Бурозабивной и забивной способы погружения свай

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

Экскаватор с устройством для проходки скважины
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

Виброударная машина на базе трактора Д-804

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.

Последнее обновление 12.01.16 17:21