Общие сведения о способах погружения свай в вечномерзлые грунты

Строительство на вечномерзлых грунтах ведут согласно указа­ниям СНиП II-Б.6-66 по двум основным принципам их использо­вания в качестве основания под здания и сооружения.

Сущность первого принципа заключается в поддержании мерз­лого состояния грунта в течение всего периода эксплуатации соору­жений, а по второму принципу грунты могут находиться в оттаива­ющем.или оттаявшем состоянии.

Основные способы погружения свай в вечномерзлые грунты
Рис. 7.1. Основные способы погружения свай в вечномерзлые грунты:
1 - свая; 2 - стенка скважины; 3 - грунтовой раствор; 4 - отта­янный грунт; 5 - лидерная скважина для бурозабивной скважины; 6 - проектное положение сваи

При устройстве свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах применяют следующие способы погружения свай:

1)  установка свай при помощи грузоподъемных механизмов в пробуренные скважины с заполнением   их  грунтовым   раствором
(рис. 7.1, а);

2)   погружение свай в предварительно оттаянный грунт в местах погружения паровыми или электроиглами (рис. 7.2, б);

3)  забивка свай в пробуренные лидерные скважины, диаметр которых меньше наименьшего размера поперечного сечения свай (рис. 7,1, в). Этот способ принято называть бурозабивным;

4) забивка свай в вечномерзлый грунт без предварительной подготовки (рис. 7.2, г).

Первые два способа более эффективны при наличии твердомерзлых грунтов, к которым относятся прочно сцементированные пес­чаные и глинистые грунты, имеющие температуру от минус 0,3-1,5° С и ниже, Для этих грунтов характерно относительно легкое (хрупкое) разрушение.

Погружение свай бурозабивным и забивным способами распро­странено при устройстве фундаментов в тех районах, где вечно-мерзлые грунты находятся в пластичномерзлом состоянии. Такие грунты хотя и сцементированы льдом, но обладают свойствами вязкости. При передаче нагрузок они способны сжиматься.

Способ проходки скважин зависит как от мерзлотно-грунтовых условий площадки, так и от способа погружения свай. Так, при по­гружении их бурозабивным способом поверхность стенок скважины должна быть ровной,

Схема работ по погружению свай в предварительно пропаренные скважины
Рис. 7.2.    Схема работ по погружению свай в предварительно пропаренные скважины:

а - погружение сваи в скважину; б - отогретая скважина; в - пропаривание скважины; г - пробуренная скважина; д - бурение скважины; 1 - талый грунт; 2 - автокран; 3 - погружаемая свая; 4 - деревянный щит; 5 - перфорированная паровая игла; 6 - буро­вая скважина; 7 - буровой станок; 8 - шнек; 9 - граница вечной мерзлоты; 10 - веч­номерзлый  грунт

а поперечные размеры соответствовать про­ектным. Для образования таких скважин применяют машины вра­щательного бурения (БМ-801, БМ-802, НБО-1) и трубчатые буры. При бурении скважин трубчатыми бурами, как правило, использу­ют те же машины, что и для забивки сваи.

Технология погружения свай в скважины заключается в разбуривании и заливке ее грунтовым раствором и установке сваи в скважину. Возможен вариант заливки раствором и после установки сваи. В ряде случаев скважины заполняют до установки свай гли­нистым раствором, последний опускаемой сваей отжимается вверх и плотно заполняет пазухи между стенками сваи и скважиной.

При заливке скважины после установки свай применяют как глинистый, так и песчаный раствор. В практике строительства ча­ще используют глинистые растворы, которые не требуется уплот­нять в отличие от песчаных растворов.

Контроль за качеством заполнения пазух глинистым раствором значительно упрощается: выход раствора из устья скважины на поверхность указывает на достаточность заполнения скважины. Песчаный раствор неудобен и в перевозке, поскольку крупные фракции песка оседают и перед заливкой такой раствор надо снова перемешивать.

В летнее время для приготовления глинистых растворов неред­ко используют буровой шлам глинистых грунтов, извлекаемый из скважин в процессе их проходки. В случае излишней влажности шлама (свыше 30-40%) к нему добавляют песчаный или глинис­тый грунт. Рекомендуемые составы растворов, заливаемых в сква­жину перед установкой свай, и примерные сроки смерзания свай, установленных в такие скважины, приведены в табл. 7.1 и 7.2.

Таблица 7.1 Составы грунтовых растворов

Составы грунтовых растворов


Для установки свай в скважины, кроме башенных и стреловых кранов, применяют буровые агрегаты, оснащенные дополнительны­ми тросами и лебедками.

В зимнее время перед погружением свай в скважины их очи­щают ото льда и обдувают паром или отогревают в тепляках. Ле­том и осенью, во избежание обрушения стенок скважин, сваи по­гружают в скважину сразу после их пробуривания. Перерыв меж­ду образованием скважины и погружением сваи не должен превышать 3 ч. При более продолжительных перерывах устья сква­жин укрепляют обсадной трубой на глубину, равную толщине оттаявшего слоя грунта.

Таблица 7.2 Примерные сроки смерзания свай,  погруженных   в скважины, заполненные раствором

Примерные сроки смерзания свай


Для ускорения смерзания свай с грунтовым раствором применя­ют различные способы промораживания грунтов. К числу их отно­сятся предварительное охлаждение скважины наружным возду­хом - отсасыванием воздуха из скважины вентилятором или ком­прессором, а также охлаждение холодным воздухом свай, имеющих специальные полости для нагнетания воздуха.

Двухлопастные сваи конструкции Г. А. Пчелкина вследствие естественной их вентиляции наружным холодным воздухом позво­ляют промораживать грунт, окружающий сваи, как в процессе их устройства, так и при эксплуатации сооружения.

В способе ускоренного смерзания свай с грунтом, предложен­ном С. П. Гапеевым, в скважинах размещают системы труб, запол­ненных керосином. Охлаждаясь в верхней части системы, керосин, как более тяжелый, опускается вниз и охлаждает стенки скважины. Циркуляция прекращается только тогда, когда температура на­ружного воздуха становится выше, чем у мерзлого грунта.

Последнее обновление 12.01.16 17:26