Грунтобетонные сваи

Технология механизированного уст­ройства грунтобетонных фундаментов основана на использовании свойства лёс­совидных грунтов образовывать конст­руктивный материал, отвечающий требо­ваниям фундаментостроения при переме­шивании с цементом и последующем уп­лотнении смеси. Если перечисленные опе­рации производить непосредственно в массиве грунта без его выемки, то в слу­чае применения соответствующего при­способления можно получить грунтобетонную сваю. Такие сваи, как и другие типы набивных свай, используют для зданий различного назначения, при возведении подпорных стенок, противофильтрационных завес и т. д.

В инструкции по изготовлению и применению грунтобетона в строительстве (СН 23-58) для изготовления грунтобетонных свай предусмотрены лёсс, лёссовидные и карбонатные суглинки и супеси.

Технология изготовления грунтобетонных свай разработана в шестидесятых годах в СибЗНИИЭП под руководством проф. А. В. Силенко.

Для изготовления свай диаметром 0,8 и 0,9 мпри глубине до 3 м и диаметром 0,5-0,7 м и длиной до 7 м применяют агрегат АГС-7 (рис. 13.12).

Узлы агрегата смонтированы на шасси автомобиля МАЗ-200. Агрегат состоит Iиз рамы, мачты, буровой штанги с вертлюгом, рабочего органа, электропривода, механизмов вращения и подачи рабочего органа, технологического оборудования, для приготовления и нагнетания цементной суспензии. На раме шарнирно установлена мачта из стальных труб.

В рабочее положение мачту поднимают при помощи гидросистемы. Для опус­кания мачты в транспортное положение  используют лебедку, установленную на буфере автомобиля. Мачта имеет трубчатые направляющие, по которым перемещается вертлюг, один конец последнего соединен с напорным шлангом раетворонасоса, а другой - с пустотелой буровой штангой квадратного сечения.

К нижнему концу штанги прикреплен рабочий орган - смесительный бур, который вращается от электродвигателя, обеспечивающего от 38 до 138 об/мин при величине подачи буровой штанги от 8 до 14 мм за один оборот.

Для приготовления и нагнетания в грунт цементной суспензии на агрегате уста­новлены приемный бункер для цемента емкостью 1м3, шнек, подающий цемент в растворосмеситель, произво­дительностью 1,8 м3/ч, растворосмеситель с баком ем­костью 0,7 м3 и растворонасос С-317.

Суспензию приготовляют в смесителе, имеющем для перемешивания составляю­щих компонентов три пары пропеллерных лопастей, закрепленных на вертикальном валу. Нагнетают суспензию для устройства сваи растворонасосом. Рабочий орган - смесительный бур (см. рис. 13.12) состоит из трубы с укрепленными на ней режущими и перемешивающими лопастями.

К верхнему концу трубы приварена муфта, соединяю­щая рабочий орган с буровой штангой. В нижний конец вставлена глухая муфта с забурником. За тыльной стороной режущих лопас­тей в трубу ввинчены насадки, служащие для выпуска в грунт це­ментной суспензии.

В зависимости от диаметра сваи и количества нагнетаемой в грунт суспензии применяют насадки диаметром от 12 до 20 мм. Ин­тенсивное перемешивание грунтовой смеси обеспечивается лопастя­ми, имеющими прямолинейную и криволинейную форму, что позво­ляет перемещать смесь в вертикальной и горизонтальной плоскос­тях. Процесс перемешивания осуществляется при погружении и извлечении рабочего органа.
Для обеспечения равномерного распределения водоцементной суспензии и послойного уплотнения смеси необходимо регулировать производительность растворонасоса. Опускание и подъем рабочего органа при вращении осуществляется по винтовой линии, угол нак­лона которой меньше угла наклона задних поверхностей режущих лопастей.

Детали опытного агрегата для бурения скважин
Рис.  13.12. Детали опытного агрегата для бурения скважин:
1 - штанга;  2 и  3 - лопасти;  4 - забурник;   в -
муфта

При правом вращении и погружении рабочего органа под режу­щими лопастями образуется пространство, в которое нагнетается цементная суспензия, а при обратном вращении и извлечении про­исходит послойное уплотнение смеси вследствие обжатия ее ножа­ми. Одновременно на срезанную поверхность равномерно подается водоцементная суспензия, перемешиваемая с грунтом. Толщину срезываемой части грунта регулируют изменением величины подачи рабочего органа.

Для лучшего перемешивания грунтобетонной смеси рабочий ор­ган иногда приходится погружать и извлекать несколько раз. Для контроля равномерности распределения суспензии на растворонасосе установлен

Технологическая схема устройства грунтобетонных свай

Рис. 13.13. Технологическая схема устройства грунтобетонных свай при помощи агрегата АГС-7;
1 - бункер для цемента; 2 - шнек; 3 - водомер; 4 - растворосмеситель; 5 - расходомер; 6 - растворонасос;  7 - буровая штанга; 8 - рабочий орган; 9 - грунтонабивная свая

расходомер, записывающий на бумажной ленте ко­личество суспензии, поданной в расчете на единицу длины сваи. Количество суспензии, расходуемой на устройство сваи, зависит от естественной влажности грунта и дозировки цемента.

На рис. 13.13 показана принципиальная технологическая схе­ма устройства грунтобетонных свай при помощи агрегата АГС-7.

На качество бетона свай влияет правильный подбор формы ра­бочего органа и режимов работы в зависимости от грунтовых усло­вий (число оборотов, величина подачи, количество проходок рабо­чего органа).

Несущая способность сваи зависит от прочности материала сваи и сопротивления грунта в основании   и   по боковой поверхности.

Схема организации работ при устройстве свайного поля

Рис.  13.14.    Схема организации работ при устройстве
свайного поля и сечение: 1 - бак для воды; 2 - площадка с центробежным насосом; 3 - ларь для цемента; 4 - агрегат для изготовления свай; 5 - котлован; 6 - свайное поле; 7 - фундамент; 8 - грунтонабивные сваи; 9 - грунтовая подушка;  10 - уплотненный грунт

В табл. 13.2 приведены технико-экономические показатели грунто­бетонных свай в зависимости от расчетной нагрузки при диаметре свай d=0,7м.
Таблица   13.2 Технико-экономические показатели грунтобетонных свай

Технико-экономические показатели грунтобетонных свай

Ниже описан опыт устройства свайного фундамента под дымовую трубу. Основание дымовой трубы котельной сложено из просадочных лёссовидных суглин­ков мощностью 12,5 м. На основание передаются нагрузки от веса трубы с фун­даментом- 2,500 Т и ветровые-1500 Т-м, распределенные между  182 сваями.

На изготовление 1 м3 грунтобетона для свай было расходовано 145 кгцемента, 247 лводы и 1,3 кг сульфитно-спиртовой барды. Под фундамент выкопали котлован диаметром 20 и глубиной 4 м с пандусом.

В котловане были установлены ларь для цемента и бак для воды, смонтирован центробежный насос для подачи воды и смеситель установки.

На рис. 13.14 дана схема организации работ по устройству свай. Сваи устраивали в следующем порядке. Предварительно рабочие с помощью аутригеров ре­гулировали вертикальность мачты. Моторист включал насос для подачи воды в смеситель. Затем рабочие загружали в бункер цемент, моторист включал винто­вой транспортер, и цемент поступал в смеситель, где приготовлялась суспензия. После подачи всего цемента в смеситель включали электродвигатель, вращавший штангу, а при погружении рабочего органа приводили в действие растворонасос, нагнетавший в грунт водоцементную суспензию.

Весь цикл изготовления сваи составил 38 мин.

Сваи изготовляли при следующем режиме работы агрегата: число оборотов рабочего органа п=82 об/мин; величина подачи на каждый оборот 5=8 мм; число проходок К=1. В сравнении с устройством уплотнения основания грунтовыми сваями был достигнут значительный эффект (табл. 13.3).
Таблица 13.3 Сравнительная стоимость   искусственных оснований из грунтобетонных и грунтовых свай

Сравнительная стоимость   искусственных оснований из грунтобетонных и грунтовых свай

Последнее обновление 12.01.16 15:49