Технология устройства свайных фундаментов верстов

Верстов В.В., Гайдо А.Н. Технология устройства свайных фундаментов

Изложены основные положения разработки технологической карты устройства свайных фундаментов в разделе технологии и организации строительного производства дипломного проекта с учетом требований к содержанию и объему пояснительной записки и графической части.

Введение
Общие сведения
Основные термины и определения
Исходные данные для составления технологической карты на производство свайных работ
Содержание и оформление технологической карты
Разработка раздела технологий устройства свай различными методами
Общие сведения о свайных фундаментах
Выбор технологии устройства свай на примере инженерно-геологических условий Санкт-Петербурга
Технологии погружения заводских свай
Забивка
Вдавливание
Технологии устройства буронабивных свай
Технология с использованием проходного шнека
Устройство свай под защитой обсадных труб
Технология, реализуемая за счет двойного вращения рабочих элементов
Технологии с погружением обсадной трубы с теряемым башмаком
Технологии устройства набивных свай с вибрационным погружением обсадной трубы
Технологии с уплотнением (вытеснением), раскаткой околосвайного грунта
Разработка раздела организации свайных работ
Разработка раздела безопасности труда при производстве свайных работ
Рекомендуемая литература
Приложения

Источник

Технологии устройства свайных фундаментов заводского изготовления

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 18.05.2018 2018-05-18

Статья просмотрена: 368 раз

Библиографическое описание:

Верстов, В. В. Технологии устройства свайных фундаментов заводского изготовления / В. В. Верстов, А. Н. Гайдо, Н. А. Егорова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 20 (206). — С. 138-141. — URL: https://moluch.ru/archive/206/50395/ (дата обращения: 19.08.2021).

Ключевые слова: погружение сваи, ударный метод, вибрационный метод, вдавливание, лидерные скважины, подмыв грунта, электроосмос.

Свайные фундаменты заводского изготовления имеют множество преимуществ относительно свай, устраиваемых в грунте. К ним можно отнести скорость погружения свай, прочность материалов свои, гарантируемая заводом-изготовителем. Но кроме этого у готовых заводских свай есть и недостатки: меньшая несущая способность, ограничивающая этажность здания, динамическое воздействие на близлежащие грунты и соседние здания. Поэтому зависимости от условий строительной площадки каждого конкретного объекта необходимо тщательно подбирать наиболее эффективный для данного случая способ погружения свай.

Рис. 1. Способы погружения свай: а — ударный, б — вибрационный, в — вдавливание, г — завинчивание, д — лидерные скважины

На сегодняшний день можно выделить несколько основных технологий погружения: ударный метод (рис.1, а), метод вдавливания (рис.1, б), вибрационный метод (рис.1, в), метод завинчивания (рис.1, г), метод подмыва грунта, метод электроосмоса и погружение свай в лидерные скважины (рис.1, д). Кроме того, активно применяются различные комбинации этих способов. Рассмотрим их по порядку.

При ударном методе погружения используется энергия соударения оголовка сваи и ударного механизма погружающей установки. Под действием этой энергия свая своим заострённым концом прорезает толщу грунта и опускается до проектного положения. Для данного метода хорошо подходят дизель-молоты, паровоздушные молоты, механические молоты (рис. 2).

Рис. 2. Кран с механическим молотом: 1 — мачта копра; 2 — подвесной молот; 3 — металлический наголовник; 4 — свая

Вибрационный метод основан на передаче свае динамического воздействия от вибрационных механизмов погружателей. Вибрация помогает свае преодолеть сопротивление трения грунта о боковую поверхность сваи, а также лобовое сопротивление (рис. 3). Метод очень эффективен при прохождении плотных слоев грунтов.

Рис. 3. Воздействие вибрации на сваю и грунт

Метод вдавливания больше подходит для коротких свай. В процессе погружения сваю устанавливают вертикально в направляющем механизме, после чего на оголовок сваи передается давления от базовой машины при помощи системы блоков и полиспастов (рис. 4). Благодаря этому давлению острие сваи прорезает грунт и погружается до проектной отметки.

Рис. 4. Схемы вдавливающих установок: а — с канатным приводом; б — с гидравлическими домкратами двойного действия; 1 — гусеничный кран; 2 — копровая мачта; 3 — блоки полиспаста; 4 — грузовой канат; 5 — наголовник; 6 — свая; 7 — гидроцилиндр; 8 — вакуумный анкер; 9 — опорная плита; 10 — опорная балка с площадкой; 11 — гидравлическая станция; 12 — вакуумный насос; 13 — гидроцилиндр; 14 — кронштейн-упор; 15 — установка на гусеничном ходу; 16 — зажимная обойма; 17 — направление цикла вдавливания

Более универсальными и эффективными является комбинирование вышеописанных методов. К ним можно отнести виброударный метод и вибровавливание. Так при непрерывном воздействии вибрационной нагрузки на оголовок сваи дополнительно действует и вдавливающее усилие или же периодически опускается ударник. Данные методы позволяют в 3–7 раз быстрее погрузить сваю до проектной отметки.

Сваи, погружаемые в грунт завинчиванием, имеют на своем наконечнике специальные пластины, режущие грунт и облегчающие завинчивание. Сам ствол сваи чаще всего представляет собой полую металлическую трубу (рис. 5). Для погружения оголовок сваи зажимается в рабочем органе механизма, который в свою очередь вращательными и вдавливающими усилиями доводит сваю до проектной отметки. После этого полое пространство тела сваи заполняется бетоном. Винтовые сваи имеют высокую несущую способность и особенно хорошо работают на выдергивание, поэтому их часто применяют при строительстве мачт линий электропередач, радиосвязи и других сооружение, фундаменты которых работают на выдергивание.

Рис. 5. Конструкция винтовой сваи

При использовании метода подмыва к погружаемой свае крепятся одна или несколько трубок, по которым вдоль сваи под напором идет вода и выходит у острия сваи. Вода размывает грунт находящийся под острием и под напором поднимается на поверхность вдоль ствола сваи. Благодаря этому сопротивление грунта существенно снижается.

Метод электроосмоса применяется в водонасыщенных грунтах. При его применении к уже погруженной свае подводят положительный полюс электрической цепи постоянного того. Отрицательный полюс той же сети подводят к свае, готовой к погружению. При включении свай в цепь происходит отток воды от положительного полюса к отрицательному. Грунт около погружаемой сваи сильно увлажняется, что позволяет легче и быстрее погрузить сваю, используя оборудование меньшей мощности. После погружения сваи до проектной отметки и выключения её из цепи, грунт обретает своё прежнее состояние и уровень влажности.

Погружение свай с использованием лидерных скважин обычно комбинируется с другими способами погружения, такими как забивка, вдавливание, вибропогружение. Выбор способа зависит от конкретных грунтовых условий. Процесс погружения следующий. В месте предполагаемого расположения сваи устанавливается рабочий орган борового оборудования и пробуривается скважина. Это позволяет соблюдать вертикальное погружение сваи без отклонений. После чего острие сваи устанавливается в скважину, и свая погружается заранее выбранным методом. Данный способ хорошо подходит в грунтах, содержащих крупнообломочные включения, мерзлых, а также имеющих высокий модуль деформации.

1. Технологии устройства ограждений котлованов в условиях городской застройки и акваторий / А. Н. Гайдо, В. В. Верстов, Я. В. Иванов. — СПб.: СПбГАСУ, 2014. — 368 с.
2. Технология устройства свайных фундаментов: учебное пособие/ В. В. Верстов, А. Н. Гайдо; СПбГАСУ — СПб., 2010. 180 с.
3. Производство шпунтовых и свайных работ/В. В. Верстов, А. Н. Гайдо, Я. В. Иванов; СПбГАСУ. — Спб., 2011. — 292 с.

Источник

Устройство фундамента из свай

Как устроен свайный фундамент

Свайный фундамент – это опорная конструкция под здание, состоящая из отдельно стоящих свай или свайного поля. Обычно их изготавливают из железобетона, но возможно использование не армированного бетона или бутобетона, что несколько уменьшает стоимость конструкции. Для повышения прочности и экономии бетона производят армирование свайного фундамента. В качестве арматуры обычно используется прутья из гладкой или профилированной стали. Фундаментные сваи обязательно устанавливают под углами здания, на пересечении внутренних несущих стен между собой и с наружными стенами. Если между обязательными сваями расстояние от 2 до 2,5 м и более, то между ними устраивают и промежуточные.

Виды свай и свайных фундаментов

Классификация ведется по видам, смотри раздел 6 СП 50-102-2003. В нем расписаны устройство свайного фундамента, его проектирование, а также виды свайных фундаментов.

По способу погружения они бывают:

Забивные или вдавливаемые. Готовые погружают прямо в грунт или в лидерные (предварительно подготовленные) скважины.

По материалу – бетонные, железобетонные, стальные, деревянные.

с ненапрягаемой арматурой, установленной продольно и поперечными дистанцирующими отрезками арматуры;

с предварительно напрягаемой продольной прутковой или канатной арматурой с поперечной арматурой или без нее.

По конфигурации сечения:

поперечного – прямоугольные, квадратные, круглые, двутавровые и тавровые, круглые или квадратные с круглой полостью.

продольного – цилиндрические, призматические и с боковыми наклонными гранями – трапецеидальными, ромбовидными, пирамидальными;

по конструкции – цельные и составные;

по виду нижнего конца – с плоским концом, с заостренным, с объемным уширенным – булавовидным, полые с открытым или закрытым окончанием и с камуфлетными пятами – со взрывными полостями.

на растворе устанавливают готовые элементы;

устанавливают армирующий каркас и заливают бетон.

Типы свайных фундаментов:

1. Из одиночных свай. Применяют для отдельных опор-колонн. Могут использоваться для оград или объектов небольшого размера.

Фундамент – свайный куст. Несколько опор, на которых стоит конструкция. Разновидности свайного куста:

кустовой – три сваи – треугольником, четыре – квадратом, пять – квадрат с центральной опорой, расстояние между ними от 2,5 до 3,5 диаметров свай;

ленточный – забивка в одну или две линии, расстояние между опорами более трех поперечных размеров (или диаметров);

сплошное поле – сваи забиты рядами и образуют сплошное поле с расстояниями от 3 до 6 диаметров.

Различия столбчатого и свайного основания здания

Общность в том, что основание не сплошное, а дискретное, с отдельными «точками» опоры.

Различия свайного и столбчатого фундаментов:

1. В глубине заложения: сваи погружают на глубину более 5 м, столбы – немного ниже глубины промерзания грунта, т. е. на территории России это от 1 до 2,5 м.
2. Столб передает нагрузку от здания на грунт своей подошвой, свая – и подошвой и боковыми поверхностями.

Разной площадью сечения – свая длинная и тонкая, столб – широкий и короткий.

Сваи могут использоваться на грунтах с невысокими несущими свойствами, например, на водонасыщенных, неоднородных, столбы – на плотных, однородных, с большой глубиной подземных вод и т. п.

Устройство свайного фундамента из забивных свай, основные различия и применение

Свайный забивной фундамент может быть изготовлен на любых конструкциях, описанных в подразделе 2. п. 1 этой статьи.

Названия они будут носить по названию использованной забивной сваи.

Забивные погружают в грунт на заданную расчетом глубину одним из способов:

• забивкой паровым, механическим или дизельным молотом;
• вибропогружением с помощью одного из нескольких разновидностей вибропогружателей;
• статическим вдавливанием, используя большую массу вдавливающей установки;
• комбинацией или попеременным использованием нескольких способов.

На оголовках устраивают ленточный или балочный решетчатый ростверк или ростверк в виде сплошной плиты.

Устройство ростверка свайного фундамента

Ростверк – решетка из монолитного железобетона, соединяющая оголовки. Устраивается для размещения несущих наружных и внутренних стен.

• низкий или заглубленный – верхняя плоскость или срез находится на уровне или ниже уровня грунта, в этом случае он схож с мелкозаглубленным фундаментом, но от него отличается опорой не на грунт, а на сваи;
• повышенный или поверхностный – нижняя плоскость находится на грунте, но не опирается на него, на пучинистых грунтах требуется песчаная подушка;
• высокий или приподнятый – при пучениях грунт его не достает, требует устройства забирки – легкой стенки от грунта до ростверка.

Конструкция ростверка может быть:

• сборной – готовые балки устанавливаются концами на забитые сваи, стыки соединяют цементно-песчаным раствором;
• сборно-монолитной – готовые балки делают с выпусками арматуры, стыки арматуры сваривают и в опалубке заливают бетоном;
• монолитной – арматурные каркасы балок ростверка устанавливают в опалубку, соединяют по определенным правилам и заливают бетоном.

О правилах устройства ростверков и армирования стыков стен и углов смотри тут (статьи «Армирование ленточного фундамента» и «Армирование столбчатого фундамента»).

Технология устройства свайных фундаментов

Технология сооружения таких фундаментов в общем виде содержит следующие этапы:

Она заключается в срезке плодородного грунта и выравнивании территории для движения сваепогружающей техники.

Готовят площадку для складирования готовых свай или для их изготовления.

Все действующие коммуникации под площадкой отмечаются ограждениями или переносятся за территорию свайного поля. Отводятся подземные воды и ливневые стоки.

Разметка мест погружения свай или свайного поля.

Разметка ведется с использованием разметки главных осей сооружения, вынесенных за пределы фундамента на обноски. В нужные точки погружения забивают колышки в соответствии с проектом фундамента или свайного поля.

Делается горизонтальная и вертикальная разметка.

Процесс погружения свай.

Лебедкой свая подтягивается в зону сваебойного механизма, стрелой подъемника поднимается и устанавливается в точку погружения. Проверяется вертикальность или нужный угол захода в грунт и производится погружение выбранным способом.

Срезание оголовков свай, достигших заданного отказа, но не погруженных на заданную глубину. Отказ задается как величина погружения за минуту или за несколько десятков ударов.

Если нужно срезать несколько оголовков, то это делают отбойным молотком, если с десятков – используют сваерезки. После разрушения бетона арматура срезается на определенной высоте с учетом запаса для связи с ростверком.

Строительство решетчатого ростверка или монолитной плиты.

Изготавливается и монтируется опалубка под монолитный ростверк. Устанавливаются и увязываются каркасы балок на углах и стыках с внутренними несущими стенами. Контролируются зазоры для защитного слоя между опалубкой и стержнями каркаса, в т. ч. и снизу.

Бетонный раствор нужно заливать сразу весь или частями. Но при заливке частями перерывы не должны быть более 2 – 3 часов. Вибрирование бетона обязательно. Укрывать необходимо зимой, а также жарким летом.

Подробное ТТК на устройство свайного фундамента разрабатывается на конкретный объект строительства. Обычно это делается на больших стройках.

Источник

Читайте также:  Как выровнять котлован под фундамент по уровню