Свайные работы

 

Содержание:

 

1. Свайные работы……………………..2стр.
2. Производство свайных работ………7стр.
3. Методы погружения свай…………...10стр.

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Свайные  работы

 

Сваи предназначены для  передачи нагрузки от сооружения на грунт, повышения несущей способности  слабых грунтов, предотвращения осыпания и оползания грунтов, а также  ограждения пространств от доступа  воды.

Сваи классифицируются по способу передачи нагрузок от сооружений на грунт, форме ствола, поперечного  сечения, материалу и методам  производства работ. По методам производства работ сваи подразделяют на забивные (погружаемые) и набивные. Забивные (погружаемые) сваи заранее изготавливают  на заводах или полигонах строительных площадок и затем ударным или  безударным методом (или их комбинацией) погружают в грунт в вертикальном или наклонном положении. Набивные сваи устраивают непосредственно в  самом грунте (рис. 11).

 
Рис. 11. Набивные сваи: 
а — бетонная; б — железобетонная с разрубленным уширением

Сваи бывают бетонные, железобетонные, деревянные, металлические, грунтовые  и комбинированные. По форме сваи бывают квадратного, круглого и призматического  сечения. Забивные железобетонные сваи (ненапряженные и предварительно напряженные) широко применяются в строительстве. Они классифицируются по форме поперечного сечения, длине, весу, конструкции нижнего конца. Наибольшее распространение получили сваи прямоугольные и квадратные со сплошным поперечным сечением, квадратные с круглой полостью и круглые полые сваи или сваи-оболочки. Квадратные сваи сплошного сечения имеют размер от 20 х 20 до 40 х 40 см с модулем 5 см, длина свай достигает 28 м.

Предварительно напряженные  квадратные сваи сплошного сечения  без поперечного армирования  имеют длину от 3 до 9 м и применяются  в слабых или средней плотности  грунтах. Полые сваи круглого сечения  производятся длиной от 3 до 40 м. Полые  круглые сваи диаметром до 800 мм называются трубчатыми, диаметром 800-1600 мм — сваями-оболочками. Сваи-оболочки диаметром 2-6 м называются колодцами-оболочками; они применяются  в опорах глубокого заложения  при устройстве заглубленных промышленных помещений, в качестве колодцев-водозаборов  и др. По длине сваи могут быть целыми (до 12-20 м) и составными, сращенными из отдельных звеньев. Применение составных  свай обусловлено простотой изготовления и транспортирования, а также  использованием для погружения оборудования меньшей грузоподъемности и высоты. Однако составные сваи могут давать значительные отклонения по вертикали  при погружении. Конструкция нижнего  конца полых свай может быть открытой или закрытой специальным наконечником. Внутренняя полость составных свай может быть либо незаполненной (кроме  верхней части, примыкающей к  ростверку), либо полностью заполненной  грунтом или бетоном.

Деревянные сваи изготовляются  главным образом из сосновых бревен и применяются в основном для  устройства фундаментов под временные  здания и сооружения при небольших  нагрузках. Они бывают цельными длиной 4,5-12 м, сращенными по длине до 40 м, пакетными, сплоченными из нескольких бревен или  брусьев. Нижний конец деревянной сваи заостряется на три или четыре грани. При забивке деревянных свай в плотные грунты для предохранения острия от разрушения на него предварительно надевают башмак (наконечник), верхняя часть имеет кольцо (бугель), предохраняющее головку сваи от разрушения при ударах молота. Верхний конец сваи срезается строго перпендикулярно продольной оси. Для увеличения срока службы сваи антисептируются.

В тех случаях, когда сваи применяются в качестве ограждающих  конструкций или противофильтрационных  завес, их называют шпунтовыми сваями (шпунтом). Шпунтовые сваи погружают  вплотную друг к другу, образуя сплошную стенку, которая называется шпунтовым  рядом. Для надежного соединения шпунтовых свай между собой с  боковой стороны каждой шпунтины предусматриваются замки.

 
Рис. 12. Деревянные шпунтовые сваи: 
1 — паз; 2 — гребни

У деревянной шпунтовой сваи (рис. 12) на одной ее грани сделан паз, а на противоположной — гребень. При забивке гребень шпунтины заходит в паз, образуя надежное водонепроницаемое соединение. Нижний конец шпунтовой сваи заостряют  со стороны гребня с таким расчетом, чтобы свая прижималась к ранее  заглубленной шпунтине. Деревянные шпунтовые  сваи обычно изготавливаются из брусьев  длиной до 6 м.

 
Рис. 13. Железобетонные шпунтовые сваи

Железобетонные шпунтовые  сваи (рис. 13) обычно изготовляют плоской  формы и с предварительным  напряжением арматуры. Реже изготовляют  двутавровый железобетонный шпунт. Нижняя часть железобетонного шпунта также имеет срез в одну сторону. Железобетонные шпунтовые сваи применяются  преимущественно как конструктивные элементы подпорных стен, набережных и т. п.

Металлические шпунтовые  сваи изготовляют четырех профилей: плоского, корытообразного, зетобразного и типа «Ларсен». Плоский металлический  шпунт применяют для устройства противофильтрационных завес, а  корытообразный и зетобразный —  для устройства завес и подпорных  стенок, ограждающих конструкций  больверков и др. Металлический шпунт, поставляемый промышленностью, может  быть использован многократно для  временного ограждения котлованов и  траншей.

Стальные сваи изготавливают  из прокатных профилей или труб длиной до 30 м с закрытым конусом на нижнем конце. Труба после погружения заполняется  бетоном. Такие сваи применяются  в фундаментах глубокого заложения, к примеру, в мостовых опорах. Из стали изготавливаются винтовые сваи, которые применяются для сооружений, работающих на выдергивающие нагрузки — якорей для оттяжек, опор линий электропередач и др.

Набивные сваи весьма разнообразны по конструкции и способам изготовления: часто трамбованные сваи, сваи Страуса, вибросваи, грунтовые сваи, сваи с  уширенной пяткой и др. Для всех видов набивных свай требуется бурение  скважины и заполнение ее бетонной смесью или грунтом с последующим  уплотнением. Скважину бурят буром. В слабых, обводненных грунтах  и грунтах, склонных к обрушению, стенки скважины закрепляют обсадными  трубами (плотные не обрушающиеся грунты не закрепляют обсадными трубами). В  пробуренную скважину опускают арматурный каркас и заполняют бетонной смесью через трубу с воронкой, образуя  буронабивную сваю.

 
Рис. 14. Свайные фундаменты: 
а — на сваях-стойках; б — на висячих сваях

По способу передачи нагрузки от сооружения на грунт и по характеру  их работы в грунте различают два  вида свай: сваи-стойки и висячие  сваи. Сваи-стойки опираются на прочные  грунты, при этом основная нагрузка (более 70-80%) передается через острие сваи и воспринимается грунтом (рис. 14а). Висячие сваи не доводят до прочных  грунтов, и основная нагрузка (70-80%) передается посредством сил трения между грунтом и наружными поверхностями сваи (рис. 146).

Отдельно стоящая свая или группа совместно работающих свай называется свайным фундаментом. Свайный фундамент принято разбивать  на три основных элемента: ростверк, сваи и грунт. Ростверк объединяет головки  свай в единое целое, передает и распределяет нагрузки от сооружения на сваи. По конструкции  ростверка свайные фундаменты делят  на фундаменты с низким ростверком, когда ростверк значительно заглублен  в грунт, и с высоким ростверком, когда ростверк расположен выше уровня грунта или незначительно заглублен. Фундаменты с низким ростверком способны воспринимать большие горизонтальные нагрузки, чем с высокими. По расположению свай в плане фундаменты бывают с  вертикальными и наклонными сваями.

 

2.Производство  свайных работ

Перед производством свайных  работ подготавливается площадка: снимается  растительный слой, производится устройство водоотвода, вертикальная планировка участка, устройство подъездных путей, прокладываются сети для подвода  воды, пара, сжатого воздуха, электроэнергии. При планировке площадки необходимо учитывать, что отдельные впадины  и возвышения не должны превышать 10 см. Площадка присыпается песком или  песчано-гравийной смесью.

После окончания работ  по подготовке площадки и разбивки главных осей сооружения (за основные линии принимаются продольная и  поперечная оси здания) производят разбивки свайных рядов и закрепление  на местности. Оси свайных фундаментов  разбивают от основных линий сооружения, которые должны быть прочно закреплены на местности — основные оси закрепляют надежно заделанными в грунт створными знаками (бетонными столбами, металлическими трубами, рельсами). Створные знаки закладывают в устойчивых грунтах за пределами зоны возможных обвалов, положение створных знаков периодически проверяется геодезическими приборами. Разбивка основных осей должна сохраняться на все время производства работ. Репер также устанавливают в местах, в которых исключено смещение грунта. Абсолютную отметку репера проставляют на нем краской. Разбивка осуществляется в соответствии с планом размещения свай, на котором указаны: несущая способность свай и проектный отказ, полученный при предпроектных испытаниях пробных свай; привязка осей свайных рядов, одиночных свай или кустов к разбивочным осям сооружения; шаг свай; отметка начала острия и верха свай; порядковые номера свай (нумеруются все сваи в пересечениях разбивочных осей здания, каждая пятая в ряду, первая и последняя в кусту). Сначала разбиваются сваи, расположенные на главных и вспомогательных осях сооружения. Сваи, расположенные на промежуточных осях, разбивают одновременно с ними, если разбивочная сетка превышает размер 6x6 м. При меньшем размере положение свай на промежуточных осях разбивается в процессе погружения. Разбивку каждого свайного ряда и куста сохраняют до приёмки всех свай этого ряда. Каждому ряду, кусту и каждой свае присваивают номер, который проставляют на плане расположения свай (для нумерации свайных рядов и кустов принимают римские цифры, для свай — арабские). Разбивку центров свай производят с помощью стальной ленты, прокладываемой по провешенной оси соответствующего свайного ряда. Центр сваи закрепляют штырем или деревянным колышком длиной 20-25 см; положение свай, находящихся на главных осях, дополнительно фиксируют деревянными сторожками, на которые наносят номер сваи. Вертикальные отметки голов свай разбивают по реперам. При забивке свай с подмостей положение осей рядов свай фиксируется прямо на них. При погружении свай на покрытой водой местности разбивочные оси закрепляются знаками на берегу или специальными каркасами и буями. Разбивка и закрепление осей свай оформляется актом.

На строительной площадке сваи разгружают с одновременной  укладкой в зоне работы копра поодиночке или штабелями головами к копру  перпендикулярно оси его движения. Поднимать сваи при разгрузке  и погрузке необходимо за подъемные  петли. При подъеме свай длиной более 6 м следует пользоваться траверсой. Перетаскивать сваи волоком запрещается. При укладке свай в штабеля  их укладывают правильными рядами в  горизонтальном положении не выше четырех  рядов по высоте; если позволяет  территория, желательно разложить в  один ряд по высоте. Между горизонтальными  рядами свай укладываются прокладки  шириной не менее 5 см, расположенные  рядом с подъемными петлями (для  сохранности петель толщина прокладок  должна быть на 2-3 см больше их высоты). На строительной площадке располагать  сваи более чем в два яруса  по высоте не рекомендуется.

При приемке доставленных на объект свай проверяется документация на их изготовление, правильность маркировки, производится наружный осмотр. В процессе подготовки свай непосредственно к  погружению при необходимости производится укрупнительная сборка и обустройство свай. Укрупнительную сборку свай по длине  производят в соответствии с проектом производства работ либо предварительно на специальной площадке, либо в  процессе погружения. Звенья составных  железобетонных свай соединяют электросваркой закладных частей, фланцами на болтах, клиновыми и другими устройствами; короткие трубчатые сваи соединяются  с помощью вкладыша. Сваи-оболочки диаметром 2-3 м изготовляются члененными звеньями высотой 4-8 м, при большем  диаметре каждое звено дополнительно  членится продольными швами (конструкция  продольных стыков устанавливается  проектом). Деревянный шпунт в слабые грунты погружают пакетами из двух-трех шпунтин, сплоченных заранее и объединенных общим наголовником из обрезков швеллера. Для соединения с вибропогружателем в верхней части шпунта просверливают отверстие. К полым железобетонным сваям, погружаемым с закрытым концом, приваривают железобетонный наконечник, а к металлическим — конусообразный наконечник, изготовленный из листовой стали. Во всех случаях нужно следить за точной центровкой острия свай, так как смещение острия от продольной оси или несимметричность заострения могут привести к отклонению сваи по вертикали в процессе погружения. Перед погружением металлического шпунта протягиванием через шаблон проверяют его прямолинейность и сохранность замков, срубают наплывы, прорезают в верхней части отверстие для соединения с вибропогружателем. Заранее изготовляют угловой шпунт, для чего разрезают вдоль целые шпунтины и соединяют их заклепками внахлестку.

В процессе подготовительных работ производят пробную забивку  железобетонных готовых свай. По результатам  испытания пробных свай корректируют чертежи свайного сооружения и проект производства работ. Способ производства работ по устройству свайного фундамента выбирается в зависимости от типа свай, их размеров, веса, конструкции, расположения их в плане, от грунтовых условий  и конкретных условий производства работ на строительной площадке.

 

3.Методы  погружения свай

Применяются следующие методы погружения свай и шпунта:

• забивка свай молотами (ударный метод);
• погружение свай с помощью вибрации (вибрационный метод);
• статическое вдавливание свай (метод вдавливания);
• комбинированный метод погружения свай вибрацией с дополнительным пригрузом от массы базовой машины (метод вибровдавливания);
• погружение свай с помощью подмыва (метод гидропогружения);
• погружение свай с помощью электроосмоса;
• погружение свай завинчиванием.

Имеются практические рекомендации по применению методов погружения в  различные грунты. Например, ударный  метод пригоден при любых грунтах, вибропогружение — при наличии  рыхлых песчаных и супесчаных водонасыщенных грунтов, вибровдавливание — при  погружении в мягкопластичные, текучепластичные и текучие суглинки и глины, вдавливание  — при наличии глинистых грунтов  текучей консистенции.

Для производства свайных  работ применяются копровые установки  различных модификаций, вибровдавливающие  агрегаты, молоты ударного действия (паровоздушные, дизельные, штанговые, трубчатые), вибропогружатели (низкочастотные и высокочастотные).

 
Рис. 15. Схемы очередности погружения свай: 
а — последовательно-рядовая; б, в — концентрическая; г — секционная

Ударный метод забивки  свай и шпунта наиболее распространен. Этим методом можно погружать  различные железобетонные сваи —  сплошные, трубчатые, крестообразные, а также деревянные сваи, деревянный и стальной шпунты. Для забивки свай используются молоты механические, паровоздушные одиночного и двойного действия, а также дизельные штанговые и трубчатые. Сваи забиваются в определенной последовательности (рис. 15). Последовательно-рядовая схема забивки применяется в несвязных грунтах; в глинах и суглинках такая схема может привести к неравномерным осадкам сооружения. Концентрическая от края к центру забивка характерна значительным уплотнением в центральной зоне, поэтому применяется в слабых водонасыщенных грунтах. Концентрическая забивка от центра к краю производится в слабо сжимаемых грунтах, иначе сваи в процессе забивки будут отклоняться из-за неравномерного уплотнения грунта со стороны забитых свай и свободной внешней части. Секционная забивка применяется в связных грунтах, при этом сначала членят свайное поле на секции, забивая сваи в граничных рядах, а затем ведут последовательную забивку в пределах секции. При забивке молотами для защиты голов свай от разрушения и равномерного распределения силы удара по площади сваи применяют литые металлические наголовники со сменными прокладками-амортизаторами из древесины или полимерных материалов. Форма нижней полости наголовника соответствует форме поперечного сечения сваи, а размер должен допускать свободное вхождение головы сваи, но с зазором не более 20 мм для обеспечения центрирования удара. Наголовник соединяют с молотом двумя канатами. Железобетонные трубчатые сваи и сваи-оболочки требуют более надежной защиты дополнительным амортизирующим кольцом, которое укладывается на голову сваи.