Механический способ выполняется с помощью перфораторов и электросверл через штангу и колонку (они различны, зависят от грунтов и пород). Перфораторы бывают легкие ручные и тяжелые механические – самоходные. Электросверла также бывают легкие ручные и механические самоходные.

Термический способ применяется для очень крепких кристаллических пород и рыхления мерзлых грунтов. По эффективности термобурение в 10...12 раз эффективнее механического, но очень опасен в работе

Бурят керосином при температуре 1800...2000 °С, подводят кислород, а если не требуется, – то сжатый воздух. Порода нагревается, раскалывается и выбрасывается струей сжатого газа. Огневым способом бурят до диаметра 130 мм и глубиной до 8 м. В мерзлых грунтах – до диаметра 50...70 мм и глубиной до 2 м. При этом применяют компрессор и калорифер, воздух нагревается до температуры +60...90°С.

Ручной способ применяется при бурении мягких грунтов на глубину до 5 м. Пользуются при этом ручным буром – щупом (в основном для разведки грунтов).

Виды ручных буров

Бурение скважин. Скважины бурят ударным, вращательным и вибрационным способами.

Ударный способ – буровой станок имеет снаряд массой 1000...3000 кг, который падает с высоты и разрушает породу, падая, снаряд поворачивается. Подают воду в скважину, шлам удаляют желонкой. Бурят скважины диаметром 400 мм и глубиной 200 м.

Для вращательного бурения применяют самоходную установку. Существует два способа вращательного бурения: колонковый и роторный.

Колонковый способ – вращение от электромотора или дизеля, где снаряд зажимается в шпиндель бурового станка. В нижней части снаряда устанавливают колонковую трубу с кольцевой коронкой. При бурении коронкой выбирают кольцевой забой, а остающийся нетронутым столбик горной породы (керн), входит в кольцевую трубу и вместе с колонкой его извлекают на поверхность. В скважину для охлаждения подают глину или воду.

При роторном бурении трубу вращает специальный ротор у устья скважины.

Принцип роторного бурения. Виды долотьев

При роторном бурении чаще всего применяются шарошечные и лопастные долотья.

В суглинках и легких глинах применяют шнековое бурение.

При вибрационном бурении применяют вибраторы, жестко присоединенные к колонке буровых труб, имеющих на конце рабочий наконечник.

Вибрационное бурение диаметром до 125 мм и глубиной до 25 м выполняют самоходными виброустановками УВБ–25А.

Принцип вибрационного бурения

2. Взрывчатые вещества, средства и способы взрывания

Взрывной способ разработки грунта самый эффективный. Можно взрывать и сносить старые строения, разрыхлять мерзлый грунт.

Взрывчатые вещества – ВВ, представляют собой химические соединения или механические смеси, способные под влиянием определенных внешних воздействий к быстрому химическому превращению, обладающему к большому давлению газов.

Все взрывчатые вещества делятся на 3 группы: инициирующие, бризантные и метательные

Инициирующие ВВ – гремучая ртуть, ТНРС (тринитрорезорцинат свинца) и азид свинца – применяют для снаряжения капсюлей детонаторов, капсюлей-воспламенителей и изготовления детонирующих шнуров. Особенность инициирующих ВВ – их чрезвычайная чувствительность к внешним воздействиям (искра, огонь, удар, трение).

Бризантные делятся на вещества повышенной, нормальной и пониженной мощности. К бризантным относятся ВВ, имеющие высокую скорость взрывчатого разложения – динамит, аммониты, тротил и др. (наиболее широко применяемые). Чаще всего применяют тротил – светло-желтый или светло-коричневый. Бывает порошкообразный, прессованный и плавленый. Прессованный и плавленый тротил не теряет своих свойств даже после длительного пребывания в воде. Аммиачно-селитровые ВВ – это твердое к таллическое вещество белого цвета, очень гигроскопично, хорошо растворимое в воде. Они подразделяются на аммониты, динамоны, аммоналы. При 3 % влажности взрывчатые вещества имеют случаи отказов.

Метательные ВВ – имеют невысокую скорость взрывчатого разложения. К ним относятся дымный порох (механическая смесь селитры, серы и угля) и бездымный порох (пироксилиновый или нитроглицериновый).

Средства и способы взрывания. Для взрывчатых зарядов, заложенных в грунт, применяют огневой и электрический способы взрывания.

Огневой способ – основной способ для одиночных и разновременных взрывов.

Для взрывания необходимо иметь: капсюли-детонаторы, которые взрывают ВВ; огнепроводный шнур (ОШ) – для воспламенения капсюля-детонатора (бикфордов шнур, скорость горения 1 см в с); детонирующий шнур (ДШ) – для взрывания одновременно нескольких зарядов, скорость горения 6500 м в с; воспламенительный фитиль (для зажигания ОШ, скорость горения 1 см за 3 мин); механические или терочные воспламенители (для воспламенения ОШ); спички для поджигания ОШ.

Электрический способ применяется, когда надо взорвать одновременно большое число зарядов.

Необходимо иметь: электродетонатор мгновенного действия и замедленного действия; провода – саперный, телефонный или любой электрический с медной жилой; источники тока – могут быть взрывные машинки, сухие элементы, щелочные и кислотные аккумуляторы, электроустановки и передвижные электростанции; контрольно-измерительные приборы. Для взрывания прокладывают электросеть: подводящая – это магистральная, а к капсюлям – участковая. Применяют схему подключения проводов последовательную, параллельную и смешанную.

3. Подрывание грунта и скальных пород

Грунты или скальные породы подрывают, когда нужно устраивать выемки, траншеи и котлованы, земляные плотины, шахты, галереи, и другие инженерные и подземные сооружения, а также при рыхлении мерзлых и крепких грунтов. Для этого применяют заряды выброса, заряды рыхления и камуфлеты (заряды для образования пустот). Все эти виды зарядов на практике называют горнами. По форме заряды всех перечисленных видов бывают сосредоточенными и удлиненными.

Разрушительное действие взрыва заряда характеризуется показателем действия взрыва n:

где r – радиус воронки;

h – линия наименьшего сопротивления.

Линией наименьшего сопротивления (ЛНС) называется расстояние от центра заряда до ближайшей к нему свободной поверхности.

Эффект выброса от взрыва заряда

P – глубина воронки, равная +d; линия О.К. = R– радиус взрыва.

Эффект наружного действия заряда выброса (горно) характеризуется радиусом воронки(r ), видимой глубиной воронки ( ).

Массу заряда ВВ определяют по формуле М. М. Борескова (для n = 1–3):

где C – масса заряда ВВ, кг;

k – коэффициент, зависящий от свойства грунта и применяемого ВВ;

h – линия наименьшего сопротивления, м;

n – показатель действия взрыва.

Или по формуле О. Е. Власова:

С = Abr³,

гдеA – коэффициент, зависящий от свойств грунта или взрываемого материала;

b – коэффициент, зависящий от показателей горно;

r – радиус воронки, м.

Взрывание на выброс. Для образования воронок, котлованов, траншей или устройства насыпей, дамб и других инженерных сооружений, а также при расчистке и углублении рек применяют подрывание грунтов на выброс.

В зависимости от размеров и конфигурации проектируемых выемок, взрывают одиночные, сосредоточенные или удлиненные заряды, либо производят одновременный взрыв

Группы сосредоточенных зарядов расположены в один или несколько параллельных рядов.

Если необходима траншея треугольного сечения, то заряды располагаются в 1 ряд; если трапецеидального, то в 2 ряда, для выемок – в 3 ряда. Больше рядов не рекомендуется, т. к. может быть обратная засыпка грунта.

Расположение зарядов для направленного выброса грунта при одновременном взрывании

Взрывание на рыхление. Для дробления твердых и мерзлых грунтов при разработке их машинами производят взрывание на рыхление, применяя следующие методы: шпуровой и его разновидности; котловых зарядов; зарядов в рукавах; скважинных или колонковых зарядов; камерных зарядов.

Шпуровой метод применяется на открытых и подземных разработках. Шпуры заряжают тротиловыми шашками, патронами и гигроскопическими или порошкообразными ВВ. Заряд ВВ в шпуре должен занимать не более 2/3 его длины, а дальше идет забивка. В отдельных камнях (валунах) бурят шпуры Ø 25...30 мм на 0,5...0,75 толщины камня.

Метод котловых зарядов. Применяется в тех случаях, когда заряд ВВ не вмещается в обычном шпуре. Подрывают небольшими зарядам и делают уширение (котел), иногда за 2...3 раза. Затем укладывают большой заряд. Это очень выгодно, т. к. взрыв получается эффективней при малом количестве шпуров.

Расположение шпуровых зарядов в разрыхляемой породе и крупных валунах

Последовательность устройства котла в шпуре

Метод малокамерных зарядов (зарядов в рукавах) применяют при высоте забоя менее 6 м, преимущественно не в скальных грунтах. Длина рукава должна составлять 2/3 высоты забоя, расстояние между рукавами 0,8...1,5 h.

Расположение малокамерных зарядов в конце рукавов

Метод скважинных (колонковых зарядов) – вдоль фронта высокого уступа выбуривают ряды глубоких скважин Ø 200 мм и более, с перебуром ниже подошвы забоя на глубину обычно от 1 до 2 м. Расстояние скважин от забоя зависит от высоты забоя и принимается от 0,5 Н до 0,25 Н. Расстояние между скважинами 0,7...0,9 h, между рядами – 0,7...0,8 h. Применяют для рыхления большого объема взрываемой породы.

Расположение скважинных зарядов

Метод камерных зарядов применяют для массовых взрывов на выброс или обрушение при разработке котлованов или каналов значительных размеров. Он заключается в том, что в разрабатываемой породе делают вертикальные колодцы или горизонтальные галереи (штольни), из которых в боковых направлениях устраивают большие зарядные или минные камеры для размещения крупных сосредоточенных зарядов.

Малокамерные заряды

4. Устройство оснований

4.1. Уплотнение грунта

Подготовка основания под фундаменты состоит из ряда процессов, целью которых является:

– обеспечение на заданной отметке контакта основания с подошвой фундамента по всей его поверхности;

– доведение несущей способности грунта основания до проектной.

Главные процессы по подготовке основания:

- подчистка дна котлована и траншей;
- уплотнение основания;
- увлажнение или осушение грунта, по необходимости, при уплотнении грунта.

Подчистку дна котлована выполняют бульдозером (сразу за экскаватором), а дно траншей подчищают стругом и вручную (в малых объемах) перед укладкой фундаментов. Нельзя держать котлован долго открытым. Поверхность основания тщательно выверяют, оси выносят, как правило, на обноску здания. Лучше всего выбирать грунт на 5 см ниже проектной отметки и подсыпать песок или мелкий щебень, тогда очень хорошо передается нагрузка на основание. Если основание слабое, то его уплотняют поверхностным уплотнением на 1,5...2 м, глубинным – более 2 м.

Поверхностное уплотнение грунта выполняется катками вибрационными гладкими или кулачковыми глубиной на 0,5 м; трамбовками на тракторе весом до 1 т – до 1,5...2 м; сбрасываемыми трамбовками на экскаваторе весом до 1 т – до 0,8 м.

Когда при уплотнении трамбовками грунт уже не уплотняется, этот момент называется отказом

Песчаные и крупнообломочные породы уплотняют вибрированием. Обычно вибраторы уплотняют на 0,5 м, а тяжелые самоходные на 1 м. Если грунт влажный, то обычно насыпают щебень 10 см. Если влаги для уплотнения мало, то за 1 сутки до уплотненияналивают воду толщиной 10 см.

При разработке котлована нужно учитывать, что грунт будет уплотняться, и часть грунта разрушенного нужно срезать. Это определяется опытным путем.

Глубинное уплотнение грунта – в песчаный грунт опускают иглу Ø19...25 мм, через которую подают воду. До насыщения 1 м³ грунта нужно 50...70 л воды. Вслед за иглой, рядом с ней в грунт погружают вибробулаву и вибрируют 20...30 сек. Места расположения игл – в шахматном порядке на расстоянии 0,8...1 м. Таким образом можно уплотнять грунт на глубину 6...7 метров.

Слабые глинистые или заиленные грунты уплотняют песчаными или грунтовыми сваями. Их устраивают с помощью инвентарной сваи‑оболочки из цельнотянутой толстостенной трубы диаметром 400...500 мм с раскрывающимся башмаком или прямым съемным башмаком. Погружают копром. Потом подают грунт и уплотняют, а сваю-оболочку достают.

Устройство грунтовых свай

После глубинного уплотнения производят поверхностное уплотнение, а затем подчищают дно котлована и это служит поверхностью котлована.

4.2. Закрепление грунтов

Несущую способность слабых грунтов и трещиноватых горных пород можно увеличить методами искусственного закрепления, к которым относятся: силикатизация, смолязация, термическое закрепление и цементация.

Силикатизация и смолязация – погружают инъекторы, нагнетают раствор и извлекают инъекторы.

Установка инъекторов для закрепления грунтов

Растворы:

- лессовидные грунты – силикатом натрия;

- в песках сухих – двукратная силикатизация: 1) силикат натрия (жидкое стекло); 2) хлорид кальция;

- пылеватые пески – закрепляют гелеобразующей смесью растворов силиката натрия и фосфорной кислоты;

- мелкие пески – карбамидная смола в смеси с раствором соляной кислоты (этот способ называется смолязацией).

По окончанию закрепления грунта все скважины тампонируют глиной или местным перемятым грунтом. Подают растворы под давлением 1,5 МПа (15 атм.).

Термический способ – применяют только для закрепления лессовидных и пористых суглинистых грунтов в случае залегания их выше уровня грунтовых вод (это сжигание любого жидкого или газообразного топлива). В скважине сжигают топливо при избыточном давлении нагнетаемым воздухом 1,15...1,5 атм. Получается обожженный грунт в диаметре 4,0...5,0 м за 10...20 дней при расходе жидкого топлива 80...120 кг на 1 м скважины и сжатого воздуха 30...40 м³ на 1 т топлива. Этим способом можно закрепить грунт и устранить его просадочность на глубину до 15 м, доведя прочность в среднем до 6...10 кг/см². Температура в скважине не выше 1100 °С.

Цементация – закрепляют трещиноватые скальные породы, а также гравелистые и рыхлые песчаные грунты.

Бурят скважины, их продувают или прочищают, устанавливают инъекторы, гидравлически опробуют скважину и нагнетают раствор цемента, извлекают инъектор. Раствор применяют с В/Ц (водо-цементное отношение) от 0,4 до 1,0; расход его 20...40 % от объема закрепляемых пород. Раствор подают под давлением 3...8 МПа (30...80 атм.).

4.3. Особенности закрепления оснований в зимних условиях

Закрепление грунта производят быстро и заканчивают, когда температура грунта не ниже + 2 °С. Закрепление лучше всего проводить трамбованием, т. к. оно не требует вскрытия грунта. Силикатизацию проводят при температуре грунта не ниже +1 °С, растворы подаются при температуре +40 °С. Цементацию и смолязацию выполняют при температуре грунта не ниже +5 °С. Термическое закрепление грунта может быть при любой температуре.

5. Устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений

5.1. Виды свай и способы их погружения

Свайные основания устраивают, когда грунты основания слабые на большую глубину, а закреплять их нецелесообразно.

Шпунтовые сваи применяют в виде стен для защиты от грунтовых вод, а двойной ряд может выступать как плотина. Сваи бывают: деревянные, железобетонные, металлические, комбинированные – изготавливаются на заводе; грунтовые, бетонно-набивные – изготавливаются на стройплощадке.

Сваи бывают вертикальные и наклонные. Сваи, которые опираются на твердый грунт, называются материковые или сваи-стойки. Сваи, которые не опираются на твердый грунт – висячие.

Свайные фундаменты, состоящие из рядов или групп свай, в верхней части объединяются ростверком – монолитной или сборно-монолитной плитой

Деревянные сваи – делают из прямых бревен Ø180...300 мм: ель, сосна, дуб, лиственница, кедр, пихта. Внизу сваю заостряют и надевают металлический наконечник, вверху надевают металлическое кольцо – бугель. Сваи можно наращивать и забивать по 2...3 штуки. Шпунтовые сваи делают из бруса или досок.

Деревянные сваи. Сечение деревянных шпунтовых свай

Железобетонные сваи –сплошные квадратного, круглого, прямоугольного, многоугольного сечения; полые – с квадратной и круглой полостью; шпунтовые – различных сечений, зависящих от типа сопряжения шпунтин. Нижний конец сваи укрепляется металлическим наконечником.

Сечение железобетонных шпунтовых свай

Металлические сваи – изготавливают, как правило, из стальных труб, они могут быть полыми или иметь различное заполнение.

Комбинированные сваи – состоят из различных материалов, напр., ствол сваи железобетонный, а винтовой наконечник стальной.

Комбинированные винтовые сваи

Стальные шпунтовые сваи специальных прокатных профилей изготовляют с замками на продольных кромках, обеспечивающими хорошее уплотнение примыканий в шпунтовых рядах. Шпунтовые сваи могут также выполнять из стандартных прокатных профилей: швеллер, двутавр и т. д.

Шпунтовые сваи: а – плоские; б – зетевого профиля; в – швеллер или двутавр

Технология устройства свай делится на 3 группы:

- забивка и вибропогружение свай;

- безударное погружение;

- набивка в проектном положении.

5.2. Забивка и вибропогружение свай

Забивка свай осуществляется при помощи копров или копровых установок. Первые удары сваи делают с малой высоты 0,5 м, затем постепенно увеличивают до максимальной. В дальнейшем наступает момент, когда после каждого удара свая погружается на одну и ту же величину, называемую отказом. Отказ принято находить как среднюю величину после замера погружения от десяти ударов. Серию ударов, выполняемых для замера средней величины отказа, называют залогом. Если средний отказ в трех последовательных залогах не превышает расчетного, процесс забивки сваи считают законченным. Все результаты забивки каждой сваи заносят в журнал.

Как правило, масса ударной части паровоздушных молотов одиночного действия должна в 1,5 раза превышать массу сваи

Забивку шпунтовых рядов начинают с маячных свай. По ним на болтах берут парные схватки. Затем набирают шпунт от одной маячной сваи к другой.

Последовательность устройства шпунтовых рядов

Вибропогружение применяют главным образом для погружения свай, испытывающих небольшое лобовое сопротивление, а именно: свай-оболочек, полых свай с открытым концом, стального шпунта. Пользуясь наголовником с фланцевым болтовым соединением или клиновидным замком, вибропогружатель жестко закрепляют на головке сваи и погружают ее в грунт.

5.3. Безударное погружение свай

Существует три способа безударного погружения свай:

- подмывом;

- завинчиванием;

- вдавливанием.

Подмыв применяют при любом сваебойном оборудовании. Подмывают у острия большим давлением воды и погружают вибропогружателем или сваебоем. В конце сваю добивают 1,5...2 м обычным способом, прекратив подмыв (это обычно делают в водоемах). Но нужно иметь ввиду, что таким способом погружают только сваи-стойки.

Винтовые сваи изготавливают, как правило, комбинированными.

Наконечник винтовой сваи

Особенно винтовые сваи применяют в анкерных опорах, где есть выдергивающие усилия. Погружение винтовых свай происходит без ударов и вибрации и не влияет на расположенные поблизости конструкции и подземные коммуникации.

Погружают такие сваи буровыми машинами или специальными автомашинами.

Метод вдавливания свай – также безопасен для окружающих сооружений. Вдавливание выполняют специальными установками, воздействующими на сваю весом, либо весом и вибрацией одновременно. Усилие вдавливания – 35...50 т. Иногда делают небольшую лидер-скважину, этим самым облегчают погружение сваи в плотных грунтах.

5.4. Устройство набивных свай

Набивные сваи делятся на:

- трамбованные;

- литые;

- пневмотрамбованные,

- частотрамбованные;

- буронабивные.

Для набивных трамбованных свай грунтовую полость образуют методом ударно вращательного бурения скважины, которую предварительно обсаживают трубой Ø250...325 мм (эти сваи не могут быть висячими, а только сваи-стойки). Скважину забивают жесткой бетонной смесью с осадкой конуса 3...4 см. Укладывают слой 0,8...1 м, потом уплотняют тяжелой трамбовкой, а обсадную трубу в это время поднимают.

В том случае, если скважина глубокая и насыщена водой, то возможно расслоение бетона и, следовательно, необходимо делать литые сваи.

Устройство набивных трамбованных свай

Литые сваи – изготавливают из бетонной смеси с осадкой конуса 12...16 см. Бетон вытесняет грунтовую воду из скважины и заполняет полностью скважину.

Пневмотрамбованные сваи – применяют при большом потоке грунтовой воды в скважину. Для их изготовления к обсадной трубе L = 20 м, Ø 600 мм присоединяют на фланцах шлюзовой аппарат, оборудованный верхним и нижним клапанами. Подавая в освобожденную от грунта обсадную трубу сжатый воздух давлением до 0,4 МПа (4 атм.) из нее выжимают грунтовую воду. Затем камеру шлюза через верхний клапан заполняют бетоном и закрывают клапан, увеличивают в камере давление, после чего открывают нижний клапан. Бетонная смесь падает и под давлением сжатого воздуха плотно заполняет осушенную скважину.

Принцип устройства пневмотрамбованных свай

Устройство частотрамбованных свай – более совершенный способ. Забивают трубу с прямым концом. Затем в нее устанавливают арматурный каркас. Трубу заполняют бетоном и его уплотняют при извлечении трубы. На трубу надевают молот двойного действия; когда шток идет вверх, то труба поднимается на 4...5 см, а идет вниз – труба опускается на 2...3 см и уплотняет бетон и т. д. В таких сваях для лучшего принятия нагрузки внизу уширяют пяту методом трамбования, разбуривания или камуфлетным взрывом. Такие сваи могут служить как сваи-стойки по одной штуке.

Принцип устройства частотрамбованных свай

Буронабивные сваи диаметром 0,6...2 м. Бурят такие сваи без обсадных труб под слоем глиняного раствора. В нижней части ствола скважины специальным оборудованием разбуривают уширение. Разрушенную бурением породу удаляет циркулирующий в скважине глиняный раствор.

По окончании бурения скважину заполняют бетоном с осадкой конуса 18 см методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ). Бетонирование ведут до отметки на 0,3...0,5 м выше проектной, чтобы верх бетонного стержня, в котором содержатся частицы глины, можно было сколоть до проектной отметки.

Устройство буронабивных свай

Набивные сваи любого типа нужно бетонировать без перерывов.

6.5.5. Особенности производства свайных работ

зимой и в вечномерзлых грунтах.

В зимних условиях слой мерзлого грунта толщиной до 30 см стержневая свая пробивает под воздействием дизель-молота массой 1,8 т. Если промерзание грунта больше, то пробуривают лидер-скважину

В вечно мерзлых грунтах применяют четыре способа погружения свай:

- забивка без предварительной подготовки грунтов;

- забивка в пробуренные лидер-скважины, диаметр которых меньше поперечного сечения свай;

- забивка в грунт предварительно оттаянный на всю глубину погружения сваи;

- установка в пробуренную на всю глубину скважину, диаметр которой больше поперечного сечения сваи.

6. Фундаменты глубокого заложения

6.1. Общие сведения

Некоторые сооружения чувствительны к неравномерности осадкам. Для них необходимо, чтобы основанием была скала, полускала или плотный грунт. Такие основания обычно залегают на большой глубине и, чаще всего, под грунтовыми водами. В таких случаях открытым способом выполнять фундамент невозможно и экономически невыгодно. Их сооружают специальными методами – фундаментами глубокого заложения. К ним относятся: 1) глубокие буровые опоры; 2) опоры из тонкостенных сборных оболочек; 3) стен, сооружаемых методом «стена в грунте»; 4) опускных колодцев; 5) кессонов.

6.2. Глубокие буровые опоры

Это буронабивные сваи диаметром 1,6; 2 и 3 м, глубиной до 60 м. Для них бурят скважину, затем в основании уширяют диаметром 2,5; 4 и 5 м. Все работы выполняются под слоем глиняного раствора.

6.3. Опоры из тонкостенных сборных оболочек

Металлические и железобетонные оболочки, собираемые из секций длиной до 12 м и диаметром до 4,5 м, погружают завинчиванием, вибрированием и вдавливанием.

Оболочки, погружаемые завинчиванием, состоят из гладкого цилиндрического ствола, винтовых лопастей и острого наконечника. Лопасти и наконечник – металлические, ствол оболочки – из железобетонных звеньев, соединенных болтами.

Для завинчивания крупных оболочек применяют специальный механизм – кабестан, который вращает оболочку с частотой до 0,5 об/мин, развивая крутящий момент до 1000 кН∙м.

Метод вибропогружения оболочек применяют в сочетании с гидромеханизацией и бурением. Устанавливают сверху вибропогружатель, который развивает возмущающее усилие до 500 кН, а внутри – периодически или одновременно гидромеханически удаляют грунт: песчаные на уровне пола, а глинистые ниже на 1...2 метра.

Погружение оболочек вдавливанием применяют только на открытых акваториях, в случае, когда плотные малосжимаемые грунты, пригодные для основания сооружения, залегают под мощным пластом слабых и илистых грунтов (болота).

Принцип погружения оболочек вдавливанием

Оболочки погружают грузом железобетонных плит, которые кладут на площадку. Затем груз снимают, полость оболочки освобождают от илистого грунта средствами гидромеханизации и заполняют бетонной смесью.

6.4. Устройство фундаментов глубокого заложения методом «стена в грунте»

Сущность метода заключается в том, что узкую траншею для будущих стен и фундаментов заглубленного сооружения разрабатывают сразу на полную глубину специальным штанговым экскаватором или широкозахватным грейфером под слоем глинистого тиксотропного раствора. Устраивают стены сборные или монолитные железобетонные. После устройства стен по всему периметру, грунт внутри фундамента удаляют, закрепляя стены анкерами.

Монтаж стеновых панелей при устройстве фундаментов методом «стена в грунте»: 1 – кран для подачи бетона в пазухи; 2 – бетонолитная труба; 3 – монтажный кран;4 – стеновая панель; 5 – кондуктор; 6 – штанговый экскаватор; 7 – бетон нижней заделки панелей; 8 – материал для заделки пазухи

Стены монтируют из сборных тонкостенных панелей. Очередную панель погружают в траншею, фиксируют впереди инвентарным кондуктором, а позади – монтажным шаблоном. Затем панель замоноличивают сразу с двух сторон, бетон подают по трубам. По мере готовности пазухи засыпают щебнем, вытесняя глину.

Стены в плане могут быть квадратные или круглые. После устройства стен, грунт внутри послойно выбирают.

Этот способ значительно сокращает объем земляных работ и уменьшает водоотлив, что обеспечивает сохранность оснований соседних сооружений.

6.5. Устройство опускных колодцев

Опускные колодцы применяют для фундаментов глубокого заложения и заглубленных сооружений (насосные, скиповые ямы и т. д.). В плане они бывают круглые, эллипсообразные и прямоугольные. Стены обычно железобетонные (монолитные или сборные), внизу оборудованные ножом, облицованным металлом.

Суть метода. конструкцию возводят на поверхности земли, затем внутри ее подрабатывают грунт по направлению от центра к периферии. Под действием собственного веса колодец опускается в грунт. Чтобы меньше было трение, между колодцем и грунтом нагнетают глинистый раствор (тиксотропная рубашка).

Устройство опускного колодца

После опускания колодца (необходимо строго следить за его вертикальностью) бетонируют днище, а затем начиняют сам колодец.

6.6. Погружение кессонов

Кессонный метод устройства фундаментов глубокого заложения применяют, когда погружению обычных опускных колодцев мешает сильный наплыв грунта, а большой приток воды осложняет работы по осушению.

Суть метода заключается в том, что во время погружения оболочки в ее кессонную камеру нагнетается сжатый воздух, вытесняющий грунтовые воды за пределы ножа. Давление поддерживают через шлюзовую камеру. Работа людей разрешается при давлении не более 0,4 МПа, что соответствует глубине 40 м, поэтому кессоны опускают до 36 м.

6.7. Контроль качества работ

Горизонтальность и отметки подготовленного основания контролируют нивелиром, плоскость поверхности – рейкой.

Качество уплотнения грунта проверяют определением плотности грунта по объемной массе образцов.

Качество закрепления грунтов контролируют пробным бурением, пробным нагнетанием воды в скважину, иногда вскрытием шурфов.

Принцип устройства кессонных фундаментов

Правильность забивки свай контролируют по разбивочным осям. Допускаемые отклонения регламентируются СНиП. В журнале регистрируется контрольный отказ, замеренный в трех последовательных залогах.

Несущую способность забитых и набивных свай контролируют динамическими и статическими испытаниями. По результатам испытаний, в случае необходимости, вносят коррективы в проектные решения.

Основными требованиями к качеству фундаментов глубокого заложения являются правильное, соответствующее проекту положение конструкций и обеспечение заданной несущей способности. Необходимо убедиться в том, что достигнута проектная отметка, и освидетельствовать состояние грунта основания

При копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна®

разработка сайта: ООО "Рилэйн"

Буровзрывные и свайные работы