Погружение свай с применением подмыва водой и электроосмоса

При погружении свай забивкой или вибрированием в песча­ные, гравелистые, илисто-глинистые грунты, суглинки и глины сред­ней плотности организуют подмыв струей воды основания сваи на­гнетаемой под большим давлением, что уменьшает лобовое сопро­тивление и силы трения на боковой поверхности сваи.

В некоторые грунты свая, погружаемая с подмывом водой, срав­нительно легко опускается под действием легких ударов молота или вибрирования, а иногда только под действием веса и установ­ленного на ней молота или вибропогружателя.

Подмывают водой основания чаще всего при погружении свай - оболочек и шпунта. Подмыв прекращают на глубине в 1-1,5 мдо проектной отметки погружения сваи. Можно также чередовать подмыв и погружение. Для ускорения погружения шпунта иногда предварительно разрыхляют тяжелые грунты путем подачи воды в трубу, заглубленную в грунт на 3,5-4,5 м.

При значительной глубине погружения свай целесообразно со­четать подмыв с подачей сжатого воздуха, нагнетаемого в зону подмыва через воздухопроводящие трубки с плоскими наконечниками. Эти трубки скрепляют с подмывными хомутами. Низ воздухоподводящих трубок должен находиться на 1 мвыше подмывных трубок.

Для погружения с подмывом деревянных и железобетонных свай призматического и круглого сечения по периметру их располагают подмывные (водопроводные) трубы, количество и диаметр которых зависит от сечения сваи. Число труб принимают из расчета 1 труба на 1-1,5 мпериметра сваи, но не менее двух на каждую сваю.

Подмывные трубы, опускаемые в грунт одновременно со сваей, на концах снабжены наконечниками - трубками, в которых могут быть, кро­ме осевого, боковые отверстия. К подмывным трубам воду подают насосом под давлением, величина которого за­висит от рода грунта, глубины погру­жения и сечения сваи.
На рис. 4.13 показано расположе­ние подмывных трубок при погружении сваи оболочки. Трубки в верхней своей части изгибаются по кривой или их при помощи отводов соединяют шлангом с трубопроводом, идущим от насосной установки.


Расположение под­мывных    трубок    на свае-обо­лочке
Рис. 4.13.    Расположение под­мывных    трубок    на свае-обо­лочке:
1 - свая-оболочка;     2 - нож; 3 -подмывная трубка; 4 - направляющий хомут; 5 - удерживающий хо­мут; 6 - резиновый шланг

Подмывные трубы, подвешенные к тросам через блоки, расположенные в головной части копра, могут свободно перемещаться вдоль сваи. При погружении свай сплошного сечения нижние концы труб опускают ниже острия сваи примерно на 0,25-0,5 ми заканчивают наконечниками.

Для предотвращения наплыва грун­та в полые сваи трубки не доводят до низа сваи на 0,5-1 м. Чтобы трубки не засорялись, необходимо подачу воды под напором поддерживать в течение всего периода погружения сваи и попеременно опускать и поднимать трубки лебедкой. На рис. 4.14 показаны присо­единения подмывных труб к сваям сплошного сечения и вид наконечника.

После окончания подмыва подмывную трубу вывертывают из наконечника, остающегося в грунте.

Для подмыва грунта водой при погружении наклонных свай-оболочек устанавливают две подмывные трубки в плоскости, про­ходящей наклонно через продольную ось оболочки, а третью по верхней, грани. Концы трубок снабжают насадками с одним цент­ральным отверстием диаметром 18-25 мм и четырьмя боковыми диаметром 8 мм.

Вода для подмыва подается насосом из расчета 40-50 м3/ч на каждую подмывную трубку давлением на выходе не менее 4 ат для песчаных грунтов и не менее 10 ат -для слабосвязанных грунтов.

Подмыв для. погружения свай сплошного сечения
Рис. 4.14. Подмыв для. погружения свай сплошного сечения:
а - расположение подмывных трубок; 1- мо­лот; 2 - трос, поддерживающий подмывную трубку; 3 - напорный шланг; 4 - подмывная трубка; 5 - свая; б - наконечник подмывной трубки; 1 - прикрепление трубки к деревян­ной свае; 2 - сопряжение с металлической сва­ей; 3 - наконечник

Ориентировочные данные о потребной величине напора и рас­ходе воды для подмыва приведены в табл. 4.1.

Таблица   4.1 Параметры для подмыва грунта водой при погружении свай

Параметры для подмыва грунта водой при погружении свай

Таблица  4.2 Размеры трубок я шлангов для подмыва грунта водой

Размеры трубок я шлангов для подмыва грунта водой

Основные данные о трубках и шлангах, применяемых для под­мыва грунта основания приведены в табл. 4.2.

Для уменьшения потерь давления в трубопроводах насосную установку следует располагать как можно ближе к месту погруже­ния свай. Чтобы избежать повреждения насосной установки в слу­чае закупорки отверстий наконечников грунтом, напорный трубо­провод должен иметь предохранительный клапан.

Ускоренное погружение свай с помощью электроосмоса объясня­ется тем, что при кратковременном действии постоянного электри­ческого тока во влажных глинистых грунтах возникает движение поровой воды от анода (электрода, соединенного с положительным полюсом генератора тока) к катоду (электроду, соединенному с отрицательным полюсом генератора). Если одну из свай погрузить обычным способом и присоединить ее к положительному полюсу генератора постоянного тока (аноду), а другую, непогруженную, к отрицательному полюсу того же генератора (катоду), то вблизи сваи-анода образуется зона грунта с пониженной влажностью, а вокруг сваи-катода - зона водонасыщенного грунта. Вследствие этого снижается трение сваи о грунт, и она ускоренно погружается при забивке молотом или вибрированием.

После погружения сваи-катода и прекращения подачи тока вос­станавливается нормальная влажность и несущая способность грунта, окружающего сваю.

Наибольший эффект применения электроосмоса достигается при погружении свай в водонасыщенные плотные глинистые грунты, моренные суглинки и моренные глины.

На рис. 4.15 показана схема ускоренного погружения свай с од­нополюсным применением электроосмоса. В некоторых случаях по­гружают сваи, присоединенные к аноду и катоду генератора (двух­полюсное присоединение). С помощью электроосмоса можно по­гружать тяжелые железобетонные и металлические сваи в плотные

грунты обычными сваебойными молотами или вибропогружателя­ми. Время погружения свай небольшого веса этим способом сокра­щается на 30-50%. Кроме того, способ электроосмоса позволяет избежать разрушения железобетонных свай от ударов и деформа­ций их от продолжительной вибрации.
Способ с помощью электроосмоса можно применять и для из­влечения металлического шпунта из плотных грунтов. Чтобы устра­нить утечки постоянного тока, копер, применяемый для погружения

Схемы электроосмотического способа уско­рения погружения свай
Рис. 4.15. Схемы электроосмотического способа уско­рения погружения свай: а - схема ускорения погружения однополюсных свай: 1 - генератор постоянного тока; 2 - рубильник; 3 - предохранитель; 4 - амперметр; 5 - вольтметр; 6 - забитая свая-анод; 7 - забиваемая свая-катод; б - поперечный разрез сваи с двухполюсными электрода­ми; в - расположение электродов до окружности де­ревянных свай: I - тип с проволочными электродами; II- тип с узкими полосовыми электродами; III - тип с широкими полосовыми электродами

свай с помощью электроосмоса, необходимо изолировать. Для это­го рельсы, по которым перемещается копер, укладывают по дере­вянным шпалам. Не следует допускать падения на рельсы металли­ческих предметов или тросов копра, соприкасающихся с землей.

При расположении копра на эстакаде из двутавровых металличе­ских балок ее изолируют от земли деревянными сваями, являющи­мися опорами. Для изоляции колес копра по балке укладывают два деревянных бруса в обойме из швеллеров для крепления к ним рельсов. Надежно изолируют копер от платформы пластмассовые вкладыши подшипников в осях колес.

К числу подготовительных работ для применения электроосмоса относится устройство на неметаллических сваях электродов, пло­щадь которых должна составлять около 20-50% площади поверх­ности сваи. Электроды могут иметь форму продольных полос из кровельной стали или продольных проволочных стержней, распо­лагаемых симметрично по периметру вдоль свай; концы их присо­единяют к стальным башмакам или стальным трубам с коническим башмаком.

На рис. 4.15, в показано расположение электродов на деревян­ной свае, которые прибиты гвоздями и присоединены к стальным башмакам на острие сваи, их прикрепляют также к металлическо­му кольцевому бугелю или к кольцевому пояску из кровельной стали, укрепленному на голове сваи.

При забивке железобетонных свай, в том числе свай-оболочек, можно применять следующие электроды; стальной башмак на конце сваи со стержнями, поло­сы или уголки, располагаемые вдоль сваи и привариваемые к арматурному кар­касу сваи или металлическому кольцу секции сваи-оболочки, отрезок стальной трубы с коническим башмаком и продольные стержни на наружной поверхности сваи.

Типы электродов, зависящие от рода грунтов и степени их водонасыщенности, должны быть предусмотрены проектом производства работ, составленным на основании инженерно-геологических изысканий.

При погружении вибрационным способом железобетонных свай-оболочек с применением электроосмоса по их образующей на внешней стороне располагают от 4 до 8 стальных полос Для того чтобы не отключать заземления вибропогру­жателя, необходимо изолировать катоды от арматуры и колец оболочек. Анода­ми могут являться соседние сваи-оболочки с электродами или специально забитые стальные сваи.

Поскольку стальные сваи, погружаемые с помощью электроосмо­са, являются проводниками тока, их не оборудуют электродами. Но для устране­ния утечки тока, как и при погружении других свай, имеющих на поверхности стальные электроды, необходимо исключить возможность соприкасания стальных свай с направляющими мачты копра. Для этого на концах швеллеров направляю­щих копра укрепляют деревянную подушку.

Для извлечения металлического шпунта с помощью электроосмо­са шпунтовый ряд разбивают на звенья, в каждом из которых сна­чала обычным способом извлекают одну-две сваи через несколько штук. Оставшиеся сваи будут служить катодом, на котором созда­ется большая плотность тока, облегчающая извлечение их. В каче­стве анода используют отдельные шпунтины или стальные сваи, за­битые рядом.

Источниками постоянного тока могут быть генераторы типа СМГ-2, сварочных агрегатов СУТ-2РУ или САК-2. Для включения и выключения тока и измерений его устанавливают распределитель­ный щит с рубильником, вольтметром на 120-150 в, амперметром на 200 а постояного тока с предохранителем.

Для присоединения кабеля от генератора к стальной или железобетонной свае, имеющей вверху кольцо, приваривают болт, а в деревянную сваю вбивают металлический штырь с нарезкой, который соединяют проводом с электродами. Зачищенный конец кабеля петлей надевают на болт или штырь и закрепляют гайкой.

В журнале работ, кроме записей, ведущихся при забивке свай обычным способом, заносят следующие данные: устройство и размер электродов, план расположения свай-электродов, напряжение тока, последовательность присоединения свай к разным полюсам и величину утечки тока.

Последнее обновление 12.01.16 17:42