваи обрабатываются антикоррозийной обмазкой.
Забивка бурозабивных конструкций ведется до указанного в проекте отказа. Отказом называется глубина, на которую погружается свая после одного удара. Измеряют его с точностью до одного миллиметра. Так как в конце забивки осадку измерить сложно, отказ определяется как среднее значение после серии ударов – и называется залогом.
При устройстве бурозабивных свай паровоздушными молотами одиночного действия и дизель-молотами залог принимают равным десяти ударам, при погружении свай вибропогружателями и молотами двойного действия, за величину залога принимается число, равное количеству ударов за одну минуту забивки.
Преимущества свай бурозабивного типа
- сокращение сроков строительства, так как после устройства свай не нужно ожидать, пока бетон наберет проектную прочность;
- возможность применения в условиях вечной мерзлоты;
- относительно низкая стоимость работ и динамических испытаний.
Благодаря своим высоким прочностным характеристикам бурозабивные сваи применяют в пластичномерзлых грунтах Крайнего севера. Для их устройства бурение скважин производится механическим способом. Диаметр скважин меньше минимального сечения сваи на один – два сантиметра. Забивают сваи любым способом на глубину, равную глубине пробуренной скважины.
Бурозабивные сваи, буронабивные сваи или буроинъекционные сваи могут быть выполнены как с внутренними полостями, так и цельной конструкцией. Стоимость свай с внутренними полостями, естественно, дешевле цельных из-за уменьшения расходного количества материала. Однако прочностные характеристики полых конструкций остаются на должном уровне, что позволяет использовать их для возведения бурозабивных фундаментов. Технология устройства свай не отличается от устройства цельных бурозабивных изделий.
Для укрепления водоемов и сооружения подпорных стен традиционно используются конструкции прямоугольного сечения, как сплошные, так и полые. Для забивки в слабые грунты используют полые или цельные бурозабивные сваи круглого сечения. Они производятся как с открытыми, так и закрытыми концами.
Источник
