Текст книги "Универсальный справочник прораба. Современная стройка в России от А до Я"

Точки погружения уплотнителя должны быть размещены по треугольной сетке со сторонами до 3 м для крупного и средней крупности песков и до 2 м для мелкого песка.

Уровень подземных вод должен быть не ниже чем 0,5 м от дна котлована.

Полный цикл уплотнения на глубину до 6 м в одной точке должен продолжаться не менее 15 мин и состоять из 4–5 чередующихся погружений и подъемов уплотнителя. При большей глубине продолжительность цикла должна быть установлена проектом.

Песчаный дренирующий слой должен быть толщиной 0,4–0,5 м. Толщина слоев временной нагрузочной насыпи не должна превышать 1–1,5 м.

После устройства нагрузочной насыпи следует производить наблюдения за осадками поверхностных марок. Перед снятием временной насыпи на данной площадке составляется акт, где приводятся проектные и фактические значения конечных осадок поверхностных марок.

Свайные фундаменты, шпунтовые ограждения, анкеры

Выбор оборудования для погружения свайных элементов длиной до 25 м следует производить в соответствии с указаниями обязательных требований, исходя из необходимости обеспечения предусмотренных проектом фундамента несущей способности и заглубления в грунт свай и свай-оболочек на заданные проектные отметки, а шпунта – заглубления в грунт. Выбор оборудования для забивки свай длиной свыше 25 м выполняется с использованием программ, основанных на волновой теории удара.

Необходимую минимальную энергию удара молота E_h, кДж, следует определять по формуле:

E_h = 0,045JV, (2.1)

где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, кН.

Принятый тип молота с расчетной энергией у дара E_d  ≥ E_h, кДж, должен удовлетворять условию:

где K – коэффициент применимости молота, значения которого приведены в табл. 2.26;

m₁ – масса молота, т;

m₂ – масса сваи с наголовником, т;

m₃ – масса подбабка, т.

Таблица 2.26. Значения коэффициента применения молота

Примечание. При погружении свай любого типа с подмывом, а также свай из стальных труб с открытым нижним концом указанные значения коэффициентов увеличиваются в 1,5 раза.

При забивке наклонных свай расчетную энергию у дара молота E_h следует определять с учетом повышающего коэффициента, значение которого принимается по табл. 2.27.

Таблица 2.27. Повышающий коэффициент расчетной энергии удара молота

При выборе молота для забивки стального шпунта значение N определяют расчетом так же, как и для сваи, причем значения коэффициентов условия работ γ_x, γ_xP и γ_z+ при этом расчете следует принимать равными 1.

Выбранный в соответствии с рекомендациями молот надлежит проверить на минимально допустимый отказ свайного элемента s_min, который принимается равным минимально допустимому отказу для данного типа молота, указанному в его техническом паспорте, но не менее 0,002 м при забивке свай и не менее 0,01 м при забивке шпунта.

Выбор молота при забивке свай длиной свыше 25 м или с расчетной нагрузкой на сваю более 2000 кН производится расчетом, основанным на волновой теории удара.

Забивку свай до проектных отметок следует выполнять, как правило, без применения лидерных скважин и без подмыва путем использования соответствующего сваебойного оборудования. Применение лидерных скважин допускается только в тех случаях, когда для погружения свай до проектных отметок требуются молоты с большой массой ударной части, а также при прорезке сваями просадочных грунтов.

Значение необходимой энергии удара молота E_h, кДж, обеспечивающей погружение свай до проектной отметки без дополнительных мероприятий, следует определять по формуле:

где F_i – несущая способность сваи в пределах г'-го слоя грунта, кН;

H_i – толщина i-го слоя грунта, м;

B – число ударов молота в единицу времени, ударов в 1 мин;

t – время, затраченное на погружение сваи (без учета времени подъемно-транспортных операций);

B_t – число ударов молота, необходимое для погружения сваи, принимаемое обычно равным не более 500 ударов;

n – параметр, принимаемый равным 4,5 при паровоздушных механических и штанговых дизель-молотах и 5,5 при трубчатых дизель-молотах;

m₂ – масса сваи, т;

m₄ – масса ударной части молота, т.

Значение контрольного остаточного отказа s_a, м, при забивке и добивке железобетонных и деревянных свай длиной до 25 м в зависимости от энергии удара E_d выбранного молота и несущей способности сваи F_d, указанной в проекте, должно удовлетворять следующему условию:

Примечание. При забивке свай через грунт, подлежащий удалению в результате последующей разработки котлована, или через грунт для водотока значение расчетного отказа следует определять исходя из несущей способности свай, вычисленной с учетом неудаленного или подверженного возможному размыву грунта, а в местах вероятного проявления отрицательных сил трения – с учетом последнего.

Расчетный отказ для железобетонных свай длиной свыше 26 м, а также для стальных трубчатых свай следует определять расчетом, основанным на волновой теории удара.

При выборе молота для забивки шпунта и при назначении режима его работы по высоте падения ударной части необходимо соблюдать условие:

где C – вес ударной части молота, МН;

A – площадь поперечного сечения шпунта, м²;

K_f – безразмерный коэффициент, принимаемый по табл. 2.28 в зависимости от типа шпунта и расчетного сопротивления шпунтовой стали по пределу текучести;

K_m – коэффициент, принимаемый по табл. 2.29 в зависимости от типа молота и высоты падения его ударной части.

Таблица 2.28. Безразмерный коэффициент, принимаемый в зависимости от типа шпунта и расчетного сопротивления шпунтовой стали по пределу текучести

Таблица 2.29. Коэффициент, принимаемый в зависимости от типа молота и высоты падения его ударной части

Примечания

1. Расчетное сопротивление шпунтовой стали по пределу текучести принимается согласно СНиП II-23-81.

2. Для промежуточных значений сопротивлений шпунтовой стали и высот падения ударной части значения коэффициентов K_f и K_m в табл. 2.28 и 2.29 определяются интерполяцией.

При проверке контрольных отказов в случаях, когда в проекте дана только расчетная нагрузка на сваю N, кН, несущую способность сваи F_d, кН, следует принимать равной:

F_d = γ_kN,

где γ_к – коэффициент надежности.

γ_k = 1,4 для всех зданий и сооружений, кроме мостов, если в проекте нет других указаний.

Значение необходимой вынуждающей силы вибропогружателя F₀, кН, определяется по формуле:

где γ_g – коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4;

N – расчетная нагрузка на свайный элемент по проекту, кН, а в случае погружения свайных элементов до расчетной глубины – соответствующее этой глубине сопротивление углублению в грунт свайного элемента по проекту;

G_n – суммарный вес вибросистемы, включая вибропогружатель, свайный элемент и наголовник, кН;

k_s – коэффициент снижения бокового сопротивления грунта во время вибропогружения, принимаемый по табл. 2.30.

Таблица 2.30. Коэффициент снижения бокового сопротивления грунта во время вибропогружения

Примечания

1. Для водонасыщенных крупных песков значения k_s увеличиваются в 1,2 раза, для средних песков – в 1,3 раза, для мелких и пылеватых – в 1,5 раза.

2. Для заиленных песков значения k_s понижаются в 1,2 раза.

3. Для плотных песков значения k_s  понижаются в 1,2 раза, а для рыхлых– увеличиваются в 1,1 раза.

4. Для промежуточных значений показателя текучести глинистых грунтов значения k_s определяются интерполяцией.

5. При слоистом напластовании грунтов коэффициент k_s определяется как средневзвешенный по глубине.

Необходимое значение минимальной вынуждающей силы вибропогружателя F₀ окончательно принимается не ниже 1,3G_n при погружении свай-оболочек (с извлечением грунта из внутренней полости в ходе погружения) и 2,5 G_n – при погружении полых свай без извлечения грунта.

По принятой необходимой вынуждающей силе следует подбирать тот вибропогружатель наименьшей мощности, у которого статический момент массы дебалансов K_m (или промежуточное значение K_m для вибропогружателя с регулируемыми параметрами), кг м, удовлетворяет условию:

К_m ≥ М_сА₀/100,

где М_с – суммарная масса вибропогружателя, сваи и наголовника, кг;

А₀ – необходимая амплитуда колебаний при отсутствии сопротивлений грунта, см, принимаемая по табл. 2.31.

Таблица 2.31. Необходимая амплитуда колебаний при отсутствии сопротивлений грунта

Примечание. При выборе типа вибропогружателя для заглубления полых свай и свай-оболочек с извлечением грунта из внутренней полости указанные значения А₀ понижаются в 1,2 раза. При слоистом напластовании грунтов значение А₀ принимается для слоя самого тяжелого грунта из числа прорезаемых слоев.

При окончательном выборе типа вибропогружателя следует учитывать, что при равной вынуждающей силе большей погружающей способностью обладает вибропогружатель с большим статическим моментом массы дебалансов K_m, а при прочих равных условиях надлежит выбирать вибропогружатель с регулируемыми в процессе работы параметрами.

Для погружения тяжелых свай-оболочек допускается предусматривать использование спаренных вибропогружателей. В этом случае их моменты дебалансов суммируются.

В конце вибропогружения висячего свайного элемента при скорости вибропогружения V в последнем залоге не менее 2 см/мин должно удовлетворяться условие:

где N – расчетная нагрузка на свайный элемент, кН;

W – мощность, расходуемая на движение вибросистемы, кВт определяемая по формуле

W = ηW_h – W₀

здесь η – КПД электродвигателя, принимаемый по паспортным данным в размере 0,83-0,90 в зависимости от нагрузки;

W_h – потребляемая из сети активная мощность в последнем залоге, кВт;

W₀ – мощность холостого хода, принимаемая при отсутствии паспортных данных равной 25 % номинальной мощности вибропогружателя, кВт;

F_s – боковое сопротивление грунта при вибропогружении, кН, определяемое по формуле

здесь n – фактическая частота колебаний вибросистемы, мин(-1);

A_r – фактическая амплитуда колебаний, принимаемая равной по ловине полного размаха колебаний свайного элемента на последней минуте погружения, см;

A₀ – расчетная амплитуда колебаний вибросистемы без сопротивлений, см, определяемая по формуле

здесь K_m – статический момент массы дебалансов вибропогружателя, кг м, в последнем залоге;

M_c – суммарная масса вибросистемы, кг;

k_s – коэффициент снижения бокового сопротивления грунта во время вибропогружения, принимаемый по табл. 2.31;

G_n – вес вибросистемы, равный суммарному весу сваи, наголовника и вибропогружателя, кН;

f_r – коэффициент влияния инерционных и вязких сопротивлений на несущую способность сваи, принимаемый по табл. 2.32;

γ_г – коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4.

Таблица 2.32. Коэффициент влияния инерционных и вязких сопротивлений на несущую способность сваи

Примечание. При прорезании сваей слоистых грунтов коэффициент f определяется как средневзвешенный.

Контроль за погружением свай методом вдавливания следует осуществлять по глубине погружения и усилию вдавливания N. В конце погружения, когда нижний конец сваи достиг отметок, близких к проектным, прекращать погружение сваи допускается при условии

где N – усилие вдавливания, кН;

k_g – коэффициент надежности, принимаемый равным 1,2;

F_d – несущая способность сваи, кН, указанная в проекте;

m – коэффициент условий работы, принимаемый при отсутствии опытных данных равным 0,9.

Величину коэффициента m допускается уточнять по результатам статических испытаний свай.

Дополнительные меры, облегчающие погружение свай и шпунта (подмыв, лидерные скважины и др.), следует применять по согласованию с проектной организацией при отказе забиваемых элементов менее 0,2 см или скорости вибропогружения менее 5 см/мин.

Применение подмыва для облегчения погружения свай допускается на участках, удаленных не менее чем на 20 м от существующих зданий и сооружений, и не менее удвоенной глубины погружения свай.

В конце погружения подмыв следует прекратить, после чего сваю необходимо допогрузить молотом или вибропогружателем до получения расчетного отказа без применения подмыва.

Не допускается погружение свай сечением до 40х 40 см на расстоянии менее 5 м, шпунта – 1 м и полых круглых свай диаметром до 0,6 м – 10 м до подземных стальных трубопроводов с внутренним давлением не более 2 МПа. Погружение свай и шпунта около подземных трубопроводов с внутренним давлением свыше 2 МПа или на меньших расстояниях можно производить только с учетом данных обследования и при соответствующем обосновании в проекте.

При применении для погружения свай и шпунта молотов или вибропогружателей вблизи существующих зданий и сооружений необходимо оценить опасность для них динамических воздействий, исходя из влияния колебаний на деформации грунтов оснований, технологические приборы и оборудование, а также допустимости уровня колебаний по санитарным нормам.

Оценку влияния динамических воздействий на деформации оснований, сложенных горизонтальными, выдержанными по толщине слоями песка (допускается уклон не более 0,2), кроме водонасыщенных мелких и пылеватых, можно не производить. Это допустимо при забивке свай молотами массой до 7 т на расстоянии до зданий и сооружений свыше 15 м, при вибропогружении свай – на расстоянии 25 м и шпунта – на расстоянии 10 м. В случае необходимости погружения свай и шпунта на меньших расстояниях до зданий и сооружений должны быть приняты меры по уменьшению уровня и непрерывной продолжительности динамических воздействий. Такими мерами считаются погружение свай в лидерные скважины, снижение высоты подъема молота, чередующаяся забивка ближайших и более удаленных свай от зданий и др. и проведение геодезических наблюдений за осадками зданий и сооружений.

Сваи длиной до 10 м, недопогруженные более чем на 15 % проектной глубины, и сваи большей длины, недопогруженные более чем на 10 % проектной глубины, но давшие отказ, равный расчетному или менее его, должны быть подвергнуты обследованию для выяснения причин, затрудняющих погружение. Также подвергаются обследованию сваи для мостов и транспортных гидротехнических сооружений, недопогруженные более чем на 25 см до проектного уровня при их длине до 10 м и недопогруженные свыше 50 см при длине свай более 10 м. После этого принимается решение о возможности использования имеющихся свай или о погружении дополнительных.

Работы по погружению свайных элементов в пределах акватории проводятся с учетом указаний табл. 2.33.

Таблица 2.33. Выбор механизмов для погружения свайных элементов

Секции свайных элементов, используемые для наращивания погружаемых свай или свай-оболочек, подлежат контрольному стыкованию на строительной площадке для проверки их соосности и соответствия проекту закладных деталей стыков (в пределах установленных допусков) и должны быть замаркированы и размечены несмываемой краской для правильного их присоединения (стыкования) на месте погружения.

В начале производства работ по забивке свай следует забивать 5-20 пробных свай (число устанавливается проектом), расположенных в разных точках строительной площадки, с регистрацией числа у даров на каждый метр погружения. Подсчет общего числа ударов на погружение остальных свай не производится. Однако для свай длиной более 25 м дополнительно должна производиться регистрация числа ударов на каждый метр на последних трех метрах погружения. Результаты измерений фиксируются в журнале работ.

В конце погружения, когда фактическое значение отказа близко к расчетному, производят его измерение. Отказ свай в конце забивки или при добивке следует измерять с точностью до 0,1 см.

При забивке свай паровоздушными одиночного действия или дизельными молотами последний залог следует принимать равным 30 ударам, а отказ определять как среднее значение из 10 последних ударов в залоге. При забивке свай молотами двойного действия продолжительность последнего залога должна приниматься равной 3 мин, а отказ следует определять как среднее значение глубины погружения сваи от одного у дара в течение последней минуты в залоге.

Сваи с отказом больше расчетного должны подвергаться контрольной добивке после «отдыха» их в грунте. В том случае, если отказ при контрольной добивке превышает расчетный, проектной организацией устанавливается необходимость контрольных испытаний свай статической нагрузкой и корректировки проекта свайного фундамента или его части.

При вибропогружении свай или свай-оболочек продолжительность последнего залога принимается равной 3 мин. В течение последней минуты в залоге необходимо замерить потребляемую мощность вибропогружателя, скорость погружения с точностью до 1 см/мин и амплитуду колебания сваи или сваиоболочки с точностью до 0,1 см. Это дает возможность определить ее несущую способность.

При вибропогружении железобетонных свай-оболочек и открытых снизу полых круглых свай следует принимать меры по защите их железобетонных стенок от продольных трещин, которые образуются в результате воздействия на них гидродинамического давления, возникающего в полости свайных элементов при вибропогружении в воду или слабый разжиженный грунт. Мероприятия по предотвращению появления трещин должны быть разработаны в ППР и проверены в период погружения первых свай-оболочек.

Чтобы предотвратить разуплотнение грунта основания, необходимо оставлять грунтовое ядро в полости сваи-оболочки на последнем этапе ее погружения. Высота ядра устанавливается проектом, но не менее 2 м от низа ножа оболочки в случае применения гидромеханизации и не менее 0,5 м при применении механического способа удаления грунта.

Стальной шпунт перед погружением следует проверить на прямо линейность и чистоту полостей замков протаскиванием на стенде через 2-метровый шаблон.

Замки и гребни шпунтин при подъеме их тросом необходимо защищать деревянными прокладками.

В процессе погружения шпунта разность отметок нижних концов соседних забиваемых шпунтин должна быть не более 2 м для плоского шпунта и не более 5 м для других профилей шпунта.

При устройстве замкнутых в плане конструкций или ограждений погружение шпунта производится, как правило, после предварительной его сборки и полного замыкания.

Извлечение шпунта следует производить механическими устройствами, способными развивать выдергивающие усилия, в 1,5 раза превышающие усилия, определенные при пробном извлечении шпунта в данных или аналогичных условиях.

Скорость подъема шпунта при его извлечении не должна превышать 3 м/мин в песках и 1 м/мин в глинистых грунтах.

Предельная отрицательная температура, при которой допускается погружение стального шпунта, устанавливается проектной организацией в зависимости от марки стали и способа погружения.

При устройстве буронабивных свай забой скважины должен быть очищен от разрыхленного грунта или уплотнен трамбованием. Уплотнение неводонасыщенных грунтов следует проводить путем сбрасывания в скважину трамбовки (при диаметре 1 м и более – массой не менее 5 т, при диаметре скважины менее 1 м – 3 т). Трамбование грунта в забое скважины необходимо производить до величины отказа, не превышающей 2 см за последние пять ударов, при этом общая сумма отказов трамбовки должна составлять не менее диаметра скважины.

Чтобы предотвратить подъем и смещение в плане арматурного каркаса укладываемой бетонной смесью и в процессе извлечения бетонолитной или обсадной трубы, а также во всех случаях армирования не на полную глубину скважины каркас необходимо закрепить в проектном положении.

Избыточное давление (напор) воды в пылевато-глинистых грунтах разрешается использовать для крепления поверхности скважин, не ближе 40 м от существующих зданий и сооружений.

Уровень глинистого раствора в скважине в процессе ее бурения, очистки и бетонирования должен быть выше уровня грунтовых вод (или горизонта воды на акватории) не менее чем на 0,5 м.

Если нельзя преодолеть препятствия, встретившиеся в процессе бурения, решение о возможности использования скважин для устройства свай принимает организация, проектировавшая фундамент.

По окончании бурения следует проверить соответствие проекту фактических размеров скважин, отметки устья, забоя и расположения каждой скважины в плане. Также устанавливается соответствие типа грунта основания данным инженерно-геологических изысканий. При необходимости для этого привлекается специалист-геолог.

При бетонировании насухо перед установкой арматурного каркаса и после должно быть произведено освидетельствование скважины на наличие рыхлого грунта в забое, осыпей, вывалов, воды и шлама.

В обводненных песчаных, просадочных и других неустойчивых грунтах бетонирование свай производится не позднее чем через 8 ч после окончания бурения; в устойчивых грунтах – не позднее чем через 24 ч. При невозможности бетонирования в указанные сроки бурение скважин начинать не следует, а бурение уже начатых нужно прекратить, не доводя их забой на 1–2 м до проектного уровня и не разбуривая уширений.

Непосредственно перед подводной укладкой бетонной смеси в каждую скважину, пробуренную в скальном грунте, необходимо смыть буровой шлам с поверхности забоя. Для промывки следует обеспечить подачу воды под избыточным давлением 0,8–1 МПа при расходе 150–300 м³/ч. Промывку нужно продолжать в течение 5-15 мин до исчезновения остатков шлама, что определяют по цвету воды, переливающейся через край обсадной трубы или патрубка.

Промывку необходимо прекращать только в момент начала движения бетонной смеси в бетонолитной трубе.

Для контроля сплошности бетонного ствола буровых свай, выполняемых методом подводного бетонирования, необходимо выборочно производить испытание образцов, взятых из выбуренных в сваях кернов, или контролировать сплошность неразрушающими методами (из одной сваи на каждые 100, но не менее чем из двух свай на объект строительства), а также во всех сваях, при устройстве которых были допущены нарушения технологии.

При выбуривании керна следует обращать особое внимание на режим бурения в зоне контакта слоя бетона, уложенного с нарушением требований бетонирования (например, при длительных перерывах в укладке смеси), с нормально уложенным. Повышенного внимания также требует зона контакта с забоем скважины в скальном грунте. Быстрое погружение (провал) бурового инструмента в этих зонах свидетельствует о наличии прослойки шлама, образовавшегося в результате нарушения режима подводного бетонирования. Это обстоятельство необходимо отметить в журнале выбуривания керна, указав отметку и глубину провала инструмента.

Объем смеси, уложенной перед взрывом камуфлетного заряда, должен быть достаточным для заполнения объема камуфлетной полости и ствола свай на высоту не менее 2 м.

В процессе устройства камуфлетного уширения каждой сваи необходимо контролировать отметки опущенного в забой заряда ВВ и поверхности бетонной смеси в трубе до и после взрыва.

Буронабивные полые сваи следует изготовлять из жестких бетонных смесей с осадкой конуса 1–3 см на щебне фракцией не более 20 мм.

Внутренняя поверхность ствола каждой буронабивной полой сваи должна быть подвергнута визуальному осмотр у. При обнаружении вывалов бетона площадью более 100 см² или обнажения рабочей арматуры полость сваи должна быть заполнена бетонной смесью с осадкой конуса 18–20 см на высоту, превышающую отметку обнаруженного дефекта на 1 м.

Бурение скважины при устройстве буро-инъекционных свай в неустойчивых обводненных грунтах следует осуществлять с промывкой скважин глинистым (бентонитовым) раствором или под защитой обсадных труб.

Плотность глинистого (бентонитового) раствора принимают равной 1,05-1,15 г/см³.

Растворы, применяемые для изготовления буро-инъекционных свай, должны иметь плотность в пределах 1,73-1,75 г/см³, подвижность по конусу АзНИИ не менее 17 см и водоотделение не более 2 %. Состав растворов для буро-инъекционных свай должен быть указан в проекте.

Заполнение скважины буро-инъекционных свай твердеющими (цементным или другим) растворами следует производить через буровой став или трубку-инъектор от забоя скважины снизу вверх до полного вытеснения глинистого раствора и появления в устье скважины чистого цементного раствора.

Опрессовку буро-инъекционной сваи надлежит осуществлять после установки в верхней части трубы-кондуктора тампона с манометром нагнетанием через инъектор твердеющего раствора под давлением 0,2–0,3 МПа в течение 2–3 мин.