/
Author: Егоров А.И. Смородинов М.И. Губанова Е.М.
Tags: подземное строительство земляные работы фундаменты строительство тоннелей технология строительного производства строительство строительные конструкции свайные фундаменты стройиздат
ISBN: 5-274-00039-8
Year: 1988
Text
Свайные
работы
Справочник
строителя
Москва
Стройиздат
СПРАВОЧНИК СТРОИТЕЛЯ
СВАЙНЫЕ
РАБОТЫ
Под редакцией д-ра техн, наук проф.
М. И. Смородинова
ИЗДАНИЕ 2-е, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
МОСКВА
СТРОЙИЗДАТ
1988
ББК 38.654.1
С 24
УДК 624.154/. 155 (035.5)
Авторы: М. И. Смородпнов. А. И. Егоров, Е. М. Губа-
нова, Ю. В. Дитрих, Е. В. Светинский, Б. С. Федоров
Главная редакционная коллегия серии:
П. Ф. Бакума (гл. редактор), Г. Н. Доможиров (зам гл.
редактора), В. П. Белов, А. А. Л ей р их, А, А. Лысогор-
ский, И. А. Онуфриев, М. В. Толмачев, Б. С, Федоров,
М. Ф. Харитонов,
Свайные работы/М. И. Смородинов, А. И. Его
С 24 ров, Е. М. Губанова и др.; Под ред. М. И. Смороди-
нова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат,
1988. — 223 с.: ил.— (Справочник строителя).—
ISBN 5-274-00039-8
Справочник содержит основные сведения о свойствах грун-
тов и методах их определения; необходимые данные о забив-
ных, буронабивных и буроинъекционных сваях; способах про-
изводства свайных работ и контролю их качества. Дана ин-
формация о применяемом оборудовании, приведены основные
положения его эксплуатации и ремонта. Изложены правила
техники безопасности при производстве свайных работ.
Изд. 1-е вышло в 1979 г.
Для инженерно-технических работников строительных и
проектных организаций.
С 3204000000^440 3g_88 ББК 38.654.1
047(01)—88
© Стройиздат, 1979
ISBN 5—274—00039—8 © Стройиздат, 1988, с изменениями
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ............................................... 5
Глава 1. Грунты и их свойства.............................. 6
1.1. Виды грунтов и их свойства......................... 6
1.2. Определение свойств грунтов в полевых и лаборатор-
< ных условиях и применяемое для этого оборудование 9
1.3. Вода в грунте......................................18
Глава II Виды и конструкции забивных свай ... * 19
II.1. Деревянные сваи...................................19
II.2. Железобетонные сваи...............................20
П.З. Стальные сваи......................................36
Глава III. Производство работ по забивке свай, вибропо-
гружению свай-оболочек и шпунта 37
III. 1. Подготовка к производству работ t . . . t 37
III.2. Забивка и испытание свай.............. ; 42
Ш.З. Погружение свай-оболочек вибропогружателями , 51
III.4. Устройство свайных ростверков................57
III.5. Погружение и извлечение шпунта...............58
III.6. Приемка работ................................61
Глава IV, Устройство набивных свай........................ 62
IV. 1. Классификация...............................62
IV .2. Область применения..........................64
I V.3. Требования к изысканиям при проектировании фун-
даментов из набивных свай............................. 64
IV .4. Технология изготовления » 66
IV. 5. Контроль качества и приемка работ................89
Глава V. Устройство свайных фундаментов в мерзлых и
вечномерзлых грунтах . ......................98
V.I. Общие сведения 98
V. 2. Основные способы устройства свай...............99
V .3. Технология работ . ......... 100
V. 4. Устройство буронабивных свай....................106
Глава VI. Устройство инъекционных свай и опор ... 109
VI. 1. Основные виды инъекционных свай и опор ... 109
VI.2 . Буроинъекционные сваи НО
1*
3
VI. 3. Буросмесительные сваи . , ...... 114
VI .4 Сваи и опоры, изготовляемые с использованием струй-
ной технологии........................................117
VI. 5. Контроль качества и приемка работ................119
Глава VII. Машины и оборудование для погружения и из-
влечения свай и шпунта . 120
VI 1.1. Молоты сваебойные..............................120
VII.2 . Вибрационные погружатели........................132
VII .3. Свае- и шпунтовыдергиватели....................134
VI I.4. Копры и копровое оборудование..................135
VI 1.5. Вспомогательное оборудование и приспособления
для забивки и погружения свай........................144
VII. 6. Эксплуатация сваебойных машин и оборудования . 151
VII.7 . Техническое обслуживание и ремонт сваебойных ма-
шин и оборудования .................................. 162
Глава VIII. Машины и оборудование для устройства набив-
ных свай...................................................167
VIII .1. Виды машин и оборудования.....................167
VII I.2. Оборудование для устройства скважин буронабив-
ных свай..............................................168
VIII .3. Оборудование для устройства набивных свай . . 181
VII 1.4. Механизмы для устройства уширений набивных свай 183
VIII.5 . Оборудование, машины и механизмы для транспор-
тирования и укладки бетонной смеси .................. 184
Глава IX. Машины и оборудование для устройства инъек- 190
ционных свай и опор......................................
Глава X. Машины и оборудование для производства работ
в вечномерзлых грунтах.....................................197
Х.1. Буровое оборудование...............................197
Х.2 . Оборудование для оттаивания грунтов .... 203
Х.З. Оборудование для устройства винтовых свай . . 205
Х.4. Оборудование для устройства термосвай .... 206
Глава XI. Техника безопасности на свайных работах . . 207
XI.1. Устройство забивных свай..........................207
XI.2. Устройство набивных свай..........................211
Список литературы........................................ 213
Указатель таблиц...........................................214
Предметный указатель . . . . s.......218
ПРЕДИСЛОВИЕ
Основные направления экономического и социального развития
СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года предусматри-
вают интенсивное освоение восточных и северных районов страны,
наращивание их производственного потенциала. Выполнение этой
задачи возможно только на основе широкого развертывания строи-
тельства объектов промышленного, жилищного, 'культурного и со-
циально-бытового назначения, транспортных сооружений, линий
электропередач.
Специфика природно-климатических условий обусловливает ряд
особенностей строительного производства в этих районах, в частно-
сти преимущественное применение свайных фундаментов. Это позво-
ляет существенно сократить объем земляных работ и расход мате-
риалов, уменьшить затраты на подготовку основания, а в целом уде*
шевить и ускорить производство работ.
Цель справочника — оказать практическую помощь инженерно*
техническому персоналу строек, а также специалистам-проектиров-
щикам в решении вопросов выбора типа свай, эффективной в каж-
дом конкретном случае технологии работ, оптимального варианта
использования машин и оборудования.
Переиздание справочника вызвано необходимостью обновить
и дополнить материал в соответствии с последними решениями пар-
тии и правительства в области капитального строительства, новыми
нормативными документами и стандартами.
По сравнению с первым изданием расширен материал, относя-
щийся к устройству набивных свай, в связи с увеличением объема
их сооружения в последние годы, что объясняется интенсивным
возрастанием объема работ по реконструкции объектов.
Актуальное значение имеет впервые включенный в справочник
материал по устройству свайных фундаментов в вечномерзлых
грунтах. Такие грунты преобладают на территориях Севера и За-
падной Сибири, и технология сооружения фундаментов в них очень
специфична.
Приведенные данные по устройству инъекционных свай и опор
необходимы при решении вопросов ликвидации недопустимых дефор-
маций зданий и сооружений, находящихся в аварийном состоянии,
реконструкции фундаментов, устройстве искусственных оснований.
б
Для удобства пользования справочник снабжен предметным
указателем.
Основные положения по технологии производства свайных ра-
бот изложены в действующих СНиП 3.02.01—83 «Основания и фун-
даменты».
Предисловие и гл. I написаны д-ром техн. наук. М. И. Сморо-
диновым, канд. техн, наук Б. С. Федоровым; гл. II и III — канд. техн,
наук Е. В. Светинским и М. И. Смородиновым; гл. IV — инж. Е. М.
Губановой и М. И. Смородиновым; гл. V —М. И. Смородиновым;
гл. VI—А. И. Егоровым и М. И. Смородиновым; гл. VII — инж.
Ю. В. Дитрихом и М. И. Смородиновым; гл. VIII — А. И. Егоровым
и М. И. Смородиновым; гл. IX — М. И. Смородиновым и Е. М. Гу-
бановой; гл. X — М. И. Смородиновым; гл. XI — Ю. В. Дитрихом,
Е. В. Светинским, А. И. Егоровым.
Глава I
ГРУНТЫ И ИХ СВОЙСТВА
1.1. Виды грунтов и их свойства
Выбор вида свайного фундамента, способа производства работ
и необходимого оборудования для их выполнения, определение не-
сущей способности свай — все это в значительной степени зависит
от грунтовых условий и свойств грунтов, залегающих в районе стро-
ительной площадки.
В зависимости от наличия и соотношения в составе грунта твер-
дых частиц, жидкости и газа различают несколько видов грунтов.
Дисперсный грунт — это многофазная система, включающая
твердые частицы, воду и газ. Твердые частицы имеют различные
минералогический состав и размер, что оказывает значительное влия-
ние на физико-механические свойства грунта. Особенно это относит-
ся к коллоидным частицам (поперечный размер менее 0,0002 мм),
характерным свойством которых является то, что они несут элек-
трический заряд и могут быть представлены как сложные электри-
ческие схемы.
Золь — это система, состоящая из жидкости (воды) и находящих-
ся в ней коллоидных частиц какого-либо твердого вещества, напри-
мер грунта.
Гель — система с сокращенной подвижностью из-за уменьшен-
ного содержания воды или другой жидкости — имеет вид студени-
стой массы.
Под влиянием ударных или вибрационных воздействий при по-
гружении свай грунт может переходить из геля в золь при сниже-
6
нии своей механической прочности. После прекращения работы свае-
бойного механизма гелеобразное состояние грунта восстанавливает-
ся. Такое свойство грунтов называют тиксотропным. Его часто ис-
пользуют при сооружении опускных колодцев для устройства вокруг
них «рубашек», понижающих трение конструкции о грунт.
У большинства видов грунтов отдельные частицы покрыты плен-
кой коллоидов, что характеризует поглотительную способность грун-
тов. Наряду с физической известны механическая, химическая и дру-
гие виды поглотительной способности.
Механической и физической поглотительной способностями грун-
тов объясняется процесс заполнения пор грунта более мелкими час-
тицами из растворов, т. е. кольматация. Явление кольматации ис-
пользуют при устройстве буронабивных свай, когда бурение сква-
жин выполняют с применением глинистых растворов. В этом случае
кольматацию пор грунта, в котором изготавливают набивную сваю,
вызывают искусственно. В результате этого процесса на поверхности
скважины возникает «корка», или кольматационный слой, способст-
вующий удержанию стенок скважин от обрушения.
Физико-механические свойства грунтов оценивают рядом харак-
теристик, которые делятся на две группы: прямые и производные.
Прямые характеристики определяют лабораторными или поле-
выми испытаниями, руководствуясь соответствующими ГОСТами:
плотность грунта р, г/см3—-ГОСТ 5180—84;
плотность частиц р3, г/см3 — То же
природная влажность w, % — »
гидроскопическая влажность w\, % — >
влажность на границе текучести wLi % —• >
влажность на границе раскатывания wp, % — >
гранулометрический состав — ГОСТ 12536—79;
сопротивление срезу (с — удельное сцепление и <р — угол внутрен-
него трения), МПа — ГОСТ 12248—78;
модуль деформации — ГОСТ 20276—85.
Производные характеристики определяют расчетом на основе
прямых характеристик, используя следующие формулы:
плотность сухого грунта, г/см3 — pd=»p/(1+ 0,01 w);
пористость, % — n= (1— pd/ps) 100;
коэффициент пористости — е== п/(100—п), или е= (14-0,01 оу) X
Х(Рз/р)-1;
полная влагоемкость, %—w0— (epw/ps) 100, где p^^l г/см3;
степень влажности, G==O,Oli0p3/ep;
число пластичности, %—IP=wL—wP*t
показатель текучести — IL= (w—wp)/(wL—Wp).
Характер связи между частицами грунта — один из признаков
разделения грунтов на скальные и нескальные.
7
СКАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ — изверженные, метаморфические и оса-
дочные породы с жесткими связями между зернами (спаянные и
сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещинова-
того массива, и нескальные. НЕСКАЛЬНЫЕ грунты разделяют на
несколько групп:
крупнообломочные — несцементированные грунты, содер-
жащие более 50 % массы обломков кристаллических или осадочных
пород с размерами частиц более 2 мм;
песчаные — сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие
менее 50 % массы частиц крупнее 2 мм и не имеющие свойств плас-
тичности (грунт не раскатывается в шнур диаметром 3 мм; число
пластичности /Р<1);
пылевато-глинистые — связные грунты, для которых
число пластичности /р>1.
Крупнообломочные и песчаные грунты в зависимости от разме-
ра твердых частиц и их содержания в массе воздушно-сухого груш
та подразделяются на следующие виды:
Крупнообломочные:
Валунный грунт (при преобладании необ-
катанных частиц—глыбовый) .............
Галечниковый грунт (при преобладании
необкатанных частиц — щебенистый) . . .
Гравийный грунт (при преобладании необ-
ка ганных частиц — дресвяный) ...........
Песчаные:
Содержание частиц
крупнее 200 мм — более 50 %
крупнее 10 мм — 50 %
крупнее 2 мм — 50 %
Песок гравелистый ......................
» крупный ..................
» средней крупности ...................
» мелкий ..............................
» пылеватый ...........................
крупнее 2 мм — более 25 %
» 0,5 мм — » 50 %
» 0,25 мм — » 50 %
» 0,1 мм — » 75 %
» 0,1 мм — менее 75 %
Для установления наименования грунта по приведенным данным
последовательно суммируют проценты содержания частиц исследу-
емого грунта: сначала — крупнее 20 мм, затем — крупнее 10 мм,
потом — крупнее 2 мм и т. д. Наименование грунта принимают по
показателю, превышающему остальные значения.
Песчаные грунты различают по плотности их сложения
щим образом:
п Средней
Плотный плотности
По коэффициенту пористости е
Гравелистый крупный и средней
следую-
Рыхлый
крупности ...................... е < 0,55 0,55< е <0 7
Мелкий ........................... е < 0,6 0,6< е <0,75
Пылеватый ........................ е < 0,6 0,6< е <0,8
е >0,7
е>0,75
е >0,8
Независимо от влажности по сопротивлению погружению конуса
при статическом зондировании, МПа
Крупный и средней крупности . qQ >15 15 > > 5 q^ < 5
Мелкий qQ >12 12 > qQ > 4 < 4
Пылеватый маловлажный и влаж-
ный <7С>10 Ю > qc > 3 < 3
Пылеватый водонасыщенный . qQ >7 1 > qQ > 2 qQ < 2
8
По условному динамическому сопротивлению погружению конуса qV
при динамическом зондировании, МПа
Крупный и средней крупности (не-
зависимо от влажности) . . .
Маловлажный и влажный . . .
Водонасыщенный................
Пылеватый маловлажный и влаж-
ный ..........................
qd > 12,5
’d>ll
<7d>8,5
?d>8,5
12,5 >dd>3,5
И > »d > 3
8,5 > > 2
8,5 > > 2
4d < 3,5
qd < 2
^<2
При зондировании грунтов используют конус с углом при вер-
шине 60° и диаметрами 36 мм при статическом и 74 мм при дина-
мическом зондированиях. Для определения* плотности пылеватых во-
донасыщенных песков динамическое зондирование не допускается.
Значение коэффициента пористости получают в лабораторных
условиях по образцам, отобранным без нарушения природного сло-
жения грунта, или по результатам зондирования грунтов.
Согласно ГОСТ 25100—82 по числу пластичности /р выделяют
следующие виды грунтов:
Супеси . . . . . ..................... 1 < /р < 7
Суглинки ................................ 7 < /р < 17
Глины......................................... /р > 17
По консистенции, характеризуемой показателем текучести Л,,
супеси, суглинки и глины делят следующим образом:
Супеси:
твердые . . « « . .
пластичные . .......................
текучие ...... .....................
Суглинки и глины:
твердые ...............................
полутвердые ........................
тугопластичные......................
мягкопластичные ....................
текучепластичные....................
текучие , . ........................
0 < IL С 0,25
0,25 < ZL <0,5°
0,50 < / <0,75
0,75 < IL <1,00
‘L >1,00
1.2. Определение свойств грунтов в полевых
и лабораторных условиях и применяемое для этого
оборудование
Для построения геологического разреза и изучения гидрогеоло-
гических условий строительной площадки, для отбора образцов грун-
9
тов с целью изучения их литологического состава производят буро-
вые работы и вскрытие шурфов. Буровые работы выполняют
вращательным, ударно-вращательным, ударным, колонковым, виб-
рационным, шнековым и роторным способами. Вращательный спо-
соб бурения наиболее эффективен при шурфовании на глубину 5...
6 м. При большой глубине (10...30 м) эффективность способна сни-
жаться из-за возрастания непроизводительных затрат времени на
спуско-подъемные операции.
Шурфы проходят с помощью установок КШК-ЗОА и ЛБУ-50.
Кроме того, для этих работ используют буровые станки (без суще-
ственных изменений в их конструкции), из числа которых чаще при-
меняют УРБ-2А, УГБ-50М, СБУДМ-150-ЗИВ.
При устройстве шурфов и скважин используют вращательный
или ударный способ бурения. Наибольшее распространение имеет
первый способ. В качестве породоразрушающего инструмента при-
меняют шнековые буры (конструкции КуйбышевТИСИЗа, ПНИИИСа,
КазГИИЗа и др.), ложковые буры с расширителями конструкции
Теплоэлектропроекта. Когда работы выполняют ударным способом,
в качестве породоразрушающего инструмента используют забивной
ячеистый стакан конструкции ПНИИИСа.
Способ бурения следует выбирать в зависимости от вида грунта:
ударно-вращательный — при скальном грунте;
ударно-канатныйпри скальном и полускальном грунтах,
в рыхлых породах;
колонковый — при скальных и полускальных грунтах, в рыхлых
породах (с применением глинистого раствора);
вибрационный — при грунте, не содержащем включений круп-
ных обломков скалы;
шнековый — при грунте, не требующем применения обсадных
труб;
роторный — при любых грунтах для проходки скважин большой
глубины и значительного диаметра (более 200 мм),
Способ бурения выбирают также в зависимости от назначения,
глубины и диаметра скважин (табл. 1.1).
Для определения свойств грунтов из буровых скважин при по-
мощи грунтоносов отбирают монолиты (образцы грунта ненарушен-
ного сложения). В практике используют более 50 различных кон-
струкций грунтоносов, погружение которых осуществляется удара-
ми, вдавливанием, обуриванием, вибрацией, вращением.
Монолиты отбирают следующим образом:
немерзлых песчаных и глинистых грунтов из буровых скважин—
в процессе бурения без использования промывочной жидкости и без
подлива в них воды;
немерзлых плотных и средней плотности песчаных грунтов, гли-
10
1.1. Область применения основных способов бурения
Вид скважин Основные способы бурения Буровой станок
Инженерно-геологические ди- аметром 75 мм, глубиной до 10 м Шнековый, колонковый Д-10М (мотобур)
Инженерно-геологические глубиной от 5...30 м, диамет- ром 89...219 мм Шнековый, колонко- вый, ударно-канатный УГБ-50М
Колонковый, ударно- канатный СБУДМ-150-ЗИВ, СБУЭ-150-ЗИВ
Вибрационный, удар- но-канатный АВБ2М
Инженерно-геологические глубиной от 5...30 м, диаметром 89...219 мм Колонковый, ударно- канатный, роторный УРБ-2А
Вибрационный Шнековый, ударно-ка- натный, вибрационный ВБУ-ГАЗ-63 БУЛИЗ-15
Ударно-канатный Д-5-25, УБП-15М, БУКС-ЛГТ
Инженерно-геологические ди- аметром до 112 мм в трудно- доступных районах Колонковый, шнеко- вый УПБ-100ГТ
Инженерно-геологические в мерзлых грунтах глубиной до 25 м, диаметром 140 мм Колонковый УКВ-12/25С
Гидрогеологические глубиной до 200 м, диаметром 168...377 мм и более Ударно-канатный сплошным и кольцевым забоем БУГ-100(БУК-75)
Ударно-канатный сплошным забоем УКС-22М
Зондировочные глубиной до 40 м, диаметром 65...75 мм Роторный ПБУ-80
Разведочные глубиной до 30 м, диаметром до 253 мм Колонковый УБР-2М
Для добычи ископаемых Глубина бурения до 32 м, диа- метром до 200 мм (в мерзлом грунте) и до 150 мм в скаль- ном грунте Роторный БТС-150
Разведочные глубиной до 100 м, диаметром 46.. 59 мм Колонковый «Алтай»
Геолого-разведочные глубиной до 2,25 м, диаметром 36...40 мм Шнековый УПБ-1
Геолого-разведочные глубиной до 100 м, диаметром (началь- ным 93 мм и конечным 36 мм) Колонковый БСК-20; БСК-2М2-100
Геолого-разведочные скважи- ны глубиной до 300 м, диамет- ром 100...150 мм » СБГ-1М
Геолого-разведочные скважи- ны глубиной 300, 500, 700 м, диаметром 46, 59, 93 мм » СКБ-4
пистых грунтов твердой и полутвердой консистенции, плотных затор-
фованных грунтов с корнями растений — обуривающими грунтоно-
сами с частотой вращения при отборе монолита 60 мин-1 и осевой
нагрузкой не более 1 кН;
немерзлых глинистых грунтов полутвердой и тугопластичной кон-
систенции — тонкостенными цилиндрическими грунтоносами с заост-
ренным снаружи нижним краем, которые погружают способом вдав-
ливания (скорость не более 2 м/мин);
нсмерзлых рыхлых песчаных грунтов, глинистых пород мягко-
пластичной, текучепластичной и текучей консистенции, разложивших-
ся торфов— грунтоносами, погружаемыми способами вдавливания
(скорость не более 0,5 м/мин);
немерзлых глин с коэффициентом пористости е<1,1, суглинков
с е<0,9, супесей с е<0,7—тонкостенными цилиндрическими грун-
тоносами с заостренным снаружи нижним краем и внутренним ди-
аметром башмака на 2...3 мм меньше внутреннего диаметра кор-
пуса или грунтоприемной гильзы;
мерзлых грунтов из скважин — с помощью буровых наконеч-
ников или грунтоносов, конструкция которых исключает нарушение
сложения и мерзлого состояния грунта.
Отобранные образцы грунта в лабораторных условиях испыты-
вают специальными приборами.
СЖИМАЕМОСТЬ грунта и модуль деформации определяют с по-
мощью компрессионных приборов. Образец грунта помещают в сталь-
ное кольцо между поршнем и пористым дном, через которое может
фильтроваться содержащаяся в образце свободная вода. Деформа-
цию образца грунта под нагрузкой фиксируют индикатором. Резуль-
таты обрабатывают в соответствии с действующими нормативными
документами.
Удельное сцепление и угол внутреннего трения определяют на
срезных приборах с фиксированной плоскостью среза и в стабило-
метрах в условиях трехосного напряженного состояния.
Для определения коэффициента фильтрации грунта в лаборатор-
ных условиях применяют приборы конструкции Г. Н. Каменского,
Г. Тиме и др.
Отбор проб грунтов неизбежно связан с нарушением их естест-
венного сложения. В результате этого в лабораторных условиях по-
казатели грунта определяют с погрешностями. Таким образом, по-
левые методы исследования свойств грунтов, т. е. исследования
грунтов в условиях их естественного залегания, имеют преимущества
перед лабораторными.
К числу наиболее известных полевых методов относятся испы-
тания грунтов в шурфах и скважинах статическими нагрузками.
Модуль деформации определяют с помощью оборудования, вклю-
12
чающего штамп, установку для его нагружения и измерительную ап-
паратуру.
При испытании грунтов в шурфах обычно применяют штампы
круглой формы и в виде стальной плиты с металлическими ребрами.
Площадь штампов — 2500, 5000, 10 000 см2. Находят применение
и штампы площадью 500 и 1000 см2 с жестким кольцевым пригрузом,
дополняющим общую площадь, например, у штампа площадью
1000 см2 —до 5000 см2.
Установки для загружения штампа статическими нагрузками
выполняют в виде платформы с грузами или в виде гидравличес-
ких домкратов.
Для измерения осадок штампа используют прогибомеры типа
ПМ-3 или типа БПАО, разработанные Ленинградским инженерно-
строительным институтом.
При испытании грунтов статическими нагрузками в скважинах
применяют штампы диаметром 27,7 см (площадью 600 см2). Штампы
располагают на забое скважины диаметром 325 мм. Как и при ис-
пытаниях грунтов в шурфах, штамп нагружают с помощью подвес-
ных платформ или гидравлическими домкратами.
Наряду с описанными способами определения модуля дефор-
мации грунтов используют прессиометрический способ, который за-
ключается в обжатии грунта в стенках пробуренной скважины (ГОСТ
20276—85). Обжатие выполняют с помощью цилиндрических уст-
ройств, погружаемых в пробуренную скважину. Под действием дав-
ления воздуха или жидкости цилиндрические устройства расширя-
ются и обжимают стенки скважины на определенном участке. На-
грузку на грунт и его деформации фиксируют соответствующими
измерительными устройствами.
В прессиометрах П-89 (конструкции Уральского политехническо-
го института), Д-76 (конструкции НИИ оснований), ПС-1 (конст-
рукции Фундаментпроекта) давление на грунт создает гидравличес-
кая система.
В прессиометрах ИГП-21 (конструкции ВСЕГИНГЕО), П-89-Э
(конструкции Уральского политехнического института), ЭВ-90/127
(конструкции УралТИСИЗа) опрессовку грунта выполняют с помо-
щью сжатого воздуха.
Сдвиг грунта определяют, испытывая его в шурфах. Эти ис-
пытания по характеру формирования плоскости сдвига разделяют
на два типа:
поверхность сдвига части грунта относительно другой его час-
ти заранее выбрана;
поверхность сдвига определяют схема приложения нагрузки,
а также физико-механические свойства и состав грунта.
В первом случае используют сдвиговые обоймы, а схема испы-
13
таний аналогична опытам в лабораторных условиях на срезных при-
борах. По этому принципу работают установки ПНИИИСа и Фун-
даментпроекта.
Во втором случае испытания на сдвиг выполняют по следую-
щим основным схемам:
обрушение целика грунта;
выпирание призмы грунта;
срез призмы грунта нагрузкой, действующей под углом к плос-
кости сдвига;
раздавливание целика грунта.
Испытания проводят с помощью установок Уральского Пром-
стройНИИпроекта, ВНИМИ, Наряду с ними в практике применяют
универсальные установки для испытания грунтов на сдвиг в шур-
фах, разработанные УралТИСИЗом, Уральским политехническим ин-
ститутом, Уральским ПромстройНИИпроектом.
Используемые для испытаний на сдвиг лопастные приборы
(крыльчатки) работают по схеме, в которой сдвиг грунта происхо-
дит по заранее выбранной поверхности. В этом случае используют
конструкции, позволяющие срезать грунт по определенной поверх-
ности в нижней части буровой скважины. Сопротивление грунта
сдвигу находят по сдвигающему моменту, возникающему при вра-
щении крыльчатки.
В практике изысканий используют лопастные приборы конст-
рукции Фундаментпроекта, Калининского политехнического институ-
та, ЦНИИСа и др.
Несущую способность забивных свай определяют по результа-
там динамического и статического зондирования.
Сущность динамического зондирования состоит в погружении
в грунт ударами молота зонда, выполненного в виде колонны штанг,
на нижнем конце которых закреплен инвентарный (извлекаемый по
окончании испытания вместе со штангами) или съемный (остающий-
ся в грунте) конический наконечник — конус. Диаметр основания
этого конуса больше диаметра штанг.
Глубину забивки зонда после определенного числа ударов и чис-
ло ударов, необходимое для погружения зонда на заданную глуби-
ну (обычно 0,1 м), называют показателями зондирования.
Наиболее распространенной установкой динамического зонди-
рования является УБП-15 (установка буровая пенетрационная), осо-
бенно ее модернизированный вариант — УБП-15М конструкции Гид-
ропроекта. Установка УБП-15М предназначена для ударно-канатно-
го бурения и динамического зондирования и включает в себя зонд
с системой передачи информации, погружающее и транспортное уст-
ройства.
14
Установка обеспечивает номинальную глубину бурения 15 м,
номинальную глубину зондирования 20 м, диаметры бурения 168,
127 и 108 мм.
При статическом зондировании в грунт вдавливают конус, ко-
торый соединен со штангой, входящей внутрь трубы, погружаемой
одновременно с конусом. Наружный диаметр трубы равен диамет-
ру основания конуса.
Обычно для статического зондирования используют передвиж-
ную установку С-979 конструкции Фундаментпроекта. Она имеет
зонд, вдавливающее устройство и измерительную аппаратуру. Зонд
состоит из стальных штанг длиной 1 м и диаметром 18 мм.
Максимальная глубина зондирования 15 м, максимальное усилие
вдавливания 100 кН.
Применяют также установки УСЗК-З (конструкции Урал-
ТИСИЗа), С-832 (конструкции НИИпромстроя) и др.
ВСЕГИНГЕО разработана комбинированная пенетрационно-ка-
ротажная станция (СПК) для статического зондирования и радио-
активного каротажа. Станция смонтирована на двух автомобилях, на
одном из которых размещена установка для вдавливания измеритель-
ных зондов, на другом — лаборатория обработки поступающей от
измерительных зондов информации. Максимальная глубина зонди-
рования 25 м, усилие вдавливания 118 кН. В комплект установки
входят два измерительных зонда диаметром по 62 мм.
Основные требования к параметрам оборудования установок для
'зондирования изложены в Указаниях по зондированию грунтов для
строительства (СН 448-72).
Несущую способность сваи определяют как
cp^RF + ufl,
где R — сопротивление грунта под нижним концом сваи; F — пло-
щадь поперечного сечения сваи; и — периметр сваи; I — длина сваи;
f — сопротивление грунта по боковой поверхности.
Для использования приведенной зависимости необходимо пред-
варительно установить значения сопротивления грунтов под ниж-
ним концом сваи и по ее боковой поверхности, которые определяют
путем зондирования. Плотность и влажность грунта определяют, при-
меняя полевые радиоизотопные методы. Плотность находят двумя
способами. Первый — гаммаскопический, применяемый для послой-
ного определения плотности грунтов до глубины 1,5 м, основан на
ослаблении интенсивного пучка у-квантов при прохождении его через
слой вещества в зависимости от плотности последнего. Измерения
выполняют по двум схемам, которые отличает принцип регистрации
узкого или широкого пучка у-лучей. При узком пучке
регистрируются только у-кванты, не взаимодействовавшие со средой
при прохождении их от источника до детектора. При широком пуч-
15
ке детектор регистрирует, кроме того, у-кванты, испытавшие ком-
птоновское рассеяние.
Датчики для определения плотности гаммаскопическим методом
включают в себя источник излучения и детектор (газоразрядный или
сцинтилляционный счетчик у-квантов). В большинстве датчиков ис-
пользуются радиоактивные источники Со60, Cs137 и Ra22S активно-
стью 1...5 мг*экв Ra. Источники большей активности не рекомен-
дуется применять по условиям техники безопасности. В практике
измерений чаще используют широкий или частично коллимирован-
ный пучок у-квантов.
При просвечивании широким пучком плотность грунта вычис-
ляют как
р = (1п/0//)Л]М,
где т) — коэффициент, учитывающий регистрацию рассеянного излу-
чения (Т)<1).
Л /о — интенсивность излучения при наличии слоя грунта и без не-
го, имп/мин.
Коэффициент т] находят экспериментально путем непосредствен-
ного измерения на средах определенной плотности. Его значение
зависит от регистрируемого у-спектра и от величины T=pd, харак-
теризующей поглощающий слой.
Особенно существенно коэффициент т] изменяется при малых
значениях: Т<30...40 г/см2. При Т>60...70 г/см2 он остается практи-
чески постоянным. Коэффициент т] следует определять при 5...6 зна-
чениях Т.
Второй способ — способ рассеянного у-излучения используют для
измерения плотности грунтов в естественном залегании и насыпных
грунтов в скважинах глубиной 20...30 м, для изучения режима влаж-
ности грунтов и определения плотности поверхностных слоев (5...
15 см).
Измерение плотности исследуемой среды способом рассеянного
у-излучения осуществляют радиометрическими приборами, в кото-
рых источник и детектор у-квантов разделены свинцовым экраном,
поглощающим прямое у-излучение. Детектор регистрирует в основ*
ном излучение, рассеянное средой, контактирующей с прибором.
При проведении измерений плотности среды данным способом
используют функциональную (тарировочную) зависимость между ре-
гистрируемой интенсивностью у-излучения и плотностью среды 1=
=f(p).
Основными элементами датчиков для определения плотности
способом рассеянного у-излучения являются: детектор, регистрирую-
щий рассеянные у-кванты, источник радиоактивного излучения
и свинцовый экран, расположенный между ними.
По условиям применения датчики делятся на глубинные (из-
16
мерение в скважинах) и поверхностные (измерение накладными при-
борами).
Для измерения влажности грунтов в естественном залегании
применяют нейтронный метод. При этом используют радиометричес-
кие приборы—датчики, содержащие источник быстрых нейтронов,
п детектор, регистрирующий тепловые (надтепловые) нейтроны, или
захватное у-излучение (или то и другое вместе).
При проведении измерений влажности используют тарировочную
зависимость, связывающую влажность грунта и регистрируемую
плотность потока тепловых (надтепловых) нейтронов или захватно-
го у-излучения.
Во всех модификациях метода применяют источники быстрых
нейтронов: плутоний-бериллиевые, полоний-бериллиевые, радий-бе-
риллиевые, амерций-бериллиевые.
Отечественная промышленность выпускает серийные приборы
для определения плотности и влажности грунта:
радиоизотопный плотномер ППГР-1 с диапазоном измерения
0,8...2,3 г/см3, глубиной измерения 0...30 м, продолжительностью одно-
кратного измерения не более 2 мин;
радиоизотопный влагомер ВПГР-1 с диапазоном измерений объ-
емной влажности 1..100 % (глубинные измерения) и 1...50 % (по-
верхностные измерения); глубиной измерения 0...30 м; продолжи-
тельностью однократного измерения не более 100 с.
Удобные в работе радиоизотопные приборы, позволяющие од-
новременно определять плотность и влажность грунтов. К числу та-
ких приборов можно отнести прибор ПВСГР-1, разработанный в
ВНИИОСП им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР. Прибор состоит
из датчика и измерительного прибора, соединенных между собой
кабелем. Датчик выполнен в виде цилиндра и содержит блок ис-
точника излучения и блоки детектирования. Блок источников содер-
жит источник у-излучения, свинцовый экран и источник быстрых
нейтронов.
Измерительный прибор выполнен на интегральных микросхемах.
Имеет диапазон измерения: плотности — 0,8...2,4 г/см3, объемной
влажности — 1...100 %.
ВНИИОСП разработал комплект аппаратуры ПИКА-11, осна-
щенный радиоизотопным устройством для определения плот-
ности и влажности грунтов, а также параметров статического
зондирования. Комплект состоит из зонда с датчиком сопротивле-
ния грунта конусу зонда, сопротивления грунта на муфте трения
зонда, бесконтактного датчика глубины погружения зонда, устрой-
ства управления и измерительного усилителя, связанного кабелем
с зондом. Результаты измерения отображаются на цифровом табло,
Комплект может быть использован с любой установкой статическо-
2—973
17
го зондирования или погружающим устройством. Размещенный 1
зонде электронный блок позволяет значительно повысить точност
измерений, обеспечивает работу на многоканальный кабель прак
тически любой длины и нормированную чувствительность зонда
Это дает возможность производить замену зондов в полевых уело
виях без дополнительной тарировки. Устройство управления и да г
чики глубины погружения зонда обеспечивают автоматическое пере
ключение с измерений параметров зондирования на подсчет чиелг
импульсов излучения. Комплект ПИКА-11 имеет диапазоны измере
ний: лобовых сопротивлений—1...50 МПа, плотности — 0,8...2,4 г/см3
объемной влажности — 1...100 % бокового трения — 10...500 кПа.
1.3. Вода в грунте
Вода в грунте находится в газообразном, жидком и твердом со-
стояниях. Принимая во внимание ее состояние, подвижность и вза-
имодействие с грунтовыми частицами различают, по А. В. Лебедеву
следующие категории: вода в виде пара; гигроскопическая; пленоч-
ная; гравитационная (в том числе и капиллярная); вода в твердом
состоянии; кристаллизационная и химически связанная вода, входя-
щая в состав кристаллических решеток минералов.
Химический состав воды зависит от растворенных в ней солей,
газов и веществ в коллоидальном состоянии. Соли, содержащиеся
в воде, характеризуют ее общую минерализацию. Количество воды
в грунте и ее состав в значительной мере влияют на поведение грун-
тов как оснований сооружений.
Грунтовая вода, а также промышленные воды взаимодействуют
с материалом фундаментов и способны вызвать их быстрое разру-
шение в результате коррозии бетона и арматуры. Возникновение
и развитие коррозии зависит от состава и свойств агрессивной среды,
скорости обмена агрессивной среды у поверхности бетона, наличия
градиента напора, температуры среды, плотности бетона, его напря-
женного состояния, состава, структуры, толщины и плотности за-
щитного слоя элементов конструкций и условий взаимодействия ма-
териала фундамента и среды. Агрессивность природных вод по от-
ношению к бетону, железобетону и бутобетону на портландцементе,
пуццолановом и шлаковом цементах оценивают по временной жест-
кости, содержанию водородных ионов (характеризуемому значения-
ми pH), содержанию свободной углекислоты, сульфатов в пересче-
те на ион SO4 и магнезиальных солей в пересчете на ион Mg''
и плотности защитного слоя элементов конструкций и условий взаи-
модействия железобетона и среды.
Для защиты от вредного влияния агрессивных вод на материал
фундаментов применяют марки цементов, способных обеспечить дол-
говечность бетона и соответствующую гидроизоляцию.
18
Глава II
ВИДЫ И КОНСТРУКЦИИ ЗАБИВНЫХ СВАЙ
ПЛ. Деревянные сваи
Общие сведения. Деревянные сваи изготовляют из деревьев хвой-
ных пород диаметром в тонком отрубе 160...340 мм. При конструиро-
вании деревянных свай следует руководствоваться сортаментом свай-
ного леса (табл.
ПЛ. Сортамент свайного леса
Обьем, м3, при толщине свай в верхнем отрубе (без коры), ’м
Длина с 160 180 200 220 240 260 280 300 320
4,5 0,11 0,14 0,17 0,20 0,24 0,28 0,33 0,38 0,43
5 0,12 0,16 0,19 0,23 0,27 0,32 0,37 0,43 0,48
5,5 0,14 0,18 0,22 0,26 0,30 0,36 0,41 0,47 0,54
в 0,16 0,19 0,24 0,28 0,33 0,39 0,45 0,52 0,59
7 0,19 0,23 0,28 0,34 0,40 0,47 0,54 0,62 0,7
8 0,23 0,28 0,34 0,40 0,47 0,55 0,63 0,72 0,82
9 0,27 0,33 0,39 0,47 0,55 0,63 0,73 0,83 0,94
10 0,31 0,38 0 45 0,54 0,63 0,72 0,83 0,95 1,08
11 0,36 0,44 0,52 0,61 0,71 0,83 0,95 0,88 1,22
12 0,41 0,50 0,59 0,70 0,81 0,93 1,07 1,21 1,37
340
0,49
0,54
0,60
0,66
0,79
0,92
1,06
1,21
1,36
1,53
Деревянные сваи разделяют на: цельные, изготовленные из од-
ного бревна; составные по длине; пакетные, сложенные из несколь-
ких цельных или составных по длине бревен или брусьев; шпунто-
вые.
Цельные деревянные сваи. Имеют длину 4,5... 12 м (редко до
18 м). Нижний конец сваи заострен. Длина заострения составляет
1,5...2 диаметра ствола нижней части сваи (отруба). При забивке
в плотные грунты на заостренный конец сваи надевают стальной баш-
мак. На верхний (комлевой) конец сваи набивают бугель, изготов-
ленный из стальной полосы толщиной 10... 15 мм и шириной 35...
70 мм. Ориентировочные нагрузки, которые воспринимают сваи оп-
ределенного сечения по прочности материала на сжатие, составляют:
Нагрузка, кН.............. 100 120 150 180 200 230 270 300 330
Диаметр среднего сечения, мм 180 200 220 240 260 280 300 320 340
Сваи, составные по длине. Стыкуют сваи из двух и более бре-
вен, используя стяжные хомуты, а также стальные или деревянные
накладки на болтах. Стыки срощенных бревен при сплачивании их
в пакет располагают вразбежку.
Пакетные сваи/ Изготовляют длиной до 25 м, поперечным сече-
2*
19
нием до 60 см и более. Для увеличения несущей способности при
меняют пакеты из 2, 3 и 4 свай.
Известны случаи использования деревометаллических и дерево,
бетонных свай, но они не получили широкого распространения.
II.2. Железобетонные сваи
Общие сведения. По форме поперечного сечения железобетонные
сваи разделяют на квадратные, прямоугольные, квадратные с круглой
полостью, полые круглые или трубчатые диаметром до 800 мм, сваи-
оболочки диаметром свыше 800 мм.
По способу армирования сваи выпускают с ненапрягаемой про.
дольной арматурой, с предварительно напряженной стержневой, про.
волочной или прядевой продольной арматурой.
По длине сван делят на цельные и составные, состоящие из от.
дельных элементов (секций).
Конструкция нижнего конца полых свай может быть закрытой,
открытой и с камуфлетной пятой.
Сваи сплошные квадратного сечения с ненапрягаемой продоль-
ной арматурой. Рабочую продольную арматуру сваи изготовляют из
горячекатаной круглой стали гладкого или периодического профиля
класса A-I или A-II, диаметром не менее 12 мм. В сваях сечением
(20X20)...(30X30) см устанавливают по четыре стержня продоль-
ной арматуры, в сваях сечением (35X35)...(40x40) см —по восемь
стержней.
В нижней части концы продольной арматуры отгибают к центру
для образования острия сваи. Поперечная арматура в виде спирали
имеет шаг у концов сваи 50 мм, у середины— 100...200 мм.
В верхней части сваи, непосредственно воспринимающей удар
молота, размещают 3...5 сеток на расстоянии 50 мм друг от друга,
В средней части сваи располагают две строповочные петли для за-
хвата свай при выемке из пропарочной камеры, их транспортирова-
ния и складирования. Места установки петель определяют расчетом
на изгиб от собственной массы сваи.
Поперечную арматуру, строповочные петли, сетки в голове сваи
обычно изготовляют из малоуглеродистой стали диаметром не мень-
ше 5 мм. Класс бетона ствола сваи — не ниже В15. В настоящее
время действует номенклатура железобетонных свай квадратного се-
чения серии 1-011-6 (рис. II.1, табл. II.2).
Сваи сплошные квадратного сечения с предварительно напря-
женной арматурой. В настоящее время применяют типовые конст-
рукции свай квадратного сечения с напрягаемой арматурой (табл.
11.3, табл. II.4).
Конструкции свай с предварительно напряженной стержневой
20
рис. Н’1. Железобетонная свая квадратного сечения
1 ' с ненапрягаемой арматурой
И 2. Характеристика свай забивных железобетонных
цельных сплошного квадратного сечения-
с ненапрягаемой продольной арматурой
— Марка Объем бетона, м3 Масса, т Расход стали на одну сваю, кг
— Бетон сваи класса В15
0,28 0,70 15,2
С3.5-30 0,33 0,83 16,9
С4-30 0,37 0,93 18,5
С4,5-30 0,42 1,05 20,1
С5-30 0,46 1,15 21,8
Сб.5-30 0,51 1,28 23,4
Сб-30 0,55 1,38 25,0
Бетон класса В20
С7-30 0,64 1,60 36,7
С8-30 0,73 1,83 41,1
С9-30 0,82 2,05 45,5
сю-зо 0,91 2,28 50,5
СП-30 1,00 2,50 69,3
С12-30 1,09 2,73 74,9
С8-35 1,00 2,50 44,4
С9-35 1,12 2,80 48,9
СЮ-35 1,24 3,10 54,5
СП-35 1,37 3,43 73,5
С12-35 1,49 3,73 79,2
С13-35 1,61 4,03 85,9
С14-35 1,73 4,33 112,9
С15-35 1,86 4,65 146,0
С16-35 1,98 4,95 154,8
Бетон класса В22,5
С13-40
С14-40
Примечания: 1. Расход стали на одну сваю
приведен при условии армирования проволокой клас-
са В-1. 2. Обозначение свай принимают по ГОСТ
19804.1—79. 3. Буквы и цифры в марке сваи означа-
ют: С —свая; первая цифра — длину сваи (м), вто-
рая—сторону квадратного сечения (см).
и ненапрягаемой арматурой в основном аналогичны. Отличие состо-
ит лишь в том, что в свае с предварительно напряженной армату-
рой острие армируют отдельным каркасом.
. В свае без поперечного армирования рабочую продольную арма-
туру располагают в центральной зоне сечения в виде одного стерж-
ня или двух высокопрочных проволок. Поперечную спираль или хо-
муты устанавливают лишь на коротких концевых участках свай
(рис. II.2). При этом сокращают расход арматуры в 2...3 раза при
21
11.3. Характеристика свай забивных железобетонных цельных сплошного
квадратного сечения ствола с продольной напрягаемой арматурой
и с поперечным армированием
Марка Объем бето- на, м3 Мас- са, т Расход стали на одну сваю, кг Марка Объем бето- на, мя Мас- са, т Расход Стали Ц; одну сваю, кт
Бетон сваи класса 22,5 СН15-30 75,4
СНпр15-30 1,36 3,40 68,2
СНпрЗ-ЗО 0,28 0,70 10,7 СНк15-30 64,8
СНпрЗ, 5-30 0,33 0,83 11,2 СН13-35 56,2
СНпр4-30 0,37 0,93 11,8 СНпр13-35 1,61 4,03 48,0
СНпр4, 5-30 0,42 1,05 12,4 CHK13-35 44,8
СНпр5-30 0,45 1,15 12,9 СН14-35
СНпр5, 5-30 0,51 1,28 13,5 4,33 75,2
СНпрб-30 0,55 1,38 14,2 СНпр14-35 1,73 59,6
СНпр7-30 0,64 1,60 16,5 СНК14-35 47,4
СНпр8-30 0,73 1,83 17,6 СН15-35 79,6
СН9-30 0,82 2,05 36,0 СНпр15-35 1,86 4,65 72,4
СНпр9-30 24,6 СНК15-35 69,0
СН10-30 0,91 2,28 39,6 СН16-35 1,98 4,95 105,0
СНпрЮ-30 27,0 СНК16-35 99,0
СНП-30 2,5 42,7 СН17-35 2,12 5,30 137,7
СНпр11-30 28,8 СНК17-35 105,7
СН12-30 1,10 2,73 45,7 СН18-35 2,23 5,58 144,9
СНК18-35 133,9
СНпр8-35 СНпр9-35 СН10-35 1,00 1,12 2,50 2,80 20,0 27,1 42,6 СН19-35 СНК19-35 2,35 5,80 152,2 202,7
СНпр10-25 1,24 3,10 29,9 СН20-35 2,47 6,18 193,5
СН11-35 1,37 3,43 45,6 СНК20-35 212,5
СНпр11-35 31,6 СН13-40 76,2
СН12-35 СНпр12-35 1,49 3,73 48,9 41,2 СНпр13-43 СНК13-40 2,10 5,26 53,5 50,3
СН14-40 80,9
Бетон сваи класса В27,5 СНпр14-40 2,26 5,65 65,3
СНК14-40 53,0
СНкИ-30 СНпр12-30 СНК12-30 1,00 1,09 2,50 2,73 33,0 38,1 35,2 СН15-40 СНпр15-40 СНК15-40 2,42 6,05 105,2 78,3 74,8
СНкП-35 1,37 3,43 35,9 112,6
CHK12-35 1,49 3,73 38,3 СН16-40 6,45
СНкЮ-35 1,24 3,10 33,8 ВЗО СНК16-40 СН17-40 СНК17-40 2,50 2,74 106,6 144,2 112,2
6,85
Бетон сваи класса .
СН18-40 151,6
СН13-30 51,4 СНК18-40 2,90 7,25 140,6
СНпр13-33 СНК13-30 1,18 2,95 43,2 40,0 СН19-40 194,1
СНК19-40 3,06 7,65 212,3
СН14-30 55,6
СНпр14-ЗЭ 1,27 3,18 55,2 СН20-40 203,2
CHK14-30 43,3 СНк20-40 3,22 8,05 222,3
Примечания: 1. Расход стали на одну сваю приведен при условии
армирования проволокой класса В-1. 2. Обозначение свай принимают по ГОСТ
19804 2—79. Буквы и цифры в марке сваи означают: СН — сваи напрягаемые:
СНк — то же, с канатной арматурой; СНпр — то же, с проволочной армату*
рой; первая цифра — длину сваи (м), вторая — сторону квадратного сече-
ния (см).
22
fl 4. Характеристика свай забивных железобетонных сплошного квадратного
сечения без поперечного армирования
Марка Объем бетона,, м3 Масса сваи, т Марка Объем бетона, м3 Масса сваи, т
CUS-25 0,32 0,80 СЦ6-30 СЦпрб-30 СЦкб-30 0,55 1,38
СЦб-25 СЦпрб-25 СЦкб-25 0,38 0,95 СЦ7 -30 СЦпр7-30 СЦк7 -30 0,64 1,60
сцз-зо СЦпрЗ-ЗО СЦкЗ-ЗО 0,28 0,70 СЦ8-30 СЦпр8-30 СЦк8-30 0,73 1,83
СЦ4-30 СЦпр4-30 СЦК4-30 0,37 0,93 СЦ9-30 СЦпр9-30 СЦкЭ-30 0,82 2,05
СЦ5-30 СЦпр5-3° СЦкб-30 0,46 1,15 сцп-зо СЦпрП-30 СЦкП-30 1,00 2,50
Примечания: 1. Обозначение свай принимают по ГОСТ 19804.4—78.
2. Буквы и цифры в марке сваи означают: СЦ — сваи со стержневой арма-
турой; СЦпр — сваи с проволочной арматурой; СЦк— сваи с канатной арма-
турой; первая цифра — длину (м), вторая — сторону квадратного сечения (см).
длине сваи 3..4 м и в 1,5..,2 раза при длине 5...9 м по сравнению
с вариантом полного поперечного армирования.
- Разновидностью свай квадратного сечения являются пирами-
дальныесваи.
При разработке индустриальной конструкции пирамидальной сваи
использован принцип, заложенный в призматических сваях, т. е.
в них не ставят поперечной арматуры. Такие сваи применяют только
как висячие одиночные сваи или в фундаментах с ленточным одно-
рядным и двухрядным их расположением. Пирамидальные сваи не
рекомендуется использовать для фундаментов зданий и сооружений,
если они будут выступать над поверхностью грунта, и когда на сваю
могут быть переданы растягивающие усилия. Кроме того, пирами-
дальные сваи нельзя использовать в качестве опор и стоек эстакад
под технологические трубопроводы.
Наиболее распространенные размеры поперечного сечения свай:
головы — 40X40 см, подошвы — 20X20 см, длина — 3...8 м. Сваи
армируют, как правило, стержневой арматурой класса A-IV, высо-
копрочной проволокой класса Вр-П и семипроволочными прядями
класса П-7 (рис. II.3).
Сваи квадратного сечения с круглой полостью. Усовершенство-
ванной разновидностью конструкций свай квадратного сечения яв-
ляются сваи с круглой полостью (рис. II.4, табл. II.5). По расходу
бетона и арматуры они значительно экономичнее свай сплошных.
23
Рис. 11.2. Железобе-
тонная свая квадрат-
ного сечения без по-
перечного армирова-
ния
Рис. II.3. Пирами-
дальная свая без по-
перечного армирова-
ния
Рис. II.4. Железобе-
тонная свая квадрат-
ного поперечного се-
чения с круглой по-
лостью
Так, для свай длиной 3...8 м расход бетона меньше на 20 %, арма.
туры на 40...60 %, стоимость их изготовления ниже на 20 %. Забивку
выполняют теми же сваебойными молотами, что и свай сплошного
квадратного сечения. Для изготовления свай применяют бетон клас-
сов В15 и В22,5.
Сваи квадратного сечения с круглой полостью в основном пред-
назначены для устройства свайных фундаментов сельских, граждан-
ских и промышленных зданий и сооружений, возводимых в районах
с сейсмичностью не более 6 баллов.
Сваи сплошные прямоугольного сечения, При устройстве под-
порных стенок для укрепления берегов городских водоемов и при
строительстве набережных используют сваи сплошного прямоуголь-
ного сечения. В ряде случаев такие сваи используются также в граж-
данском и промышленном строительстве. Особенно они целесообраз-
ны при сооружении сборных ростверков. Конструкция прямоугольных
свай аналогична конструкции квадратных. Применяемые прямоуголь-
ные сваи имеют длину 4... 12 м, сечение (20X30) ...(25X35) см и (20/
24
II 5. Характеристика свай забивных железобетонных квадратного сечения
с круглой полостью
Марка сваи Объем бетона, м3 Масса сваи, т Расход стали, кг М рка сваи Объем бетона, м3 Масса сваи, т Расход стали, кг
Диаметр полости 160 мм Диаметр полости 275 мм
спз-зо спнз-зо 0,21' 0,52 12,9 8,1 СПЗ-40 СПНЗ-40 0,30 0,75 15,4 10,8
спз,5'30 СПН3.5-30 0,24 0,61 15,0 9,4 СПЗ. 5-40 СПНЗ.5-40 0,35 0,88 17,2 11,4
СП4-30 СПН4-30 0,28 0,70 16,5 10,1 СП4-40 СПН4-40 0,40 1,01 18,9 12,2
СП4.5-30 СПН4.5-30 0,31 0,79 18,2 10,7 СП4.5-40 СПН4.5-40 0,45 1,13 20,8 12,9
СП5-30 0,35 0,87 19,7 СП5-40 0,50 1,26 22,5
СПН5-30 11,1 СПН5-40 13,4
СП5.5-30 0,38 0,96 21,4 СП5.5-40 0,55 1,33 25,1
СПН5,5-30 11,7 СПН5 5-40 15,7
СПб-30 СПН6-30 0,42 1,05 23,0 12,4 СПб-40 СПН6-40 0,60 1,51 26,8 16,5
СП?-зо спн? -30 0,49 1,22 33,8 14,9 СП7-40 СПН7-40 0,70 1,76 37,9 19,8
СП8-30 СПН8-30 0,56 1,40 38,8 17,8 СП8-40 СПН8-40 0,80 2,01 42,6 21,6
СП9-30 0,63 1,57 43,1 СП9-40 0,91 2,26 48,1
СПН9-30 19,1 СПН9-40 24,8
спю-зо 0,70 1,75 47,4 СП10-40 1 01 2,52 52,6
спню-зо 20,6 СПН10-40 26,6
спи-30 СПИН-30 0,77 1,92 51,8 28,8 СПИ-40 СП НИ-40 1,11 2,77 57,3 28,3
СП12-30 0,84 2,10 56,1 СП12-40 1,21 3,02 62,0
СПН12-30 30,7 СПНГ2-40 29,9
Поимеча н и е. Обозначение свай принимают по ГОСТ 19804 3—80.
Буквы и цифры в марке сваи । означают: СП — сваи < : ненапрягаемой арма-
турой; СПН—' го же, < с напрягаемой арматурой; первая цифра—длину сваи
(м), вторая — сторону квадратного сечения (см).
Х40)... (20x50) см. Изготавливают их по индивидуальным заказам.
Полые круглые сваи и сваи-оболочки. В зависимости от диамет-
ра ствола полые круглые сваи разделяют на два вида: диаметром
до 800 мм — полые или трубчатые сваи, диаметром свыше — сваи-
оболочки.
Полые круглые сваи бывают с открытыми и закрытыми концами
(рис. П.5,а,б), сваи-оболочки — только с открытыми концами (рис.
II.6).
Оба вида свай применяют для устройства свайных фундаментов
зданий и сооружений в основном при наличии значительной толщи
слабых грунтов, для передачи на сваи и сваи-оболочки горизон-
тальной нагрузки,
25
a
5
Рис. II.5. Цельная полая круглая свая диаметром 500 мм
а — без наконечника (с открытым концом); б —с наконечником (с закрытым
концом)
Полые круглые сваи с закрытым нижним концом обычно при-
меняют в тех случаях, когда необходимо, прорезав слабые грунты,
опереть сваи на относительно плотные грунты.
В настоящее время разработаны типовые конструкции полых
круглых свай и свай-оболочек (табл. II.6 и 11.7), размеры которых
регламентированы ГОСТ 19804.0—78, 19804.5—83, 19804.6—83.
Полые круглые сваи и сваи-оболочки изготовляют цельными,
состоящими из одного элемента, и составными — из нескольких эле-
ментов, соединенных болтами или сваркой. Длину составных свай
принимают с интервалом через 2 м. Целесообразность применения
цельных и составных свай в каждом отдельном случае определяют
технико-экономическим расчетом.
Сборку составных полых круглых свай и свай-оболочек с по-
мощью сварки стыков (рис. П.7) осуществляют в вертикальном по-
ложении по мере наращивания секций в процессе погружения и в го-
ризонтальном положении при укрупнительной сборке, которую вы-
полняют на предприятии-изготовителе или на строительной площадке.
При сборке в горизонтальном положении стыки следует свари-
вать на поворотных роликах. Длина укрупненных элементов должна
быть не более 20 м.
26
JI.6. Характеристика свай полых круглого сечения и свай-оболочек
железобетонных цельных с ненапрягаемой арматурой
—* Марка Объем бетона, м3 Масса сваи, сваи- оболочки, т Расход стали на одну сваю, сваю-оболочку, кг Марка Объем бетона, м3 Масса сваи, сваи- оболочки, т Расход стали на одну сваю, сваю-оболочку, кг
Толщина стенки сваи 80 мм, СК15-50 1,58 3,96 101,8
класс бетона В22,5 СК15-50н 1,61 4,04 101,7
0,32 0,80 19,2 СК16-50 1,69 4,22 120,4
СК4-40 СК16-50Н 1,72 4,30 120,3
СК4-40Н 0,34 0,85 19,6 СК17-50 1,79 4,48 152,0
СК5-40 0,40 1,00 22,2 СЫ7-50н 1,82 4,56 151,9
СК5-40Н 0,42 1,05 22,6 СК18-50 1,90 4,75 160,3
СК6-40 СК6-40И СК7 -40 0,48 0,50 0,56 1,21 1,26 1,41 25,2 25,6 31,2 СК18-50Н 1,93 4,83 160,2
СК7-40Н 0,58 1,46 31,6 Толщина стенки сваи 100 мм,
СК8-40 0,64 1,61 35,0 класс бетона В22,5
СК8-40Н 0,66 1,66 35,4
СК9-40 СК9-40Н 0,72 1,81 38,3 СК4-60 0,63 1,57 30,3
0,74 1,86 38,7 СК4-60н 0,69 1,71 29,8
СЙО-40 СКЮ-40Н 0,80 2,01 46,2 СК5-60 0,78 1,96 34,5
0,82 2,06 46,6 СК5-60Н 0,84 2,10 34,0
ей 1-40 0,88 2,21 50,0 СК6-60 0,94 2 35 38,8
CKU-40H 0,90 2,26 50,4 СКб-бОн 1,00 2,50 38,3
0,96 65,2 СК7 -60 1,10 2,75 43,1
СК12-40 2,41 СК7-60н 1,16 2,89 42,6
СК12-40Н 0,98 2,46 65,6
СК13-40 1,04 2,61 70,0 CR8-60 1,26 3,14 47,6
СК13-40Н 1,06 2,66 70,4 СК8-60Н 1,32 3,28 47,1
СК14-10 1,12 2,81 85,8 СК9-60 1.41 3,53 55,9
СК14-10Н 1.14 2,86 86,2 СК9-60Н 1,47 3,67 54,4
СК15-40 1,20 3,01 91,5 СК10-60 1,57 3,92 70,1
СК15-40н 1,22 3,06 91,9 СКЮ-бОн 1,63 4,06 69,6
1,29 109,6 СКП-60 1,73 4,32 75,7
СК16-40 3,22 СКП-бОн 1,76 4,46 75,2
СК16-40Н 1,31 3,27 110,0
СК17-40 1,37 3,42 140,7
СК17-40Н 1,39 3,47 141,1 Толщина стенки сваи 100 мм,
СК18-40 1,45 3,62 148,5 класс бетона В22,5
СК18-40Н 1,47 3,67 148,9
СК4-50 0,42 1,06 26,0 СК12-60" 1,88 4,71 90,8
СК4-50Я 0,45 1,14 25,9 СК12-60н 1,94 4,85 90,3
СК5-50 СК5-50Я СКб-50 СК6-50Н СК7-5О СК7-50Н СК8-50 СК8-50Н 0,53 0,56 0,63 0,66 0,74 0,77 0,84 0,87 1,32 1,40 1,58 1,66 1,85 1,93 2,11 2,19 29,8 29,7 33,8 33,7 37,7 37,6 41,9 41,8 СК13-60 СК13-60Н СК14-60 СК14-60н СК15-60 СК15-60Н CR16-60 СК16-60Н СК17-60 2,04 2,10 2,20 2,26 2,36 2,42 2,51 2,57 2,67 5,10 5,24 5,50 5,64 5,89 6,03 6,28 6,42 6,67 97,3 96,8 117,9 117,4 125,3 124,8 152,6 152,1 182,2
СК9-50 0,95 2,37 45,7 СК17-60Н 2,73 6,81 181,7
СК9-50Н 0,98 1,06 2,45 45,6 СК18-60 2,83 7,06 192,2
СКЮ-50 2,64 54,1 СК18-60Н 2,89 7,20 191,7
СКЮ-50Н 1,09 2,72 54,0
СК11-50 1,16 2,90 58,4
СК11-50Н, 1,19 2,98 58,3 Толщина стенки сваи 100 мм,
СК12-50 1,27 3,16 74,0 класс бетона ВЗО
СК12 -50н 1,30 3,24 73,9 СК4-80 0,88 2,20 45,6
СК13-50 1,37 3,43 79,3 СК4-80Н 1,01 2,53 43,6
СК13-50Н 1,40 3,51 79,2 СК5-80 1,10 2,75 51,8
СК14-50 1,48 3,69 95,6 СК5-80Н 1,23 3,08 49,8
СК14-50Н 1,51 3,77 95,5 СКб-80 1,32 3,30 57,8
27
Продолжение табл Ц
Марка Объем бетона, м3 Macc'i сваи, сваи- оболочки, т Расход стали на одну сваю, сваю-оболочку, кг Марка Объем бетона, м3 Масса сваи, сваи- оболочки, т Расход стали 1 на одну сваю, i сваю-оболочк-v кг)
СК6-80Н 1,45 3,63 55,8 СО9-Ю0 2,98 7,46 182,3,
СК7-80 1,54 3,85 64,0 СОЮ-100 3,32 8,29 199,3
СК7О-8ОН 1,67 4,18 62,0 СОП-ЮО 3,65 9,12 216,2
СК8-80 1,76 4,40 86,9 СО12-Ю0 3,98 9,95 233,1 <
СК8-80Н 1,89 4,73 84,9 СО6-120 2,44 6,10 140,1 ,
СК9-80 1,98 4,94 95,2 СО7-120 2,85 7,12 156,7 ,
СК9-80Н 2,11 5,28 93,2
СК10-80 2,20 5,50 103,4 СО8-120 3,26 8,14 178,2
СКЮ-80Н 2,33 5,83 101,4 СО9-120 3,66 9,16 189,7
СК11-80 2,42 6,04 120,3 СОЮ-120 4,07 10,17 206,3
CK11-80H 2,55 6,38 118,3 СО11-120 4,48 11,19 222,8
СКЮ-80 2,64 6,59 129,2 СОЮ-120 4,88 12,21 239,4
СКЮ-80Я 2,77 6,93 127,2 СО6-160 3,35 8,36 260,6
Толщина с. генки св аи-оболс эчки СО7-160 СО8-160 3,90 4,46 9,76 11,15 292,9 325,1
120 мм, класс бетона ВЗО СО9-160 5,02 12,55 357,4
СО6-Ю0 1,99 4,97 131,6 СОЮ-160 5,58 13,94 389,6
С07-100 2,32 5,80 148,5 СОИ-160 6,13 15,34 421,9
СОЗ-100 2,65 6,63 165,4 СОЮ-160 6,69 16,73 454,2
Примечания: 1. Расход стали на одну сваю (сваю-оболочку) приве»
ден при условии армирования проволокой класса В-1. 2. Обозначение свай
принимают по ГОСТ 19804 5—83. Буквы и цифры в марке сваи означают:
СК — сваи круглые; СО — сваи-оболочки; б — соединение секций болтовое;
с — то же, сварное; н — сваи с наконечником; первая цифра — длину свав
(м), вторая — наружный диаметр (см).
II.7. Характеристика свай полых круглого сечения и свай-оболочек
железобетонных составных с ненапрягаемой арматурой
Марк) секции Объем бето- на, м3 Масса сек- ции, т Расход стали на секцию, кг Марка секции Объем бето- на, м3 Масса сек- ции, т Расход стали на с екцию, кг
Толщина стенки сваи 80 мм, СК8-506 0,83 2,08 95,7 '
класс СК6-406 : бетона 0,47 В22,5 1,18 71,2 СК8-50бн СКЮ-506 СКЮ-бОбн 0,87 1,04 1,08 2,18 2,60 2,70 74,1 106,4 84,6
СК8-406 0,63 1,58 80,0 СКЮ-506 1,26 3,15 117,0
СК8-49бн 0,66 1,65 63,7 СКЮ-бОбн 1,29 3,23 95,2
СК10-406 0,80 2,00 90,5 СК14-506 1,47 3,67 169,4
СКЮ-406Н 0,82 2,05 73,3 СК14-506Н 1,50 3,75 148,0
СКЮ-406 CK12-406H 0,96 0,98 2,40 2,45 100,1 82,9 СКЮ-506 1,68 4,20 186,1
Сь 14-406 1,12 2,80 151,5 СКЮ-50бн 1,72 4,30 164,6
СК14-40бн 1,14 2,85 134,7 СКЮ-506 СКЮ-бОбн 1,89 1,93 4,72 4,83 202,7 181,2
СК16-406 1,28 3,20 167,3 СК6-40св 0,48 1,20 82,7
СК16-40бн 1,30 3,25 150,4 СК8-40св 0,64 1,60 100,3
CK18-4G6 1,44 3,60 183,0 СК8-40свн 0,66 1,65 89,3
СК18-4Сбн 1,46 3,65 166,0 СКЮ-40СВ 0 80 2,00 118,0
СК6-506 0,62 1,55 85,2 СКЮ-40СВН 0,82 2,05 107,0
28
Продолжение табл. 11.7
Марка секции Объем бето- на, м3 Масса сек- ции, т Расход стали на секцию, кг Марка секции Объем бето- на, м3 Масса сек- ции, т Расход стали на секцию, кг
СК12-40св СК12-40свн СЕ14-40св ри 14-40свн 0,96 2,40 135,6 Толщина стенки сваи 100 мм,
0,98 2,45 124,6 класс бетона ВЗО
1,12 2,80 153,2
1.14 2,85 142,2 СЮ-Ыб 1,30 3,25 189,2
СК16-40св 1,28 3,20 170,7 СК8-806 1,74 4,35 218,4
г.К16-40свн 1,30 3,25 159,8 СК8-80бн 1,88 4,70 175,8
СК18-40св 1,45 3,60 188,3 СК10-806 2,18 5,45 247,6
СК18-40свн CK6-50CB , СК8-50св С1<8-50свн 1,46 3,65 177,4 СК10-80бн 2,32 5,80 205,0
0,63 1,58 44,3 СК12-806 2,62 6,55 276,9
0.84 2,10 112,8 СК12-80бн 2,76 6,90 234,4
0,88 2,20 98,6 СК6-80св 1,31 3,28 151,5
СКЮ-50С 1,05 2,63 131,5 СК8-80св 1,75 4,38 179,9
СК10-50свн 1,09 2,73 117,2 СК8-80свн 1,89 4,73 155,1
СВД2-50СВ 1,26 3,15 150,0 СКЮ-80св 2,19 5,48 208,2
CK12-50CBH 1,30 3,25 13t), / СКЮ-80свн 2,33 5,83 183,5
СК14-50св 1,47 3,68 168,6 СК12-80св 2,63 6,58 236,5
СК14-50свн 1,51 3,78 154,3 СК12-80свн 2,77 6,93 211,9
СК16-50св 1,69 4,23 187,1
СК16-50СВН 1,72 4,30 172,9 Толщина стенки сваи 120 мм.
СК18-50св СК18-50свн 1,90 1,93 4,75 4,83 205,7 191,4 класс бетона ВЗО
СОб-ЮОб 1,96 4,90 305,1
Толщина стенки сваи 100 мм, СО8-Ю06 2,62 6,55 361,7
класс бетона В22.5 СОЮ-1006 3,28 8,20 118,1
СО12-Ю06 3,95 9,88 475,0
СК6-606 0,93 2,32 107,1 СО6-12С6 2,40 6,00 340,4
CO8-12G6 3,22 8,05 398,9
СК8-606 1,24 3,10 120,0 СОЮ-1206 4,03 10,08 457,5
СК8-60бн 1,30 3,25 91.8 СО12-1206 4,84 12,10 516,0
СКЮ-606 СКЮ-бОбн СК12-606 СК12-60бн СК14-606 1,55 1,62 1,87 1,93 3,88 4,05 4,68 4,83 133,0 104,7 145,9 117,7 СО6-1606 СО8-1606 СОЮ-1606 3,29 4,41 5,52 8,23 11,03 13,80 417,2 481,4 545,6
2,18 5,45 203,0 СОЮ-1606 СОб-ЮОсв 6,64 1,98 16,60 4,95 609,8 262,5
СК14-606Н 2,25 5,63 175,0 СО8-Ю0св 2,64 6,60 319,5
СК16-606 2,50 6,25 222,3 СОЮ-ЮОсз 3,31 8,28 376,6
СК16-60бн 2,56 6,40 194,5 СО12-Ю0св 3,97 9,93 438,7
СК18-606 2,81 7,03 241,6 СО6-120св 2,43 6,08 295,1
СК18-б0бн 2,87 7,18 213,8 СОУ6-120св 2,43 6,08 419,4
СКб-бОсв 0,94 2,35 112,1 СО8-120св 3,24 8,10 359,0
СК8-60св 1,25 3,13 135,0 СОУ8-120свн 3,24 8,10 518,4
СК8-60свн 1,31 3,28 119,4 СОЮ-120св 4,06 10,15 418,0
СКЮ-бОсв 1,57 3,93 157,8 СОУЮ-120св 4,06 10,15 617,5
СКЮ-бОсвн 1,62 4,05 142,2 СО12-120св 4,87 12,18 477,0
СК12-60св 1,88 4,70 180,8 СОУ12-120св 4,87 12,18 716,4
СК12-60свн 1,94 4,85 165,1 СО6-160св 3,33 8,33 376,6
СК14-60св 2,19 5,48 203,7 СОУ6-160св 3,33 8,33 669,9
СК14-60свн 2,25 5,63 187,9 СО8-160св 4,44 11,10 440,8
СНб-бОсв 2,51 6,28 226,5 СОУ8-160св 4,44 11,10 832,5
СК16-60свн 2,57 6,43 210,4 СОЮ-160св 5,56 13,90 505,5
СК18-60св 2,82 7,05 244,4 СОУЮ-160св 5,56 13,90 995,2
СК18-60свн 2,88 7,20 233,8 СО12-160св 6,67 16,68 569,3
II СОУ12-160св 6.67 16,68 1157,7
Примечания: 1. Расход стали на одну сваю (сваю-оболочку) при-
веден при условии армирования проволокой класса В-1. 2. Обозначения свай
принимают по ГОСТ 19804 5—83, ГОСТ 19804.6—83. Буквы и цифры в марке
сваи обозначают: СК — сваи круглые, СО — сваи-оболочки СОУ — то же,
усиленные; б — соединение секций болтовое; св — то же, сварное; н — сваи
с наконечником; первая цифра — длину сваи (м), вторая — наружный диа-
метр (см.).
29
Рис. II.6. Цельная свая-оболочка диаметром 1600 мм
Составные полые круглые сваи и сваи-оболочки на болтах (рис.
II.8) собирают в вертикальном положении на месте работ в процес-
се погружения при наращивании свай.
Сваи-колонны. Использование этого вида свай значительно умень-
шает трудоемкость работ, так как свая выполняет двойную функ-
цию — фундамента и элемента каркаса -здания. Сваи-колонны ус-
пешно внедряют, например, при сооружении объектов сельскохозяй-
ственного назначения.
Конструкция и размеры железобетонных двухконсольных забив-
ных свай-колонн для сельскохозяйственных зданий (рис. II.9) рег-
ламентированы ГОСТ 19804.7—83. Такие сваи изготовляют с ушире-
нием и без уширения верха.
Для изготовления свай-колонн применяют тяжелый бетон клас-
са В20. Их армируют пространственными каркасами. В качестве
продольной арматуры и арматуры консолей применяют горячеката-
ную арматурную сталь класса А-Ш по ГОСТ 5781—82.
Отклонения фактических размеров свай-колонн от проектных не
должны превышать, мм:
30
РЯС*
для
If 7. Сварной стык
ПОЛЫХ круглых свай
и свай-оболочек
1 арматурный каркас
1 яй’ 2» 3 "" элементы
сВа 'сварного стыка
по длине . . . . , , , t ±22
» длине от верха сваи до ее консолей ±7
» длине от верха сваи до низа..........., t . . . ±15
» размерам поперечного сечения и размерам колонны ±5
Составные сваи сплошные квадратного сечения. Такие сваи, как
правило, применяют:
в случае большой толщи слабых грунтов (более 15..20 м);
при необходимости усиления свайного фундамента под сущест-
вующим зданием или сооружением, когда погружение длинных свай
вблизи или внутри здания неудобно или невозможно;
при невозможности получения или изготовления на месте свай
большой длины. Элементы составных свай, обычно длиной 6... 10 и,
соединяют сваркой с помощью болтов и специальных стыковых сое-
динений или замков.
Сварной стык обычно состоит из двух закладных деталей (ме-
таллических обойм), забетонированных в верхний и нижний элемент
составной сваи (рис. 11.10). Металлическая обойма выполнена из
уголка 125X80X8 мм. При стыковании нижний элемент составной
сваи не добивают на глубину 0,5... 1 м. На голову погруженного эле-
мента ставят верхний элемент, стык снаружи по периметру свари-
вают, после чего продолжают погружение сваи.
Болтовой стык включает две металлические обоймы из листовой
31
Рис. П.8. Болтовой стык для полых круглых
свай и свай-оболочек
1 — арматурный каркас сваи-оболочки; 2—бол-
ты
Рис. II.9. Свая-колон-
на
стали, имеющие плоские торцовые плиты (рис. 11.11). Конструкция
обойм позволяет стыковать элементы любым торцом и разъединять
их в случае необходимости.
Стык с клиновидными штырями состоит из двух
металлических обойм, сваренных из уголков (рис. 11.12). В обоймах
с торцовой стороны прорезаны четыре прямоугольных отверстия.
В обойме верхнего элемента в них вставлены и приварены металли-
ческие петли. В обойме нижнего элемента под отверстиями сделаны
камеры из уголков того же или несколько меньшего профиля, закры-
Рис. 11.10. Сварной стык для
сплошных свай квадратного
сечения
1, 2 — металлические обой-
мы, верхняя и нижняя
32
рис. Н.П. Болтовой
СТЫК ДЛЯ сплошных
свай квадратною се-
чения
/ — болт; 2 — шайба
пружинная; 3 — гайка
Рис. 11.12. Стык с
клиновидными шты-
рями для сплошных
свай квадратного се-
чения
/ — штырь; 2 —клин;
3 — отверстие для
установки штыря
Рис. 11.13. Стык ста-
канного типа для
сплошных свай квад-
ратного сечения
1 — бетонная поверх-
ность; 2 — стакан
ваемых металлическими пластинками. С боковой стороны в стенках
камер просверлены четыре круглых отверстия. При стыковке верх-
ний элемент ставят на нижний так, чтобы его выступающие петли
попали в прямоугольные отверстия над камерами. Затем в боко-
вые отверстия камер молотком загоняют четыре шпильки с клинья-
ми. Клин, упираясь в полку уголка, расклинивает шпильку и не поз-
воляет ей выйти обратно.
Стык стаканного типа обеспечивает автоматическое со-
единение звеньев свай в процессе их забивки в грунт. Стык состоит
из металлического стакана, выполненного из отрезка стальной трубы.
Стакан на открытом конце имеет фаску и жестко закреплен на ниж-
нем звене сваи с помощью арматурных выпусков, приваренных к вну-
тренней поверхности трубчатого стакана (рис. 11.13). Наружную по-
верхность стакана покрывают слоем цинка для защиты от корро-
зии. Нижний конец второго и третьего звеньев сваи имеет железо-
бетонную цилиндрическую часть, выполненную у свободного края
с фаской.
Первое звено сваи забивают на полную его длину, используя
при этом цилиндрический подбабок.
Для соединения звеньев между собой цилиндрическую часть
второго звена с фаской вводят внутрь трубчатого стакана первого
звена. В процессе совместной забивки звеньев сваи бетонные коль-
цевые выступы скалываются фаской трубчатой обоймы по ее фак-
тическому внутреннему контуру, что обеспечивает плотное соедине-
ние верхнего звена с трубчатой обоймой.
При равных исходных данных сваи с болтовыми и клиновидны-
3—973
33
ми стыковыми соединениями выдерживают нагрузку меньшую, чц
сваи со сварными и стаканными стыками. Это объясняется меньше^
жесткостью болтового и клиновидного соединения, несмотря на зна.
чительно больший, чем на другие конструкции стыков, расход метал,
ла на него.
Ударостойкие сваи. Для изготовления свай применяют стале.
фибробетон, совмещая при этом процесс приготовления бетонной
смеси с армированием — введением в смесь стальных фибр (корот-
ких стержней из проволоки).
Использование сталефибробетона в сваях позволяет изменять
их прочностные характеристики. Это достигают подбором парамет-
ров фибрового армирования — количества фибр, их ориентации и рас-
пределения в голове (ударная прочность) и в стволе (прочность на
изгиб). Параметры фибрового армирования назначают при расчете
и конструировании и строго соблюдают в процессе изготовления свай:
необходим четкий контроль соблюдения требований к грануломет-
рическому составу, времени уплотнения и подвижности бетонной сме-
си, соотношений между длиной фибр и размерами поперечного сече-
ния.
Для обеспечения преимущественной ориентации фибр вдоль оси
сваи, что позволяет свести до минимума их расход, длину фибр при-
нимают максимальной— 100 d. Диаметр d фибр назначают из усло-
вий обеспечения стабильности их числа в сечениях по длине ствола.
Пирамидальные сваи длиной 6 м, армированные фибрами дли-
ной 170 мм, с расходом их на 1 м3 ствола 40 кг и головы 120 кг, при-
меняют на стройках Главленинградстроя. Фибры изготовляют из про-
волоки диаметром 2 мм по ГОСТ 3282—74. Поверхности фибр в про-
цессе их изготовки придают периодический профиль. Суммарный
расход стали на 1 м3 составляет 30, 46... 54,4 кг.
При изготовлении фиброармированной смеси для таких свай
применяют бетон класса В22,5 следующего состава, кг: цемент мар-
ки 500—600; песчано-гравийно-щебепочиая смесь— 1430; вода —
270 л на 1 м3 смеси.
Для применения в экспериментальном строительстве разработа-
ны сваи сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой
длиной 6... 16 м. Ствол этих свай имеет типовое армирование, а голо-
ва и наконечник выполнены из сталефибробетона. Такие сваи целе-
сообразно применять в следующих случаях: при погружении свай
до проектной отметки; если расчетная нагрузка на сваи превышает
400 кН; при опирании нижних концов свай на плотные пески, твер-
дые супеси, твердые и полутвердые глинистые грунты, скальные
и крупнообломочные породы либо при погружении свай в проса-
дочные грунты без предварительного бурения.
Сваи с уширенной пятой. Их применяют в слабых грунтах, за-
34
Рис. II.14. Железобетонные сваи квадратного сечения с уширением
легающих у поверхности (глинистых текучепластичной и текучей
консистенции, илах, торфе и т. п.) и подстилаемых на некоторой глу-
бине слоем песчаных грунтов средней плотности или слоем глинис-
тых грунтов тугопластичной консистенции.
3*
35
Трестом Оргтехстрой Минстроя Латвийской ССР совместно
с ЦНИИС Минтрансстроя разработана проектная документация на
сваи с уширенной пятой и стволом квадратного поперечного сечения
(30X30) ...(40X40) см. В нижнем конце свая имеет уширение квад,
ратного или прямоугольного сечения, размеры которого соответст-
венно составляют (40X40)... (70X70) и (30X70)... (40X100) см
(рис. 11.14). Сваю армируют типовым пространственным каркасом,
уширение не армируют.
П.З. Стальные сваи
Трубчатые сваи. Выполняют из стандартных цельнотянутых
стальных труб, соединяемых между собой муфтами. Стальные трубы
диаметром до 40 см забивают, как правило, с закрытым концом (с на-
конечником), а полость впоследствии заполняют бетоном. В от-
дельных конструкциях полость стальной трубы оставляется незапол-
В
Рис. 11.15. Стальные шпунтовые сваи различного профиля
а — плоского; б — корытного; в — корытного типа «Ларсен»; г — Z-образный
II.8. Характеристика стального шпунта
Шпунт В Размеры, мм Площадь попереч- ного сечения, мм 2 Масса 1 м, кг
Н d t
Плоский:
ШП-1 400 103 —— 10 8 200 62,6
ШП-2 Корытный: 200 71 — 8 3 900 29,4
ШК-1 400 75 10 10 6 400 49
ШК-2 Z-образный: 400 125 10 10 7 400 56,8
шд-з 400 240 9 10 7 800 59,8
ШД-5 Корытный типа «Лар- сен» : 400 320 12 14 И 900 91,1
Л1У 400 204,5 14,8 12 94,3 72,5
ЛУ 420 196 21 15 127,6 98
36
ненной. Вследствие дефицита металла и высокой его стоимости при-
менение стальных трубчатых свай крайне ограничено.
Стальные шпунтовые сваи. Имеют различный профиль (рис.
ц,15, табл. II8).
В СССР выпускают стальной шпунт нескольких профилей—
плоский, корытный и Z-образный. Кроме того, в качестве стальных
шпунтовых свай строительные организации часто используют двутав-
ровые балки, швеллеры и другой профильный металл.
Глава III
ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПО ЗАБИВКЕ СВАЙ,
ВИБРОПОГРУЖЕНИЮ СВАЙ-ОБОЛОЧЕК И ШПУНТА
III.1. Подготовка к производству работ
Организация строительной площадки. К свайным и сопутствую-
щим им работам запрещено приступать без разрешения на строи-
тельство объекта, выданного административными органами, и без
комплекта проектно-технической документации. Перед началом работ
на строительной площадке проверяют ее соответствие требованиям
строительных норм и правил, проекту производства работ (ППР).
Проект производства свайных работ предусматривает наиболее
эффективные и безопасные способы ведения работ, учитывающие кон-
кретные условия строительной площадки и вид возводимых конст-
рукций. В проект производства работ входят:
стройгенплан объекта с нанесенными на нем границами и отмет-
ками котлована, осями свайных рядов, сетей электро- и водоснаб-
жения, местами бытовых и производственных7 помещений;
перечень необходимых машин и оборудования;
технологические схемы основных производственных процессов
(раскладки свай, их подтаскивания к копру, движения копров при
забивке свай и т. п.);
схемы с нанесением мест расположения монтажных кранов, ком-
прессоров и других машин;
схемы с размещением временных дорог, площадок складирова-
ния сван и сборных элементов; схемы с указанием мест хранения
необходимых строительных материалов, оснастки и инвентаря;
календарный план производства работ;
графики поступления на объект свай, материалов; потребности
в рабочих кадрах и основных строительных машинах по объекту;
рабочие чертежи временных зданий и сооружений, подлежащих
постройке на объекте (при отсутствии типовых решений);
краткая пояснительная записка, содержащая расчет потребности
37
в свайных агрегатах и вспомогательном оборудовании, технико-эк^
номические обоснования принятых в ППР решений.
В случае необходимости в ППР оговаривают специальные ре
шения по технике безопасности, требующие проектной разработки
При разработке ППР следует учитывать основные требования
способствующие повышению производительности труда и снижение
себестоимости забивных свай. Например, места складирования сва$
надо располагать возможно ближе к путям движения копров с тем,
чтобы исключить применение крана для захвата и подъема свай. Пе<
редвижение копров по стройплощадке должно быть по возможности
прямолинейным с минимальным числом поворотов. Особенно это
важно для копров, перемещающихся по рельсовым путям. Для тран.
спортных средств предусматривают кольцевую схему перемещения
внутри стройплощадки, желательно с раздельными въездом и вы-
ездом.
До начала разбивки свайного поля на строительной площадке
выполняют подготовительные работы, в которые входят:
планировка строительной площадки (особенно участков движе-
ния копров);
подсыпка заболоченных участков и площадок на слабых грун-
тах;
разработка траншей и котлованов с устройством пандусов, от-
косов и планировкой дна;
строительство временных дорог и устройство площадок для хра-
нения и складирования свай и других элементов конструкций фунда-
ментов и подземной части зданий и сооружений;
устройство сооружений для отвода паводковых, ливневых и грун-
товых вод;
установка ограждения, вспомогательных сооружений, средств
освещения и т. п.
При значительном (на 1 м и более) сезонном промерзании грун-
та целесообразно перед забивкой свай предусмотреть бурение ли-
дерных скважин на глубину промерзания.
Геодезическая разбивка осевых линий. При устройстве свайных
фундаментов и шпунтовых ограждений эта операция является одной
из наиболее ответственных. Правильное ее выполнение обеспечивает
хорошее качество производства работ.
При переносе проектного положения свай на местность состав-
ляют исполнительную схему разбивки свайного поля, где указывают
сетку расположения свай. Используя теодолит и мерную ленту, на
строительной площадке размечают точки пересечения осевых линий
рядов свай и закрепляют их металлическими или деревянными шты-
рями длиной 200...250 мм. Для геодезической привязки на тот слу-
чай, если оси будут сбиты во время работы, наносят контрольные
38
Рис, Схема разбивки
и закрепления основных ли-
ний сооружения на воде
1 — основные линии; 2 — ба-
зисная линия; 3 — створные
знаки
точки на расстоянии 10 м от осей сооружения. Исполнительную схе-
му необходимо сохранять до завершения строительства. Ее прикла-
дывают к акту о приемке объекта государственной комиссией при
сдаче его в эксплуатацию.
Проектное положение свай переносят на местность с устройст-
вом обноски или без нее. На площадках с уклоном устраивают инвен-
тарную обноску на все сооружение или его часть (например, на од-
ну секцию здания и т. п.). Каждому ряду, кусту свай и каждой
свае присваивают номер, при этом для нумерации свайных рядов
и кустов обычно применяют римские цифры, для свай — арабские.
Отклонение разбивочных осей свайных и шпунтовых рядов от про-
ектных не должно превышать 10 мм на каждые 100 м ряда. Разбив-
ку свайных или шпунтовых рядов оформляют актом, к которому при-
лагают схемы расположения знаков разбивки и данные о привязке
к высотной опорной сети.
Разбивку свайных фундаментов на воде начинают с точной раз-
бивки сооружения. Для этого закрепляют так называемые основные
линии сооружения (рис. III. 1), за которые принимают продольную
осевую линию (для пирсов и молов) или линию кордона (для при-
чалов).
Основные линии привязывают к береговой базисной линии, по-
ложение которой закрепляют створными знаками. Эти знаки пред-
ставляют собой металлические трубы, надежно заделанные в грунт,
в которые вставлены деревянные вехи. Базисную линию, как пра-
вило, прокладывают вдоль берега и возможно ближе к строящему-
ся сооружению. Она должна быть расположена вне зоны возможных
обвалов грунта и воздействия вод бассейна. Основные линии, про-
ходящие по земле, закрепляют створными знаками, а проходящие
по воде — сваями или буями, положение которых периодически про-
веряют геодезическими инструментами путем привязки к базисной
линии. От основных линий разбивают оси продольных и поперечных
рядов свай, оси маячных свай шпунтового ряда и т. д.
Разбивку основных линий необходимо сохранять на все время
производства работ, вспомогательных — только на время производ-
ства работ по той части сооружения, положение которой они фик-
сируют.
39
Для вертикальной разбивки сооружения (нахождения отметок
голов свай, низа ростверка) вблизи сооружения должен быть уст^
новлен постоянный репер, привязанный к знакам государственной ни,
велировки прецизионным нивелиром и имеющий определенную от,
метку. Репер и створные знаки устанавливают в местах, где не мо,
гут произойти какие-либо перемещения грунта (оползни, обрушения
и T. д.).
Правильность разбивки необходимо систематически проверять
в процессе производства работ, а также в каждом случае смещения
точек, закрепляющих оси.
Транспортирование свай, свай-оболочек и шпунта на строитель,
ную площадку и их складирование. Забиваемые элементы доставля-
ют к месту работ, как правило, автомобильным транспортом.
Сваи на строительной площадке разгружают кранами различ.
ной грузоподъемности.
При приемке, разгрузке и складировании свай запрещено пере-
таскивать их волоком. Укладывать сваи в штабель следует в гори-
зонтальном положении головами к копру, остриями в одну сторо-
ну, правильными рядами (не выше четырех рядов при общей высоте
штабеля 2 м). Между горизонтальными рядами под монтажными
петлями свай устанавливают прокладки шириной не менее 150 мм
и толщиной на 20 мм больше высоты строповочной петли. Все сваи
нумеруют масляной краской. Во время транспортирования и хране-
ния свай круглого (трубчатого) сечения в штабелях должны быть
приняты меры по предотвращению их раскатывания (расклинка,
стяжка и т.п.). Транспортирование и хранение в одном штабеле
свай и шпунта разных конструкций, длин или сечения, а также скла-
дирование их внутри котлованов и траншей запрещено. При расклад-
ке свай на дне котлована их располагают в один ряд по высоте.
Для подъема свай при погрузке, разгрузке, укладке в штабеля
и раскладке их в котловане используют двухветвевой строп (для
свай длиной до 12 м) и траверсы (при длине свай более 12 м). Угол,
образованный двумя ветвями стропа, не должен превышать 90°.
Сваи при погрузке и разгрузке поднимают за монтажные петли,
а при их отсутствии выполняют строповку петлей «удавка». При
этом строп располагают в местах, предварительно обозначенных на
сваях краской. Канат, накладываемый на сваю, не должен иметь уз-
лов и перекруток. Во избежание его перегибов и перетирания под
грани сваи рекомендуется подкладывать прокладки. При подъеме
металлических свай (шпунта, балок) используют устроенные в них
отверстия, расположение которых определяют расчетом. Замки
и гребни шпунтин при подъеме стальным канатом следует защищать
деревянными прокладками. Не допускается кантовать сваи и шпун-
ты и сбрасысать их с высоты.
40
Сваю поднимают в два приема: сначала на высоту 200...300 мм —
для проверки надежности подвеса груза и устойчивости крана; за-
тем на полную высоту, после чего ее перемещают.
При большом объеме свайных работ, а также при работе свае-
бойного механизма в комплекте с автокраном на строительной пло-
щадке устраивают базисный (основной) и расходный склады. При
этом на строительной площадке можно разгружать и укладывать
в штабеля все получаемые сваи, не нарушая общей планировки пло-
щадки и не создавая стесненных условий при производстве работ,
Такую схему применяют при малой глубине котлована и относитель-
но свободной территории строительной площадки. При большой
глубине котлована и стесненных условиях строительства использу-
ют способ работы «с колес», когда кран разгружает сваи с транс-
портных средств непосредственно в зону работ. Наиболее рациональ-
ные схемы складирования свай должны быть предусмотрены в про-
екте производства работ.
Перебазирование, монтаж и демонтаж сваебойного оборудова-
ния. Руководство работами по перебазированию, монтажу и демон-
тажу оборудования осуществляет механик строительной организа-
ции или прораб, ответственный за производство работ на объекте.
Рабочие, занятые на этих работах, должны быть обучены и аттесто-
ваны по профессии копровщика и такелажника, а также допущены
к работе на высоте. Работы по перебазированию, монтажу и де-
монтажу копра выполняют в соответствии с заводскими инструк-
циями и техническими схемами па этот вид работ, а также в соот-
ветствии с дополнительными указаниями механика или производителя
работ (мастера). Погрузка и разгрузка сваебойного оборудо-
вания, а также монтаж и демонтаж копров, не имеющих систем
самомонтажа, осуществляют автомобильными или гусеничными кра-
нами соответствующей грузоподъемности. Площадку для монтажа
копра следует располагать не менее чем на 50 м от линии электро-
передачи, она должна быть освобождена от посторонних предметов,
очищена от мусора и иметь уклон не более 5°.
Работать на копровом оборудовании можно только при наличии:
технических паспортов по их эксплуатации, монтажу и демонтажу;
карт смазки и технического обслуживания; акта на окончание мон-
тажных работ и заключения о технической исправности копра. В слу-
чаях использования навесного копрового оборудования указанные
документы оформляют на навесное оборудование и на базовую ма-
шину. В состав комиссии по приемке копрового оборудования в экс-
плуатацию входят: производитель работ (мастер), главный механик
строительной организации, бригадир копровщиков и ответственный
за техническое состояние базовой машины (крана, экскаватора, трак-
тора) и машинист копра (базовой машины).
41
III.2. Забивка и испытание свай
Выбор оборудования. Для забивки свай применяют копры и ко,
провое оборудование; дизельные паровоздушные и гидравлически^
молоты; вибромолоты; вибропогружатели.
Молот для забивки свай выбирают исходя из указанной в про,
екте расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, и массы сваи. Не,
обходимую при этом минимальную энергию ударов молота Э (Дж)
определяют как
Э = 1,75 аР,
где а — коэффициент, равный 25 Дж/кН; Р — расчетная нагрузка,
допускаемая на сваю (по данным проекта), кН.
Принятый тип молота с расчетной энергией удара должен удов,
летворять условию
(Qn + 7)/3p<Kn,
где Кп— коэффициент, приведенный в табл. III./; Qn — полная мае.
са молота, Н; q — масса сваи (включая массу наголовника и подбаб-
ка), Н; Эр — расчетная энергия удара принятого молота, Дж.
Расчетное значение энергии удара принимают:
для подвесного и паровоздушного молотов одиночного
действия .......................................... 5p = QH
для трубчатых дизель-молотов ........................ 3$ =0,9QH
для штанговых дизель-молотов ........................ Sp=0,4Q//
для паровоздушных молотов двойного действия . . « Согласно паспорт,
ным данным
Здесь: Q — масса ударной части молота, Н; Н — фактическая
высота падения ударной части молота, м. На стадии окончания за-
бивки свай для трубчатых дизель-молотов // = 2,8 м, для штанговых
при массе ударных частей 1250, 1800 и 2500 кг — соответственно 1,7;
2 и 2,2 м.
Принятый тип молота и высоту падения его ударной части сле-
дует дополнительно проверить, рассчитав железобетонную сваю на
III.1. Значение коэффициента /<п
Молот Материал свай и шпунта
Дере- во сталь железо- бетон
Трубчатый дизель-молот и молот двойного дей- 5 5.5 6
ствия Молот одиночного действия и штанговый ди- 3,5 4 5
зель-молот Подвесной молот 2 2,5 3
Примечание. При погружении свай любого типа с подмывом значе-
ния коэффициентов увеличивают в 1,5 раза.
42
максимальные сжимающие напряжения, допустимые в свае при за-
бивке.
Максимальные сжимающие напряжения при ударе молота
(с учетом обжатия бетона в преднапряженных сваях) не должны,
как правило, превышать 60 % прочности бетона на сжатие для свай,
находящихся в неагрессивной среде, и 50 % Для портовых сооруже-
ний, возводимых на акваториях.
При выборе молота для забивки стальных свай и назначении
режима его работы по высоте падения ударной части необходимо
соблюдать условие
(m/F) <Кфа(/?у/210)Р,
где т — масса ударной части, кг; F — площадь поперечного сечения
шпунтины (пакета шпунтин) или свай, см2; — коэффициент, при-
нимаемый для плоского, зетового и корытных профилей шпунта со-
ответственно равным 0,7; 0,8 и 0,9, а для трубчатых свай—1; а—
коэффициент, принимаемый в зависимости от типа молота и высоты
падения ударной части по табл. III.2*, — расчетное сопротивление
стали забиваемого элемента по пределу текучести, МПа, принимае-
мое по СНиП П-23-81; р— показатель степени, принимаемый для
плоского, зетового и корытного профилей шпунта соответственно рав-
ным 1; 1,2 и 1,4, а для трубчатых свай— 1,7.
III.2. Значение коэффициента а
Молот
Высота паде-
ния ударной
части моло-
та, м
Паровоздушный одиночного действия или 0,4
подвесной
Паровоздушный двойного действия
Дизельный трубчатый
Дизельный штанговый
75
45
30
20
45
30
20
50
При выборе молотов для забивки наклонных свай энергию уда-
ра, вычисленную по вышеприведенной формуле, следует умножить
на повышающий коэффициент который составляет:
1,1 .................................при наклоне сваи 5:1
1,15 . ...»................................ то же 4:1
1,25 ................................. » 3:1
1,4 ............................... » 2:1
1,7 ............................... » 1:1
При прохождении слоев плотного грунта следует применять мо-
лоты с энергией удара большей, чем получается при расчете по
формулам, или забивать сваи с применением лидерных скважин.
43
Для облегчения погружения свай через пласты глинистых грун-
тов, залегающих выше уровня грунтовых вод, применяют подачу
небольшого количества воды в образующийся при забивке зазор
между грунтом и сваей с целью смазки ее боковой поверхности.
Выбор молота для забивки свай длиной более 25 м осущест-
вляет проектная организация одновременно с разработкой проекта
свайного фундамента, как правило, с использованием специальных
программ, алгоритмы которых основаны на волновой теории удара.
При наличии разных молотов с одинаковой энергией удара
предпочтение следует отдавать молоту с большей массой ударной
части, обладающему большей погружающей способностью и вызы-
вающему более низкие динамические напряжения в свае при за-
бивке.
Подтаскивание свай к копру и ее подъем. Сваи к копру можно
подтаскивать по выровненной поверхности при отсутствии перепа-
дов в вертикальных отметках. Операцию необходимо выполнять
в пределах видимости машиниста копра по прямой линии от места
стоянки копра до места расположения сваи. Сваю, находящуюся на
расстоянии не более 5 м от копра, подтягивают рабочим канатом
с помощью нижнего отводного блока, который укреплен на раме
поворотной платформы базовой машины или на нижней части коп-
ровой стрелы (рис. II 1.2).
Для подтаскивания и подъема сваи можно использовать верх-
ний блок на голове копра, если отклонение рабочего каната от
вертикали не превышает допустимого (рис. Ш.З, табл. Ш.З). Сваи
из штабеля, а также сваи, зажатые другими материалами или при*
мерзшие к грунту, подтягивать копром нельзя.
Строповку сваи для подъема и установки ее в стрелах копра
перед погружением выполняют следующими способами: за подъ-
емную петлю (для свай длиной до 8 м); универсальным стропом «на
удавку» (для свай длиной более 8 м); шарнирно-закрепленным на-
головником (для свай длиной до 6 м). Шарнирно-закрепленный на-
Рис. II 1.2. Схема подтаскивания сваи через нижний отводной блок
I — копер на базе экскаватора; 2 — копровая стрела; 3 — рабочий канат; 4 —
молот; 5 — нижний отводной блок; 6 — строп; 7 — свая
44
Рис. III.3. Схема подъема свай на копер
/ — свая; 2 — рабочий канат; 3 — копровая стрела; 4 — крановая (опорная)
стрела; 5 — базовая машина (экскаватор); 6 — молот
П1.3. Наибольшее допустимое отклонение каната от вертикали при подъеме
сваи на копер, м
Базовый экскаватор Радиус действия копра А, м Расстояние сваи до копра, м
П (свая рядом с копром) О (свая поперек оси копра) М (свая вперед копра по продоль- ной его оси)
Э-10011 8 3 2,5 Не более длины
КИ-1206 9 4 3 поднимаемой
Э-1004; Э-1252 9 4 3 сваи
Э-1258Б 8 4 3
Э-1602 9...10 4 3,5
головник применяют только при условии достаточной грузоподъем-
ности каната подвески молота при одновременном подъеме молота
и сваи (рис. III.4).
Забивка свай. Бригада, обслуживающая копер, может присту-
пить к работе только после ознакомления с объектом, проектом про-
изводства работ, расположением подземных коммуникаций и при
наличии согласований на проведение свайных работ с организация-
ми, эксплуатирующими коммуникации.
Расстояние от места забивки свай до расположения действую-
» щих коммуникаций (газопровод, водопровод, канализация и т. д.)
должно составлять не менее 3 м, а в зимний период—не менее 5 м.
Вблизи электрокабелей и в охранной зоне воздушных линий
электропередач сваи можно забивать только при наличии наряда-
допуска, подписанного главным инженером строительной органи-
зации,
45
Рис. III.4. Схема подъе-*
и установки сваи шарнир*
закрепленным наголовник^
1 — копровая стрела; 2,
молот; 3 — шарнирный наг*
ловник; 4 —свайный кана^
5 — свая; 6 — канатный
левой соединитель
Сваи, сваи-оболочки и шпунт забивают в той последовательно,
сти, которая указана в проекте производства работ. Установив сваю
острием на грунт, проверяют вертикальность и соосность ее с мо.
лотом и затем медленно опускают молот. Первые удары выполняю^
с небольшой высоты, следя за правильным положением сваи с тем,
чтобы обеспечить ее погружение по заданному направлению. Затем
переходят к забивке сваи молотом с нормальной высоты. При рабо-
те на слабых грунтах сваю устанавливают на грунт и постепенно
ослабляют канат во избежание перекосов при быстром погружении
ее от собственного веса. Во время забивки необходимо следить за
нормальным режимом погружения свай (изменение осадок свай
обычно согласуется с геологическим строением строительной пло-
щадки).
Первые 5...20 свай, расположенных в различных точках строи-
тельной площадки, забивают залогами с подсчетом и регистрацией
числа ударов на каждый метр погружения свай. При приближении
значения отказа к расчетному (в конце погружения) сваи забивают
одиночными ударами, а отказ сваи измеряют после каждого удара.
При работе молотами двойного действия для определения отказа
сваи и энергии удара через каждую минуту измеряют глубину по-
гружения сваи, частоту ударов и давление пара у ввода в молот.
При работе дизель-молотами отказ определяют как среднюю вели-
чину при последних 10 ударах молота.
Если при забивке сваи не достигают расчетного отказа, то сваю
подвергают контрольной добивке после «отдыха» ее в грунте в со-
ответствии с действующим стандартом на испытание свай. Если
и при контрольной добивке отказ превосходит расчетную величину,
проектная организация должна определить необходимость контроль-
ных испытаний статической нагрузкой и необходимость корректиров-
ки проекта свайного фундамента или его части.
При изменении в процессе производства работ указанных в про-
екте параметров молота или сваи контрольный остаточный отказ е
для свай длиной до 25 м включительно при забивке и добивке дол-
жен удовлетворять одной из формул:
_________пЕЭр_______ Qn + е2 (?i + ?).
е~ Р (Ка Р + nF) Qn + <7 + <7i 1
46
, _ 23pQ/(Q + (7) + KHPC
e + c <! —------------------------------------------ }
M1 2+(т+4r)
L 4 \ F Q j c + q J
где e — остаточный отказ, равный глубине погружения сваи от од-
ного удара при забивке ее молотом, см;
с — упругий отказ сваи (упругие перемещения грунта и сваи), см„
определяемый с помощью отказометра, см;
д —коэффициент, кН/м2, принимаемый: для железобетонных свай
с наголовником —-150, деревянных без подбабка — 100, деревянных
с подбабком — 80, для стальных с наголовником — 500;
F — площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или по-
лого поперечного сечения ствола сваи (независимо от наличия или
отсутствия у сваи острия), м2;
Эр— расчетная энергия удара, Дж, принимаемая для дизель-моло-
тов, для молотов подвесных и одиночного действия равной QH, для
молотов двойного действия — по паспортным данным;
Q — вес ударной части молота, кН;
Я— фактическая высота падения ударной части, м;
Кн — коэффициент надежности, принимаемый равным 14, а для мо-
лотов при числе свай в опоре более 20—1,4; при 11,о20—1,6; при
6... Ю—1,65; при 1...5—1,75;
Р — несущая способность сваи, указанная в проекте, кН;
е — коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке
железобетонных и стальных свай молотами ударного действия с при-
менением наголовников с деревянным вкладышем е2=0,2;
q— вес сваи и наголовника, кН;
(h — вес подбабка, кН;
h — высота подъема ударника, принимаемая для дизель-молотов
50 см, в остальных случаях А = 0;
Р — площадь боковой поверхности сваи, м2;
По, Пб — коэффициенты, учитывающие необходимость перехода от
динамического сопротивления к статическому сопротивлению грунта
и равные соответственно 0,0025 и 0,25 см/кН;
g— ускорение свободного падения, равное 0,0981 см/с2.
Для свай длиной свыше 25 м новое значение расчетного отказа
определяют с использованием волновой теории удара.
В набухающие и просадочные грунты сваи обычно забивают
с лидерной скважиной, глубину которой назначяют^лпытным путем,
но не более 0,9 длины сваи.
1 ПргГсезонно*м промерзании грунта необходимо выполнить меро-
приятия, облегчающие условия погружения свай (лидерные скважи-
ны, оттаивание и др.). В этих случаях рекомендуются следующие
диаметры лидерных скважин: для призматических свай —не более
диагонали и не менее, стороны поперечного сечения; для трубчатых
свай — более диаметра сваи. Призматические сваи погружают при
условии, что глубина промерзания не превышает 0,4 м.
При забивке свай зачастую возникают всякого рода дефекты
и ненормальности (табл, Ш.4), которые устраняют в процессе ра-
боты.
47
III.4. Причины и методы устранения дефектов при забивке свай
Дефект Причина Метод устранения
Отклонение свай от вертикального по- ложения Неправильная уста- новка копра; кривизна сваи; удар молота не по центру сваи Необходимо выправит!, положение копра; следуй заменить сваю и обеспечит^ центральный удар молота
Разбивка сваи головы Низкое качество бето- на сваи; низкое качест- во прокладки в наголов- нике; чрезмерно силь- ные удары молота; боль- шие размеры наголов- ника; внецентренный удар молота Необходимо использовать прокладки из прочной дре. весины (бук, дуб); обеспе. чить соответствие энергии молота массе сваи и наго, ловника; повысить качество выпускаемых свай; устапо. вить соосность молота и сваи
Внезапное резкое уменьшение осадок от ударов или пол- ная остановка сваи Замедленное переме- щение грунта под ост- рием сваи; недостаточ- ная масса ударной ча- сти молота Следует увеличить массу молота; дать «отдых» свае в течение нескольких часов, после чего продолжить ее забивку
Внезапное увеличение сваи резкое осадки Излом сваи; достиже- ние сваей легкопрохо- димых грунтов Необходимо забить до- полнительную сваю; вызвать представителей проектной организации
Продольные трещи- ны в стволе или го- лове сваи Большая высота паде- ния молота или боль- шая жесткость амортиза- тора; препятствие в грунте Следует уменьшить высо- ту падения молота; заме- нить амортизатор наголовни- ка; при чрезмерном сниже- нии отказа свай в резуль- тате указанных мер приме- нить подмыв, лидерное бу- рение
Поперечные трещи- ны, перпендикуляр- ные или наклонные к оси сваи под уг- лом около 45° Изгиб сваи из-за от- клонения ее острия от первоначального направ- ления при встрече пре- пятствия или изменения положения копровой стрелы Необходимо уменьшить высоту падения ударной ча- сти молота, изменить поло- жение копровой установки
Одним из путей дальнейшей индустриализации и снижения стои-
мости возведения конструкций производственных зданий является
применение призматических свай-колонн, которые одновременно вы-
полняют роль фундаментов и колонн каркаса здания. Свая-колонна
может быть цельной или составной. Стыкование секций составной
сваи-колонны осуществляют: посредством сварки закладных дета-
лей; с помощью монолитной железобетонной обоймы; замоноличива-
нием в насадке из сборного железобетона и заделкой колонн в по-
лость трубчатой сваи.
При забивке свай-колонн необходимо обеспечивать высокую
точность работ. В связи с этим наряду с использованием лидерных
скважин рекомендуется применять металлические или железобетон-
ные кондукторы (рис, II 1.5).
48
рис HI.5. Схема использо-
вания кондуктора при за-
бивке сваи-колонны
а — железобетонный кондук-
тор* б — металлический кон-
дуктор; / — свая; 2 — метал-
лический кондуктор; 3 —
упор; 4 — стрела агрегата;
5 —сборная или монолитная
плита-кондуктор; 6 — оси
сваи-колонны
К забивке приступают после раскладки свай-колонн и проверки
точности устройства кондукторов и лидерных скважин.
При раскладке сваи-колонны необходимо ориентировать в на-
правлении, соответствующем последовательности их забивки; для
удобства строповки головы свай-колонн следует укладывать на под-
кладки; верх свай-колонн рекомендуется располагать у места за-
бивки на расстоянии, удобном для строповки, подачи и подъема
сваи.
После раскладки наносят осевые и высотные риски для контро-
ля точности положения конструкции в плане и по высоте в процессе
установки и забивки.
Лидерообразователем, навешенным на сваебойный агрегат, уст-
раивают лидерные скважины и сразу устанавливают автокраном
сваи-колонны.
При достижении 0,1,..., 0,2 м забивку сваи-колонны прекращают
для проверки положения сваи, а после исправления отклонений про-
должают ее забивку до проектной отметки.
Глубину погружения сваи-колонны на конечной стадии забивки
следует контролировать: при использовании плит-кондукторов — ви-
зуально относительно уровня верха плиты по риске, нанесенной на
боковую грань забиваемой сваи-колонны; в случае применения ме-
таллического кондуктора — по нивелиру, добиваясь совмещения его
горизонта с риской, имеющейся на боковой грани забиваемой сваи-
колонны.
Подмыв свай. При погружении свай забивкой или вибрировани-
ем, особенно в песчаные грунты, рекомендуется применять подмыв
струей воды. При большой глубине погружения и главным образом
при погружении свай с наклоном применяют центральный подмыв.
Иногда размыв грунта выполняют через несколько труб, располагае-
мых с наружной стороны свай и имеющих свободу передвижения.
Для железобетонных свай сплошного сечения укрепляют одну
боковую подмывную трубу с центральным выходным соплом, забе-
тонированным в теле сваи около острия. Боковую подмывную трубу
после забивки сваи вытаскивают из грунта для повторного использо-
вания.
4—973
49
Диаметр парных подмывных труб должен соответствовать при-
нятым расходу и напору воды (табл. III.5). Диаметр выходного от-
верстия наконечника обычно составляет 0,3...0,45 внутреннего диа-
метра подмывной трубы.
III.5. Напор и расход воды для погружения свай с подмывом
Грунт Глубина погруже- ния сваи в грунт, м Необхо- димый напор воды у наконеч- ника тру- бы, МПа Внутренний диа- метр подмывных труб, мм, для свай сечением Расход воды, л/мин, на погру- жение одной сваи сечением
30... 50 см 50... 70 см 30...50 см 50...70 см
Ил, супесь теку- чая 5...15 0,4...0,8 37 50 400... 1000 1000... 1500
Песок:
мелкий или пылеватый 15...25 0,8...1,0 68 80 1000... 1500 1500... 2030
средней круп- ности, круп- 5...15 *0,6...1,0 50 68 1000.. 1500 1500... 2000
ный гравели- стый
Супесь пластин- чатая 15...25 1...1.5 80 106 1500... 2500 2000... 3000
Суглинок и глина 25...35 1,5...2,0 106 106...131 2500... 3000 25С0... 4000
Примечание. При забивке свай большой длины после прекращения
центрального подмыва рекомендуется дополнительно осуществлять наружный
подмыв в верхней части ствола сваи, для чего целесообразно использовать
две подмывные трубы с внутренним диаметром 50...68 мм.
Характеристики оборудования для подмыва приведены в гл. VII.
На последнем месте заглубления подмыв следует прекратить,
после чего свая должна быть погружена молотом или вибропогру-
жателем до проектного отказа без подмыва.
Срезка голов свай. Существующие методы изысканий и проек-
тирования не позволяют с достаточной точностью определять длину
свай, что иногда приводит к их неполной забивке. В этих случаях
трудоемкой операцией остается срезка голов свай. К срезке головы
сваи подготавливают различными способами, зависящими от мате-
риала и назначения свай, конструкции ростверка и условий произ-
водства работ.
Применяемое оборудование описано в гл. VIII,
Испытания свай и свай-оболочек. Несущую способность свай
и свай-оболочек определяют расчетом и проверяют при полевых ис-
пытаниях свай статической или динамической нагрузкой.
Полевые испытания свай и свай-оболочек проводят на участке,
отведенном под строительство проектируемых зданий и сооружений,
по программе, составленной в соответствии с требованиями ГОСТ на
50
проведение полевых испытаний. Программу испытаний разрабатыва-
ет организация, проектирующая свайный фундамент, совместно
с организацией, проводящей испытания. Основными задачами испы-
таний свай являются: проверка возможности их погружения; опре-
деление несущей способности и деформаций (перемещений); конт-
рольная проверка или уточнение несущей способности свай.
При статических испытаниях сваи нагружают одной из трех
видов нагрузок: осевой вдавливающей, горизонтальной, осевой вы-
дергивающей.
При динамических испытаниях регистрируют погружение свай
от удара молота (отказ). По этой величине расчетом определяют
несущую способность сваи.
III.3. Погружение свай-оболочек
вибропогружателями
Для обеспечения проектного положения элементов сваи-оболоч-
ки погружают в направляющих и кондукторах за исключением свай-
оболочек для низких монолитных ростверков, которые погружают
вибропогружателями, укрепленными на стрелах копра или стрело-
вом кране. Конструкцию направляющих предусматривают проектом
производства работ. Для их изготовления используют брусья, вы-
полненные из деревьев твердых пород.
При работах на акватории вне зоны мелководья применяют
преимущественно инвентарные плавучие направляющие (рис.
III.6), многократно используемые на стройке. Плавучие копры, ис-
пользуемые в условиях водоемов, подверженных волнению, должны
быть надежно раскреплены во время производства работ.
4 А-Д
Рис. HI.6. Плавучее направляющее устройство для погружения свай-оболочек
с поверхности воды
1 — понтоны; 2 — сваи-оболочки; 3 — подмости; 4, 5 — крайняя и средняя на-
правляющие ячейки
4*
51
При погружении свай-оболочек на водоеме, глубина которого
в месте погружения больше длины одного звена, в направляющие
кондукторы устанавливают предварительно состыкованные звенья,
имеющие общую длину, равную глубине воды плюс расстояние от
поверхности воды до верха направляющих, плюс запас не менее
1,5...2 м на осадку от собственного веса сваи-оболочки с вибропо-
гружателем.
При погружении свай-оболочек с поверхности грунта вибропо-
гружателем, свободно подвешенным к крюку крана, в качестве на-
правляющих и кондукторов рекомендуется применять инвентарные
металлические двухъярусные конструкции (рис. II 1.7). Во избежа-
Рис. III.7. Схема кондуктора для погружения свай-оболочек с поверхности
грунта вибропогружателем
/ — распорные балки; 2 — сваи-оболочки; 3 — направляющие упоры; -/ — ин-
вентарный металлический двухъярусный кондуктор; 5 — подмости
ние отклонений от вертикального погружения свай-оболочек направ-
ляющие кондукторы необходимо устанавливать на выровненные по
нивелиру горизонтальные балки или упоры и, кроме того, надежно
раскреплять от горизонтальных смещений в период вибропогруже-
ния. Небетонируемые стыки свай-оболочек до погружения должны
быть покрыты гидроизоляцией согласно проекту. При стыковании
секций свай-оболочек необходимо обеспечить их строгую соосность,
излом общей продольной оси недопустим,
52
Тип вибропогружателя в зависимости от грунтовых условий
й глубины погружения удобно подбирать по отношению A0/Qb, где
^^-статический момент дебалансов, Н-см; QB — суммарная масса
сваи-оболочки, наголовника и вибропогружателя, т. Это отношение
при использовании вибропогружателей с частотой вращения деба-
лансов 300...500 мин-1 должно быть не менее значений, приведенных
в табл. Ш.6.
III.6. Значение отношения К0Д?вв зависимости от вида грунта
и способа погружения свай-оболочек
Грунты Способ погружения Глубина погружения, м до 15 более 15
Без подмыва и извлече-
ния грунта из оболочки
Легкие
Водонасыщенный песок, ил,
мягко- и текучепластичный
глинистый грунт
Средние
Влажный песок, туго- и мяг-
копластичная глина и суглинок
< Тяжелые
Прослойка твердых или по-
лутвердых глин, песок граве-
листый
Периодический подмыв и
удаление грунта из оболо-
чек
Подмыв с удалением
грунта из оболочек ниже
ножа
При выборе типа вибропогружателя для погружения свай-обо-
лочек диаметром свыше 1,2 м (табл. III.7) предпочтение следует
отдавать конструкциям с проходным отверстием для извлечения
грунта из внутренней полости сваи-оболочки без снятия вибропогру-
жателя. В случае погружения оболочек больших диаметров спарен-
ными вибропогружателями, синхронизированными на общем фунда-
менте-переходнике, значения статического момента Ко и массы виб-
росистемы QB принимают с учетом суммирования соответствующих
показателей по обоим вибропогружателям.
К голове сваи-оболочки вибропогружатель прикрепляют с по-
мощью наголовников. Наголовники соединяют с фланцем оболочки
болтами или шпильками, приваренными к обечайкам верхнего флан-
ца сваи-оболочки. Применяют и автоматические наголовники, кото-
рые имеют прижимные колодки с электрическим приводом, или са-
мозаклинивающиеся. Для повышения производительности труда на
работах по вибропогружению оболочек целесообразно применять на-
головники типа АСН.
Сваи-оболочки для увеличения их несущей способности следует
погружать по возможности на заданную глубину без разработки
53
111.7. Область применения низкочастотных вибропогружателей
для погружения свай-оболочек
Диаметр свай-оболо- чек, м Грунт Глубина погружения, м Вибропогружатель
1,6 Легкий Средний До 15 ВП-ЗМ; ВРП-30/120 ВУ-1,6; ВРП-30/120; ВУ-1,6
Легкий Средний Более 15 ВУ-1,6 ВП-170М; ВРП-60/200
2 Легкий Средний До 15 ВП-170М; ВРП-60/200 ВП-170М; ВРП-60/200
Легкий Средний Более 15 ВП-170М; ВРП-60/200 ВРП-60/200
3 Легкий Средний Более 15 ВУ-3; ВП-170М ВУ-3; ВП-170М
Примечание. В одной строке вибропогружатели даны в порядке
возрастания ик погружающей способности.
грунтового сердечника. Сопротивление грунта в процессе погруже-
ния свай-оболочек можно снизить, применяя конструктивные или
технологические мероприятия, предусмотренные проектом. Конструк-
тивные мероприятия заключаются в назначении рациональной фор-
мы ножевой части свай-оболочек, обеспечивающей наилучшие про-
никание их нижних концов в плотные грунты и замедление формиро-
вания грунтового сердечника во внутренней полости свай-оболочек.
С этой целью для погружения в плотные грунты используют ножи
клинового типа. Технологические мероприятия предусматривают ис-
пользование специального оборудования и устройств для снижения
сил трения грунта по наружной (боковой и лобовой) и внутренней
поверхностям свай-оболочек путем подмыва, гидравлической или
механической разработки грунта сердечника.
При погружении свай-оболочек, полости которых не заполняют
бетоном, допускается выполнять периодическое рыхление грунта во-
дой через подмывные трубки, запускаемые в полость сваи. Удаление
грунта из полости или его рыхление прекращают, когда нижний ко-
нец сваи-оболочки будет на расстоянии не менее 2 диаметров сваи
до проектной отметки при погружении в песчаный грунт, твердый
и полутвердый глинистый грунты; не менее 3...4 диаметров — при
погружении в тугопластичный глинистый грунт. Это необходимо для
того, чтобы на последней стадии сваи погружались в ненарушенные
грунты коренной породы для формирования грунтового ядра.
Наличие воды и грунта внутри свай-оболочек во время вибро-
54
погружения может стать причиной их разрушения или образования
в них трещин. Максимальное давление воды и грунта внутри сваи-
оболочки, возникающее при вибропогружении, определяют расчетом.
Если ' полученное в результате расчета давление является опас-
ным для прочности сваи, следует выбрать амортизирующее защит-
ное устройство, обеспечивающее снижение давления внутри сваи-
оболочки до безопасного. В настоящее время применяют несколько
способов и конструкций защитных устройств, которые выбирают
в зависимости от гидрогеологических условий строительной площад-
ки (рис. II 1.8, табл. II 1.8).
Рис. III.8. Варианты защиты от образования трещин в сваях-оболочках
а —удаление воды из полости сваи; б — предохранение от гидравлического
удара с помощью камер с воздухом; в — подача воздуха в грунт; Д — диа-
метр оболочки
III.8. Гидрогеологические условия погружения свай-оболочек
Способ защиты свай-оболочек от образования трещин Погружение через слой воды в грунты Погружение с поверхности грунта
слабые | плотные
Удаление воды из полости сваи- оболочки* — 4- -
Предохранение от гидравлического удара с помощью резиновых камер с воздухом — 4- —
Подача воздуха в грунт —* 4-
Погружение с закрытым нижним концом** 4-
* Предложено ВНИИГСом совместно с трестом Балтморгидрострой.
** Предложено ЛенморНИИпроектом совместно с трестом Балтморгидро*
строй.
Знак «—» означает, что данный способ защиты не применим, знак «+» —
применим.
55
Удаление воды из внутренней полости сваи-оболочки является
наиболее простым способом защиты ее от разрушения и трещинооб-
разования. Полость сваи-оболочки на период вибропогружения мож.
но осушить двумя способами:
удалением воды из полости после предварительного вибропо-
гружения и образования плотной грунтовой пробки;
погружением сваи-оболочки с закрытым нижним концом в виде
разрушающего (или срывающегося) наконечника, предложенного
ЛенморНИИпроектом.
Несущую способность свай-оболочек и свай, погружаемых с по-
мощью низкочастотных вибропогружателей и не опирающихся на
скальное или полускальное основание, определяют при средней ско-
рости вибропогружения 2...30 см/мин на контрольном залоге по фор-
муле
Ф = (1500КбЛ4б^вп/Лпв + ЗЛ4л QB) 1/Кн,
где Ф — достигнутая фактическая несущая способность сваи или
сваи-оболочки, кН;
Кв — коэффициент снижения бокового сопротивления грунта в хо-
де вибропогружателя;
Мб — коэффициент влияния вибропогружения на несущую способ-
ность сваи по боковой поверхности, принимаемый по табл, IIL9;
III.9. Значение коэффициентов М 2ИЛ
Вид грунта под острием сваи или сваи-оболочки мб мп
Гравийный с песчаным заполнителе>м — 1,3
Пески: средней крупности и крупные, средней плотно- 1 1,3
сти и супеси твердые мелкие средней плотности — 1,2
пылеватые средней плотности — 1,1 1.1
Супеси пластичные, суглинки и глины твердые 0,95
Суглинки и глины: полутвердые 0,9 1,1
тугопластичные 0,85 1,1
мягкопластичные 0,8 1
NBn — мощность, расходуемая электродвигателем на движение виб-
росистемы, кВт, определяемая по формуле —Nx,
где NB — потребляемая из сети активная мощность в последнем за-
логе, кВт; Nx — мощность холостого хода, принимаемая равной 25 %
номинальной мощности электродвигателя, кВт; т] — КПД электро-
двигателя, принимаемый по паспортным данным в размере 0,85—I
0,95 в зависимости от нагрузки;
А — фактическая амплитуда колебаний, принимаемая равной поло-
вине полного размаха колебаний сваи и сваи-оболочки на последней
минуте погружения, см;
пв — частота колебаний вибросистемы в 1 мин, равная фактической
частоте вращения дебалансов вибропогружателя в 1 мин, мин-1;
56
д|л — коэффициент влияния вибропогружения на несущую способ-
ность сваи под острием или нижним торцом, принимаемый по табл.
Ш-9; '
qb — вес вибросистемы, равный суммарному весу сваи, наголовника
н вибропогружателя, кН;
/<н — коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4.
1П.4. Устройство свайных ростверков
Общие сведения. В практике фундаментостроения применяют
монолитные и сборные железобетонные ростверки. Используемые
при их устройстве материалы и сборные конструкции должны соот-
ветствовать требованиям Строительных норм и правил и действую-
щим стандартам. При работах на акватории размеры ограждения
ростверка в плане диктуют очертания фундаменту сооружений с за-
пасом не менее 0,5 м на каждую сторону, высоту ограждения опре-
деляет глубина воды при рабочем горизонте плюс 0,7 м для возвы-
шения его над водой. В необходимых случаях должна быть учтена
высота волны. За рабочий горизонт при сооружении фундаментов
принимают наивысший уровень воды, возможный в период произ-
водства работ.
Устройство монолитных ростверков. После погружения свай,
свай-оболочек или изготовления набивных свай приступают к соору-
жению ростверков. Если это предусмотрено проектом, арматуру
свай оголяют. Для некоторых видов зданий или сооружений, не ис-
пытывающих горизонтальных нагрузок, сопряжение ростверков со
сваями выполняют без разбивки голов свай.
Под наружными стенами зданий, не имеющих подвалов, подо-
шву ростверка устраивают на 0,1...0,15 м ниже планировочных отме-
ток. Ростверки сооружают по подготовке из тощего бетона толщиной
около 0,1 м, уложенной по грунту в межсвайном пространстве. На
эту подготовку укладывают готовые арматурные каркасы, в которые
заводят выпуски арматуры свай. В зависимости от конструктивных
особенностей ростверков применяют различную опалубку. Роствер-
ки, расположенные на акватории, бетонируют после укладки бетон-
ного тампонажного слоя в ограждении ростверка, который устраи-
вают по методу ВПТ. Марка бетона устанавливается по проекту.
При небольших глубинах воды, малом напоре и скоростях тече-
ния, исключающих размыв дна у ограждения, можно применять
грунтовые тампоны из мятой глины с песком. Тампонажный слой
необходимо укладывать: при низких свайных ростверках — непосред-
ственно на грунт; при высоких свайных ростверках — на песчаную
отсыпку, устраиваемую в пределах ограждения до отметки низа
тампонажного слоя. Ростверк бетонируют после достижения бето-
ном тампонажного слоя прочности, указанной в проекте,
57
При значительной площади ростверка, а также при малой про-
изводительности бетонного завода, не обеспечивающих укладку сме-
си горизонтальными слоями по всей площади, следует укладывать
наклонные слои или разбивать ростверк на блоки бетонирования.
Устройство сборных ростверков. Монтаж сборных железобетон-
ных ростверков осуществляют в соответствии с рабочими чертежа-
ми и проектом производства работ. При устройстве сборных рост-
верков верхние торцы свай, достигающие проектной отметки, долж-
ны быть горизонтальными, не иметь трещин и околов.
Для точной установки оголовков применяют инвентарные ме-
таллические рамки, предварительно монтируемые на головах свай
в уровне проектных отметок. Перед монтажом оголовки, а также
головы свай тщательно очищают от грязи, снега и наледи. Затем
оголовки продувают сжатым воздухом. Верх оголовка, установлен-
ного на сваю, должен быть горизонтальным, и отклонение его от
проектной отметки не должно превышать 5 мм. Оголовок устанав-
ливают на место так, чтобы зазоры между его стенками и бо-
ковыми гранями свай со всех сторон имели одинаковые раз-
меры.
Класс бетона или раствора для омоноличивания оголовка со
сваей должен быть не ниже В15; запрещено использовать начавший
схватываться раствор или бетонную смесь. При омоноличивании вы-
полняют вибрирование и тщательное штыкование смеси, предотвра-
щающие образование раковин и пустот между сваей и оголовком.
Плиты перекрытий монтируют по оголовкам после получения
бетоном или раствором для омоноличивания прочности не менее
3 МПа. В процессе монтажа вышележащих конструкций необходи-
мо избегать толчков и ударов по оголовкам.
Ш.5. Погружение и извлечение шпунта
Металлический шпунт. Он наиболее распространен в строитель-
ной практике. Его используют при заглублении в плотные грунты на
глубину более 6 м.
До начала забивки шпунт складируют в штабеля. Между шпун-
тинами устанавливают деревянные прокладки через 2...3 м по длине
шпунтины. Перед погружением срубают заусеницы и наплывы в тор-
цах шпунтин, смазывают замки солидолом для облегчения погруже-
ния и извлечения шпунта. Проверяют шаблоном правильность фор-
мы замков, прямолинейность шпунтин.
После проверки состояния шпунт маркируют несмываемой
краской: на расстоянии 0,7... 1 м от головы каждой шпунтины про-
ставляют ее порядковый номер. В шпунтинах, погружаемых вибро-
механизмами, для закрепления последних вырезают прямоугольное
58
отверстие. Для облегчения их разметки применяют шаблон из лис-
товой стали.
Сохранить направление забивки шпунта, заданное в проекте,
помогают направляющие. Нередко ими служат парные шпунтины,
располагаемые по обе стороны будущей шпунтовой стенки. Шпунти-
ль! притягивают к маячным сваям парными схватками таким обра-
зом, чтобы расстояние между направляющими соответствовало типу
и размерам погружаемого шпунта. Для сохранения вертикальности
погружаемых элементов используют расчалки.
Шпунт погружают молотами, вибропогружателями, дизель-мо-
лотами. Вибропогружателями и вибромолотами обычно оснащают
краны-экскаваторы, имеющие большую маневренность. Реже в ка-
честве базовой машины применяют копровые установки.
Вибромеханизм со шпунтиной соединяют наголовниками при го-
ризонтальном положении шпунтины. Наголовник вибромеханизма
подводят к торцу шпунтины, клином и винтовым устройством жест-
ко скрепляют верхнюю часть шпунтины с наголовником и затем под-
нимают ее.
Первые четыре шпунтины устанавливают в направляющие с про-
веркой по отвесу их положения в двух плоскостях. В дальнейшем
контрольные замеры выполняют через каждые 10... 15 шпунтин.
Шпунт погружают сразу на полную глубину или с последующей до-
бивкой.
Забивку шпунта при сооружении стенок со сложным очертанием
в плане следует начинать с погружения шпунта фасонного профиля
(тройникового, углового и т. п.).
Шпунт можно погружать пакетами из двух-трех шпунтин сразу
на полную глубину. Шпунтины в пакеты соединяют с помощью рас-
пределительной траверсы, к которой, в свою очередь, закрепляют
вибромеханизм. В процессе погружения возможны отклонения шпун-
тин от проектного положения. Так, из-за внецентренного приложе-
ния силы от погружающего механизма, чрезмерного трения в зам-
ках-, наличия в них большого люфта и т. д. возникают отклонения
в плоскости створа (веерность). Возможны также уход шпунтины
из створа, погружение ее ниже проектной отметки, а при наличии
в грунте валунов и других препятствий — остановка ее. При неболь-
ших веерных отклонениях дефект ликвидируют оттяжкой верха
шпунтин в противоположном направлении, для чего используют тя-
говое усилие лебедки или трактора. При невозможности выправить
веерное отклонение указанным выше способом используют допол-
нительные клиновидные шпунтины, которые изготовляют из двух
продольных половин шпунтин. Эти половины соединяют внахлестку,
используя листовую сталь, выкроенную по шаблону. При выполне-
нии сварочных работ предусматривают меры, исключающие короб-
59
ление профиля и обеспечивающие прочность сварного шва при по-
следующем погружении шпунтины. Рекомендуется, чтобы число кли-
новидных шпунтин в сооружении не превышало 1...2 %.
Недобитая до проектной отметки шпунтина — «свеча» — исклю-
чает погружение соседней шпунтины до назначенной глубины. Поэто-
му свечу необходимо срезать. В некоторых случаях погружаемую
вслед за свечой шпунтину наращивают на длину недобитой части
свечи, а после погружения укорачивают до уровня голов забитых
свай.
При необходимости шпунт погружают с подмывом струей воды.
Для этого по бокам в районе паза шпунтины (симметрично относи-
тельно продольной оси шпунтового ряда) устанавливают подмыв-
ные трубы.
Шпунт извлекают кранами, оснащенными вибропогружателями,
вибромолотами, молотами двойного действия и т. д. Целесообразно
до начала извлечения провести в течение 1...2 мин предварительное
вибрирование шпунтины.
Усилие, действующее на крюк крана при извлечении шпунта виб-
рированием, определяют как
Р= 1,2(S + Q),
где S — максимальное сопротивление грунта извлечению при вибри-
ровании; Q — суммарная масса вибратора, шпунта и амортизатора,
через который подвешивается вибропогружатель к крану для умень-
шения динамического усилия, передаваемого на кран.
Деревянный шпунт. Его применяют при глубине погружения не
более 5...6 м при соответствующих грунтовых условиях. Деревянные
шпунтовые сваи погружают молотами, а также легкими вибропогру-
жателями. Устройство шпунтовых стенок начинают с погружения
маячных свай вдоль оси шпунтового ряда. Маячные сваи соединяют
болтами с равными брусьями, между которыми и забивают шпунт.
Деревянные шпунтовые сваи при забивке располагают гребнем
в сторону движения погружающего механизма. При такой организа-
ции работ в паз сваи попадает меньше грунта, Чтобы обеспечить
плотное примыкание шпунтовых свай друг к другу, следует в ниж-
ней их части делать скос также в направлении движения погружа-
ющего механизма. Грунт, действуя на поверхность скоса при погру-
жении сваи, прижимает ее к ранее забитой.
Из-за недолговечности древесины и малой оборачиваемости де-
ревянный шпунт не получил широкого распространения в практике
строительства.
Железобетонный шпунт. Его используют в целях экономии до-
рогостоящего металлического шпунта. Как и при работе с другими
видами шпунта, его погружают по направляющим, которые крепят
к маячным сваям, Нижняя часть железобетонной шпунтины закан*
60
чивается скосом, чтобы в процессе забивки грунт прижимал ее к ра-
нее погруженному элементу.
III.6. Приемка работ
Работы по устройству свайных фундаментов являются харак-
терным видом «скрытых» строительных работ. Оценку их качества
и приемку выполняют на основании следующих документов:
проектов свайных фундаментов или шпунтовых ограждений;
паспортов заводов-изготовителей на сваи, сваи-оболочки, шпунт;
актов геодезической разбивки осей фундаментов и шпунтовых
ограждений;
исполнительных схем расположения свай и шпунтовых огражде-
ний с указанием их отклонений в плане и по высоте;
сводных ведомостей и журналов забивки или погружения свай,
свай-оболочек и шпунта;
результатов динамических испытаний свай и свай-оболочек;
результатов статических испытаний свай, свай-оболочек (если
они были предусмотрены).
Допустимые отклонения расположения свай и шпунта в плане
регламентирует «Пособие по производству работ при устройстве ос-
нований и фундаментов» (Стройиздат, 1986 ).
Отклонения проектного положения свай, забиваемых на аква-
тории для причальных и оградительных сооружений, не должны пре-
вышать следующих значений:
Отклонение голов в плане:
свай квадратных и круглых диаметром до 80 см
включительно, погружаемых на защищенной от
волнения акватории . . . » . ,......... 0,5d, но не более
20 см (d — диаметр
или сторона попереч-
ного сечения)
железобетонных свай-оболочек и стальных труб-
чатых свай диаметром более 800 мм, погружае-
мых на защищенной от волнения акватории при
ее глубине до 10 м, см........................ 25
то же, при глубине более 10 м, см............. 0,02577 (77—глубина
акватории)
свайных элементов, погружаемых на незащищен-
ной от волнения акватории при ее глубине до
10 м, см...................................... 40
то же, при глубине более 10 м, см............. 0,04 77
Отклонение продольной оси свайного элемента от
проектного положения, тангенс угла:
при погружении вертикально и с наклоном до
5: 1 включительно............................. 0,02
то же, с наклоном менее чем 5:1............... 0,03
Отклонения свайных элементов следует измерять до их выправ-
ления. Отклонения свайных элементов в плане необходимо замерять
на уровне проектного положения их голов. При определении откло-
нений наклонных свайных элементов следует принимать во внима-
61
ние не связанные с технологией производства работ дополнительные
отклонения сваи под действием собственного веса. Эти дополнитель-
ные отклонения определяют расчетом с учетом взвешивающего вли-
яния воды, рассматривая условно свайный элемент как консольную
балку, жестко защемленную в грунте на глубине 5 м.
Недобивку свай из-за сложных грунтовых условий допускают
(при обязательном условии достижения расчетного отказа) при глу-
бине забивки от поверхности планировки до 10 м^-не более 0,5 м,
более 10 м — до 1 м. Для мостов и транспортных гидротехнических
сооружений недобивка свай не должна к тому же превышать 5 %
проектной глубину погружения.
Тангенс угла отклонения шпунта от вертикали в любом направ-
лении не должен превышать 0,005, а прогиб замков в плоскости
стенки шпунта — 3 мм на 1 м ее длины. Выход стального шпунта из
замков недопустим.
Выводить сваебойное оборудование со стройплощадки до при-
емки свайного поля и оформления исполнительных актов запрещено.
При приемке работ составляют акт, в котором отмечают все де-
фекты, выявленные в процессе приемки, указывают срок их устра-
нения и дают оценку качеству работ.
Выбор отметок нижних концов осуществляют по отказам 3...5
пробойных свай, погружаемых в местах площадки, имеющих наи-
меньшие прочностные характеристики грунта.
Разворот сваи-колонны, погруженной в грунт вокруг оси, недо-
пустим.
Минимальная глубина забивки свай-колонн должна быть не ме-
нее 2,5 м, считая от отметки планировки или дна проходящего вбли-
зи канала. При планировке площади подсыпкой глубина забивки
свай-колонн должна быть не менее 2,5 м плюс высота подсыпки.
Отказ сваи-колонны не должен превышать контрольной величи-
ны, установленной в соответствии с необходимой ее несущей способ-
ностью. Контрольный отказ регистрируют для трех свай, погружае-
мых в местах залегания наиболее слабых грунтов в пределах пло-
щадки по данным зондирования.
Глава IV
УСТРОЙСТВО НАБИВНЫХ СВАЙ
IV.1. Классификация
По материалу, которым заполняют скважины, можно выделить
следующие классификационные группы: набивные сваи из бетона,
железобетона, цементно-грунтового и цементного растворов. Чаще
62
всего для устройства набивных свай используют железобетон,
дрматурный каркас устанавливают по всей высоте сваи или в ее
верхней части. Наряду с арматурной сталью для армирования ство-
ла свай иногда применяют трубы или металлические элементы слож-
ного профиля.
Условно к набивным можно отнести сваи из грунта («грунтовые»
сваи) и сваи, которые сооружают путем опускания в скважины го-
товых элементов (например, из железобетона) с последующим за-
полнением пазух между этими элементами и грунтом твердеющими
составами.
По форме ствола сваи делят на следующие группы: цилиндри-
ческие; конические; с уширением (внизу или по высоте сваи) или
без него.
Наряду с отмеченными конструктивными признаками ва основу
классификации берут также технологическую схему изготовления
свай. В связи с этим сваи классифицируют по способу устройства
скважин, а именно:
бурением с извлечением из них грунта;
без выемки грунта с его уплотнением с помощью соответствую*
щего оборудования;
погружением оболочки, извлекаемой из грунта;
погружением оболочки, остающейся в грунте.
Сваи, выполненные с использованием бурения для образования
скважин и получившие в практике наибольшее распространение, на*
зывают буронабивными.
По способу крепления стенок скважин набивные сваи разделя-
ют на группы:
с креплением стенок скважин глинистым раствором или водой;
с креплением стенок скважин инвентарными обсадными трубами;
с креплением стенок скважин оболочками или неизвлекаемыми
обсадными трубами;
с неукрепленными стенками скважин.
По способу укладки материала в скважину выделяют группы
свай, в которых материал подают:
с помощью бетонолитной трубы;
способом свободного сброса;
напорным способом.
По способу уплотнения материала сваи разделяют на группы,
в которых уплотнение происходит:
трамбованием;
вибрацией;
гидравлическим или пневматическим прессованием,
63
IV.2. Область применения
Сваи с уширениями и без них с различного вида креплением
стенок скважин. Целесообразно устраивать под здания и сооруже-
ния любого назначения (производственные, общественные, жилые
и др.) при больших сосредоточенных вертикальных и горизонтальных
нагрузках, на строительных площадках со сложными геологически-
ми и инженерными условиями строительства, в том числе:
при резком изменении отметки залегания кровли плотных грун-
тов (несущий слой под нижними концами свай);
при необходимости прорезания сваями насыпей с твердыми
включениями (в виде разрушенных частей каменных, бетонных, же-
лезобетонных конструкций и т. п.) или твердых глинистых грунтов,
слоев с часто встречающимися валунами и т. п., что не позволяет
выполнять забивку или вибропогружение свай;
в стесненных условиях городской застройки;
вблизи существующих зданий и сооружений, в которых могут
возникнуть недопустимые деформации элементов несущих конструк-
ций или оборудования при забивке или вибропогружений свай;
в оползневых районах.
Сваи длиной менее 10 м. Применяют под малые или средние на-
грузки (для малоэтажных жилых и сельскохозяйственных зданий).
Набивные сваи, устраиваемые без крепления стенок скважин.
Применяют в следующих случаях:
когда строительные площадки сложены глинистыми грунтами
твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции (в том числе
глинистыми просадочными и набухающими грунтами);
при положении горизонта грунтовых вод в период строитель-
ства ниже пяты сваи.
Набивные сваи с креплением стенок скважин обсадными труба-
ми. Применяют в случаях, когда строительные площадки сложены
водонасыщенными песчаными и неоднородными глинистыми грунта-
ми текучей консистенции с прослойками песков и супесей. Не реко-
мендуется использование набивных свай при наличии сильно агрес-
сивных грунтовых или производственных вод.
IV.3. Требования к изысканиям при проектировании
фундаментов из набивных свай
Объем и состав изыскательских работ на строительной площад-
ке определяет программа, разработанная изыскательской и проект-
ной организациями в соответствии с требованиями действующих
СНиП и других нормативных документов на изыскательские работы.
Все виды инженерных изысканий для разработок проектов фун-
64
даментов из набивных свай осуществляют в комплексе проектно-
лзыскательских работ, обеспечивающем получение:
предварительных данных, позволяющих проектной организации
оПределить возможность и целесообразность применения фундамен-
тов из набивных свай (по результатам бурения скважин, проходки
шурфов, лабораторных исследований грунтов и грунтовых вод);
полных данных, необходимых для составления чертежей фун-
даментов из набивных свай. Лабораторные исследования грунтов
выполняют в соответствии с действующими ГОСТами (см. гл. 1).
Изыскательские работы не производят или производят в сокра-
щенном объеме, если данные, необходимые для определения вида
свайных фундаментов, могут быть получены из фондовых материа-
лов изыскательских и других организаций.
Число и порядок отбора образцов грунта для лабораторных ис-
следований устанавливают в соответствии с требованиями и про-
граммой действующих нормативных документов (обязателен отбор
образцов из грунта, залегающих непосредственно под нижними кон-
цами набивных свай).
Глубину бурения скважин, предусмотренную в программе изы-
скательских работ с учетом конкретных инженерно-геологических
условий строительной площадки и характера проектируемых зда-
ний, в нескальных грунтах назначают больше проектируемой глу-
бины заложения нижних концов свай, но не менее чем на 5 м.
Для каркасных зданий и сооружений с нагрузкой на куст ви-
сячих свай от колонн более 5000 кН, а также при сплошном свай-
ном Поле под всем сооружением глубину бурения 50 % числа сква-
жин назначают ниже проектируемой глубины заложения нижних
концов набивных свай, но не менее, чем на Юм. При необходимо-
сти опирания или заделки набивных свай в скальные грунты глуби-
на бурения скважин должна быть не менее чем на 1,5 м ниже кон-
цов свай. При наличии в скальных грунтах карста, прослоек нескаль-
ного грунта и других местных ослаблений число и глубину скважин
назначают по программе изыскательских работ исходя из особенно-
стей инженерно-геологических условий исследуемой строительной
площадки.
В задании на инженерные изыскания ориентировочную длину на-
бивных свай для назначения глубины бурения разведочных скважин
определяют по данным о грунтах, полученных из фондовых мате-
риалов ранее проведенных инженерно-геологических изысканий или
по аналогии с фундаментами смежных зданий и сооружений.
Для малоэтажных зданий и сооружений сельскохозяйственного
назначения (складов, навесов и т. д.) на набивных сваях-колоннах
допускается ограничивать глубину бурения скважин на 2 м ниже
концов свай.
5—973
65
Испытания свай статическими нагрузками проводят с соблюди
нием требований ГОСТ 5686—78,
1V.4. Технология изготовления
Буронабивные сваи. Буронабивные сваи в связньц
сухих и маловлажных грунтах устраивают следующим
образом (рис. IV. 1). Буровой агрегат, снабженный рабочим oprg.
ном, действующим по принципу вращательного бурения (шнековая
колонна или ковшовый бур), разбуривает скважину необходимо^
диаметра и глубины в зависимости от требований проекта и при.
меняемого оборудования. Устье скважин обсаживают от возможного
обрушения металлическим патрубком. Бурение чаще всего выполни,
ют с периодической, по мере наполнения рабочего органа, выдачей
грунта на поверхность в отвал с последующей погрузкой в авто,
транспорт.
После того как забой скважины достигнет проектной отметки,
в нижней части или по длине скважины разбуривают полость с по.
мощью специального приспособления — уширителя. По окончании
бурения скважину освидетельствуют. В скважину устанавливают ар.
матурный каркас с фиксаторами положения в скважине для гаран-
тированного создания защитного слоя бетона толщиной 50...60 мм
на стволе сваи. Опускают в скважину бетонолитную трубу с при-
емной воронкой. Бетонолитные трубы, как правило, секционные, со
стыками различных конструкций или телескопические. При устрой-
стве свай по описываемой технологии к стыкам бетонолитных труб
не предъявляют особых требований по герметичности. Основная
цель стыков — обеспечить быстрое и надежное соединение секций
труб. Бетонную смесь подают в приемную воронку бетонолитной
трубы непосредственно из автобетоносмесителя или из специального
приемного бункера, в который выгружают бетонную смесь, приго-
товленную на месте или централизованно. Выполняют бетонирование
сваи методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ), т. е. по-
степенно извлекая бетонолитную трубу из скважины. Уплотнение
бетонной смеси в скважине выполняют с помощью вибраторов, укреп-
ленных на бетонолитной трубе. По окончании бетонирования сква-
жины голову сваи формуют в специальном инвентарном кондукторе.
По этой технологии изготовляют буронабивные сваи диаметром
400... 1200 мм и длиной до 30 м. Такие сваи нашли широкое приме-
нение в промышленном и гражданском строительстве.
Буронабивные сваи с креплением стенок сква-
жин избыточным давлением воды или глинистым
раствором. Применяют при работе в неустойчивых обводненных
грунтах,
66
Рис. IV.1. Технологическая схема устройства буронабивных свай без примене-
ния обсадных труб
1—бурение скважины; // — устройство уширения механическим способом;
ТП — установка арматурного каркаса; IV — опускание в скважину бетонолит-
ной трубы с приемной воронкой; V — заполнение скважины бетонной смесью;
W — извлечение бетонолитной трубы. Формование головы сваи в инвентарном
кондукторе
5*
Бурение скважин чаще всего осуществляют вращательным
ударным способом, однако в случае необходимости проходки скадь.
ных включений и прослоек могут быть применены сменные рабоц^
органы ударного типа (грейферы и долота).
В процессе бурения в скважину закачивают глинистый раствор
который гидравлическим давлением противодействует обрушен^
грунта стенок. Этому же способствует и образование на стенках
скважины глинистой корки вследствие фильтрации раствора в грун^
Для приготовления глинистых растворов на стройплощадках
размещают склад глины, глиносмесители, грязевые насосы, отстой,
ники для чистого и отработанного раствора.
Глину используют бентонитовую или местную комовую, если она
по своему составу удовлетворяет техническим требованиям. Расход
глины зависит от заданной плотности раствора.
Чтобы избежать загрязнения строительной площадки раствором,
по ее периметру в грунте размещают деревянные желобы (уклон
1 : 100), по которым поступает в сборный зумпф отработанный рас*
твор из скважин. Наряду с описанным способом в отдельных слу.
чаях крепление стенок скважин производят избыточным давлением
столба воды. Если крепление стенок скважины осуществляют из*
быточным давлением столба воды, то необходимым условием про.
изводства работ является превышение уровня воды в скважине над
уровнем грунтовых вод.
После производства буровых работ и зачистки забоя в скважи-
ну устанавливают арматурный каркас и бетонолитную трубу, с по-
мощью которой выполняют бетонирование. В процессе бетонирова-
ния бетонолитную трубу постепенно извлекают из скважины, сокра-
щая ее длину путем уменьшения числа секций. Для ускорения опе-
рации их расстыковки применяют быстроразъемные хомуты.
Опыт работ по бетонированию свай показал, что бетонолитные
трубы рационально снабжать донным клапаном. Клапан имеет ре-
зиновое уплотнение, которое до момента открытия клапана прижи-
мается к торцу трубы защелкой с пружиной.
Бетонолитную трубу с закрытым нижним клапаном опускают
в скважину до упора в ее дно, после чего трубу и ее приемный бун-
кер заполняют бетонной смесью. Затем трубу перемещают вверх.
Под давлением столба бетонной смеси клапан открывается и смесь
заполняет затрубное пространство бетонируемой скважины.
Способы бетонирования и формования головы свай не отлича-
ются от аналогичных способов устройства свай в сухих устойчивых
грунтах.
Буронабивные сваи с креплением стенок сква-
жин обсадными трубами применяют практически в любых
геологических и гидрогеологических условиях. Обсадные трубы для
68
держания стенок скважин могут быть оставлены в грунте (входить
в состав конструкции сваи). Однако наиболее рациональны инвен-
тарные обсадные трубы, извлекаемые в процессе изготовления свай.
Соединение секций обсадных труб осуществляют с помощью свар-
ки или используют стыки болтовой конструкции, как, например,
в комплектах оборудования «Беното», «Като» и некоторых других.
Обсадные трубы погружают в грунт вдавливанием с помощью
гидродомкратов (при наличии специального бурового оборудова-
ния), забивкой или вибропогружением в процессе бурения скважины.
При ударном бурении обсадную трубу погружают в грунт по
мере разработки скважин, следом за забоем или опережая его
в зависимости от вида проходных грунтов, до достижения проект-
ной отметки. При этом секции обсадных труб наращивают по мере
необходимости. Затем бетонируют сваю.
При вращательном бурении скважин сваи устраивают следую-
щим образом {рис. IV.2). На длину секции обсадной трубы прохо-
Рис. IV.2. Технологическая схема устройства буронабивных свай с применени-
ем обсадных труб и при вращательном бурении скважин
7—монтаж ротора и забуривание скважины с одновременным погружением
обсадных труб; II — бурение скважины, наращивание секций обсадной трубы;
777 —зачистка забоя скважины; 7V — заполнение скважины бетонной смесью
методом ВПТ; V— извлечение обсадных труб с уплотнением бетона и уста-
новка армокаркаса; VI — формование головы сваи в инвентарном кондукторе
дят пионерную скважину, в которую погружают обсадную трубу.
Выполняют бурение следующего участка скважины и погружают
в нее очередную секцию обсадной трубы. Таким образом, бурение
ведут до проектной отметки.
Затем выполняют зачистку забоя. Устанавливают в скважину
арматурный каркас и заполняют ее бетонной смесью. При этом, как
и при бетонировании скважин под водой или глинистым раствором,
обычно применяют секционные бетонолитные трубы.
По мере заполнения скважины бетонной смесью извлекают об-
садную трубу с одновременным уплотнением смеси, происходящим
69
I H TH w
IV.3. Технологическая схема устройства буронабивных свай в устойчивых
РИС* ' ’ грунтах с помощью вибросердечника
бупениз скважины; 11 — установка бункера-дозатора для приема бетонной
— установка арматурного каркаса; /V — бетонирование скважины
СМ высоту 3...4 м; V — виброуплотнение смеси; V/— виброукладка бетонной
яа оставшейся части ствола; V//— окончание бетонирования и извлечение
С бпосердечника; VIII — готовая свая с оформленной головой; / — подъемный
вй?н’ 2— буровая установка; 3 — буровой кондуктор; 4 — бадья; 5 — бункер-
матор; 6 ~~ кронштейн бункера-дозатора; 7 — арматурный каркас; 8 — цент-
ляоуюшая скоба арматурного каркаса; 9 — вибросердечник; 10 — бетон; 11 —
готовая свая-оболочка
в результате сообщения обсадным трубам возвратно-поступательно-
го и вращательного движения.
По окончании бетонирования скважин формуют голову сваи.
В. сухих скважинах бетонирование можно вести с помощью бун-
керов и контейнеров специальной конструкции.
В наиболее сложных и ответственных случаях бетонирование
скважин ведут методом восходящего раствора (ВР) или комбиниро-
ванным. В последнем случае методом ВР заполняют нижнюю часть
скважины ниже уровня грунтовых вод, а методом ВПТ — верхнюю.
Трубу для подачи раствора при бетонировании методом ВР поме-
щают в бетонолитную трубу и извлекают ее с переходом на бето-
нирование методом ВПТ.
Буронабивные полые сваи (сваи-оболочки)
рекомендуется изготовлять с помощью многосекционного вибросер-
дечника (способ разработан Киевским отделом ВНИИГСа при учас-
тии ВНИИОСП им. Н. М. Герсеванова).
Вибросердечник представляет собой корпус из секций труб,
опертых одна на другую, причем внутри каждой секции размещены
вибраторы. При включении каждый вибратор вибрирует в основном
ту секцию, в которой он расположен, т. е. виброуплотняет бетон
ствола сваи, прилегающей к данной секции.
Буронабивные сваи-оболочки устраивают в устойчивых грунтах,
не требующих закрепления стенок скважин. Работы выполняют в сле-
дующем порядке (рис. IV.3) Буровым станком проходят скважину
требуемых размеров. Устанавливают бункер-дозатор для приема бе-
тонной смеси. В скважину опускают арматурный каркас с направ-
ляющими скобами, которые обеспечивают центрирование каркаса
относительно поперечного кольцевого сечения сваи, а также вибро-
сердечника относительно каркаса. Выполняют бетонирование ствола
сваи на высоту 3...4 м. Устанавливают вибросердечник на бетонную
смесь, включают вибраторы нижней секции и выполняют виброуплот-
нение смеси при одновременном погружении вибросердечника. Когда
расстояние от нижнего конца погружающего в бетонную смесь
вибросердечника до пяты сваи составит 0,7 ее диаметра, или 0,5 м,
его положение фиксируют с помощью кронштейнов бункера-доза-
71
тора. Затем выполняют виброукладку бетонной смеси оставшейся
части ствола. Попеременно включая вибраторы, добиваются полного
заполнения скважины, после чего производят дифференцированное
по высоте ствола виброуплотнение бетонной смеси в течение 5...
8 мин. По окончании виброуплотнения включают все вибраторы
и извлекают вибросердечник. По мере извлечения секций вибраторы
отключают, затем устраивают ствол сплошного сечения в верхнем
торце сваи длиной, равной ее диаметру, и оформляют голову
сваи.
Обычно скважины для буронабивных свай проходят с помощью
навесного оборудования к крану МКГ-25 грузоподъемностью 25 т.
Для того чтобы этим же краном можно было извлекать вибросер-
дечник, необходимо, как показали исследования, придать последне-
му коническую форму с углом наклона образующей около Г. По-
верхность вибросердечника должна быть гладкой, а в его нижнем
торце необходим противовакуумный клапан, ликвидирующий силы
сопротивления, возникающие из-за разрежения под сердечником при
его извлечении. Последнее в начальной стадии выполняют с вклю-
ченными вибраторами. Усилие для извлечения пятисекционного ко-
нического вибросердечника 530ВС длиной 12 м не превышает
100 кН.
При изготовлении буронабивных свай-оболочек с применением
вибросердечника используют жесткие бетонные смеси. Такие смеси
не подвержены расслаиванию, их отличают уменьшенное содержа-
ние воды, вяжущего вещества и мелкого заполнителя и как след-
ствие более высокая концентрация крупного заполнителя в бетоне.
Так как толщина ствола буронабивной сваи-оболочки составляет
около 150 мм и по оси кольцевого сечения расположен арматурный
каркас, оптимальные размеры крупного заполнителя должны нахо-
диться в пределах 20...30 мм.
При виброформовании буронабивных свай-оболочек бетонную
смесь переводят в состояние пластично-вязкого течения, при котором
она, растекаясь, хорошо заполняет ствол сваи, самоуплотняется
и приобретает более плотную и устойчивую структуру по сравнению
с начальной. Требуемую степень уплотнения бетона достигают раз-
личным сочетанием интенсивности и длительности вибрирования
смеси.
Сваи армируют каркасами с продольными стержнями диаметром
не менее 16 мм и спиральной арматурой диаметром 6... 10 мм.
Готовые полые сваи и сваи-оболочки имеют следующие размеры
сечения: толщина стенок ствола свай диаметром 0,5 и 0,6 м — 10 мм;
свай диаметром 0,8; 1 и 1,2 м—120 мм; свай диаметром 1,5 м —
150 мм; толщина торцовой стенки свай-оболочек диаметром до
0,8 м 0,5; свай-оболочек диаметром более 0,8—0,7 диаметра сваи.
72
© ©
О - места дурения скважин
Ф - забетонированные скважины
© ©
^-проверенные скважины с
установленными арматурное
ми каркасами
о>-пробуренные скважины
Рис. IV.4. Схемы перемещения на стройплощадке оборудования
с —для устройства фундаментов с ростверком на двух сваях; б — то же, на
пяти сваях
Организация работ по устройству буронабивных свай зависит от
конструкции фундамента, вида грунта строительной площадки, при-
меняемых механизмов, сезонности работ и других факторов.
При выполнении проекта производства работ важно выбрать
рациональную схему перемещения буровой машины — основного аг-
регата, входящего в состав комплекса машин и оборудования, с по-
мощью которого сооружают сваи.
Например, если фундамент состоит из двух свай, которые в даль-
нейшем перекрывают ростверком, то работы по бурению и бетони-
рованию производят последовательно. Буровая машина выполняет
работы с одной стоянки (рис. IV.4, а).
Если фундамент состоит из пяти свай, перекрываемых роствер-
ком, то работы по бурению в каждом кусте свай выполняют в два
прохода с двух стоянок (рис. IV.4, б),
73
При наличии нескольких буровых'машин работы можно проц3,
водить при параллельном перемещении механизмов в одном и то^
же направлении.
На строительстве КамАЗа специализированным управлением В/О *Гидр0
спецстрой» была использована «челночная» схема движения механизмов
рение и бетонирование свай фундаментов цеха выполняли сразу по четыре
продольным осям при одном направлении движения буровых машин и авт0,
бетоносмесителей. Недостатком работ при таком движении механизмов явля.
ется снижение их производительности из-за холостого хода. Непроизводитедь.
ные потери времени на холостой ход доходили до двух часов в смену. Частьц
перегоны оборудования в пределах стройплощадки нередко приводили к
поломкам, что вызывало непредусмотренные простои во время ремонта.
В целях сокращения указанных потерь времени была разработана дру,
гая схема производства работ, когда механизмы двигались во встречном на.
правлении. Холостой ход их при этом исключался.
Важное значение при устройстве буронабивных свай имеет ра.
циональная организация бетонных работ. Наряду с широко распрост.
раненным методом ВПТ в последние годы получили внедрение и тех-
нологические приемы укладки бетонной смеси, другое оборудование.
Так, опыт строительных организаций Минэнерго СССР показал
эффективность укладки бетонной смеси методом свободного сброса
в скважины, стенки которых сложены грунтами, устойчивыми от
вывалов. В работе применялись бетонные смеси с осадкой конуса
5...8 см (расход цемента 250...300 кг/м3).
При свободном сбросе в скважину (рис. IV.5) бетонная смесь,
как показали исследования, уплотняется при падении, что положи-
тельно сказывается на качестве бетона.
Для уплотнения жестких бетонных смесей применяют мощные
глубинные вибраторы. Находят применение также и другие вибра-
торы, как, например, устройство с вибратором ИВ-60 и с поплавком
(рис. IV.6). Такое устройство до начала бетонирования располага-
ют на дне скважины. При бетонировании вибратор всплывает вверх
синхронно с заполнением скважины бетонным раствором.
На строительстве Загорской ГАЭС при устройстве буронабивных свай
использовали жесткие бетонные смеси, которые укладывали методом свобод-
ного сброса через направляющий патрубок. Забой скважины покрывали слоя-
ми щебня, которые уплотняли трамбованием. Толщина слоя уплотненного
грунта со щебнем достигала 1,5 м. После подготовки забоя скважины в нее
опускали арматурный каркас, а затем начинали бетонирование. В процессе
укладки бетонной смеси производили извлечение обсадных труб. После этих
операций бетонный ствол сваи уплотняли на всю высоту глубинным вибрато-
ром В1-697.
При бетонировании скважин, не заполненных водой или глини-
стым раствором, успешно применяют телескопические бетонолитные
трубы, как это было на строительстве КамАЗа. Такие трубы состо-
ят из двух секций: внутренней длинной и внешней укороченной. Бе-
тонную смесь в начале работ подают по внутренней секции. После
74
I
рис. IV.5. Схема бетонирования свай ме-
тодом свободного сброса
у —установка обсадного патрубка; /7 —
установка армокаркаса; III — установка
приемной воронки и бетонирование сква-
жины; /V — оформление и уход за оголов-
ком сваи; 1 — обсадной патрубок; 2 — ар-
мокаркас; 3 — приемная воронка; 4 —- ав-
тобетоносмеситель; 5 — опилки
Рис. IV.6. Поплавок с глубинным вибрато-
ром для уплотнения бетонной смеси в бу-
ронабивных сваях
1 — вибратор ИВ-60; 2 — поплавок; 3 — пи-
тающий кабель; 4 — канат
того когда смесь доходит до внешней (укороченной), внутреннюю
секцию убирают.
На некоторых стройках страны при устройстве буронабивных
свай бетонирование скважин стали выполнять напорным методом.
В этом случае бетонная смесь в скважину поступает от бетонона-
соса по напорному бетонопроводу, Исследованиями установлено, что
75
воздействие давления на бетонную смесь при ее нагнетании в скв^,
жину увеличивает прочность бетона и его водонепроницаемость, СОч
кращает число дефектов в стволе сваи.
При выполнении работ с использованием бетононасосов важное
значение имеет назначение оптимальных составов бетонных смесей
которая должна обеспечить минимальное для назначенной интенсив,
ности укладки сопротивление подъему смеси в скважине и получе,
ние бетона с рациональным расходованием составляющих.
Набивные сваи, устраиваемые в скважинах без выемки грунта,
Сваи в скважинах, пробитых сердечником. Обра.
зование скважин путем сбрасывания конического сердечника — пер,
вая операция при устройстве свай системы «Компрессоль». В резуль,
тате последовательных сбросов с высоты такого сердечника в грунте
образуется скважина, которую заполняют бетонной смесью, щебнем,
песком. Засыпанный в скважину материал уплотняют ударами трам,
бовки, в результате чего расширяются ствол сваи и ее пята. Уплот.
нение засыпанного материала завершают ударами трамбовки с плос-
кой нижней частью.
В более поздних модификациях описанной технологической схе.
мы для образования скважин используют конический наконечник,
по которому удары наносит дизель-молот.
Для ускорения работ в ряде случаев операции пробивки пред,
шествует бурение лидерной скважины, которую расширяют сбрасы-
ванием трамбовки конической формы. Для этой операции применя-
ют, например, станки БС-1М. В готовую скважину подают жесткую
бетонную смесь и, трамбуя ее, в основании сваи выполняют ушире-
ние. Затем через обсадной патрубок в скважину заводят арматур,
ный каркас и заполняют ее бетонной смесью пластичной конси-
стенции.
Для устранения просадочных свойств грунтов широкое примене-
ние нашли грунтовые сваи, которые являются разновидностью на-
бивных свай, выполняемых из грунтового материала в скважинах,
пробитых в грунте специальным трамбующим снарядом. Последний
навешивают на станок ударно-канатного бурения.
В способе виброформования свай вместо бурового станка
применяют специальный виброформователь, представляющий собой
металлическую штангу. Его погружают в грунт вибратором. В про-
цессе движения виброформователя вниз на него (в полость между
штангой и стенками скважины) подают бетонную смесь. Когда сква-
жина пройдена на необходимую глубину, штангу извлекают наверх,
а наконечник остается внизу. Извлечение штанги выполняют с виб-
рацией, что способствует качественному изготовлению ствола сваи.
Вибрирование дает возможность использовать жесткие бетонные
смеси. В верхней части сваи устанавливают арматуру.
76
рис, IV.7, Технологическая схема устройства вибронабивных свай с уширенной
пятой
/ — погружение инвентарной трубы; // — подача бетона для устройства уши-
рения (пяты); III — опускание трамбовки; /V — устройство уширения; V —
опускание каркаса; VI — извлечение трубы; 1— теряемый башмак; 2 — инвен-
тарная труба; 3 — воронка; 4 — вибропогружатель; 5 •— трубчатая трамбовка;
6 — армокаркас; 7 — пЯТа
Минмонтажспецстроем СССР разработаны вибронабивные сваи
с устройством их в скважинах, образуемых забивкой в грунт инвен-
тарной трубы с теряемым наконечником. После забивки в трубу по-
дают пластичную бетонную смесь на высоту около 1 м и уплотняют
ее трамбовкой, которая связана штангой с вибратором ВПП-2, под-
вешенным на кране (рис, IV.7), При этом в нижней части сваи воз-
никает уширение, на которое опускают арматурный каркас. Затем
заполняют скважину жесткой бетонной смесью и извлекают обсад-
ную трубу.
Описанный технологический вариант рекомендован для устрой-
ства свай диаметром 40 см и длиной до 9 м.
Виброметод вдавливания лидера применен при устройстве ко-
ротких конических свай для фундаментов жилых и промышленных
зданий. Базовой машиной является агрегат типа ВВПС-20/11 или
ВВПС-32/19. С помощью этих агрегатов в грунт вдавливают конус-
ный наконечник, затем в образовавшуюся коническую скважину уста-
навливают армокаркас и подают бетонную смесь.
77
В лессовых грунтах I типа по просадочности целесообразно ис-
пользовать наконечники с углом конусности 21° при диаметре в верх-
ней части 800 мм.
В последние годы на стройках нашей страны в результате ра-
боты специалистов ВНИИОСП им. Н. М. Герсеванова успешное при-
менение находят фундаменты в вытрамбованных скважинах-котло-
ванах, представляющие собой короткие набивные сваи длиной до
3 м (размер в верхней части 0,6—1,0 м). Скважины-котлованы вы-
полняют без выемки грунта ударами трамбовки, а затем заполняют
бетонной смесью враспор или устанавливают в них готовые железо-
бетонные элементы.
Такие фундаменты применяют в различных районах СССР, в том
числе с сейсмичностью до 8...9 баллов на грунтах I типа по проса-
дочности; в глинистых грунтах с плотностью скелета грунта до
1,56...1,7 т/м3, а также в пылеватых, мелких и глинистых песках
рыхлого и среднего сложения. Фундаменты используют для каркас-
ных промышленных, сельскохозяйственных и гражданских зданий
с нагрузкой на колонну до 2000 кН, бескаркасных жилых
гражданских зданий с нагрузкой до 500 кН на 1м погонной
длины.
В результате трамбования под скважиной-котлованом и вокруг
образуется уплотненная зона грунта, в пределах которой повыша-
ются прочностные характеристики грунта, снижается его сжимае-
мость.
При необходимости скважины-котлованы устраивают с уширен-
ным основанием. В этом случае в дно скважины втрамбовывают
щебень, песчано-гравийную смесь, песок и т. д.
Трамбовку, подвешенную на базовой машине, сбрасывают по
направляющей штанге с высоты 3...7 м. Если скважины-котлованы
выполняют под обычные столбчатые фундаменты (без уширения ос-
нования) на глубину 2 м, то на это затрачивают 10...16 ударов, или
2...4 мин, а для втрамбовывания в дно жесткого материала — около
15...20 ударов, или 8... 12 мин.
Ориентировочное число ударов трамбовки для устройства кот-
лованов на заданную глубину, согласно рекомендациям ВНИИОСП
им. Н. М. Герсеванова, определяют как
л = Лк/ЛА,
где hK — глубина скважины-котлована, м; т] — коэффициент, учиты-
вающий состояние грунта по влажности и принимаемый равным 1 при
вытрамбовывании котлованов в грунтах с влажностью, близкой
к оптимальной, а при понижении влажности более чем на 0,03...
0,005 от оптимальной — 0,7; А— понижение дна котлована за один
удар, принимаемое для трамбовок с заостренным нижним концом
150 мм; для трамбовок с плоским основанием площадью менее
1 м2-^ 100 мм; 1...2 м2 —80 мм; более 2 м2—60 мм.
78
Вытрамбовывание котлованов выполняют при оптимальной или
близкой к ней влажности грунта.
Ориентировочное значение оптимальной влажности для Глини-
ных грунтов принимается равным: №0=№р —(0,01...0,03), где
— влажность на границе раскатывания.
Объем воды для получения оптимальной влажности грунта под
каждый котлован определяют как
Л=1,2[Тск (Wq-W) /1УплЛ/Тв,
где Vb — удельный вес воды, т/м3; F — площадь проекции уплот-
ненной зоны, мм2; Wo— оптимальная влажность грунта, %; W— при-
родная влажность грунта, %; уск — среднее значение плотности ске-
лета грунта естественного сложения (или насыпного) в пределах
слоя от отметки вытрамбовывания до нижней границы уплотненной
зоны, т/м3; /гУпл — максимально получаемая толщина уплотненного
слоя под котлован, которую принимают равной 1,5 Ьср (Ьс$ — ширина
вытрамбованного котлована в средней части его глубины, м), м«
При заливке расчетного объема воды для доувлажнения буду-
щий котлован ограждают грунтовым валиком. Если увлажнение на-
до выполнить на глубину более 2,5...3 м, для замачивания устраи-
вают скважины диаметром 20...30 см, глубиной 1,2 м, в которые за-
ливают воду.
Вытрамбовывание вызывает динамические воздействия на близ-
корасположенные здания и сооружения. «Руководство по проекти-
рованию и устройству фундаментов в вытрамбованных котлованах»
(Стройиздат, 1981) допускает производство работ трамбовки мас-
сой 3...6 т на следующем расстоянии от фундаментов:
не менее 10 м от зданий и сооружений, находящихся в удовлет-
ворительном состоянии и не имеющих трещин в стенах;
не менее 15 м от зданий и сооружений, имеющих трещины
в стенах, а также от инженерных коммуникаций, выполненных из
чугунных, керамических, асбестовых и железобетонных труб.
Если масса трамбовок менее 3 т, указанные расстояния могут
быть уменьшены в 1,5 раза.
Вытрамбовывание выполняют в соответствии с проектом или
технологической картой производства работ.
Схему движения механизма, очередность вытрамбовывания
скважин выбирают так, чтобы обеспечить бетонирование не позд-
нее чем через 1...2 сут после окончания вытрамбовывания. При этом
расстояние между трамбуемой и бетонируемой скважиной должно
быть не менее 15 м для того, чтобы сохранить свежеуложенный
бетон от сотрясений в течение первых трех суток его твердения.
Если расстояние (в свету) между отдельными скважинами ме-
нее 0,8 Ьср, вытрамбовывание осуществляют через одну скважину,
выполняя пропущенные не менее чем через трое суток после бето-
нирования ранее устроенных,
79
Вытрамбовывание на каждой стоянке механизма выполняют сра-
зу на всю глубину, которая должна соответствовать проектной
с точностью ±50 мм. Смещение центров вытрамбованных скважин-
котлованов от проектного положения не должно превышать 0,1,
а при наличии стакана для установки под опорой колонны — 0,05 их
ширины.
Втрамбование жесткого материала в дно скважины-котлована
выполняют сразу же после ее устройства, не изменяя положения
механизма и направляющей штанги. Материал засыпают отдельны-
ми порциями так, чтобы скважина-котлован заполнялась всякий раз
На 0,6... 1,2 м по высоте.
В процессе втрамбовывания жесткого материала трамбовку
сбрасывают с высоты 4...8 м. Если при этом наблюдается осыпание
грунта со стенок скважины-котлована, то высоту сбрасывания сни-
жают до 3...4 м.
Втрамбовывание жесткого материала в зимних условиях мож-
но выполнять только при талом состоянии грунта на ее дне. Интер-
вал времени между вытрамбовыванием скважины-котлована и на-
чалом втрамбовывания жесткого материала не должен превышать
4...5 ч. Жесткий материал используют в сыпучем или талом состоя-
нии. По завершении вытрамбовывания скважины-котлованы закры-
вают утепленными крышками.
В и н т о н а б и в н ы е сваи. Их применяют в грунтах, кото-
рые допускают устройство скважин без выемки грунта ввинчивани-
ем ведущей трубы с винтовым формирующим наконечником. Такие
сваи включают в конструкцию фундаментов, сооружаемых в песча-
ных и глинистых грунтах, где необходимы сван длиной до 15 м
с диаметром ствола 10...20 см. Винтонабнвные сваи не рекоменду-
ется применять в насыпных грунтах с включениями, в грунтах II ти-
па по просадочности.
Винтонабивная свая имеет вид железобетонного (бетонного) ци-
линдра (ствол сваи) с винтовыми выступами по всей его длине или
его части (рис. IV.8).
Армируют винтонабивную сваю в зависимости от назначения
и диаметра ствола сварными арматурными каркасами, одиночными
стержнями и другой арматурой. Верхнюю цилиндрическую часть
сваи без винтовых выступов армируют дополнительным каркасом.
В отдельных случаях сваи, воспринимающие осевую сжимающую на-
грузку, армируют только в их верхней части.
Теряемые башмаки изготовляют литыми или штампованными из
чугуна или стали с углом при вершине конуса 50...60°.
Винтонабивные сваи изготовляют из мелкозернистого (песчано-
го) бетона класса В15. Проектную марку бетона по морозостойкости
назначают в соответствии с требованиями нормативных документов
80
a
S
г
Рис. IV.8. Схемы конструкций винтонабивных свай
а, б — висячие сваи; в, г—анкерные сваи; / — ствол сваи, 2 — винтовые вы-
ступы; 3 — арматурный стержень; 4 — дополнительный каркас в голове сваи;
5 —арматурный каркас; 6 — центрирующие элементы из проволоки диаметром
5...6 мм; 7 — теряемый башмак
по проектированию данного вида сооружений. При приготовлении
бетонной смеси из сухой цементно-песчаной смеси, доставляемой
в контейнерах на строительную площадку, рекомендуется приме-
нять гидрофобный портландцемент.
Для выполнения операций по устройству скважин, армированию
и бетонированию винтонабивных свай используют машины типа МС.
Машина смонтирована на автомобильном шасси, имеет вертикаль-
ную ферму, по которой перемещается механизм вращения ведущей
6—973
81
Рис. IV.9. Технологическая схема устройства винтонабивных свай
I — устройство скважины; II — вывинчивание винтового наконечника на высо-
ту 50—10 мм над забоем скважины и отделение теряемого башмака; /// — бе-
тонирование (формование) сваи; IV — бетонирование и дополнительное арми-
рование головы сваи; / — ведущая труба; 2 — винтовой формующий наконеч-
ник; 3 — резино-тканевый рукав; 4 — теряемый башмак; 5 — арматура; б — до-
полнительный арматурный каркас
трубы с винтовым наконечником. В нижней части этого наконечника
перед началом работ устанавливают теряемый конический башмак.
В зимний период при глубине промерзания мерзлого грунта бо-
лее 100 мм перед началом работ его прогревают в местах устройства
свай, используя электронагрев, огневой или другой способ. Без ото-
грева грунта можно устраивать скважину на глубину промерзания
способом вращательного бурения. Диаметр скважин при этом дол-
жен соответствовать диаметру винтового наконечника по винтовым
выступам.
Винтонабивные сваи устраивают следующим образом.
Проходят скважину в две стадии. Верхнюю цилиндрическую
часть скважины устраивают вдавливанием винтового наконечника
в грунт без вращения. Глубже скважину образуют ввинчиванием
наконечника (рис. IV.9).
В плотных песчаных и тугопластичных глинистых грунтах сваи
устраивают, проходя лидерные скважины шнековым бурением или
ввинчиванием в грунт ведущей трубы с вйнтовым наконечником,
диаметр которого в 1,5...2 раза меньше проектного диаметра свай.
Сваи армируют готовыми каркасами или отдельными стержня-
ми, как правило, жестко соединенными с теряемыми башмаками по-
82
средством сварки. Арматуру вводят в ведущую трубу через полый
винтовой наконечник перед началом устройства сваи и закрепляют
в ней с натяжением для плотного прижатия теряемого башмака
к винтовому наконечнику.
Открепление арматуры и отделение теряемого башмака от вин-
тового наконечника выполняют после устройства скважины на про-
ектную глубину и подъема наконечника вывинчиванием на 50... 100 мм
над забоем скважины.
Бетонирование сваи проводят по мере извлечения из нее веду-
щей трубы с винтовым наконечником при непрерывном нагнетании
бетонной смеси в скважину по заданному режиму. Затем выпол-
няют дополнительное армирование головы сваи и заканчивают бето-
нирование.
Режим нагнетания бетонной смеси в скважину определяют по
специальной методике, включающей прессиометрические исследова-
ния грунтов.
Набивные сваи, устраиваемые с использованием оболочки, из-
влекаемой из грунта. Пневмонабивные сваи. При их
устройстве обсадную трубу диаметром 500...600 мм погружают с по-
мощью сваебойного оборудования или вибропогружателя. В песча-
ные грунты трубу погружают с открытым концом, удаляя грунт
гидромеханическим способом; в глинистые грунты — с приставным,
свободно отделяющимся наконечником, оставляемым в грунте. Когда
труба достигнет проектной отметки, в нее опускают арматурный
каркас.
Пространство внутри трубы осушают сжатым воздухом. Затем
вверху трубы прикрепляют «шлюзок» — отрезок трубы с впускным
и выпускным клапанами, выполняющий те же функции, что и ма-
териальный прикамерок шлюзового кессонного аппарата, который
служит для порционной подачи бетонной смеси в обсадную трубу
без снижения в ней давления воздуха.
Сжатый воздух давлением вниз прессует смесь и выжимает ее
из трубы, уплотняя окружающий грунт, а давлением вверх способ-
ствует подъему трубы из грунта, который осуществляют лебедкой.
Частотрамбованные сваи. При их устройстве
(рис. IV. 10) в грунт забивают обсадную трубу диаметром 325...
426 мм, состоящую из звеньев. Нижний конец трубы, утолщенный
приваркой трамбующего ободка, свободно опирается на чугунный
башмак, остающийся после забивки в грунте. Уплотнителем служит
просмоленный канат диаметром не менее 12 мм, укладываемый в три
витка. Для погружения трубы обычно используют копер с паровоз-
душным молотом. Если свая должна быть армирована, то в трубу
после забивки устанавливают каркас из продольных стержней, об-
витых спиральной арматурой диаметром 16 мм,
6*
83
Рис. IV. 10. Последовательность изготовления частотрамбованных свай
/ — установка трубы с молотом и наголовником на башмак; // — забивка
трубы до проектной отметки; /// — установка арматурного каркаса; /V —за-
грузка бетона в трубу; V — трамбование бетона и извлечение трубы на высоту
4...4,5 м; V/ —загрузка песка для создания пригрузочной пробки; VII — из-
влечение трубы из грунта до дневной поверхности; / — башмак; 2 —труба;
8 — бадья для бетона; 4 — ковш для загрузки песка; 5 песок; 6 — арматур*
ный каркас
84
Бетонную смесь (класс бетона В15, расход цемента—не менее
300 кг/м3, осадка конуса 7...8 см) загружают в обсадную трубу од-
ной или двумя порциями и трамбуют, используя паровоздушный
молот. Автоматическое парораспределение молота должно быть так
отрегулировано, чтобы удар вверх по специальной наковальне, со-
единенной тягами с обсадной трубой, извлекал трубу из грунта при-
мерно на 20—50 мм (при этом бетонная смесь должна выходить из
трубы в скважину), а удар вниз осаживал ее обратно на 20...30 мм
(при этом трамбующий ободок должен трамбовать бетон). При чис-
ле ударов в минуту не менее 80 ствол сваи получается очень плот-
ным, с правильной гофрированной поверхностью.
Особого внимания требует обеспечение достаточно плотной
укладки и трамбовки бетонной смеси в верхней части сваи. Для
этого рекомендуется изготовлять сваи до отрывки котлована или же
оставлять невыбранным до проектной отметки слой земли толщиной
не менее 1 м. В обсадную трубу выше бетонной смеси засыпают пе-
сок для создания пригрузочной пробки. Все же верхнюю часть сваи
на высоте 0,3—0,4 м приходится удалять вследствие неплотности
бетона, что следует учитывать при проектировании.
Расход бетона обычно превышает геометрический объем сква-
жины на 25...30 %, однако при забивке труб в плотные глины этого
увеличения может не быть. Уменьшение же объема уложенного объ-
ема свидетельствует о плохом трамбовании или о наличии разры-
вов в стволе сваи.
Производительность при устройстве свай в плотных грунтах —<
5...6 свай длиной 8...10 м в смену, в рыхлых грунтах — до 10 свай.
Виброштампованные сваи. Такие сваи длиной до Юм
и диаметром 0,5 м устраивают в связных неводонасыщенных грунтах,
в частности в лессовых просадочных.
Скважины выполняют с помощью виброжелонки или комплек-
та оборудования для пробивки. Указанное оборудование навешивают
на краны-экскаваторы (рис. IV.11).
Оборудование для пробивки скважин включает в себя обсад-
ную трубу, закрытую снизу коническим наконечником, направляю-
щую плиту, молот и виброустройство для извлечения трубы. На-
правляющая плита обеспечивает вертикальность погружения обсад-
ной трубы и служит опорным основанием для гидродомкратов при
извлечении трубы из грунта. Погружение трубы в грунт обеспечива-
ют молотом, который работает внутри обсадной трубы и наносит
удары по верхнему торцу ее наконечника.
Для устройства свай большой длины применяют также комби-
нированный способ образования скважин, когда до глубины 2,5...
3,5 м скважину проходят бурильной машиной, а далее применяют
виброжелонку или обсадную трубу.
85
Рис. IV.11. Технологическая схема устройства виброштампованных свай
/ — образование скважины; // — загрузка бетонной смесью из бадьи; III —
погружение виброштампа в бетонную смесь; IV— заполнение скважины бе*
тонной смесью; V—повторное виброштампование; V/— заполнение скважины
бетоном; V//— установка арматурного каркаса; V///— заполнение смесью
полости арматурного каркаса; IX — последний цикл виброштампования; X-
окончательное уплотнение бетонной смеси
До начала бетонирования на устье скважины устанавливают
тяжелый металлический кондуктор, полая направляющая труба ко-
торого имеет диаметр на 10 мм больший, чем диаметр виброштампа.
После этого скважину заполняют бетонной смесью с помощью
бадьи или самоходного бетоноукладчика и уплотняют ее вибро*
86
штампом, который представляет собой трубу с закрытым нижним
концом. На верхний конец виброштампа прикрепляют вибратор ти-
па В-401. Длина виброштампа превышает глубину скважины на
0,8 м.
Погружение виброштампа в бетонную смесь осуществляют кра-
ном при включенном вибраторе. В процессе погружения бетонная
смесь уплотняется, дополнительно уплотняется и прилегающий
грунт.
Операцию по укладке бетона и его уплотнению виброштампом
повторяют несколько раз, в результате чего в стволе сваи образу-
ется трубчатая полость. Для сопряжения с ростверком в полости
устанавливают металлический каркас, а затем бетонируют ее.
Набивные сваи, устраиваемые с использованием погружаемых
железобетонных оболочек.
Технология изготовления этих свай состоит из следующих опе-
раций: на стальной сердечник, связанный с бетонным башмаком,
сначала надевают трубчатые железобетонные элементы и скрепляют
их стальными поясками с прокладкой уплотняющей мастики, что
обеспечивает водонепроницаемость оболочки.
Погружают сваи молотом массой от 3 до 8 т, который передает
энергию удара на стальной сердечник сваи. Следовательно, на же-
лезобетонные элементы сваи передается только часть энергии уда-
ра, обеспечивающая погружение их вслед за башмаком. Регулиро-
вочное приспособление позволяет изменять эту часть энергии удара
в зависимости от сопротивления трения сваи о грунт.
Во время забивки к первому сердечнику в случае необходимо-
сти добавляют секции, для того чтобы установить на них новые
железобетонные элементы и продолжить забивку. Затем сердечник
вынимают, осматривают внутреннюю поверхность сваи, устанавли-
вают арматурный каркас и приступают к бетонированию сваи. Для
этого применяют небольшой стальной бункер.
Сваи можно забивать вертикально и наклонно. Отличительной
особенностью этих свай является возможность увеличения числа
секций при непредвиденном увеличении длины сваи.
Набивные сваи с уширенной пятой. Уширение скважины под пя-
ту сваи выполняют разбуриванием грунта, статическим вдавливани-
ем, раскатыванием, взрывом.
Механическое разбуривание предусматривает образование уши-
рения в скважине за счет срезания слоя грунта уширителями. По-
следние имеют специальные ножи, которые, вращаясь, срезают
грунт. В дальнейшем его удаляют из скважины бадьей или иным
способом.
При статическом вдавливании уширение создают за счет впрес-
совывания грунта в стенки скважины плитами-штампами. Подобное
87
Рис. IV.12. Последователь-
ность изготовления свай с
камуфлетным уширением
сваи
1 — погружение в грунт
стальной трубы; /У —опус-
кание заряда ВВ; III — по-
дача бетона до взрыва; IV—
образование камуфлетной
полости после взрыва; V —
свая с добавленным бетоном
после взрыва; / — труба; 2—
заряд ВВ; 3 — камуфлетное
уширение; 4 — бетон
же впрессовывание происходит при устройстве уширения раскатыва-
нием, но в этом случае нагрузку на грунт передают не плиты-штам-
пы, а перекатывающиеся ролики.
При взрывном способе устройства уширения полости в скважи-
не создают в результате камуфлетного взрыва. Размеры полости за-
висят от свойств грунта, количества и вида взрывчатого вещества
(ВВ). Полость заполняют бетонной смесью, которая и образует ка-
муфлетную пяту.
При устройстве свай с камуфлетным уширением (технология раз-
работана д-ром техн, наук А. А. Луга) металлическую оболочку
с закрытым концом погружают в грунт (рис. IV. 12). Заряд ВВ по-
мещают в центр конуса-наконечника сваи. Взрыв производят после
заполнения оболочки бетоном. В зависимости от способности грунта
держать стенку скважины, глубины заложения, материалов и кон-
струкции сваи схема устройства таких свай может быть видоизме-
нена, но с той же последовательностью.
Для устройства скважин сваи с камуфлетным уширением наря-
ду с забивкой оболочек используют бурение с помощью буровых
машин, в частности БИК-9 со шнековым рабочим органом. Произ-
водительность агрегата БИК-9 в грунтах II и III категорий состав-
ляет 23...30 скважин в смену при глубине из 2,5 м.
Укрепление стенок скважин инвентарной трубой с воронкой
выполняют лишь в несвязных и малосвязных грунтах. При проходке
плотных грунтов необходима воронка с небольшим патрубком для
предохранения устья скважины от обрушения,
88
Если работы выполняют с обсадными трубами, то их опускают
не на полную глубину скважин, а на 0,8... 1,2 м выше дна скважины,
q-гобы избежать деформации конца трубы во время взрыва.
Взрывчатые вещества на стройплощадку составляют из расчета
суточной потребности (в соответствии с проектом производства
взрывных работ). Заряды должны находиться в деревянных (фа-
нерных ящиках) с отверстием для электропровода.
Для камуфлетирования применяют промышленные аммиачно-
селитровые ВВ, а также аммоний № 6 (порошкообразный, зернисто-
вальцованный и прессованный), аммонит Ks 7, аммоний В-3, аммо-
ний № 7 ЖВ и др. Для маркировки ВВ этой группы принят крас-
ный цвет оболочки (или красная полоса на ней). Перечисленные ВВ
относительно безопасны в обращении. По характеру действия ВВ
этой группы относят к бризантным взрывчатым смесям.
IV.5. Контроль качества и приемка работ
Устройство набивных, а особенно буронабивных свай требует
внимательного и строгого контроля и оперативного устранения обна-
руженных дефектов (табл. IV. 1).
IV.1. Возможные дефекты при устройстве буронабивных свай
и способы их устранения
Дефект Возможные причины появления дефектов Способ предупреждения или устранения
Вывал грунта иэ нок скважин сте- Мала плотность гли- нистого раствора Увеличить плотность глинистого раствора
Образование на стволе сваи каверн и участков с некачественным мате- риалом Прорыв глинистого раствора внутрь бетоно- литной трубы. Переме- шивание глинистого рас- твора с бетонной смесью Велика плотность гли- нистого раствора Не допускать извлече- ния бетонолитной тру- бы из бетонной смеси Уменьшить плотность глинистого раствора
Искривление и изломы стволов свай Велика частота трам- бования бетонной смеси Уменьшить частоту трамбования бетонной смеси
Появление шеек на по- верхности стволов спай Неравномерное трам- бование бетонной смеси по высоте ствола сваи Обеспечить равномер- ное трамбование бетон- ной смеси
Выход арматуры ствола сваи из Арматурный каркас деформирован; установ- ка его в скважину вы- полнена со смещением в сторону Следить за центровкой арматурного каркаса в скважине. Не допускать его смещения в сторону стенки скважины по ее высоте
Образование на буровой скважины осадка (бурового ма) дне слоя шла- Большой перерыв от момента завершения бу- ровых работ до начала бетонирования ствола сваи Не допускать больших перерывов между окон- чанием буровых работ и началом бетонирова- ния. Зачистить забой скважины
89
Рис. IV.13. Схема скважин*
ного каверномера
/ — скважина; 2 — скважин-
ный прибор; 3 — кабель; 4—
пульт управления
Как правило, на строительной площадке выполняют поопераци-
онный контроль качества законченных этапов работ.
Перед началом свайных работ проверяют правильность разбив-
ки свайного поля, соответствие его фактической планировочной от-
метки проектной. Если работы выполняют с использованием гли-
нистого раствора, то проверяют качество его приготовления. При
этом для определения нормативных характеристик (плотности, во-
доотдачи, вязкости и т. д.) используют соответствующие приборы
и оборудование.
В процессе буровых работ контролируют диаметр скважины,
глубину бурения, свойства глинистого раствора. Ход выполнения
буровых работ отражают в рабочем журнале.
При оценке качества готовой скважины выполняют осмотр ее
стенок, фиксируют места сужений и уширений по высоте. В качестве
измерительных инструментов в этом случае используют каверноме-
ры (рис. IV.13).
В рабочем положении каверномер висит на кабеле в скважине.
Измерения выполняют при его подъеме. При таком движении ры-
чаги каверномера прижимаются к стенке скважины и скользят по
ней. Наличие неровностей в полости скважины вызывает поворот
рычагов в их шарнирном закреплении, где находятся реостаты. Из-
менение электрического сопротивления реостата фиксируется на из-
мерительном пульте. На основании данных изменения электрическо-
го сопротивления по тарировочной зависимости определяют диаметр
скважины.
Качество заполнения скважины бетонной смесью контролируют
несколькими методами. Принципиальная основа большинства из
них — определение объема бетонной смеси, уложенной в скважину,
90
# его соответствие объему самой скважины. Однако эти методы
контроля нельзя считать достаточно надежными, так как они не
позволяют оценить плотность укладки бетонной смеси в стволе сван
ft обнаружить в нем возможные дефекты (каверны, раковины и т. п.)«
В настоящее время разработаны оборудование и приборы, даю-
щие возможность с помощью радиоизотопа и ультразвука оцени-
вать качество укладки бетонной смеси в процессе бетонирования.
К их числу относят свайный кольцевой гамма-плотномер СКП, пред-
ложенный НИИ оснований и подземных сооружений им. Н. М. Гер-
севанова и кафедрой строительного производства МИСИ
им. В. В. Куйбышева. Этот прибор дает возможность получать ин-
формацию о плотности бетонного ствола сваи на отдельных участ-
ках ее длины. По этому же принципу работает самовращающийся
свайный гамма-плотномер. Он разработан применительно к бурона-
бивным сваям, бетонируемым методом ВПТ, и состоит из барабана
с лопастями, на одной из которых установлен источник излучения
и приемник с детектором. Приемник жестко связан с направляю-
щими бетонолитной трубы. Сверху на приемнике закреплен упру-
гий наголовник. Барабан связан с приемником хомутом-подшип-
ником.
При опускании в скважину бетонолитной трубы ее нижний ко-
нец закрыт упругим наголовником приемника. При заполнении бето-
нолитной трубы бетонной смесью наголовник приемника опускают
пок направляющим настолько, насколько это необходимо для откры-
тия нижнего конца трубы и нормального, беспрепятственного выхо-
да из нее смеси.
В процессе бетонирования бетонолитную трубу постепенно из-
влекают из скважины; при этом барабан на подшипнике начинает
вращаться из-за разности сил трения, создающих крутящий момент
на лопасти. Детектор, расположенный по оси бетонолитной трубы
на одном уровне с вращающимся источником излучения, регистри-
рует излучаемые гамма-лучи, проходящие через бетонную толщу от
источника к приемнику. Появление в процессе бетонирования де-
фекта в бетонном стволе скважины вызывает световой сигнал. Подъ-
ем бетонолитной трубы прекращают и принимают меры по устране-
нию дефекта. После этого процесс бетонирования продолжают.
Достоинство самовращающегося свайного гамма-плотномера со-
стоит в возможности передачи непрерывной информации о качестве
ствола буронабивной сваи в процессе его бетонирования.
Методы контроля изготовленных буронабивных свай делят на
две группы. К одной относят методы, требующие частичного разру-
шения бетона в стволах свай, ко второй — так называемые неразру-
шающие методы, применение которых не связано с нарушением це-
лостности стволов буронабивных свай.
В первую группу входит метод отбора бетонных кер,
нов из тела сваи путем бурения ствола сваи колонковым способов
и последующим испытанием кернов на прочность.
Этот метод, хотя и не дает возможности оценить качество изго,
товления ствола буронабивных свай в пределах всего его сечения
является наиболее надежным, так как позволяет определить проч,
ность бетона по длине ствола сваи и судить о качестве бетонирова.
ния в целом. Вместе с тем метод имеет существенные недостатки;
высокую стоимость и малую оперативность из-за низкой скорости
бурения бетона.
Московским Горным институтом и ВНИИОСП им. Н. М. Гер,
севанова Госстроя СССР (В. В. Ржевский, В. П. Кутузов,
А. И. Егоров) предложен метод контроля качества бу.
ронабивных свай скоростным разбуриванием
ствола сплошным забоем. Этот метод позволяет оцени-
вать прочность бетона по скорости бурения, осевому давлению на
забой, потребляемой мощности и по сравнению с методом отбора
кернов значительно экономичнее и производительнее (скорость бу-
рения 10... 15 м погонной длины ствола в час).
Для косвенной оценки прочности бетона стволов буронабивных
свай служит метод отбора образцов бетона при уклад-
ке смеси в скважину.
Из каждой порции бетонной смеси, укладываемой в скважину,
отбирают образцы и изготовляют контрольные бетонные кубики
200X200X200 мм. Кубики набирают прочность, находясь на специ-
альных поддонах в особой скважине на глубине, соответствующей
местонахождению порции опробируемого бетона. Контрольные об-
разцы 28-дневного возраста испытывают на прочность. Этот метод
контроля нельзя считать достаточно надежным, так как техника
укладки бетонной смеси в скважину, ее уплотнение и условия твер-
дения бетона в теле сваи отличаются от способа изготовления конт-
рольных бетонных кубиков.
К неразрушающим методам контроля относят:
ультразвуковой, радиоизотопный, акустический, магнитометрический,
динамический методы; методы нейтронной радиографии, вихревых
токов.
При использовании метода ультразвукового каротажа в сваи
заранее на всю их длину закладывают металлические или пластмас-
совые трубки определенного диаметра для размещения в них ульт-
развукового преобразователя. Обычно в сваю закладывают три
трубки (рис. IV. 14). В практике работ используют пьезоэлектричес-
кие и электромеханические преобразователи. Акустический контакт
достигают путем заливки труб водой. Сущность метода ультразву-
кового каротажа состоит в контроле сплошности бетона, заключен-
92
Рис. IV. 14. Схема контроля
качества свай ультразвуком
/...5 — трубки
1
ного между трубками. Присутствие на пути волн каких-либо дефек-
тов в бетоне уменьшает скорость прохождения ультразвукового
импульса, амплитуду и изменяет форму принимаемого сигнала.
Большую роль в наиболее полном выявлении дефектов бетона
играют расположение трубок по периметру сваи, их число, матери-
ал, из которого они изготовлены, а также характер установки их по
длине сваи. При установке трубок необходимо сохранять относи-
тельную параллельность их друг другу.
Для вычисления времени прохождения сигнала, его амплитуды
и скорости с целью определения численных значений прочности бе-
тона необходимо знать расстояние (базу) прозвучивания.
Интерпретация результатов основана на сравнении обнаружен-
ных аномалий с теми, которые были зарегистрированы в специально
изготовленных опытных сваях, имевших известные типичные де-
фекты.
Способом ультразвукового каротажа могут быть обнаружены
дефекты, занимающие более четверти сечения сваи. Дефекты обна-
руживают тем более четко, чем ближе они расположены к одной из
трубок.
Для контроля плотности бетона, уложенного в тело свай, могут
быть использованы радиоизотопные приборы. Применяют две схемы
выполнения работ: «просвечивание» тела сваи и каротаж.
В первом случае в бетонируемую сваю параллельно на всю глу-
бину устанавливают пластмассовые трубки. Вдоль одной из них
перемещают источник излучения (например, радиоактивный кобальт
или цезий), вдоль другой синхронно — детектор, который фиксирует
интенсивность излучения, прошедшего через бетон между трубками.
По зарегистрированной интенсивности расчетом определяют плот»
ность уложенного бетона по высоте сваи.
Во втором случае для контрольных операций используют лишь
одну скважину. Приборы перемещают вдоль скважины, обсаженной
93
предварительно установленной в бетон трубой, и получают инфор-
мацию о свойствах бетона.
Конструкции этих приборов описаны в гл. I. Опыт их эксплуа-
тации показал, что при работе в необсаженных или в иных скважи-
нах, по высоте которых их внутренний диаметр изменяется на
1...2мм, надо вводить поправку на показания прибора.
Существует малогабаритный каверномер, позволяющий измерять
средний диаметр скважины с точностью до ±0,5 мм. Малый диа-
метр и небольшая масса прибора позволяют легко использовать его
в полевых условиях.
Каверномер ИДС-1 состоит из опускаемого в скважину датчи-
ка, соединенного трехжильным кабелем с наземным регистратором
с цифровой индикацией и аккумуляторным питанием. Работа аппа-
ратуры основана на использовании тензометрических преобразовате-
лей, непосредственно соединенных с измерительными рычагами.
Скважинный датчик состоит из трех рычагов, верхние части кото-
рых, подпружиненные резиновым кольцом, размещены в загерметизи-
рованной полости корпуса, где находятся тензометрические преобра-
зователи.
Измеряемые диаметры прямо пропорциональны приращению со-
противления тензометрического преобразователя, которое регистри-
руется наземным преобразователем, и после поступления на систему
блок — аналог — код воспроизводится в цифровой форме на табло.
При спуске прибора в скважину рычаги удерживаются в закры-
том положении замком и раскрываются по команде с земли.
Прибор ИДС-1 имеет:
диапазон измеряемых диаметров, мм .««>««•*«* 42...110
точность измерений, мм .................................... « 0,5
глубину зондирования, мм .................................... 25
длину спускаемого датчика, мм .......................« . . « 350
массу, кг ................................................... 3,5
В комплект прибора входит набор тарировочных колец.
Динамический контроль качества изготовленной сваи проводят
с помощью механического молота с ударной частью, снабженной де-
ревянным бойком. Конструкция молота обеспечивает сброс ударной
части с фиксированной высоты. Молот имеет автоматический захват
для остановки ударной части после ее подскока, что дает возмож-
ность исключить передачу энергии испытываемой конструкции от
повторного удара.
После удара свая колеблется как тело, расположенное в упруго-
пластическом полупространстве. Амплитуда и частота основных ко-
лебаний зависят от глубины заложения сваи, а также прочностных
и других свойств окружающего ее грунта. Наряду с основными ко-
лебаниями всей сваи возникают также внутренние колебания, часто-
та и амплитуда которых зависят от прочности и упругости самого
94
материала сваи, сплошности ее ствола. Кроме того, частота и ампли-
туда внутренних колебаний зависят от длины сваи и наличия в ство-
ле различных дефектов — каверн, шеек, раковин и т. п. (промежу-
точных поверхностей отражения).
При проведении испытаний по контролю качества буронабивных
свай используют комплект оборудования, включающий молот, виб-
рографы и самопишущий осциллограф.
Интерпретация результатов динамического контроля качества
бетона буронабивных свай основана на сравнении с данными, полу-
ченными на эталонных сваях, имеющих заранее заданные дефекты*
При проектировании фундаментов из буронабивных свай в про-
екте производства работ оговаривают соответствующие методы конт-
роля качества на всех стадиях изготовления свай. В процессе строи-
тельства представителям авторского надзора необходимо внима-
тельно следить за выполнением требований проекта производства
работ, касающихся контроля качества изготовления буронабивных
свай, регулярно делая соответствующие отметки в журналах произ-
водства работ и авторского надзора.
Последовательность пооперационного контроля качества изго-
товления свай может быть проиллюстрирована табл. IV.2, обобща-
ющей практику строителей КамАЗа.
Приемку выполненных работ осуществляют на основании следу-
ющих материалов:
проекта свайных фундаментов;
актов приемки материалов;
актов лабораторных испытаний контрольных бетонных кубиков,
изготовленных на заводе и на строительной площадке;
актов контрольной проверки качества укладки бетонной смеси
в скважину;
актов лабораторных испытаний бетонных кернов, выбуренных из
стволов свай;
акта и заключения по проведенным статическим испытаниям
опытных свай;
плана расположения свай с привязкой к разбивочным осям;
исполнительной схемы расположения осей свай с указанием от-
клонений от проектного положения в плане и результатов нивели-
ровки оголовков свай;
актов на скрытые работы;
журналов изготовления свай.
При приемке готовых свай необходимо проверять соответствие
выполненных в натуре работ требованиям проекта и действующей
главы СНиП 3.02.01—83 «Основания и фундаменты».
Приемку оформляют актом, в котором должны быть отмечены
все выявленные дефекты и предусмотрены способы их устранения.
95
IV.2. Пооперационный контроль качества изготовления свай
(опыт строительства КамАЗа)
Объект контроля Контрольные приспособления и приборы
Подготовительные работы
Планировочная отметка площадки
Разбивка свайного поля, выноска осей
Приготовление глинистого раствора
Плотность глинистого раствора
Вязкость » »
Статическое напряжение сдвига грун-
та
Тиксотропность грунта
Содержание песка в грунте
Водоотдача грунта
Стабильность
Отстой воды в грунте
Нивелиры НГ, НВ-1
Мерная лента, теодолиты ТТ-5,
ТТ-50 и др.
Полевая лаборатория ЛГР-3
Ареометр АГ-ЗПП
Технический вискозиметр СПВ-5
Прибор СНС-2
Вискозиметр СПР-5, прибор СНС-2
Металлический отстойник ОМ-2
Прибор ВМ-6
Цилиндр ЦС-2, ареометр АГ-ЗПП
Градуированный цилиндр вмести-
мостью 100 мл
Бурение
центр
Установка буровой желонки на
скважины
Начало бурейия
Глубина бурения в пределах устойчи-
вых грунтов без осадного патрубка
Плотность и вертикальность установ-
ки обсадного патрубка
Плотность глинистого раствора
Уровень глинистого раствора в сква-
жине
Отметки залегания, мощность каждо-
го пробуриваемого слоя грунта
Окончание бурения
Глубина скважины
Диаметр ствола скважины (через 2 м)
Шаблон-кондуктор
Часы
Мерная лента с грузиком
Визуально
Ареометр АГ-ЗПП
Мерная лента с хлопушкой
Мерная лента, алюминиевые бюк-
сы для хранения образцов грун-
та
Часы
Мерная лента с грузиком
Измеритель диаметра
Приемка скважины
Глубина скважины
Уровень глинистого раствора
Ведение журнала бурения
Положение устья скважины в плане
Мерная лента с грузиком
То же с хлопушкой
Мерная лента
Установка арматурного каркаса и бетонолитной трубы
Соответствие каркаса проекту
Строповка каркаса, вертикальность
опускания его, отметка верха кар-
каса
Чистота внутренних и стыковочных
поверхностей бетонолитной трубы,
наличие прокладок в стыках
Герметичность стыков и донной крыш-
ки бетонолитной трубы
Отсутствие зазора между крышкой
бетонолитной трубы и дном скважи-
ны
Штангенциркуль ШЦ-1
Визуально, мерная лента
Визуально
Мерная лента с хлопушкой
Визуально (бункер и бетонолит-
ная труба не должны быть под-
вешены; упором бетонолитной
трубы служит дно скважины)
Бетонирование
Класс бетона и состав бетонной сме- Паспорт бетонной смеси
си I
96
Продолжение табл. IV.2
Объект контроля
Контрольные приспособления
и приборы
Подвижность бетонной смеси
Глубина скважины и уровень глини-
стого раствора
Начало бетонирования
уровень бетонной смеси в скважине
после подачи каждой порции
Заглубление бетонолитной трубы в
уложенную смесь
Выход чистой бетонной смеси из
скважины
Отметка бетонной смеси до и после
удаления обсадного патрубка
Отбор трех контрольных образцов бе-
тона из оголовка каждой сваи
Объем уложенного бетона
Формирование оголовка свай
Стандартный конус с насадкой,
штыковка, стальные линейки
длиной 700 и 500 мм, кельма,
площадка из досок 700X900 мм,
обшитая листовой сталью, вед-
ро с водой
Мерная лента с грузиком, мерная
лента с хлопушкой
Часы
Мерная лента с грузиком
То же
Визуально
Мерная лента
Формы металические размером
100X100X100 мм, штыковка,
кельма, ведро, пресс лаборатор-
ный ТСУ-50 или ТСУ-250
Суммирование объемов уложенных
порций
Разъемная опалубка
Уход за бетоном оголовка
Укрытие песком или опилками, ле-
том —- поливка водой
Утепление и электропрогрев зимой
Температурный режим обогрева бето-
на
Визуально
Термометр ртутный
То же
Проверка качества изготовленных свай
Прочность бетона ствола свай (выбо-
рочное выбуривание кернов по всей
высоте свай)
Прочность бетона свай (выборочная
проверка ультразвуком или путем
простукивания молотком оголовка и
ствола свай)
Несущая способность свай (выбороч-
, ное испытание пробной нагрузки)
Структура грунта в основании сваи
(выборочный отбор монолитных об-
разцов грунта из основания сваи)
Станок ЗИФ-ЗОО или СБУД-150,
коронки с твердосплавной напай-
кой, пресс лабораторный ТСУ-50
или ТСУ-250
Прибор «Бетон-ЗМ» и УК-ЮПМ,
молоток Кашкарова
Стенд для испытания свай, гидро-
домкрат, насосная станция НСП-
400, манометры, прогибомеры
ПАО-6, рукава высокого давле-
ния
Станок ЗИФ-ЗОО или СБУД-150,
коронки с твердосплавной напай-
кой, грунтонос конструкции Си-
монова
7—973
Глава V
УСТРОЙСТВО СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В МЕРЗЛЫХ
И ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
V.I. Общие сведения
Вечномерзлые грунты разделяют на твердомерзлые и плас*
тично-мерзлые. Первые прочно сцементированы льдом, вторые -ч
менее прочно и имеют следующую температуру: крупные и средние
пески 0...—0,1 °C, пылеватые пески —0,3 °C, супеси «—0,6 °C, суглин-
ки —1,0 °C, глины *—1,5 °C.
Вечномерзлые грунты могут покрывать сплошь всю строитель*
ную площадку. Такое распространение мерзлоты называют сплош*
ным. Иногда она бывает в виде отдельных линз, окруженных та*
лым грунтом.
Толща вечномерзлых грунтов может быть непрерывной или
слоистой. В последнем случае между слоями мерзлого грунта рас*
полагаются прослойки талого.
В теплое время года верхний слой мерзлоты оттаивает, а зимой
замерзает. Его называют деятельным слоем. Зимой он может смы-
каться с верхним уровнем вечномерзлого грунта, как бы сливаясь
с ним. По этой причине мерзлоту такого вида называют сливаю-
щейся. В отличие от нее мерзлоту, в которой в период холодов
между деятельным слоем и вечномерзлым грунтом остается слой
талого грунта, называют несливающейся. Толщина деятельного слоя
зависит от географического района и вида грунтов.
Ниже вечномерзлых грунтов залегают талые.
В толще вечномерзлых грунтов встречаются три вида грунто-
вых вод: надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные. Пер-
вые находятся в деятельном слое. Располагающиеся в вечномерз-
лых грунтах межмерзлотные воды бывают в жидком и твердом со-
стояниях.
Замерзание воды в грунте вызывает в нем миграцию влаги, ко-
торая проявляется в виде подсасывания воды в замерзающие уча-
стки грунтового массива. В результате этого переувлажняются верх-
ние слои вечной мерзлоты. Кроме того, замерзание воды вызывает
пучение грунта. Очень пучинисты мелкозернистые пылеватые супеси
и суглинки. Не пучатся или пучатся незначительно крупнообломоч-
ные и песчаные грунты.
При прочном смерзании верхних слоев грунта с фундаментами
силы пучения нередко поднимают его вверх, деформируя сооруже-
ние. При прочной заделке нижней части фундамента в мерзлом
грунте силы пучения могут разорвать тело фундамента, В таких
98
сЛучаях фундамент испытывает растягивающие усилия или усилия
среза. Последние имеют место, когда при неравномерном промерза-
нии деятельного слоя в грунте возникают горизонтальные смещения.
Строительство и проектирование на вечномерзлых грунтах ве-
дут при соблюдении двух основных принципов производства ра-
бот: грунты сохраняют в мерзлом состоянии как во время строи-
тельства, так и в период эксплуатации построенного здания или со-
оружения, для чего применяют специальные мероприятия; грунты
н процессе строительства и в период эксплуатации здания или со-
оружения используют в оттаявшем или в оттаивающем состоянии.
Для того чтобы сохранить грунт основания в мерзлом состоя-
нии (первый принцип), применяют различные конструктивные реше-
ния: закладывают фундамент ниже расчетной зоны оттаивания;
ограничивают зону оттаивания, используя слаботеплопроводные ма-
териалы, располагая их под подошвой фундамента; устраивают
в здании холодное подполье, внутри которого воздух, циркулируя,
отводит тепло от нижнего перекрытия. В последнем случае приме-
няют, например, столбчатые фундаменты из бетона и железобетона,
но чаще используют свайные фундаменты. Важным их преимущест-
вом является возможность индустриализации и механизации работ,
которые можно выполнять круглосуточно.
Принцип строительства и проектирования здания или сооруже-
ния определяют в зависимости от его конструктивных и технологи-
ческих особенностей и инженерно-геологических условий строитель-
ной площадки.
V.2. Основные способы устройства свай
,, СНиП 11-18-76 предусматривает три основных способа погруже-
ния свай в вечномерзлые грунты:
буроопускной — в грунте пробуривают скважину, диаметр кото-
рой превышает наибольшую сторону поперечного сечения погружае-
мой в нее сваи, а затем скважину заполняют грунтовым раствором
и погружают сваю. Способ применяют для работ в твердомерзлых
и пластичномерзлых грунтах при его средней температуре по длине
Сваи —0,5 °C и ниже;
опускной — сваи погружают в зону оттаявшего грунта, диаметр
которой превышает наибольшую сторону поперечного сечения сваи,
но не более чем в 2 раза. Способ используют для работ в твердо-
мерзлых глинистых грунтах, мелких и пылеватых песках при их
средней температуре по длине сваи —1,5 DC и ниже;
бурозабивной — сваи погружают в предварительно пробуренные
скважины, диаметр которых меньше наименьшей стороны попереч-
99
кого сечения сваи. Способ применяют для работ в пластичномерзлых
грунтах с крупнообломочными включениями (менее 5 % общего объ-
ема грунта).
Находит также применение и обычный забивной способ, но
с ограничениями по мерзлотно-грунтовым условиям. Некоторые
строительные организации, работающие в районах Норильска и Якут-
ска, на экспериментальных объектах устраивают фундаменты на
буронабивных и бурообсадных сваях. Первые сооружают по обыч-
ной технологической схеме — пробуренную в мерзлоте скважину
заполняют бетоном, предварительно опустив в скважину арматур-
ный каркас. Устройство вторых предусматривает погружение полых
круглых свай-оболочек путем забивки и разбуривания забоя сква-
жины через полость в теле скважины. В отдельных случаях погру-
жение свай в вечномерзлые грунты осуществляют способом завин-
чивания, для чего применяют винтовые сваи (с лопастями).
Выбор того или иного способа определяет мерзлотно-грунтовая
характеристика строительной площадки. На трассе БАМа, в Но-
рильске, Якутске чаще применяют буроопускной и опускной спосо-
бы, а на стройках в районах с высокотемпературными (пластично-
мерзлыми) грунтами, например в Воркуте и Салехарде, преоблада-
ет бурозабивной способ.
V.3. Технология работ
Буроопускной и опускной способы могут быть реализованы без
применения сваебойных машин, что выгодно отличает их от буроза-
бивного способа. Наряду с этим буроопускной и опускной методы
требуют довольно продолжительного периода для последующего
вмерзания свай (табл. V.1), в течение которого их выдерживают без
нагрузки, что увеличивает сроки строительства.
Продолжительность вмерзания свай сокращается при использо-
вании термосвай и жидкостных охлаждающих устройств (табл. V.2),
В последнем случае возрастает несущая способность свай.
Буроопускной способ. Работы начинают с устройства скважин.
Для удаления бурового шлама из скважин применяют желонки
V.I. Продолжительность вмерзания погруженных свай
-__________________в вечномерзлый грунт, сут________________
Способ погружения Температура грунта, °C
—0,5 -1,0 -1,5
Буроопускной и опускной (сваи опуска- ”/.0 "До “Л.
ют в скважины, залитые грунтовым рас- твором) Бурозабивной (сваи опускают вибропо- гружателем) «7«
Примечание. В числителе приведены данные для летнего периода,
в знаменателе — для зимнего.
100
V.2. Продолжительность вмерзания свай в зависимости от условий
охлаждения грунта
Температура грунта, °C Продолжительность вмерзания свай, сут
при естественных условиях с применением охлаж- дающих устройств
—0,5 50...70 12...20
—1,0 30...40 10...15
—1,5 15...25 8...12
-3,0 6...12 4...8
С шаровым клапаном и в конце проходки — желонки с отверстиями-
окнами. Первые оставляют в скважине слой шлама толщиной 150—
300 мм, вторые снимают его до 100—150 мм.
Буровой шлам обычно подают за пределы строительной площад-
ки. Летом его складируют в емкости и в дальнейшем применяют
для приготовления раствора, которым заливают буровые скважины
(табл. V.3). Зимой в некоторых случаях шлам применяют для вы-
равнивания строительной площадки, если это предусмотрено про-
ектом.
В летнее время возможны вывалы грунта из стенки скважины,
а также затопление скважины поверхностными водами. Поэтому не
позднее чем через 3 ч после окончания бурения следует произвести
погружение сваи в скважину. Зимой погружение осуществляют
раньше, чем в скважине на стенках образуется наледь или произой-
дет смерзание шлама.
До погружения сваи скважину на одну треть заполняют грун-
товым раствором. При сваях длиной 10 м и сечением 40X40 см рас-
ходуют примерно 1,5 м3 раствора. Если в скважину опускают сваи
длиной 14...24 м, то скважину перед погружением сваи заполняют
раствором на */4 ее глубины, а после погружения сваи в незапол-
ненные промежутки между сваей и грунтом добавляют раствор.
Необходимо, чтобы раствор для заливки в скважины летом имел
температуру не ниже 4-5 °C, а зимой — не ниже4-20... 4-40 °C. По-
движность его должна соответствовать осадке конуса 12... 14 см.
Для опускания сваи в скважину применяют башенные и другие
краны. Перед опусканием в скважину сваи очищают от грязи и льда,
а строповочные петли срезают или загибают.
Чтобы надежно опереть нижний конец сваи (ее торец) на забой,
сваю добивают молотом. Иногда для этой цели применяют вибропо-
гружатель или долото ударно-канатного станка. В последнем слу-
чае на головку сваи надевают наголовник.
Буроопускной способ требует привлечения на строительную пло-
щадку буровой техники, что является одной из причин удорожания
строительных работ.
101
V.3. Состав грунтового раствора для заполнения скважин
(опыт строительства в г. Норильске)
Состав на 1 м8 раствора
Рекомендуемые условия применения
Песчано-известковый (основной)
1. Песок воздушно-сухой, л . . 820
Известковое тесто, л . . . . 300
Вода, л ................... 220...300
2. Песок воздушно-сухой, кг . , 1750
Известковое молоко, л . . . 180
Во всех случаях, кроме высоко-
температурных вечномерзлых груд-
тов
При наличии погруженных на
большую глубину неизвлекаемых
обсадных труб, устанавливаемых
при неустойчивых высокотемпера-
турных вечномерзлых грунтах ос-
новаций
Песчано-цементный (марка раствора
100 и выше)
Портландцемент марки 300, кг . 450
Песок воздушно-сухой, л . . . 830
Вода, л......................... 410
Примечание. При устройстве
висячих замороженных свай примене-
ние добавок, понижающих температу-
ру схватывания раствора, недопусти-
мо.
Песчано-глинистый
1. Привозной с растворного узла:
Глина молотая высушенная (ших-
та), л......................300
Песок воздушно-сухой, л . . 900
Вода, л ....................410
2. Приготовленный на месте с исполь-
зованием бурового шлама, объемн. ч.:
Песок воздушно-сухой . . 4... 12
Глина или глинистый грунт . . 1
При наличии грунтовых вод, та-
лых прослоек
При высокотемпературных вечно-
мерзлых грунтах основания и при
наличии глины
Только в теплое время года (по
рекомендации строительной лабо-
ратории на основании определения
состава грунтов площадки)
Примечание. Плотность известкового теста 1,4 г/см8.
Опускной способ. Этот способ исключает необходимость выпол-
нять буровые работы — сваи погружают в оттаявший грунт под дей-
ствием их веса. Зону оттаивания часто называют скважиной.
При песчаных грунтах сваи целесообразно погружать не только
под действием собственного веса, но использовать и вибропогружа-
тели. В этом случае грунт вокруг сваи уплотняется сильнее, а несу-
щая способность сваи увеличивается. При этом продолжительность
оттаивания скважины сокращается примерно в 2 раза по сравнению
с вариантом погружения свай под действием собственного веса.
Перед началом парооттаивания расчищают и планируют терри-
торию строительной площадки, а также разбивают оси свайных фун-
даментов. Положение осей фундаментов и мест погружения паровых
игл фиксируют с помощью причалок и обноски, устроенной по пери-
метру будущего здания. Планировочные и земляные работы долж-
ны обеспечить отвод со строительной площадки талых и дождевых
вод.
102
Учитывая возможную утечку горячей воды из парообразователя,
его располагают на строительной площадке так, чтобы горячая вода
не попадала в зону нахождения будущего сооружения или сосед-
них зданий. Лучше парообразователь размещать в местах, находя-
щихся ниже планировочной отметки строительной площадки.
Для оттаивания грунтового массива под одну погружаемую
сваю опускают от одной до четырех паровых игл (табл, V.4), учи-
тывая, что 4...5 м2 поверхности ’агрева котла обеспечивает работу
одной паровой иглы.
V.4. Число паровых игл для оттаивания грунта под одну сваю
Грунт Средняя тем- пература грунта по глубине по- гружения сваи, °C Погружение сваи
деревянной диаметром 28 см железобетон- ной сечением (25X25) см железобетон- ной сечением (30 X 30)... (40 X 40) см
Пыле в а то - и л и с ты й —1,5...— 2 1 2*
и торфяный —2 и ниже 2 3* —
Супесь и суглинок —1,5...—2 2 2 ——
—2 и ниже •Ч» 3
Песчаный (мелко-, —2 и ниже 3...4 •р— —
средне- и круп- —1,5 и ниже 3 4
нозернистый)
• Число игл приведено для сваи сечением (25X25)...(40X40) см.
Для установки паровых игл в вертикальное положение исполь-
зуют деревянные или металлические треноги. Паропроводы уклады-
вают на деревянные прокладки или козлы, соблюдая уклон в сторо-
ну парообразователя.
Оттаивание грунта выполняют отдельными захватками. Погру-
зив установленные в треноге иглы в грунт, их удерживают на до-
стигнутой глубине до образования талой зоны необходимых разме-
ров (табл. V.5). После такой выдержки иглу погружают дальше, до
отказа, с последующей остановкой на необходимое время.
При погружении иглы поворачивают вокруг оси, пользуясь спе-
циальной рукояткой. В начальный период погружения регулировоч-
ным вентилем уменьшают подачу пара. Когда же выход пара из игл
на поверхность прекратится, тем же вентилем увеличивают его по-
дачу до предела.
Погружение холодной железобетонной сваи в разогретый грунт
Может вызвать ее разрушение. Поэтому операцию погружения сле-
дует выполнять через 12...24 ч после оттаивания.
В случаях зависания сваи выше проектной отметки прибегают
Я дополнительному оттаиванию грунта путем подачи пара под ниж-
ний конец сваи. Иногда для этой же цели применяют сжатый воз-
103
V.5. Параметры работы перфорированной паровой иглы
Грунт Давление пара, МПа Продолжительность выдержки паровой иглы в скважине, ч
Пылевато-илистый 0,2...0,3 1...1.5
0,3...0,5 1,5...2
0,3...0,4 1...1.5
Супесь, суглинок 0,4...0,6 1,5...2
Глина 0,4...0.6 2...3
0,7...0,8 3...4
Песок мелкозернистый, плотности средней 0,4...0,5 1,5...2
0,5...0,5 2...2,5
Песок среднезернистый, средней 0,5...0,7 2.-.2,5
0,7...0,8 2,5...3
плотности
Примечание. В числителе приведены параметры для температур
грунта по глубине погружения сваи —1...—2 °C, в знаменателе — для темпе-
ратур —2...—4 °C и ниже.
дух, который подают под давлением 0,3...0,5 МПа к нижней части
сваи по трубкам, установленным с двух сторон сваи.
В оттаявшую скважину сваю опускают, соблюдая следующую
последовательность работ:
строповка сваи и подтаскивание ее к агрегату;
подъем и центрирование сваи над местом погружения;
резкое опускание сваи в скважину с высоты 2...3 м;
выравнивание сваи.
Обладая преимуществами по сравнению с буроопускным, опуск-
ной способ имеет свои недостатки. К их числу относят неравномер-
ность оттаивания грунта, вследствие чего сваи неравномерно вмер-
зают в грунт. К тому же период вмерзания в некоторых случаях за-
тягивается на много месяцев.
Бурозабивной способ. При этом способе в предварительно про-
буренную скважину копер забивает сваю, которая, двигаясь вдоль
скважины, как бы спрессовывает грунт и тем самым улучшает кон-
такт с массивом грунта. В зоне контакта грунт несколько оттаивает,
однако толщина оттаявшего слоя невелика и он быстро смерзается
со сваей. Это выгодно отличает последний способ от двух ранее
рассмотренных.
Средние скорости погружения железобетонных свай сечением
35X35 см в пластично-мерзлые грунты зависят от вида сваебойного
оборудования (табл. V.6).
Для устройства лидерных скважин наряду с другим буровым
оборудованием применяют сваебойное оборудование с трубчатым
буром-лидером, который представляет собой стальную трубу с от*
104
V.6. Скорость погружения свай в пластично-мерзлые грунты
Сваебойное оборудование
Скорость погружения свай,
м/мин
забивных
бурозабивных
Дизель-молот штанговый
дизель-молот трубчатый
Вибромолот или вибропогружатель
0,25...0,3
0.25...0,4
0,08...0,15
0,25...0,45
0,30...0,60
0,15...0,25
крытым нижним концом. При погружении трубы в грунт в нее за-
ходит грунт. После извлечения трубы с грунтовым керном из грунта
в нем образуется скважина. Бур-лидер погружают с помощью ди-
зель-молота или вибропогружателя. Энергоемкость проходки 1 м
скважины диаметром 0,4...0,5 м в пластично-мерзлых грунтах состав-
ляет 2...8 кВт-ч.
Буроопускной и бурозабивной способы работ могут быть реали-
зованы при использовании парового вибролидера, который в отли-
чие от бура-лидера кроме механического воздействия осуществляет
и прогрев мерзлого грунта.
Вибролидер монтируют на направляющей стреле, навешенной на
копер, трубоукладчик, кран или трактор. Для погружения виброли-
дера в грунт применяют вибропогружатель ВПП-2А или В-401. Для
подачи пара используют паровые котлы Д-563 и Д-564 производи-
тельностью до 690 кг пара в 1 ч. Для этой цели применяют локомо-
били П-75.
Последовательность работ при использовании вибролидера прет-
дусматривает: проходку скважины до проектной глубины; извлече-
ние вибролидера вместе с керном неоттаявшего грунта; бурение сле-
дующей скважины, во время которого оставшийся внутри виброли-
дера грунтовой керн выталкивается наружу вновь поступившим
грунтом через разгрузочное окно вверху вибролидера.
Когда погружаемая свая заходит в скважину, оттаявший грунт
заполняет промежутки между сваей и стенками скважины. После
смерзания грунта со сваей последняя готова принять нагрузку от
сооружения.
При работе с вибролидером толщина слоя оттаявшего грунта
сравнительно мала, стенки скважины имеют ровную поверхность,
производительность работ высока (табл. V.7). И еще одно выгодно
характеризует применение вибролидера при выполнении свайных ра-
бот — относительно низкая стоимость устройства скважины.
Бетон сваи, находящейся в вечномерзлом грунте, работает
в весьма неблагоприятных условиях. Особенно это относится к бе-
тону в зоне сезонного оттаивания грунта (в деятельном слое), где
он испытывает воздействие переменного замораживания и оттаива-
105
V.7. Скорость проходки лидерных скважин диаметром 400...500 мм, м/ч
Способ проходки Песчаный и гли- нистый грунт без включений Песчаный и глинистый грунт с крупнообло- мочными включениями
Ударно-канатный (БС-1М) 2...3.5 1...1.5
Термомеханический (АБУ-2) 8.. .10 4
Вращательный (БМ-802С) 10...15 5
Ударно-вращательный (УГБХ-150) 5...8 0.3...3
Паровой иглой 12...20 8. ..16
Паровым вибролидером 30...40 20.••25
ния в водонасыщенном состоянии. Поэтому бетон в зоне сезонного
оттаивания, а также на участке выше уровня дневной поверхности
до отметки 0,5 м должен удовлетворять повышенным требованиям:
марка по морозостойкости не менее F300 и марка по водонепрони-
цаемости не менее W6.
Бетон, соприкасающийся с грунтом, ниже глубины сезонного
промерзания (в промежуточной зоне грунта) еще испытывает влия-
ние сезонных колебаний температур. Верхняя граница этой зоны
лежит на глубине сезонного промерзания, нижняя — примерно на
глубине около 10 м от уровня дневной поверхности. Бетон этой зо-
ны по морозостойкости и водонепроницаемости на одну или более
марок ниже, чем бетон, находящийся в зоне сезонного промерзания
и оттаивания.
На глубине более 10 м находится стабильная зона. Здесь сезон-
ные колебания температур практически отсутствуют, поэтому к бе-
тону, соприкасающемуся с грунтом, требования по морозостойкости
и водонепроницаемости не предъявляются.
Для обеспечения долговременной прочности бетона свай устраи-
вают поверхностную гидроизоляцию из полиэтиленовой пленки или
асбестоцементных листов на участке свай 0,2...0,5 м выше и 0,5... 1 м
ниже уровня грунта.
V.4. Устройство буронабивных свай
При устройстве буронабивных свай применяют следующие спо-
собы зимнего бетонирования: безобогревный, обогревный и комбини-
рованный. Первый реализуют, используя тепляки и бетонную смесь,
содержащую противоморозные добавки, а также холодные бетоны;
второй — искусственный подогрев смеси электрическим током, горя-
чим воздухом или паром; комбинированный предусматривает соче-
тание обогревного и безобогревного способов. Способ бетонирования
выбирают в соответствии с мерзлотно-грунтовыми условиями строи-
тельной площадки.
При устройстве свай способом термоса в процессе работ в бетон-
106
я'ую смесь вводят противоморозные добавки или добавки-ускорите*
а для предохранения окружающего грунта от проникания в него
солей из бетона применяют гидроизолирующие покрытия. При ис-
пользовании способа термоса применяют также теплоизолирующие
материалы с целью устройства экрана, предохраняющего мерзлый
грунт от протаивания. При комбинированных способах работ выпол-
няют электропрогрев бетона той части сваи, которая расположена
в деятельном слое грунта; нижнюю часть бетонируют способом тер-
моса, используя противоморозные добавки.
В качестве противоморозных добавок используют хлористые
кальций и натрий, нитрат натрия, поташ. Необходимо отметить, что
действие некоторых добавок может отрицательно сказаться на ан-
тикоррозионной стойкости арматуры. Не следует применять проти-
воморозные добавки в бетоне предварительно напряженных и испы-
тывающих динамические нагрузки свай, а также свай, находящихся
в контакте с агрессивными водами. Не допускается использование
противоморозных добавок в бетоне свай, расположенных близко
(ближе 100 м) к источникам тока высокого напряжения, и свай,
имеющих выпуски арматуры или выступающие металлические за-
кладные части.
В зимнее время для обогрева бетонной смеси, уложенной в верх-
нюю часть буронабивных свай, применяют электропрогрев. С этой
целью электроды, находящиеся в теле сваи, подключают к трансфор-
матору питания ТМО-50. В качестве одного из электродов применя-
ют арматурные стержни, в качестве другого используют три метал-
лических стержня диаметром 16...20 мм, которые размещают парал-
лельно вертикальной оси сваи на небольшом расстоянии от нее,
К трансформатору одновременно подключают четыре-пять свай. Ве-
ток прогревается в результате прохождения через него электричес-
кого тока.
Электропрогрев начинают не позже, чем через 15...20 мин после
завершения операции укладки смеси. Запаздывание с прогревом
может привести к замораживанию бетона в стволе сваи.
Разогрев бетона более интенсивно происходит в течение первых
8... 10 ч. В этот период на разогрев свай диаметром 1200 мм потреб-
ляется мощность 18...20 кВт, далее она уменьшается примерно
вдвое.
Потребляемую мощность и температуру бетона регистрируют
в ходе электропрогрева. Замеры производят в процессе разогрева
бетона через каждые 2 ч, в период установившейся температуры*-*
через 4 ч, в период остывания — через 12 ч.
Температуру бетона в свае обычно контролируют с помощью
технических термометров, размещаемых в специальных скважинах,
расположенных в оголовке сваи. Не рекомендуется разогревать бе-
107
V.8. Влияние расхода цемента на продолжительность смерзания бетона сваи
с грунтом и прослойку протаивания
Расход цемен- та, кг/м3 Время достижения максимального ра- диуса оттаивания, сут Радиус зоны от- таивания, м Продолжительность смерзания бетона с грунтом, сут
250 21 0,93 222
375 21 1,05 305
500 21 1,14 390
Примечание. Диаметр ствола сваи 1,2 м; температура грунта —1 °C;
влажность грунта 20 %; относительная льдистость 90 %.
тон до температуры выше 50 °C. Температуру бетона повышают не
более чем на 10 °C в течение часа.
Для уменьшения теплопотерь оголовок сваи покрывают тепло-
изолирующим материалом.
В процессе работ обслуживающий персонал должен следить за
исправностью всей электросистемы, не допускать появления наледи
на опалубке, арматуре и поверхности бетона.
Электропрогрев прекращают, когда бетон сваи набирает 40 %
своей прочности (для определения этой величины применяют тари-
ровочные зависимости). В процессе выполнения электропрогрева
строго соблюдают правила техники безопасности.
Период смерзания грунта с бетоном сваи и величина прослойки
протаивания зависят от расхода цемента, диаметра ствола сваи, тем-
пературы и влажности вечномерзлых грунтов (табл. V.8...V.10).
V.9. Влияние диаметра ствола сваи на продолжительность смерзания бетона
сваи с грунтом и прослойку протаивания
Диаметр ство- ла, мм Время достижения максимального ра- диуса оттаивания, сут Радиус зоны оттаивания, м Продолжительность смерзания бетона с грунтом, сут
1200 21 1,05 305
1600 24 1,42 505
Примечание. Температура грунта —1 °C; влажность грунта 20 %;
относительная льдистость 90 %; расход цемента 375 кг/м3.
V.10. Влияние температуры вечномерзлого грунта на продолжительность
смерзания бетона сваи с грунтом и прослойку протаивания
Температура грунта, °C Продолжительность достижения макси- мального радиуса оттаивания, сут Радиус зоны оттаивания, м Продолжительность смерзания бетона с грунтом, сут
—1 21,3 1,04 305
-3 12 0,93 78
-5 9 0,83 39
Пр имечание. Диаметр ствола сваи 1200 мм; влажность грунта 20 %;
относительная льдистость 90 %; расход цемента 375 кг/м3.
108
Глава VI
УСТРОЙСТВО ИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ И ОПОР
VI.1. Основные виды инъекционных свай и опор
В настоящее время еще нет общепризнанной классификации рас-
сматриваемых видов свай, четко не сложилась необходимая терми-
нология. Принимая за классификационный признак технологическую
схему производства работ, выделяют следующие основные виды
инъекционных свай :буроинъекционные; буросмесительные; сваи-опо-
ры, изготовляемые с использованием высоконапорной струи. Исполь-
зование этих свай в качестве опор во многих случаях весьма эффек-
тивно, особенно при реконструкции или реставрации зданий и соору-
жений. В таких работах усиление оснований и фундаментов
инъекционными сваями по сравнению с другими известными мето-
дами дает следующие возможности:
выполнение работ по усилению фундаментов в подвалах (высо-
той от 2,5 м) и с лесов;
устройство свай и опор под любыми углами наклона непосред-
ственно через тело существующих фундаментов;
усиление оснований и фундаментов в разнообразных грунтовых
условиях;
выполнение работ по усилению оснований и фундаментов без
прекращения других строительных работ;
минимальное использование ручного труда;
выполнение работ без нарушения внешнего вида сооружения,
которое может иметь архитектурную ценность.
Практика показала, что инъекционные сваи и опоры целесооб-
разно использовать в следующих случаях:
усиление оснований и фундаментов в связи с увеличением экс-
плуатационных нагрузок;
усиление оснований и фундаментов для стабилизации развития
незатухающих осадок и деформаций существующих зданий и соору-
жений;
усиление различных конструктивных элементов реконструируе-
мых объектов, включая кирпичную и каменную кладки несущих
стен, сводов, перекрытий и т. п.;
устройство фундаментов вновь строящихся объектов вблизи су-
ществующих;
строительство или реконструкция зданий и сооружений в отда-
ленных и труднодоступных районах.
Целесообразность применения инъекционных свай или опор при
усилении реконструируемых и реставрируемых объектов должна оп-
ределяться конкретными условиями и во всех случаях должна быть
109
обоснована технико-экономическим сравнением возможных вариан-
тов проектных решений.
VI.2. Буроинъекционные сваи
Буроинъекционные или, как их часто называют, «корневидные
сваи» последним названием обязаны форме тела, которое они обра-
зуют в грунте, а также форме свайных стволов, имеющих по длине
многочисленные местные уширения, получаемые при нагнетании рас-
твора в скважину под давлением. Буроинъекционная свая представ-
ляет собой пучок относительно тонких свай, расходящихся под раз-
личными углами наклона и напоминающих корни дерева. Отличи-
тельными особенностями свай этого типа являются их малый
диаметр (обычно 13—19 см) и большое относительное заглубление,
которое характеризует отношение длины сваи к ее диаметру. Мате-
риал ствола—армированный мелкозернистый бетон; способ изготовле-
ния — инъекция бетона в скважину под давлением.
Наибольшее распространение буроинъекционные сваи имеют при
усилении оснований и фундаментов существующих реконструируе-
мых и реставрируемых зданий и сооружений (рис, VI.1), в частности
Рис. VI.1. Варианты усиления существующих фундаментов
а — безростверковый; б — ростверковый; в — подведение нового фундамента;
г —- развитие площади фундамента; 1 — стена здания; 2 — подводимый фун-
дамент; 3 — буроинъекционные сваи; 4 — существующие сваи; 5 — распредели-
тельные плиты
памятников архитектуры, в связи с чем изложенное ниже посвяще-
но преимущественно этому аспекту их применения.
При изготовлении раствора для получения мелкозернистого бе-
тона применяют:
цемент, соответствующий заданной марке раствора (не менее
200), агрессивности среды, требуемому сроку схватывания (не ме-
нее 2 ч);
110
бентонитовый порошок (ТУ 39-01-08-658-81)' в качестве пласти-
фицирующей добавки в растворе;
песок мелко- и среднезернистый крупностью не более 1,0 мм
в качестве инертного заполнителя в растворах.
Для устройства буроинъекционных свай используют растворы
различного типа в зависимости от условий строительства и характе-
ра работы свай в конструкции. Это могут быть цементно-песчаные,
цементно-бентонитовые и цементные растворы. В необходимых слу-
чаях возможно также применение растворов других специальных
составов. Подбор состава растворов выполняет лаборатория в соот«>
ретствии с заданной маркой раствора и условиями строительства.
Цементно-песчаный раствор М200 имеет соотношение компонен-
тов (цемент : песок : вода) в частях по массе 1,0 : (1,0...1,5) : (0,4..,
,..0,7).
Цементно-бентонитовый раствор обычно имеет соотношение
компонентов (цемент : бентонит : вода) в частях по массе 1,0 :
#м(0,3...0,04) : (0,4...0,7).
Растворы, применяемые для изготовления буроинъекционных
свай, должны иметь плотность по ареометру АГ-2 1,95...2,07 г/см3,
подвижность по конусу АзНИИ 13... 17 см и водоотделение не более
2 %. Прочность затвердевшего раствора по испытаниям стандартных
кубиков размером 7X7X7 см при нормальных условиях вырезания
должна быть не менее 15 МПа в 7-дневном возрасте и 30 МПа
в 28-дневном.
Для заполнения скважин при бурении применяют глинистый бу-
ровой раствор, состав, удельный вес и другие показатели которого
обеспечивают устойчивость стенок скважин от оплывания и обруше-
ний. Плотность глинистого (бентонитового) раствора обычно прини-
мают равной 1,05...1,15 г/см3.
Во многих случаях усиления оснований существующих зданий
и сооружений их фундаменты используют в качестве ростверка в но-
вом фундаменте. Устройству буроинъекционных свай в этих случаях,
как правило, предшествует укрепительная цементация фундаментов.
Технологический цикл цементационно-укрепительных работ
включает бурение в грунте или теле существующего фундамента
инъекционных скважин, цементацию фундамента и зоны контакта
фундамента с грунтом, опрессовку скважин.
Бурение цементационных скважин выполняют станками колон-
кового бурения с продувкой сжатым воздухом. Диаметр скважин
назначают в зависимости от условий работы, состояния кладки су-
ществующего фундамента и его размеров. Обычно он не превышает
100 мм.
При усилении существующих фундаментов цементацию выполня-
ют, как правило, в два этапа. На первом этапе цементационную
111
скважину бурят в пределах фундамента, не доходя до его подошвы
0,5 м. В устье скважины для предотвращения выхода из нее нагнетае-
мого раствора устанавливают тампон (обтюратор), а затем выпол-
няют цементацию фундаментов. По окончании цементации скважи-
ну выдерживают в течение 2...3 сут.
На втором этапе повторно разбуривают ствол скважины или
тела фундамента до его подошвы и далее в грунт на 0,4...0,5 м и це-
ментируют зону контакта фундамента с грунтом. В этом случае там-
пон размещают в кладке фундамента на уровне 0,5 м выше подо-
швы.
Давление нагнетания при цементации фундаментов не превыша-
ет 0,1 МПа, при цементации зоны контакта — 0,2 МПа. Нагнетание
прекращают, если расход цементационного раствора в течение 10 мин
при давлении 0,2 МПа не превышает 1 л/мин.
Вид и состав цементационных растворов зависят от конструк-
ции, материала, состояния существующих фундаментов, геологичес-
ких и гидрогеологических условий площадки. В каждом конкретном
случае состав раствора подбирает лаборатория.
Технологический цикл устройства самих буроинъекционных свай
включает бурение кладки фундаментов и, в случае необходимости,
стен и других конструктивных элементов зданий и сооружений; уста-
новку трубы-кондуктора; бурение скважины в грунте до проектной
отметки; заполнение скважины раствором; установку арматурного
каркаса и опрессовку скважины (рис, VI.2).
Бурение скважин при устройстве буроинъекционных свай выпол-
няют станками колонкового бурения с продувкой сжатым воздухом.
При проходке неустойчивых, обводненных грунтов бурение ведут
с промывкой скважин глинистым (бентонитовым) раствором или под
защитой обсадных труб. Скважины в пределах конструкций рекон-
струируемого здания выполняют такими, чтобы можно устанавли-
вать в них трубы-кондукторы, внутренний диаметр которых больше
или равен расчетному диаметру буроинъекционных свай.
Заполнение скважины под кондуктор выполняют цементным
раствором до излива его из устья скважины. Раствор подают через
рабочий орган бурового станка или трубу-ияъектор, опущенную до
дна забоя скважины. При понижении уровня раствора в скважине
более чем на 1 м ее выдерживают в течение суток и затем доливают
до устья цементным раствором с меньшим В/Ц.
До начала схватывания раствора в скважину устанавливают
трубу-кондуктор. Через двое суток выполняют разбуривание цемент-
ного камня в трубе-кондукторе с продувкой сжатым воздухом. По
окончании разбуривания цементного камня ведут бурение скважины
до проектной отметки нижнего конца сваи. Отклонение от задан-
ного угла бурения не должно превышать £2°.
112
Рис. VI.2. Технология изготовления буроинъекционных свай
J — бурение скважины; II — заполнение скважины раствором, установка ар-
матурного каркаса; /// — опрессовка; /V—готовая свая; / — инъектор; 2-—
кондуктор; 3 — цементный раствор; 4 — арматурный каркас? 5 — труба для
опрессовки; 6 — тампон; 7 — цементный камень
По окончании бурения скважину через буровой став промывают
от шлама свежим буровым раствором в течение 3...5 мин.
Заполнение скважины раствором производят через буровой став
или трубу-инъектор от забоя скважины снизу вверх до полного вы-
теснения глинистого раствора и появления в устье скважины чистого
цементного раствора. Непосредственно после заполнения скважины
раствором в нее устанавливают арматурный каркас, который опуска-
ют отдельными секциями. Стыковку секций армокаркаса выполняют
с помощью сварки.
После установки армокаркасов в проектное положение и при
отсутствии утечек раствора из скважин (снижение уровня раствора
в скважине не более чем на 0,5 м) осуществляют опрессовку сваи.
С этой целью в верхней части трубы-кондуктора устанавливают там-
пон (обтюратор) с манометром и через инъектор нагнетают раствор
под давлением в 0,2...0,3 МПа в течение 3—4 мин. Опрессовка может
быть прекращена, если суммарный расход раствора в процессе
ее не превышает 200 л. При большем расходе необходимо выдержать
сваи в течение суток, после чего опрессовку повторить.
Устройство свай необходимо выполнять в последовательности,
которая приведена в проекте производства работ (ППР),
8—973
113
VI.3. Буросмесительные сваи
Способ устройства и конструкция этого вида свай относительно
новы. Такие сваи применяют в основном в практике строительства
малоэтажных зданий, при реконструкции фундаментов, устройстве
различного рода заглубленных сооружений.
Характерной технологической операцией в устройстве буросме-
сительных свай являются инъекция в грунт цементного раствора или
химических составов, вяжущих (стабилизаторов) и перемешивание
их с грунтом рабочим органом применяемой машины. При затверде-
вании смеси из инъектированного вещества и грунта в массиве по-
следнего возникает конструкция, способная воспринять внешнюю
нагрузку. Буросмесительным способом можно изготовлять сваи или
элементы фундаментов в грунтах почти всех видов. При устройстве
свай из цементогрунта наибольшего эффекта достигают в глинистых
грунтах (суглинках, глинах).
В основу технологии изготовления буросмесительных свай поло-
жена следующая схема производства работ. Буровая установка ра-
бочим органом, часто именуемым буросмесителем, разрушает грунт
основания и перемешивает его внутри грунтового массива с инъек-
тируемым цементным раствором. Раствор поступает из смесительной
установки в специальную емкость, а оттуда — под давлением до
0,5 МПа — непосредственно в грунт через отверстия в лопастях бу-
росмесителя.
В нашей стране имеется несколько разработок технологии и обо-
рудования для устройства буросмесительных свай.
По технологии, разработанной в СибЗНИИЭПе, цементогрунто-
вые сваи изготовляют с помощью агрегата АГС-7. Его рабочий орган,
вращаясь, разрушает грунт и погружается на глубину до 7 м. При
этом в размельченный грунт инъектируют цементный раствор с во-
доцементным отношением 0,6. Для придания цементогрунтовой сме-
си большей однородности буросмеситель перемещают в грунте вверх-
вниз 3...4 раза.
Испытания показали, что изготовленные по такой технологии
сваи длиной 7 м и диаметром 70 см допускают расчетную нагрузку
около 400 кН.
По технологии, разработанной в ВНИИОСП им. Н. М. Герсева-
нова, устройство буросмесительных свай в просадочных грунтах вы-
полняют по следующей схеме (рис. VI.3), Рабочий орган (буросме-
ситель) погружают в грунт с вращением. Во время этой операции
в грунтовой массив, разрушенный буросмесителем, через отверстия
в его лопастях подают дозированный объем воды. В результате вод-
ной инъекции грунт переходит в текучее состояние. После достиже-
ния проектной отметки направление подачи буросмесителя измени*
114
рис. VI.3. Технологическая схема устройства буросмесительных свай в лессо-
вых грунтах
I — сооружение приямка; IIперевод грунта в текучее состояние при погру-
жении буросмесителя; III — подъем буросмесителя с подачей водоцементного
раствора; /V — готовая свая; / — растворная станция; 2 — подаваемый рас-
твор; 3 — растворонасос
ют, перемещая его вверх. Во время этой операции в грунт инъекти-
руют цементный раствор, имеющий В/Д=0,5...0,6.
Введение в технологическую схему операции увлажнения грунта
снижает вращающий момент на штанге буросмесителя, способствует
более равномерному перемешиванию смеси, дает возможность изго-
товлять сваи длиной до 20 м.
Для вычисления объема водоцементного раствора для инъекции
в грунт используют зависимость
Vp = ps ЦГ (1/рц + 0,6/р^),
где VP — объем водоцементного раствора, м3/м; ра — плотность час-
тиц грунта, т/м3; Ц — дозировка цемента к массе сухого грунта,
доли ед.; F — площадь сваи, м2; ри, — плотность воды, т/м3,
В практике устройства фундаментов находят применение буро-
смесительные сваи, изготовляемые путем перемешивания цемента
и ила.
В соответствии с рекомендациями ВНИИОСП им. Н. М. Герсе-
ванова илоцементные сваи могут располагаться в виде полей, кустов
и рядов. При низкой закрепляемости ила и значительных нагрузках
допускается касание и сплочение илоцементных свай в стенки, мас-
сивы или ячеистые конструкции,
8*
115
Для буросмесительного закрепления илов рекомендуется приме-
нять портландцемент, портландцемент с минеральными добавками
и шлакопортландцемент (ГОСТ 10178—85) марки не ниже 400, а при
наличии сульфатной агрессии — сульфатостойкий портландцемент,
сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками, суль-
фатостойкий шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент
(ГОСТ 22266—76) также марки не ниже 400.
Цемент вводят в грунт в виде водного цементного раствора, во-
доцементное отношение которого устанавливают в процессе опытных
работ в зависимости от конкретных условий перевозки (если тако-
вая предусмотрена проектом организации работ) и закачивания
в грунт (тип и подача насоса, сечение и длина раствороводов и т. д).
Закрепляющий раствор по своей консистенции и устойчивости против
расслоения должен обеспечивать нормальную работу насоса и рас-
твороводов. Наименьший период от начала приготовления до начала
расслоения или схватывания цементного раствора должен превы-
шать суммарную продолжительность цикла его приготовления и на-
гнетания в грунт не менее чем на 15 %. Как правило, цементные
растворы, применяемые при буросмесительном способе закрепления
илов, имеют водоцементное отношение, равное 0,5...0,6.
Для предварительной оценки закрепляемости грунтов испыты-
вают образцы илоцемента в возрасте 7 и 14 сут. Образцы изготовля-
ют цилиндрической формы диаметром не менее 40 мм при отношении
высоты к диаметру, равном 1,5. В качестве расчетного значения
прочности принимают среднее арифметическое результатов одновре-
менного испытания не менее 5 одинаковых образцов. Допускают
применение различных модифицирующих добавок, улучшающих ха-
рактеристики илоцемента (повышение прочности, морозостойкости,
коррозионной стойкости и т. д.), и добавок, стабилизирующих или
пластифицирующих нагнетаемый в ил раствор цемента.
Производство работ по закреплению илов буросмесительным
способом состоит из двух основных операций: приготовления за-
крепляющего водоцементного раствора; нагнетания цементного рас-
твора в грунт и перемешивания его с последним с помощью буро-
смесителя. В зависимости от инженерно-геологических условий,
закрепляемости илов, их температуры и глубины закрепления проек-
том может быть предусмотрен один из трех технологических вариан-
тов: нагнетание цементного раствора в процессе погружения буро-
смесителя; при его извлечении; в течение всего технологического
цикла перемешивания ила, т. е. как при погружении, так и при из-
влечении рабочего органа.
Технологический вариант нагнетания цементного раствора свер-
ху вниз рекомендуется: при производстве работ без промежуточ-
ных стыковок бурильных труб; при относительно небольшой глуби-
116
не закрепления (до 10 м); при низкой активности ила (начало схва-
тывания илоцементной массы более 2ч). В других случаях
рекомендуется нагнетание цементного раствора снизу вверх.
Нагнетание цементного раствора в течение всего технологичес-
кого цикла следует применять: при наличии труднопроходимых линз
и прослоек грунта; для уменьшения вероятности засорения грунтом
выходных отверстий буросмесителя; при работе с растворонасосом
малой подачи.
Принцип перемешивания грунта и инъектируемого в него реаген-
та использован и в технологии устройства известковых свай. В этом
случае в грунт, разрушенный механическим режущим рабочим орга-
ном специализированной машины, подают негашеную известь в ви-
де порошка.
Обычно опоры этого вида применяют в слабых водонасыщенных
глинистых грунтах. Реакция гашения извести способствует уменьше-
нию влагосодержания грунта, а некоторое увеличение объема извест-
ково-грунтовой смеси способствует уплотнению грунтов между сва-
ями.
VI.4. Сваи и опоры, изготовляемые с использованием
струйной технологии
При струйной технологии устройства свай и опор разрушение
грунта выполняют высоконапорной гидравлической струей, а не ме-
ханическим рыхлителем.
Бурение лидерной скважины выполняют буровым станком
(рис. VI.4). Его рабочий орган — буровая коронка, шарошка, буро-
вой ковш и т. п. — должен соответствовать виду грунта стройпло-
щадки. При работе в мерзлых грунтах для бурения лидерной сква-
жины может быть использована вертикально направленная водяная
струя большого давления.
В пробуренную до проектной отметки скважину опускают на
пустотелой штанге гидромониторную головку с насадками, к кото-
рым по каналам штанги подают под напором воду. При вращении
и подъеме штанги струя воды, будучи направленной поперек оси
скважины, начинает размывать ее стенки и увеличивать диаметр.
Разрушенный грунт в виде пульпы изливается из устья скважины
в .отводящую траншею.
Водяная насадка кроме центрального отверстия для выхода во-
ды имеет вокруг него кольцевую щель, из которой под давлением
(от компрессора) выходит воздух. Он предохраняет от затопления
пульпой водяную струю, образуя вокруг нее своеобразную воздуш-
ную рубашку. Этим увеличивают дальность размыва грунта струей.
Одновременно с размывом грунта через другую нижнюю насад-
117
Рис. VI.4. Технологическая схема сооружения свай и опор при струйной тех-
нологии
а — бурение скважины; б — устройство сваи; 1 — буровая установка; 2 — бу-
ровая штанга; 3 — струййый монитор; 4 — фиксирующее (направляющее) уст-
ройство; 5 — компрессор; 6 — водяной насос; 7 — емкость для воды; 8 — насос
для раствора; 9 — емкость для раствора; 10 — растворный узел
ку гидромониторной головки в скважину подают твердеющий рас-
твор, который образует тело сваи (опоры).
Разработкой струйной технологии устройства фундаментов
в СССР заняты ВНИИОСП им. Н. М. Герсеванова, Гидроспецпроект
Минэнерго СССР, Фундаментпроект Минмонтажспецстроя СССР.
Режим работы гидромониторной головки зависит от грунта строй-
площадки. В отдельных случаях давление водяной струи достигает
70 МПа, расход воды — 2,4...3,6 м3/ч при диаметре насадки 1,..2мм<
Давление воздуха обычно составляет 0,6...0,7 МПа, расход — 2...
...4 м3/мин. Исследованиями установлено, что такие значения пара-
метров оптимальны только при разработке плотных глин и аргил-
литов.
При разработке песков и суглинков определяющим фактором
является не скоростной напор водяной струи, а ее расход. Прове-
денными экспериментами доказано, что при относительно малом на-
поре водяной струи, но при большом ее расходе в песках и суглин-
ках можно добиться большей эффективности, чем при использовании
тонких высокоскоростных струй. Так, при давлении воды 5... 10 МПа
и расходе воды 7... 15 м3/ч дальность размыва в этих грунтах дости-
гает 3...5 м. Диаметр водяной насадки для такого расхода воды
должен составлять 3...5 мм.
Прочность материала грунтобетонных свай на сжатие в зависи-
мости от вида грунта составляет 2...5 МПа. При этом прочность ма-
териала в песчаных грунтах получается большей, чем в глинистых,
118
в внииосп им. И. М. Герсеванова разработана струйная тех-
нология устройства экономичных свайных конструкций. Удельная
(на единицу расхода материала) несущая способность таких свай
в 1,5...1,6 раза выше удельной несущей способности свай, имеющих
круглое поперечное сечение.
- Двух-, трех- и четырехлопастные (в поперечном сечении) сваи
устраивают с помощью струйных мониторов с боковыми насадками,
расположенными диаметрально противоположно, через 120 и 90°.
Подъем монитора в направляющей скважине происходит верти-
кально вверх без вращения вокруг вертикальной оси.
Если при подъеме монитора слегка разворачивать его вокруг
вертикальной оси, то лопасти получают наклон, что увеличивает не-
сущую способность свай.
Сваи с винтовыми лопастями можно устраивать путем подъема
струйного монитора, имеющего одну, две или несколько боковых на-
садок, расположенных на разной высоте. Число винтовых лопастей
на устраиваемых таким образом сваях соответствует числу насадок
на мониторе.
Чередование вертикального подъема мониторов с вращением
их вокруг вертикальной оси без подъема позволяет получить сваи
с уширениями по высоте.
Сваи типа корневидных устраивают с помощью струйных мони-
торов, боковые насадки которых расположены под углом 30...45°
к вертикали.
При действии на корневидные сваи горизонтальных нагрузок
угол наклона корневидных лучей со стороны, противоположной на-
грузке, может приближаться к 90°, что учитывают при ориентировке
соответствующих насадок на мониторе,
VI .5. Контроль качества и приемка работ
Контроль качества работ ведут на всех этапах устройства инъ-
екционных свай. Представители авторского и технического надзора
периодически контролируют соответствие технологии ведения работ
проектным требованиям, особо обращая внимание на следующее:
планово-высотную привязку свай;
диаметр, длину, угол наклона скважины под кондуктор (если
применяют кондуктор);
материал, диаметр, угол наклона трубы-кондуктора, глубину по-
гружения ее в скважину, качество заполнения затрубного простран-
ства цементным раствором;
глубину и диаметр скважины под ствол сваи;
соответствие грунтов основания в плоскости нижнего конца сваи
принятым в проекте;
119
глубину погружения арматурного каркаса в скважину, качество
сварки стыков (аналогично контролю при устройстве набивных
свай);
качество и расход нагнетаемого раствора при инъекции сква-
жин;
давление и продолжительность опрессовки (при устройстве бу-
роинъекционных свай).
В ответственных случаях в процессе производства работ и при
последующей эксплуатации выполняют геодезический контроль за
вертикальными и горизонтальными перемещениями строительного
объекта в целом и отдельными его конструктивными элементами.
Приемку выполненных работ по изготовлению инъекционных
свай обычно осуществляют на отдельных захватках (зонах) объек-
та по мере завершения работ, но до срубки голов и заделки свай
в ростверки.
Выполненные работы принимают на основании следующих доку-
ментов:
проекта свайных фундаментов;
актов приемки материалов;
актов лабораторных испытаний контрольных образцов из инъ-
ектированных растворов, изготовленных на площадке строительства;
акта и заключения по проведенным статическим испытаниям
опытных свай;
плана расположения свай с привязкой к разбивочным осям;
исполнительной схемы расположения осей изготовленных инъек-
ционных свай с указанием отклонений от проектного положения
в плане, фактических углов наклона и результатов нивелировки го-
лов свай;
актов на скрытые работы;
журналов производства работ по устройству свай.
При приемке изготовленных свай проверяют соответствие вы-
полненных работ требованиям проекта и СНиП 3.02.01—83 При-
емку оформляют актом, в котором отмечают все выявленные де-
фекты и предусматривают способы и сроки их устранения.
Глава VII
МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ
И ИЗВЛЕЧЕНИЯ СВАЙ И ШПУНТА
VII .1. Молоты сваебойные
Механические или подвесные молоты. Они являются простейшим
видом сваебойных молотов. Из-за крайне низкой производительнос-
ти их применяют в редких случаях — при отсутствии молотов дру-
120
гих видов или малых объемах работ. Молот представляет собой
железобетонную болванку, имеющую вверху петлю для подъемного
маната и направляющие захваты для удержания и направления моло-
та в стрелах копра. Иногда молот изготовляют в виде нескольких
секций — чугунных или стальных плит, соединяемых между собой
болтами. Такая конструкция позволяет менять вес молота в зави-
симости от веса погружаемой сваи.
Принцип действия молота заключается в попеременном подъеме
его с помощью лебедки на некоторую высоту (1,5...3 м) и свободном
падении на голову сваи. Молот подвешивают двумя способами:
подъемный канат крепят непосредственно к проушине молота
л не разъединяют с ним во время забивки;
подъемный канат крепят к устройству, разъединяющему его
с молотом, обеспечивая тем самым свободное падение молота.
Масса механических молотов не превышает обычно 3 т, частота
ударов составляет 4... 12 в минуту.
Паровоздушные молоты. Среди них различают молоты простого
и двойного действия. В молотах простого действия энергию привода
(пар или сжатый воздух) используют только для подъема ударной
части, а падение ее происходит под действием собственного веса.
В молотах двойного действия энергию привода используют как для
подъема ударной части, так и для движения ее вниз, увеличивая
скорость падения и соответственно силу удара.
Наибольшее распространение имеют молоты простого действия,
которые бывают с ручным, полуавтоматическим и автоматическим
VII.1. Техническая характеристика паровоздушных молотов простого действия
с ручным управлением
Показатель МПВП-3000 МПВП-4250 1Л с© ё МПВП-8000
Наибольшая высота подъема ци- линдра, мм — 1250 —
Энергия одного удара, кДж 37,50 43,20 1 89,70 110
Число ударов в 1 мин — 8. ..12 —
Массовый расход пара, кг/ч 500...550 600...750 1100...J300 1200...1500
Объемный расход воздуха (сво- бодного), м3/мин Рабочее давление пара или возду- ха, МПа 9...11 11...15 0, 16...20 ,7...0,8 18...26
Высота молота, мм Масса, кг: 2850 2820 3125 2580
ударной части 3000 4250 6500 8000
общая 3267 4528 6611 8695
121
VH.2. Техническая характеристика паровоздушных молотов
с полуавтоматическим управлением
Показатель СССМ-570 С-276 СССМ-680
Наибольшая высота подъема удар- 1500 1300 1370
ной части, мм Энергия одного удара, кДж 27 39 82
Число ударов в 1 мин До 30
Массовый расход пара, кг/ч Объемный расход воздуха бедного), м3/мин (сво- 545 10 I 700 14 I 1470 30
Рабочее давление пара или ха, МПа возду- 0,8...1,0
Габарит, мм Масса, кг: ударной части общая 4840X810X780 1800 2700 4840Х1180Х Х900 3000 4150 4960Х Х1410Х880 6000 8650
управлением работой паровоздухораспределительного устройства
(табл. V1I.1...VIL3),
Молоты с ручным управлением просты по конструкции, надеж-
ны в работе, не требуют сложного ухода. Недостатками их являют-
ся низкая производительность, обусловленная малой частотой уда-
ров (8...12 в минуту), и ручное управление паровоздухораспредели-
тельным краном.
Молоты с полуавтоматическим управлением более производи-
тельны и экономичны. Частота ударов у них достигает 30 в минуту.
Выхлоп пара или воздуха в молоте происходит автоматически, од-
нако управление впуском остается ручным.
VI 1.3. Техническая характеристика паровоздушных молотов
с автоматическим управлением
Показатель С-811А С-812А
Энергия удара, кДж 82 1 о 100
Число ударов в 1 мин 40...50 I 1 35...40
Ход поршня, мм 1370
Объемный расход воздуха, м’/мин 18...20 26
Массовый расход пара, кг/ч Диаметр, мм: 1250 1500
паропровода 50...75 75
воздухопровода 40
Габарит, мм Масса, кг: 4730X1070X1150 4730X1070X1270
ударной части 6000 8000
общая 8200 11000
122
Молоты с автоматическим управлением имеют высокую произйо*
дительность, частота ударов достигает 40...50 в минуту.
В настоящее время разработаны два типоразмера этих молотов
с массой ударнрй части 6 и 8 т.
Паровоздушные молоты двойного действия отличает достаточ-
но высокая частота ударов при относительно небольшой массе удар-
ной части (табл. V1I.4). Масса ударной части по отношению к об-
VI 1.4. Техническая характеристика паровоздушных молотов
двойного действия
Показатель С-35 С-32 СССМ- 708 С-232 С-977
Энергия удара, кДж 10.85 15,90 11,20 18 17...27
Наибольшая высота подъема ударной части, мм 450 525 406 508 460
Число ударов в 1 мин Необходимое давление воздуха (пара), МПа 135 125 0, 140 7...0,8 95...112 100...105 0,7
Объемный расход воздуха, м3/мин Массовый расход пара, кг/ч 12,8 17 12,7 17 20
900 1200 865 1190
Габарит, мм Масса, кг: 2375Х Х650Х Х710 2391X Х630Х Х800 2490Х Х560Х Х710 2765Х 660Х Х810
ударной части 614 655 680 ИЗО 2250
общая 3767 4095 2363 4650 5200
щей массе молота составляет 15...25 % (в молотах простого дейст-
вия —- 65...90 %). Молоты двойного действия эффективны при забивке
элементов с малым лобовым сопротивлением, каковыми являют-
ся деревянный и стальной шпунт, балки, железобетонные трубчатые
сваи с открытым концом, металлические трубы.
Имея герметически защищенную от проникания внутрь воды кон-
струкцию, молоты двойного действия хорошо работают под водой.
Для этого молот снабжают рукавом для выхлопа отработанного
воздуха (пар в этом случае неприменим), один конец которого кре-
пят к выхлопному отверстию, а другой выводят выше уровня воды.
Дизельные молоты (дизель-молоты.). Штанговые дизель-
мол оты (табл. VI 1.5) имеют воздушное охлаждение и способны
^работать в течение часа без перерыва при температуре окружающе-
го воздуха до 25 °C. После часа работы необходимо делать пере-
рыв на 25...30 мин или обдувать поршень сжатым воздухом от ма-
логабаритного компрессора.
Дизель-молоты с подвижными штангами по принципу действия
аналогичны молотам с неподвижными штангами, но значительно лег-
че, меньше по габариту и мощности. Предназначены они для забив-
ки легких деревянных свай (длиной не более 6...8 м) массой не бо-
123
VII.5. Техническая характеристика штанговых дизель-молотов
Показатель СП-60 (ДМ-240) СП-6Б (С-ЗЗОБ)
Наибольшая энергия удара, кДж 30 58.8
Максимальная Высота подъема ударной час- 1,3 2,4
ти, м Число ударов в минуту 57 50
Масса забиваемых свай, кг 300...500 1200..„3200 360
Ширина направляющих, мм —
Высота молота (без наголовника), мм 1981 4540
Масса ударной части, кг 240 2500
Масса молота (с кошкой), кг 350 4220
Примечание Здесь и далее в подобных таблицах в скобках приве-
дена вторая индексация оборудования.
лее 300 кг. Для работы таких молотов копер не нужен, они работа-
ют со свободной подвеской на кране.
Трубчатые дизел ь-м о л о т ы.
Характерными признаками трубчатых дизель-молотов являются
следующие:
ударной частью служит подвижной поршень, имеющий боль-
шую высоту подъема;
вспрыск топлива происходит в результате удара;
вспышка смеси происходит после удара поршня по шаботу;
степень сжатия гораздо меньше, чем в штанговых дизель-моло-
тах, отсутствует форсунка;
рабочая полость закрыта, что предохраняет ее от попадания час-
тиц грунта и грязи, ухудшающих эксплуатацию.
Промышленность выпускает трубчатые дизель-молоты с воздуш-
ным и водяным охлаждением (табл. VII.6...VII.7). Для работы в ус-
ловиях низких температур промышленность выпускает трубчатые-
дизель-молоты в «северном» исполнении.
VI 1.6. Техническая характеристика трубчатых дизель-молотов
с воздушным охлаждением
Показатель С-859А С-949А С-954А С-977А
Наибольшая энергия удара, кДж 31,4 42,7 59,8 88,3
Число ударов в минуту 42 55
Ширина направляющих, мм 360 360/625 625
Высота молота (без наголовника), 4165 4685 4800 5520
мм Maqca ударной части, кг 1800 2500 3500 5000
Масёа молота, кг 3500 5800 7300 9000
Примечания: 1. Наибольшая высота подъема ударной части — 3 м.
2. Степень сжатия 15. 3. У дизельного молота С-949А ширина направляющих
равна 360 мм при работе с легким копром и 625 мм при работе с тяжелым
копром,
124
VI 1.7. Техническая характеристика трубчатых дизель-молотов
с водяным охлаждением
Показатель С-995А (СП-40А) С-996А (СП-41А) С-1047А (CII-47A) С-1048А (СП-48А) СП-54-1
Наибольшая энергия удара, кДж 22 31,4 42.7 59,8 88,3
щирина направляющих, мм 360 360/625 625
Высота молота (без наголов- ника), мм 3955 4190 4970 5080 5500
Масса ударной части, кг 1250 1800 2500 3500 6000
Примечания: 1. Наибольшая высота подъема ударной части 3 м.
2 Частота ударов в минуту 43...55. 3. Степень сжатия 15. 4. У дизельного мо-
лота С-1047А (СП-47А) ширина направляющих равна 360 мм при работе
с легким копром и 625 мм при работе с тяжелым копром.
Гидравлические молоты (гидромолоты). Гидромолоты
простого действия. В молотах этого типа рабочая жидкость
осуществляет лишь подъем ударной части, опускание же ее вниз
происходит под действием силы тяжести.
Гидромолоты двойного действия. В молотах это-
го типа рабочую жидкость используют для подъема ударной части.
Движение ударной части происходит под действием собственного
веса и давления рабочей жидкости на поршень. Для увеличения по-
дачи жидкости в момент перед нанесением ударов к насосу подсое-
диняют гидравлический аккумулятор, который подзаряжается во вре-
мя обратного хода поршня. Распределение подачи жидкости в пе-
риоды подъема, торможения в верхнем положении и движения для
совершения удара осуществляется автоматической системой с гид-
рораспределителем, поршнем, обратным клапаном и поршнем гидро-
аккумулятора.
В нашей стране разработаны несколько типов свайных гидро-
молотов двойного действия (табл. VI1.8). Гидромолот СО1-82 пред-
VI 1.8. Техническая характеристика гидромолотов двойного действия
Показатель С01-82 С01-146 С01-136
Энергия удара, кДж 3 9 20
Число ударов в минуту 130... 150 160 125
Расход жидкости, л/мин 90...120 165 300
Давление в гидросистеме, МПа 10...16 16 16
Высота молота (без наголовника), 1800 2400 3000
мм
Масса ударной части, кг Масса, кг: 210 600 1250
без пригруза 650 2000 3600
с пригрузом — 3000 5200
125
назначен для забивки легких железобетонных свай сечений 10X10,
15X15 и 20X20 см, длиной до 4 м, а также для забивки металли-
ческого шпунта длиной до 6 м, труб, столбов и других свайных эле,
ментов. Гидромолот СО 1-146 может забивать сваи сечением 30 \
ХЗО см и длиной до 6 м, а гидромолот СО 1-136 — железобетонные
сваи длиной до 10 м, а также металлический шпунт массой до 2 т.
Эти молоты имеют одинаковую принципиальную конструктивную
схему, хотя у них есть и различия в компоновке отдельных узлов
и креплении наголовника. Так, гидромолот двойного действия с энер-
гией удара 9 кДж состоит из массивного корпуса, внутри которого
находится рабочий цилиндр с аккумулятором и золотником, направ-
ляющей трубы, в которой передвигается ударная часть. Шабот рас-
полагается в направляющей буксе.
Кронштейн для подвески молота к копру может двигаться вниз
относительно корпуса молота на 50 мм, сжимая пружины. К крон-
штейну прикрепляют канат, натяжением которого создают статичес-
кую пригрузку при забивке сваи. В случаях свободного навешивания
гидромолота на копер сверху корпуса рабочего цилиндра размещают
пригруз массой до 1000 кг, который воспринимает реактивную силу,
стремящуюся подбросить корпус молота. Пригрузка корпуса молота
при забивке свай внешней статической силой ускоряет процесс по-
гружения. Если пригрузка производится от гидравлической лебед-
ки, ее гидромотор работает параллельно с рабочим цилиндром гид-
ромолота. Это позволяет рационально распределить мощность при-
вода между гидромолотом и гидромотором механизма пригруза.
Возможны варианты: если сопротивление погружению сваи невели-
ко и она идет в грунт под действием каната гидролебедки, то весь
поток жидкости от насоса приводной станции потребляется гидро-
лебедкой; если же сопротивление грунта погружению сваи больше
статического усилия от гидролебедки, то весь поток жидкости насоса
потребляется гидромолотом.
Гидромолоты двойного действия являются машинами универсаль-
ными, так как с успехом могут быть использованы не только для
забивки сваи и шпунта, но и при замене наголовника соответствую-
щим оборудованием для рыхлых мерзлых грунтов, трамбования грун-
та и т. п. Они способны работать под любым углом к горизонту. Од-
нако им присущ недостаток — их собственная масса при работе без
механизма статического пригруза должна быть в несколько раз
больше массы ударной части, причем, чем больше число ударов в ми-
нуту, тем больше должна быть масса корпуса молота. Поэтому в ря-
де случаев, например, при ограниченной грузоподъемности копра,
целесообразно применять гидромолоты простого действия (со сво-
бодным падением ударной части), имеющие различный характер ра*
бочего цикла и системы распределения жидкости.
126
Гидромолоты простого действия с импульс*
ийм подъемом ударной части. Разгон ударной части
9тих гидромолотов происходит на ходе вверх, равном 0,15..ДЗ пол-
ного, после чего она движется вверх по инерции. Во время этого ее
движения на погружаемую сваю действует импульс, равный произ-
ведению массы ударной части на ускорение при ее разгоне. Так как
этот импульс действует на сваю, еще не остановившуюся после пре-
дыдущего удара, то эффект погружения сваи увеличивается, как это
имеет место при работе дизельного молота.
VII .9. Техническая характеристика гидромолота простого действия
с импульсным подъемом ударной части
Энергия удара, кДж ......................................... 118
Число ударов (при максимальном ходе) в минуту............... 50
Давление в гидросистеме, МПа ........................ . . 16
Расход жидкости при максимальных параметрах, л/мин • . • . 400
Масса ударной части, кг ............................ . . . 7500
Масса, кг ..........................................«... 11 000
Высота подброса ударной части зависит от силы сопротивления
сваи погружению.
Высоту подброса и, следовательно, частоту и энергию удара гид-
ромолота с импульсным подъемом регулируют изменением хода пор-
шня аккумулятора, управляющего распределительным золотником.
Зарубежные гидро молоты. Их можно условно разде-
лить на три группы:
с гидропневматическим приводом, в которых подъем ударной
части осуществляют с помощью гидроцилиндра, а разгон вниз—•
пневматическим буфером, предварительно заряженным сжатым га-
зом (табл, VII. 10);
с гидромеханическим приводом, в которых подъем ударной части
молота осуществляют с помощью гидромотора через механическую
передачу, а ход вниз — используя энергию сжатого газа (см. табл,
VI 1.10);
гидромолоты двойного действия (табл, VI 1.11).
Вибромолоты (табл. VII. 12t VII.13).
Вибромолоты разделяют:
по виду привода — на электрические, гидравлические, пневмати-
ческие и с двигателем внутреннего сгорания;
по виду связи двигателя с вибровозбудителем — на трансмисси-
онные и бестрансмиссионные;
по наличию упругой связи между вибровозбудителем и сваей—*
на пружинные и беспружинные.
Наибольшее распространение получили электрические вибромоло-
ты с упругой связью (пружины) между вибровозбудителем и сваей.
Двухвальный вибровозбудитель направленных колебаний, соединен-
ный со сваей пружинами, при вращении валов с дебалансами в про-
тивоположных направлениях совершает периодические колебания
127
VII.10. Техническая характеристика зарубежных гидромолотов
с гидропневматическим и гидромеханическим приводами
С гидропневматическим приводом
4»
Показатель рсолл- (Ingersol , США нд Инжи- (Lemand Bering), В ритания ик Добсо k Dobson обританш Ш. S.), Вели гания
О А ч — s £ СС Л
я я с s S « ms я я Ч \О X — *
v ex—<
Наибольшая энергия 165 239 41,4 170
удара, кДж Число ударов в ми- 700 160...180 600 320...400
нуту Высота молота, мм 1076 2286 1600 1800
Давление зарядки га- 7 7 0,425...0,57 0,55...1,05
зового буфера, МПа
Расход жидкости, 80...190 60 185 120...150
л/мин Давление в гидро- 7...1,4 11...14 14 25...14
системе, МПа Масса ударной час- 45,5 ...
ти, кг
Масса молота, кг 339 522 703 730
Продолжение табл. VII.lo
Показатель С гидропневматическим приводом С гидромеханическим при- водом
БРШ-501, типА, Монтаберт (Моп- tabert), Франция БРШ-501Л, тип 6ЦВ, «Аксерино» (Akserino), Ита- лия «Катлер инжини- ринг дивижн» (Kutler Inginee- ring Divign), США «Гидравлик ма- шинери* (Hidra- ulic Mashinaru), США
Наибольшая энергия удара, кДж 205 205 — 20
Число ударов в ми- нуту 320...450 320...450 60...70 100
Высота молота, мм 2280 2280 3000 . . ж
Давление зарядки га- зового буфера, МПа 11 8 — —
Расход жидкости, л/мин 60...90 110...140 ... 227
Давление в гидро- системе, МПа 16 12 ... 10,6
Масса ударной час- ти, кг . 73 ... 100 136
Масса молота, кг 1000 1000 ... ...
128
<р VII.11. Техническая характеристика зарубежных гидромолотов двойного действия
со Со Показатель «Крупп» (Krupp) ФРГ «Сойлмек» (Soilmec), Италия МГФ (MGF), ФРГ
НМ- 110 НМ- 200 НМ-400 НМ-600 мдо-юо МДО-200 МД-400 МДО-800 НН-961М
Наибольшая энергия удара, кДж 0,45 0.7 0,72 3,3/1,65 0,3 0,55 1,22 2,25
Число ударов в минуту 1000 650 550 480 800 550 450 450 450
Масса ударной части, кг 12 24 24 50 — — — — —
Масса молота, кг 170 460 400 846 200 370 700 1200 960
Примечание. В гидромолоте НМ-600 наибольшая энергия удара различна при различных ходах бойка.
VII.12. Техническая характеристика вибромолотов
Показатель С-835 ВМ7у ВМ-9 С-834 С-836 С-467М
Число электродвигателей 2 2 1 2 2 2
Мощность электродвигателя, кВт 7 5 7 14 5,5 13 22
Частота вращения валов электродвигате- 1440 1450 1440 960 960 960
ля, мин
Число ударов в минуту 480 1450 1440 480 480 480
Расчетная энергия удара, кДж 1,4 0,62 0,8 1,2 2,7 2,3
Тип наголовника Механический Клиновый Свободносидящий
Габарит, мм 880X700X1120 1150Х1050Х 1150Х1040Х 850X750X1350 1020Х880Х 1150Х1000Х
Х1100 Х1360 XI870 XI940
Масса ударной части (вибровозбудителя), 700 670 700 650 1400 2000
w кг
.Jg Масса молота (без пульта и кабеля), кг 1100 1400 1690 1800 4500 6509
8 VIIЛЗ. Техническая характеристика зарубежных вибромолотов
Показатель W-101 (ПНР) ВС-6 (ПНР) ВС-9ЕН (ПНР) NVH-30 (Япония) NVH-50 (Япония) NVS-30 (Япония) тм-ю (Япония) ТМ-20 (Япония) ТМ-40 (Япония)
Число электродвигате- лей 1 2 2 1 1 1 2 2 2
Мощность электродви- гателя, кВт 10 2,5 2,2 22 22 22 7,5 15 30
Частота вращения валов ' электродвигателя, МИН 910 910 1440 980 820 680 680
Число ударов в минуту 455 455 1440 Меньше от д 1000 (в s явления во: щвисимости 5духа) Переменно е
Тип наголовника Гидравли- ческий Резьбовой Клиновой Пневмат! 1ческий Механи- ческий Механичес :кий и гиде >авлический
Габарит, мм 700X 570X1700 700 Х 800Х Х1400 — 970Х820Х Х3750 930 Х820Х Х3600 820Х770Х Х3000 850 Х 840Х XI500 1170Х Х1060Х Х1850 1170Х Х1060Х Х2300
Масса ударной части (вибровозбудителя), кг 405 560 65 3000 3000 3000 1500 2500 3500
Масса машины (без пульта и кабеЛя), кг 1000 1050 105 3500 3500 3500 — J —
0Я0ЛО некоторого положения равновесия. Частота вынужденных коле-
баний вибровозбудителя равна угловой частоте вращения дебалан-
совых валов; амплитуду колебаний определяет отношение статичес-
кого момента дебалансов к массе вибровозбудителя. Когда зазор меж-
ду сваей и вибровозбудителем меньше амплитуды колебаний послед-
него, движение вибровозбудителя вызывает периодические удары
ударника по наковальне, соединенной со сваей.
Энергия и частота ударов зависят от соотношения параметров
механизма в целом, т. е. от массы вибровозбудителя, жесткости пру-
жинной подвески, момента эксцентриков и т. д. Однако оптималь-
ный режим работы вибромолота определяет не только соотношение
этих параметров, но и зазор между вибровозбудителем и ограничи-
телем, который можно регулировать изменением натяжения пружин-
ной подвески (или другим способом).
Поскольку изменение расстояния между вибровозбудителем
и сваей вызывает появление не только зазора, но и натяга (опреде-
ленной силы прижатия вибровозбудителя к свае), то применительно
к виброударным механизмам возникает, понятие «отрицательный
зазор». Как правило, зазор, соответствующий режиму работы вибро-
ударного механизма с максимально возможной энергией удара, ого-
варивают заранее. Для упрощения работы регулирование вибромо-
лота выполняют на заводе-изготовителе.
С помощью виброударного механизма можно получить различ-
ное (меньше, чем частота вращения вибровозбудителя) число уда-
ров. Последнее может быть как равно частоте вынужденной силы
(частоте вращения дебалансовых валов), так и быть меньше ее
в 2,3 и более раза, т. е. виброударный механизм может работать
в режиме, когда один удар приходится на 1, 2 или 3 оборота деба-
лансовых валов. В практике принято говорить, что виброударная
машина работает в режиме: соответственно Z«l; / = 2 или Z«3.
Опыт показывает, что высокочастотные вибромолоты имеют бо-
лее узкую область применения, поскольку обеспечивают эффектив-
ное погружение шпунта и других элементов с малым лобовым сопро-
тивлением лишь в слабых грунтах. В плотных грунтах более эф-
фективными являются машины, развивающие значительную энергию
удара.
Виброударные машины выгодно отличает от вибрационных спо-
собность к самонастройке, т. е. способность повышать энергию уда-
ра при увеличении сопротивления среды или уменьшении массы
погружаемого элемента. Это объясняется тем, что на режим работы
виброударной машины значительное влияние оказывает коэффици-
ент восстановления скорости при ударе, являющийся отношением
послеударной скорости вибровозбудителя к доударной. Коэффици-
ент восстановления скорости при ударе зависит от соотношения масс
9*
131
соударяемых элементов. При погружении в грунт какого-либо эле-
мента его масса возрастает в связи с увеличением присоединенной
массы грунта, что влечет за собой повышение коэффициента восста-
новления, а следовательно энергии удара, и, в конечном итоге, поз-
воляет использовать виброударный механизм с большой эффектив-
ностью.
VH.2. Вибрационные погружатели
Вибропогружатели высокочастотные. Их применяют для погру-
жения элементов с относительно малым лобовым сопротивлением
и небольшой массой (стальные шпунт и трубы, балки, деревянный
шпунт).
Характерным представителем серийно выпускаемых высокочас-
тотных вибропогружателей является вибропогружатель типа ВПП-2А
(табл. VI 1.14).
VII.14. Техническая характеристика высокочастотных вибропогружателей
Показатель ВПП-2А (С-401) ВПП-4А ВПП-5 ВПП-6
Статический момент дебалан- сов, Н-см 10 5,5 3,5 2,5
Число колебаний в минуту 1500 1300...1500 1500 1500...1200
Наибольшая вынуждающая си- ла, кН 250 140 83 62
Амплитуда колебаний (без сваи), мм 14,3 13,8 10 10
Мощность электродвигателя, кВт Размер в плане, мм 40 28 16 И
1270X800 1000 X 960 1250X680 830X760
Высота (без наголовника), мм 2250 1500 1250 1380
Масса вибрирующих частей, т 0,7 0,4 0,35 0,25
Масса пригруза (с электродви- гателем), т 1,5 0,8 0,85 0,5
Масса вибропогружателя, кг 2200 1200 1200 750
Отличительной особенностью его конструкции является подрес-
соривание с помощью пружинного устройства пригрузочной плиты,
на которой установлен электродвигатель. Это в значительной степе-
ни снижает вредное воздействие вибрации на электродвигатель.
Корпус вибратора сварной или литой (С-401).
Наголовник служит для жесткой связи вибровозбудителя с по-
гружаемой шпунтиной. Для погружения труб применяют либо спе-
циальный наголовник, либо переходник в виде стальной плиты, к ко-
торой с одной стороны приварена стандартная муфта от трубы
с внутренней резьбой, а с другой — отрезок двутавровой балки.
Вибропогружатели низкочастотные. Их характеризуют относи-
тельно большой статический момент дебалансов, малая частота ко-
лебаний и большая масса,
132
VI 1.15, Техническая характеристика низкочастотных вибропогружателей
м- Показатель СП-42Б ВУ-1,6 В1-722 СП-42Б ВП-ЗМ
Статический момент дебалансов, Н*см Число колебаний в минуту Вынуждающая сила, кН Электродвигатели: мощность, кВт число Амплитуда колеба- ний (без сваи), мм Габарит, мм Масса вибропогру- жателя (без наго- ловника и пульта), кг 93 420 250 60 1 20 1321X Х1290Х Х2778 4560 345 495 958 150 2 3068 X Х2618Х Х1931 11 700 500 475; 550 1250; 1700 200 1 50 1435 X Х1800Х Х3400 15 600 224; 290 437; 556 480; 620 120 2 36 2000 X Х2000Х Х3420 8000 263 408 44 100 1 36 1550Х Х1410Х Х2130 7200
Примечания: 1. У вибропогружателя ВПМ-170 механический наго-
ловник, у остальных — гидравлический. 2. У вибропогружателя В1-722 значе-
ния статического момента, частоты колебаний и вынуждающей силы изменя-
ются при перемене направления вращения вала электродвигателя. 3. У виб-
ропогружателя ВПМ-170 при смене шестерен трансмиссии изменяются часто-
та колебаний и вынуждающая сила.
Вибропогружатель СП-42Б (табл. VI 1.15) используют для по-
гружения железобетонных свай сечением 30X30 и 35X35 см, массой
до 2 т, стальных свай (двутавры № 45...№ 55) и шпунта «Ларсен» IV
и «Ларсен» V в слабые водонасыщенные грунты. Это усовершенст-
вованная модель выпускавшегося ранее вибропогружателя ВП-1. Он
состоит из электродвигателя, вибровозбудителя, в сварном корпусе
которого установлены две пары валов с несбалансированными гру-
зами (дебалансами), и гидравлического сменного наголовника. Его
виброустойчивый электродвигатель ВМТ-6 с фазным ротором раз-
мещен на верхней плите вибровозбудителя и через шестеренчатую
передачу передает вращение валам с дебалансами. Синхронизацию
вращения этих валов обеспечивает шестеренчатое зацепление.
Вибропогружатель снабжен гидравлическим наголовником, кото-
рый бывает двух видов: для погружения железобетонных свай и для
погружения металлических элементов. Чтобы подвесить вибропогру-
жатель на мачту копра, на его боковой поверхности располагают две
пары захватов (для мачт с направляющими шириной 625 мм).
Вибропогружатели типа ВУ-1,6 имеют в своем корпусе централь-
ное проходное отверстие, что позволяет извлекать грунт грейфером
из полости оболочки, не снимая вибропогружателя. Исключение опе-
рации по снятию и установке вибропогружателя на оболочку более
чем в 2 раза повышает производительность труда.
Вибропогружатель имеет два электродвигателя, которые рабо*
JJ33
тают синхронно благодаря механической и электрической связи их
роторов. В комплект входит фланцевый наголовник, с помощью ко-
торого вибропогружатель жестко соединяют с погружаемой обо-
лочкой.
Вибропогружатель ВПМ-170 — самый мощный из выпускающих-
ся в СССР и за рубежом. Вибровозбудитель состоит из восьми не-
сбалансированных валов, расположенных попарно в четыре яруса
по вертикали. Несбалансированные валы вращаются от электродви<
гателя АК-113-8М через блок шестерен и узел переключения часто-
ты вращения. Вибропогружатель имеет две частоты вращения
дебалансов и два значения вынуждающей силы. Две его синхронизи-
рующие шестерни позволяют соединять в ряд или более вибропогру-
жателей и обеспечивать их синхронную работу.
Вибропогружатель ВПМ-170 погружает сваи-оболочки диамет-
ром 1,6 м без очистки полости сваи от грунта.
Вибратором управляют с пульта. В процессе запуска и эксплуа-
тации частота вращения валов может изменяться от 0,5 номиналь-
ной до номинальной. Конструкция вибропогружателя позволяет не-
продолжительное время эксплуатировать его на пониженной часто-
те вращения электродвигателя.
На свае вибропогружатель закрепляют с использованием пере-
ходника, который своей верхней частью прикреплен к нижней плите
вибровозбудителя.
Вибропогружатель В1-722 используют для погружения железо-
бетонных свай сечением 40X40 см и свай-оболочек диаметром до
1 м, массой до 20 т.
Кинематическая схема вибропогружателя В1-722 аналогична
вибропогружателю ВП-ЗМ, но отличается от последнего наличием
двух электродвигателей ВМТ-6 виброустойчивого исполнения, обес-
печивающих передачу вращения несбалансированным валом через
цепную муфту, редуктор и систему зубчатых колес.
Наголовник расположен на нижней плите вибровозбудителя
и приводится в действие от гидравлической станции, установленной
на его верхней плите.
VI 1.3. Свае- и шпунтовыдергиватели
Для извлечения забитого в грунт стального шпунта, металличе-
ских балок и т. п. помимо паровоздушных молотов двойного дей-
ствия и вибропогружателей типа ВПП-2А (С-401) применяют спе-
циально сконструированные машины — свае- и шпунтовыдергивате-
ли. Отечественная промышленность выпускает в настоящее время
ряд виброударных шпунтовыдергивателей (табл. VI 1.16).
Шпунтовыдергиватель Ш-2 создан на базе вибратора и предна-
значен для извлечения одиночных стальных шпунтин массой до 2 т
134
VII.16. Техническая характеристика шпунтовыдергивателей
Показатель Ш-2 МШ-2М (МШ-2) В1-592А
Число ударов в минуту 960 960 480
расчетная энергия удара, кДж Число электродвигателей 2,20 2,20 2,70
2 2 2
Мощность электродвигателя, 22 22 13
кВт Частота вращения валов электродвигателя, мин~1 960 960 960
Тип наголовника Гидравлический Механический
Габарит (с амортизатором), 1210Х910Х 1210 (1210)X 1110Х785Х
мм: Х3525 Х1175 (1050)Х Х3710 Х3300
Масса ударной части (вибро- возбудителя), кг 1900 2000 1700
Масса машины (без пульта и кабеля), кг 3,3 4,1 (4,2) 3,6
и длиной до 10 м из грунтов средней плотности. При работе удары,
направленные вверх, наносят корпусом вибратора о наковальню,
расположенную на траверсе над корпусом. Шпунтовыдергиватель
подвешивают к крану через пружинный амортизатор, чтобы удары
не передавались на конструкцию крана.
Шпунтовыдергиватель МШ-2М представляет собой модернизи-
рованную модель выдергивателя МШ-2. Он предназначен для из-
влечения из грунта с глубины до 15 м металлических балок и шпун-
туй массой до 2 т.
Управление шпунтовыдергивателем (его электрическими и гид-
равлическими агрегатами) осуществляют со специального пульта,
который включает в себя электрическую пусковую аппаратуру, теп-
ловую защиту и приборы, регистрирующие электрические параметры
шпунтовыдергивателя. К пульту подсоединена передвижная насос-
ная станция НУ-300, от которой рабочая жидкость по рукавам вы-
сокого давления поступает в наголовник.
Шпунтовыдергиватель В1-592А служит для извлечения металли-
ческих двутавровых балок № 45, 55 и 60 длиной до 20 м и стального
шпунта типа «Ларсен» IV и V длиной 13,5 м из талых и мерзлых
песчаных и глинистых грунтов. Шпунтовыдергиватель применяют
совместно с копровым оборудованием грузоподъемностью до 25 т.
VH.4. Копры и копровое оборудование
Общие сведения. Копры и копровое оборудование используют
для выполнения комплекса работ при сооружении фундаментов из
забивных свай (перемещение свай к месту погружения, установка
нх в проектное положение, погружение) t
135
По виду ходовых устройств копры делят на следующие группы:
рельсовые — на поворотных тележках, на неповоротных тележ-
ках, на траверсных тележках;
навесные — на тракторах, на экскаваторах, на автомобилях;
мостовые —- на рельсовом ходу, на гусеничном ходу.
Копровое оборудование, которое представляет собой направ-
ляющие устройства (копровые стрелы), навешивают (как сменное
оборудование) на базовые машины: краны, экскаваторы.
По конструктивному исполнению и копры, и копровое оборудо-
вание может быть:
универсальным (машина имеет полноповоротную платформу,
копровая стрела может изменить наклон и вылет);
полууниверсальным (машина имеет в отличе от универсального
только полноповоротную платформу или только устройство для из-
менения наклона и вылета стрелы);
простым (машина не имеет механизма для поворотов платфор-
мы, а стрела не изменяет наклона и вылета).
Рельсовые копры. Характерным представителем серийно выпус-
каемых рельсовых копров в универсальном исполнении является ко-
пер СП-ЗЗА, применяемый для погружения вертикальных и наклон-
ных свай длиной до 12 м и массой до 4 т. Полная высота копра
19 м. Его мачту можно наклонять вперед и назад с помощью специ-
альных механизмов. Копер перемещается по рельсовому пути шири-
ной 4 м. Основные узлы копра — фермы, противовес, шкаф с электро-
оборудованием, кабина, насосная станция, двухбарабанная лебедка,
механизмы для поворота и продольного наклона мачты — смонтиро-
ваны на его верхней раме.
На верхней раме имеются катки для вращения копра, которые
перекатываются по беговой дорожке, закрепленной на нижней раме.
Последняя несет на себе и центральную ось для вращения копра,
а также барабан для канатов механизма поворота верхней рамы.
Этот механизм представляет собой канатную систему, приводимую
в действие двумя гидравлическими цилиндрами. При натяжении ка-
натов верхняя рама вращается относительно нижней. Шарнирно-сек-
ционная мачта копра, по которой во время его работы перемещается
молот, имеет направляющие. В них своим хвостовиком заходит
наголовник. Во время транспортирования копра мачту склады-
вают.
Мачта шарнирно подвешена к верхней раме копра с помощью
фермы, что позволяет ей перемещаться вправо и влево, вперед и на-
зад. Гидроцилиндры, связанные с одним из углов фермы, осуществля-
ют продольный наклон мачты.
Подтаскивание и подъем свай, подъем и опускание мачты во
время монтажа и демонтажа, перемещение молота вдоль направ-
136
ляющих мачты выполняют с помощью двухбарабанной лебедки,
имеющей тяговое усилие на барабане 750 кН.
К числу серийных рельсовых копров на поворотных тележках
относятся также машины СП-ЗОА, СП-55, СП-56, СП-69 (табл.
V1I.17).
VI 1.17. Техническая характеристика полноповоротных копров для забивки
вертикальных и наклонных свай (универсальное исполнение)
Показатель
Максимальная длина забивае-
мой сваи, м
Грузоподъемность, т
Грузоподъемность на подъе-
ме свай, т
Угол поворота платформы,
град
Наибольший наклон мачты,
град:
вперед
назад
вправо-влево
Изменение вылета мачты, м
Вылет от оси вращения до оси
погружения сваи, м
Ширина колеи копра, м
Суммарная мощность электро-
двигателей, кВт
Скорость, м/мин:
подъема молота
подъема сваи
передвижения копра по рель-
сам
Масса копра (без молота и
противовеса), т
12 16
10 14
4 7
7
18
2
1.2
6
4
27
10
10
10
23
20
20
9
6
4
27
20...24
20...24
10
25
б 9
4,5 6
28 46
9
6
60
6,5...8
9,8...12
3
60
Представителями группы рельсовых копров с поворотной те-
лежкой и без механизма наклона (полууниверсальное исполнение)
являются рельсовые копры марок КП-8, КП-12м, КП-20 (табл.
VII.18). В машинах этой группы для передвижения и поворота ис-
пользованы узлы серийных башенных кранов. Копры могут заби-
вать железобетонные сваи различной длины.
К группе рельсовых копров на неповоротных тележках для за-
бивки вертикальных и наклонных свай относят копер СП-46. Он
имеет поворотные ходовые колеса. Для перевода на новое направ-
ление перемещения копер поднимают с помощью домкратов, а за-
тем, повернув колеса, опускают на соответственно переложенные
рельсы. В нижней части копра кроме основной платформы есть вы-
движная рама. Эта рама, перемещаясь над свайным полем, дает воз-
можность погружать два ряда свай с одной стоянки копра, Мак-
симальный ход выдвижной рамы 1,2 м,
137
VII.18. Техническая характеристика полноповоротных копров для забивки
вертикальных свай (полууниверсальное исполнение)
Показатель КП-8 КП-12м КП-20
Максимальная длина забиваемой сваи, 8 12 20
м Максимальная масса забиваемых свай, кг 1800 3700 8000
Мощность электродвигателя грузовой лебедки, кВт 11 16 30
Число грузовых лебедок 2 2 2
Скорость поворота платформы, мин““^ 0,6 0,75 0,75
Скорость передвижения копра, м/мин Грузоподъемность монтажной лебедки, кг 17,5 21 17,5
— 5 000 5 000
Размеры копра, мм: высота 15 050 19 530 28 080
ширина 3 400 4 000 5 200
длина 6 880 7 850 7 890
Масса сваебойного механизма, кг Масса копра, кг: 3 200 4 250 8000
без противовеса и молота 13 579 22 110 32 500
с молотом и противовесом 22 800 26 100 56 500
На выдвижной раме смонтированы мачта копра, механизм на-
клона мачты, лебедки и пульт управления. Мачта имеет направляю-
щие для перемещения по ним молота (или другого сваепогружаю-
щего механизма), а также каретки для сваи. При вращении винтов
вдоль них перемещаются гайки, закрепленные на мачте. Это вызы-
вает ее наклон вперед или назад в зависимости от направления вра-
щения винтов.
Копер передвигается по рельсам, опираясь на четыре катка, два
из которых связаны с приводом. Общая мощность приводных элек-
тродвигателей копра 51 кВт. Управление работой копра вынесено
на пульт.
Навесные копры. В качестве базовой машины для навесных коп-
ров обычно используют тракторы и экскаваторы (табл. VI 1.19,
V11.20). Копры обладают хорошей маневренностью на строительных
площадках, не требуют продолжительного срока для монтажа и де-
монтажа.
Копер С-878 конструкции НИИПромстроя смонтирован на базе
трактора. Его применяют для погружения свай длиной до 8 м и мас-
сой до 2,5 т.
Копер имеет направляющую мачту, состоящую из двух секций.
.Мачту для точной установки над местом забивки можно выдвигать
в направлении, перпендикулярном движению машины. Изменение
вылета и наклона мачты, подъем молота и сваи осуществляют с по-
мощью гидроцилиндров.
Копер обладает хорошей мобильностью. Перевод его в транс-
портное положение занимает всего несколько минут,
138
VII.19. Техническая характеристика навесных копров на базе трактора и автомобиля
Показатель С-878 КН-4 КО-8 КО-16 СП-67 СП-49А
Грузоподъемность, кг 7000 700 7500 16 000 11000 11000
Длина забиваемой сваи, м 8 4 8 16 10 12
Наклон мачты, град: вперед 13 7 5 5 10 10
назад 20 20 20 20 20 20
вправо-влево 7 7 7 3 7 7
Изменение вылета мачты, м: вперед 0,7 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4
в стороны — 0,45 0,4 — — —
Базовая машина Т-100МГС Т-40А KpA3-257h Т130БГ-1 Т1301Г-1 Т130БГ-1
Тип дизель-молота С-268; С-996 ДМ-240 С-268; С-995 С-1047; С-1048 С-268; С-996 С-330; С-1047
Габарит в транспортном поло- жении, мм 8800X4240 x4580 5350Х 2000Х Х2780 12 800X2880X3800 13 200Х4370Х Х3385 9510Х3990Х Х3200 10 610Х4300Х Х3200
Масса копрового оборудования ос без днзель-молота и базовой 40 машины, т 7,1 1.26 6,3 15,3 7,9 9Д4
VII.20. Техническая характеристика навесных копров на базе экскаваторов
Показатель С-860 СП-50 С-51 КН-12
Грузоподъемность, т 10 10 15 14
Длина забиваемой сваи, м Наклон мачты, град: 8 12 16 12
вперед 7 1 7 5
назад 15 18,5 18,5 15
влево-вправо 5 5 1,5 5
Изменение вылета мачты, м 0,7 1,05 1,2 1,05
Базовая машина Э-652Б Э-10011 ЭО-6113 Э-10011 Д
Для забивки коротких (длиной до 4 м) свай сечением 15X15,
12X12, ЮХЮ см, вертикальных и наклонных свай на многих строй’
ках применяют копер КН-4, разработанный НИИПромстроем. Он
смонтирован на базе трактора Т-40 и оснащен дизель-молотом
ДМ-240, имеет вильчатый захват для раскладки свай, а также буль-
дозерный отвал длиной 2 м для выполнения земляных работ.
Пульт управления гидравлическим приводом всех механизмов
размещен в кабине трактора. В транспортное положение копер пе-
реводят без монтажа, а при транспортировании погружатель сваи
не снимают.
Для забивки вертикальных и наклонных свай длиной до 8 м
применяют копер КО-8, смонтированный на базе автомобиля
КрАЗ-257К с аутригерами. Для погружения свай используют ди-
зель-молот С-995. Привод всех механизмов гидравлический. Мобиль-
ность копра позволяет эффективно использовать его на небольших
рассредоточенных строительных объектах. При транспортировании
копер не демонтируют.
Для забивки свай длиной до 16 м НИИПромстрой разработал
копер КО-16 на базе трактора Т130БГ-1.
Трестом Строймеханизация Минмонтажспецстроя СССР разра-
ботан копер КГ-12М. В качестве базовой машины здесь использо-
ван самоходный гусеничный кран МКГ-16. Копер оснащен дизель-
молотом С-996 с ударной частью массой 1800 кг.
Угол наклона мачты можно изменять с помощью гидроцилинд-
ров в продольном и поперечном направлениях на ±5°. Копер может
работать как от дизель-электрической станции ДЭСМ-30, так и от
внешней электрической сети.
VII.21. Техническая характеристика копра КГ-12М на базе
гусеничного крана МКГ-16
Грузоподъемность, т .......................................... 10
Длина забиваемой сваи, м ..................................... 12
Масса забиваемой сваи, т . ..................... 5
Сечеаке сваи, см ............................. 30 x 30; 40x40
Вылет мачты, м ............................................. 3,62
Угол наклона мачты в продольном и поперечном на-
йравлениях, град . ... . 5
140
Скорость подъема сваи и молота, м/мин ...... 9,5
Скорость передвижения копра, м/мин .................. 0.54
Наибольшая одновременно потребляемая мощность, кВт 25,5
Габарит копра, мм........................... . . . . 7670x3220x19 021
Масса копрового оборудования (без базовой машины
и молота), кг . ............................... 5300
Для устройства буронабивных свай длиной до 30 м в грунтах
I—IV категорий применяют бурокопровую установку УБК-12/30 на
базе крана МКГ-16, которая помимо забивки свай может бурить
скважины диаметром до 600 мм с помощью буровой головки от
установки СО-2.
Вылет и наклон мачты (назад и вперед) можно изменять с по-
мощью гидроцилиндра. Монтаж и демонтаж установки не требуют
вспомогательного крана. Его заменяют монтажные приспособления.
Установку транспортируют на прицепе-тяжеловозе грузоподъем^
ностью 40 т.
VII.22. Техническая характеристика бурокопровой установки УБК-12/30
Грузоподъемность, т . ..........................
Параметры забиваемой сваи:
длина, м . .................................
сечение, см . ...............................
масса, т . .................................
Наклон мачты, град:
вперед . . . . . . ..........................
назад ...........................................
установочный ....................................
Угол поворота платформы, град .......................
Привод механизма установки . ............... . .
Максимальная потребляемая мощность, кВт:
с молотом ................................. . . . «
с буровым оборудованием ...........................
Габарит установки, м ................................
Масса (без молота и бурового оборудования), т . . .
10
12
35x35
4
Электрический
от дизель-электро»
станции или от
внешней сети
23,5
55
7.4X3,2X22,3
32,5
ВНИИСтройдормашем и ЦНИИОМТП разработаны конструкции
копров СП-860, СП-50, СП-51, КН-12 на базе экскаваторов (см. табл.
VII.20).
Копровую мачту этих машин можно устанавливать вертикально
независимо от неровностей и уклонов рельефа стройплощадки, про-
ворачивать вокруг вертикальной оси узла навески на угол ±22,5°
и наклонять назад до 18,5°. Наклон и поворот мачты осуществля-
ют с помощью системы наведения и гидроцилиндров. Гидроцилинд-
ры работают от насосной станции, имеющей привод от вала отбора
мощности двигателя экскаватора. Управление гидроцилиндрами со-
средоточено на пульте в кабине машиниста.
Мостовые копры. Мостовые копры обычно имеют рельсовый ход*
Их целесообразно использовать в районах массовой застройки при
больших объемах работ.
141
Для погружения свай длиной до 8 и 12 м ЦНИИОМТП разра-
ботаны мостовые установки КМ-8 и КМ-12 с колеей рельсового пути
18 м. С помощью этих установок выполняют координатную забивку
свай при устройстве свайных фундаментов жилых и промышленных
зданий типовых и унифицированных серий с установленными моду-
лями расположения свай в свайном поле. Мостовая конструкция
и копровая тележка имеют самостоятельные механизмы передвиже-
ния с электроприводами и единую координатно-шаговую систему ав.
томатического наведения сваи на точку погружения с программным
или полуавтоматическим управлением.
Для увеличения маневренности неповоротных рельсовых копров
в строительстве используют мостовые копры на траверсных тележ-
ках. Тележку перемещают по рельсам, которые уложены внутри
свайного поля, а копер своим ходом — вдоль траверсной тележки.
Траверсную тележку и копер на стройплощадку доставляют в разо-
бранном виде и монтируют на месте.
Сменное копровое оборудование. Основной элемент сменного
копрового оборудования — стрела, которую изготовляют в виде фер-
мы из профилированного металла. Иногда ферму заменяют метал-
лической трубой большого диаметра.
В качестве базовой машины используют экскаваторы и трак-
торы различных марок, реже автомобильные краны, которыми рас-
полагают строительные организации. Переоснастить базовую маши-
ну несложно, что позволяет применять ее помимо забивки свай для
выполнения других работ.
Для погружения свай длиной 6...7 м в качестве базовой маши-
ны чаще применяют тракторы, для свай большей длины — экскава-
торы.
VI 1.23. Техническая характеристика смежного копрового оборудования
на базе трактора
Грузоподъемность установки, т . . . . ................. 4.5—5
Длина погружаемой сваи, м « . » , . » , . . , « « ( • 6—7
Масса погружаемой сваи, т > 1,4 1,6
Применяемый молот . Штанговый
Масса ударной части, т . 1.8
Общая масса сменного оборудования, т 3,1
При использовании экскаваторов и кранов в качестве базовых
машин их оснащают как подвесными, так и навесными копровыми
стрелами (табл. VI 1.24). Копровые стрелы подвесного типа удобны
для работы на вылетах 7... 10 м от оси вращения экскаватора. Во
время производства работ стрела своей пятой обязательно опирает-
ся на грунт. Копровые стрелы навесного типа (в отличие от подвес-
ных) в своей нижней части имеют распорную конструкцию, связы-
вающую стрелу с базовой машиной, и во время работы на грунт
не опираются. Производительность копрового оборудования, осна-
щенного навесными стрелами, выше, чем оснащенного подвесными.
>42
VII .24. Техническая характеристика сменного копрового оборудования
на базе экскаватора
Показатель
Стрелы навесного типа
Стрелы подвес»
ного типа
Объем ковша экска-
ватора, м3
Плана погружаемых
свай, м
Длина копровой стре-
лы, м
Вылет от оси враще-
ния до оси погру-
жаемой сваи, м
Грузоподъемность
(с учетом массы
сваи, молота и на-
головника), т
0,65 0,5... 0,65 1 1,25 1,25 0,8... 1 1—1,25
7 10... 12 15... 16 16 16... 20 10... 12 14...16
10 14... 14,7 19,5... 21 21,8 21... 25 17 20
6.2 4,6 5,1 5,6... 6,1 4... 7,5 6...8 8...10
3,5...4 6,5... 7 10... 11 15,5 20 15 20
Для навешивания на автомобильные краны КС-4561А
и КС-2561 К серийно выпускают копровое оборудование: соответст-
венно УСА для забивки свай до 10 м и УКГА для забивки свай
длиной до 7 м.
Копровые установки для вдавливания свай. Эти установки це-
лесообразно использовать при сооружении фундаментов, опор элек-
тропередач, а также в условиях, где использование способов погру-
жения свай динамической нагрузкой исключено. На базе тракторов
смонтированы вибровдавливающие установки ВВПС 20/11 и ВВПС
32/19, в которых при погружении кроме статической нагрузки от
лебедки на сваю воздействуют виброимпульсы от вибропогружателя
направленного действия. Масса погружаемых свай 2...2,8 т, длина
6...7 м. Общая масса установки ВВПС 20/11 —23,8 т, ВВПС 32/19 —*
28,7 т.
Для вдавливания свай статической нагрузкой используют уста-
новки на базе гусеничных экскаваторов (объем ковша 0,7...0,8 м3)’
и тележек башенных кранов. В последнем случае применяют мосто-
вые тележки с рельсовой колеей 12... 14,5 м, вдоль которых, в свою
очередь, перемещается опорная тележка копра.
Такие установки погружают сваи длиной около 8 м, усилием
вдавливания 400...600 кН. Максимальная скорость вдавливания
2,4 м/мин. Для передачи усилия вдавливания на сваю используют
'систему полиспастов или цепные механизмы. Для восприятия реак-
тивных сил установки пригружают балластом из бетонных блоков.
Трестом № 101 Главленинградстроя, СКВ ВНИИМоптажспец-
строя и ВНИИСтройдормашем разработана сваевдавливающая уста-
новка с рабочим органом циклического действия. Последний пред-
ставляет собой траверсу, состоящую из верхней и нижней балок, на
которых смонтированы механизмы зажима и вдавливания сваи. Эти
м3
балки имеют проемы, через которые заводят сваю. Зажимают ее
гидродомкратом типа ГД-170/1120. Установка способна вдавливать
сваи усилием до 2000 кН.
ВНИИГС совместно с СКТБ ЦНИИС Минтрансстроя СССР,
ВНЙИОСП им. Н. М. Герсеванова и Строительным объединением
квартальной застройки Главленинградстроя разработана самоходная
сваёвдавливающая установка УСВ-120/180 на базе экскаватора
3Q-6122. Эта установка обеспечивает вдавливание свай сечением
30x30,35X85 и 40X40 см, длиной 4...16 м (а также составных свай)
с усилиями 600, 800 и 1200 кН на расстоянии 1 м от существующего
здания. На расстоянии 4,5 м от здания установка обеспечивает вдав-
ливание свай той же длины при сечениях 30X30 и 35X35 см с уси-
лием до 1200 кН, а при сечениях 40X40 см — до 1800 кН.
VI 1.5. Вспомогательное оборудование и приспособления
для забивки и погружения свай
Такелажное оборудование. Ручные лебедки (табл. VII.25)
применяют главным образом для монтажа или демонтажа копров.
Смонтированные на несамоходных копрах, они служат для переме-
VII.25. Техническая характеристика лебедок с ручным приводом
Показатель Т-68А ТЛ-2 (Т-68Б) Т-69Б Т-102А Т-78А
Тигров усилие, кН Размер барабана, мм: диаметр длина Канатоемкость бараба- на, м Диаметр каната, мм Передаточное число на передаче: цервой второй Габарит, мм Масса, кг 10 180 480 150 11 21 12,8 600Х Х785Х Х810 218 12,5 110 100 11 500Х655Х Х740 140 30 260 500 150 16 29,7 18,4 790Х816Х Х1013 370 50 340 520 200 21 83,2 62,5 970X990X Х1010 595 75 450 720 300 26,5 163 100 1365 X Х1264Х Х1225 1149
щения копра по рельсовому пути с помощью тягового каната, за-
каленного за анкер. В отдельных случаях ручные лебедки исполь-
зуют для подтягивания свай, передвижек звеньев рельсовых путей
и других вспомогательных работ. Грузоподъемность ручных лебе-
док £бычно 0,5...7,5 т.
Приводные фрикционные лебедки (табл. VII.26)
цспользуют для подъема молота и сваи, передвижения копра по
рельсам, подтягивания свай к копру. Двухбарабанными лебедками
поднимают молот и сваю, однобарабанными лебедками передвигают
цопры и подтягивают сваи.
144
10—973
VI1.26. Техническая характеристика подъемно-монтажных лебедок с электроприводом
» Показатель ТЛ-16 (Т-66Г) ТЛ-Ю (С-929) ТЛ-15 (Т-66В) Т-Ю9 ЛМ-1 ТЛ-9 (Т-224В) УЛ-1 ЛМ-2,5 УЛ-ЗМ УЛ-5 УЛ-5М ТЛ-7 (Т-145Г)
Тяговое усилие, кН 32 50 50 100 100 125 150 250 300 500 500 500
Диаметр барабана, мм 150 219 150 210 200 200 — 210 — 300 405
Канатоемкость барабана, м 60 80 80 80 60 80 80 140 120 120 120 250
Диаметр каната, мм 6,8 7,7 7,7 11 9,3 11,5 11,5 17,5 16,5 21 21 22
Мощность электродвигателя, кВт 2,8 2,8 2,8 7 2,8 7 3 7 3 14 3 16
Габарит, мм 740Х 860 X 800 X 1435Х 800Х 1040Х 1196Х 1400Х 1274Х 1400Х 1274Х 1785Х
Х780Х Х690Х Х785 Х1130Х Х650Х Х960Х Х843Х Х960Х Х1118Х хюоох Х1263Х Х1790Х
Х480 Х720 Х735 хноо Х700 Х770 1005 Х900 Х1005 Х680 Х1005 XI175
Масса, кг 227 230 270 610 175 510 550 825 886 892 1372 2500
VII.27. Техническая характеристика талей ручных
Показатель Шестеренные (ряд по ГОСТ 2799—75) Червячные
Грузоподъемность, т 0,25 0,5 1 2 3,2 5 8 1 3 5 10
Высота подъема, м 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
Скорость подъема, м/мин 1,37 1 0,6 0,46 0,2 0,2 0,13 — — — —
Тяговое усилие при номинальной нагрузке, Н 195 240 200 440 350 480 485 300 600 700 700
Габарит, мм 144 X Х152Х Х280 200Х Х172Х Х320 240 X Х200Х Х36О 275Х Х250Х Х470 315 X Х250Х Х680 334 X Х273Х Х760 472 х Х460Х Х1000 700х Х295Х Х480 1000Х Х390Х Х800 1200Х Х460Х Х920 1700Х Х585Х Х1250
Масса, кг 13,5 19 28 50 70 100 158 40 86 172 J 395
Примечание. Для шестеренных талей скорость подъема
указана при скорости тяговой цепи 30 м/мин.
Блоки широко используют на монтажных работах, для пере,
движения копров, подтягивания свай, переноса рельсовых путей
и т. д.
Тали (табл. VII.27, VII.28) грузоподъемностью 3...10 т при.
меняют при монтаже и демонтаже копровых агрегатов, ремонте мо,
лотов на стройплощадке и в мастерских, а также на других вспо,
могательных работах.
VII.28. Техническая характеристика талей электрических
Примечание. Скорость подъема и передвижения груза
соответственно 8 и 20 м/мин.
Домкраты применяют преимущественно реечные, винтовые
и гидравлические (табл. V1I.29...VII.31). С помощью домкратов вы-
полняют монтаж и демонтаж копровых агрегатов, передвижку рель-
совых путей, развороты копров на рельсовом ходу и другие работы,
VI 1.29. Техническая характеристика домкратов реечных
Показатель ДР-5 ДРМ-5 ОМД-5 Р-6 ДР "7 ДР-12
Грузоподъем- ность, т Б 5 5 6 7 12
Высота подъема, мм 300 400 350 380 350 300
Габарит, мм 725X220X Х120 700Х310Х Х200 685Х300Х Х208 *— 850X266X Х312 1120Х Х496Х Х520
Масса, кг 22 29 36 65 47 70
Краны. Краны различного типа применяют в качестве вспомо-
гательного оборудования для выполнения самых разнообразных гру-
зоподъемных операций: например, монтажа и демонтажа копровых
агрегатов, погрузки и разгрузки свай на стройплощадке, переноса
рельсовых путей под копры, монтажа сборных ростверков и т. п.
Тип и грузоподъемность крана выбирают в зависимости от массы
свай, элементов сборных ростверков и сборочных единиц копровых
146
s УШЮ.Техническая характеристика домкратов, винтовых
Показатель Т-83 БО-3 ДВ-5 Т-56В БО-5 БДС-10 БТ-10 БТ-15 ДВ-20 ДП-20
Грузоподъемность, т 2 3 5 5 5 10 10 15 20 20
Высота подъема, мм 240 130 118 178 300 300 330 350 200 300
Габарит, мм: высота (наименьшая) — 300 500 — 510 640 585 610 580 748
диаметр основания — 130 150 — 148 250 180 226 180 —
Масса, кг 4,2 6,2 20 10,8 17 60 37 48 31 154
VII.31. Техническая характеристика домкратов гидравлических
Показатели ДГС-2 ДГС-1 М-102 МДГ-25 ПО-52 МД Г-50 ДГ-50 МДГ-80 МДГ-100 ДГ-100 ДГ-200
Грузоподъемность, т 5 10 10 25 25 50 50 80 100 100 200
Высота подъема, мм 140 150 190 75 400 100 150 100 155 250 155
Максимальное давление жидкости, МПа 40 35 — 40 — 40 — 40 40 — —
Высота домкрата (наименьшая), мм 245 300 — 210 — 279 240 290 368 315 —
X Масса, кг 7,3 16,6 19 50 90 80 70 100 122 135 250
агрегатов, подлежащих монтажу и демонтажу, характера местности
а также от требований проекта производства работ для данного
строительства.
Компрессоры. Для работы паровоздушных молотов, сваевыдер.
гивателей источником получения сжатого воздуха служат передвиж-
ные и стационарные компрессоры общего назначения. Более удобны
для свайных работ передвижные компрессоры благодаря их мобиль,
ности и простоте обслуживания. Для передвижных компрессоров не
нужно устанавливать воздухосборник, сооружать фундамент, отво-
дить специальное помещение. Однако отсутствие передвижных ком-
прессоров большой производительности вынуждает применять не
менее двух компрессоров для обеспечения работы, например, паро-
воздушного молота, что усложняет и удорожает эксплуатацию коп-
рового агрегата.
В свайных работах широко используют передвижные компрес-
сорные станции производительностью 5...9 м3/мин при давлении до
7 МПа.
При широком фронте работ, когда используют одновременно не-
сколько копров с паровоздушными молотами, целесообразно приме-
нять компрессорные станции, состоящие из нескольких стационарных
компрессоров, монтируемых в одном здании компрессорной станции,
В этом случае сжатый воздух к копрам подают по одному тру-
бопроводу, присоединенному к сборному коллектору внутри комп-
рессорной станции и имеющему ряд отводов с патрубками на конце
каждого отвода для подсоединения гибкого рукава.
Паровые котлы. В районах, удаленных от источников электро-
энергии, но богатых местным топливом, для работы паровоздушных
молотов целесообразно использовать пар, полученный в котлах
с различной поверхностью нагрева. Такие котлы относительно мо-
бильны, просты в эксплуатации, могут работать на низкокалорийном
топливе (низкосортный уголь, дрова и т. п.).
Оборудование для погружения свай подмывом. Тип и характе-
ристику оборудования определяет, как правило, проект производ-
ства работ в зависимости от условий работ и способа подмыва. Ос-
новными элементами этого оборудования являются подмывные
устройства, насосы и рукава для подачи напорной воды к подмыв-
ным устройствам.
Трубы диаметром 38...62 мм для наружного подмыва свай име-
ют наконечники одноструйные, с одним (центральным) выходом во-
ды, и многоструйные, с выходными отверстиями по центру и сбоку.
Длина и диаметр подмывных труб обусловлены глубиной забивки,
сечением свай и грунтовыми условиями.
Центробежные насосы выбирают в зависимости от требуемой
подачи и напора. Обычно применяют центробежные насосы, имею-
148
щие относительно небольшую производительность и напор 0,5—
20 МПа.
Напорные рукава служат для подачи воды под напором к под-
рывным устройствам. Диаметр и допускаемое рабочее давление
в рукаве должны соответствовать подаче и напору насосной уста-
новки.
Наголовники. Для предохранения головы сваи от разрушения
при ее забивке, а также для удержания сваи в начальный момент
забивки в стрелах копра на сваи надевают наголовник. В вибромо-
лотах и вибропогружателях наголовники служат также для жест-
кой связи вибровозбудителя с погружаемой сваей. Наголовники при-
меняют для железобетонных, металлических и деревянных свай.
При работе с паровоздушными и дизельными молотами наиболь-
шее распространение получили клепаные металлические наголовники
(рис. VII. 1).
Наголовник состоит из металлических листов толщиной 18—
20 мм, прикрепленных к уголкам, образующим каркас коробки.
В центре верхнего листа сделано отверстие для пальца, имеющегося
на штоке молота. К ^боковой стороне наголовника прикреплен хвос-
товик, вставляемый в стрелы копра. Он состоит из П-образной на-
правляющей планки, скользящей по задней стороне стрел копра.
Для смягчения ударов молота и предохранения наголовника от
быстрой порчи под верхний лист ставят деревянную подушку, вы-
полненную из досок твердых пород деревьев. Наголовник заводят
в стрелы копра снизу и подвешивают на стальном канате к молоту.
Помимо клепаных используют стальные литые наголовники,
Срок службы их значительно выше, чем клепаных.
Наголовники для стального шпунта имеют различные конструк-
ции. При погружении шпунта вибропогружателями типа ВПП при-
меняют клиновой наголовник конструкции ВНИИГСа (рис. VII.2).
Этот наголовник предназначен для жесткого крепления вибропо-
гружателя и погружаемой или извлекаемой шпунтовой сваи. Шпун-
тину заводят между щеками наголовника. В верхней части зева по-
мещен сменный вкладыш, а в нижней — винт, которые обеспечивают
прижатие стенки шпунтины к одной щеке наголовника. Размеры
сменного вкладыша устанавливают в зависимости от толщины стен-
ки шпунтины. Прижимной клин заводят с помощью винта в отвер-
стие, заранее вырезаемое в голове шпунтины.
Наголовники вибропогружателей типа В1-722, ВП-ЗМ (рис. VII.3)
снабжены механизмом, который приводит в действие гидрав-
лическая система, располагаемая на верхней плите вибропогружа-
теля.
Наголовник для свай-оболочек имеет шесть клиньев, а наго-
ловник для квадратных свай — четыре, Эти клинья, перемещаясь вниз
149
3
Рис. VII.1. Клепаный наголов-
ник для железобетонных свай
/ — корпус; 2 — хвостовик; 3 —
ушкб для подъема наголовни-
ка; 4 — направляющая планка
Рис. VI 1.3. Клиновой наголовник
для вибропогружаемых свай
1 — клин; 2 — гидроцилиндр;
3 — рычаг; 4 — упругая муфта
Рис. VII.2. Клиновой наголовник
конструкции ВНИИГСа для ме-
таллического шпунта
1 — плита; 2 —• косынка; 3 —*
щека; 4 — винт; 5 — клин
по направляющим корпуса наголовника, зажимают сваю, а при об-
ратном движении — освобождают.
Оборудование для срезания верхних частей свай после их забив-
ки. Для срезания «голов» деревянных свай после их забивки обыч-
но применяют пилы типа «Дружба». Головы железобетонных свай
для сопряжения с монолитным ростверком срубают вручную отбой-
ными молотками. При срубании пику отбойного молотка опирают
на кромку специального хомута, установленного на свае перед на-
чалом работ.
Для механизации срезания голов недопогруженных свай приме-
няют специальное оборудование, которое срезает или скручивает го-
лову сваи. Так, машина С-993 срезает сваю двумя вращающимися
дисками, которые приводят в действие два электродвигателя мощ-
150
цостью 4,8 кВт. Для «скусывания» и скручивания свай используют
механизмы с гидроприводом. В первом случае механизм имеет клин
который внедряется в тело сваи под действием усилия от гидродом-
крата. Во втором случае сваю разрушают с помощью двух захватов
и гидроустройства.
Для разрушения сваи ударной нагрузкой в отдельных случаях
используют энергию удара дизель-молота, энергию взрыва заряда
взрывчатого вещества.
VH.6. Эксплуатация сваебойных машин и оборудования
Условия долговечной работы. Для надежной и долговечной ра-
боты молотов и вибропогружателей необходимо строго соблюдать
правила эксплуатации и ухода за ними, изложенные в заводских ин-
струкциях, прилагаемых к паспорту этого оборудования. К работе
с молотами и вибропогружателями допускают обученный квалифи-
цированный персонал. Отвечать за сохранность оборудования и со-
блюдение правил эксплуатации должно ответственное лицо. На
свайных работах таким ответственным лицом обычно назначают
машиниста копра.
Важным условием производительной и безаварийной работы мо-
лота или вибропогружателя является правильный выбор их пара-
метров: для молота — масса ударной части и частота ударов, для
вибропогружателя — момент эксцентоиков, частота колебаний и мас-
са вибратора и наголовника. Эти параметры зависят от характери-
стики погружаемых элементов (сваи, шпунтины, балки и т. д.): их
массы, длины, размеров поперечного сечения и характеристики грун-
та. Выступающие части молотов, имеющие нарезку (патрубки, шпиль-
ки и т. п.), должны быть защищены от повреждений.
Для предохранения голов свай от разрушения при их забивке,
а также для лучшей сохранности молотов следует обязательно при-
менять стальные, литые, сварные или клепаные наголовники, наде-
ваемые на голову сваи. Под верхний лист наголовника устанавли-
вают амортизирующую прокладку, обычно из дерева (сосна, дуб,
береза).
Для правильной эксплуатации молота необходимо:
своевременно менять амортизирующие прокладки в наголовнике;
правильно подбирать размеры наголовника, т. е. следить за тем,
чтобы зазор между боковыми стенками наголовника и сваи не пре-
вышал 10 мм.
Топливо и смазка. Топливо для трубчатых и штан-
говых дизель-молотов. Рекомендуется применять дизель-
ное топливо по ГОСТ 305—82. В зависимости от температурных
условий используют следующие сорта топлива (табл. VII.32):
151
VII.32. Характеристика топлива для трубчатых и штанговых дизель-молотов
Показатель Л 3 А
Цетановое число, не менее 45 45 45
Фракционный состав — перегонка: 50 % при температуре, °C, не выше 96 % при температуре (конец перегон- 280 360 280 340 255 330
ки) °C, не выше Кинематическая вязкость при 20 °C, сСт 3...6 1,8...5 1,5...4
Температура застывания, °C, не выше: в умеренной климатической зоне -10 —35
» холодной » » — —45 —55
Температура помутнения, °C, не выше: в умеренной климатической зоне -5 -25 —
» холодной » » — —35 ——
Температура вспышки, определяемая в за- крытом тигле, °C, не ниже: для тепловозных и судовых дизелей и 61 40 35
газовых турбин для дизелей общего назначения 40 35 30
Коэффициент фильтруемости, не более Содержание механических примесей Содержание воды Плотность при 20 °C, кг/м3, не более 860 3 Отсутствую Отсутствуе! | 840 т г | 830
Л (летнее) —при температуре окружающего воздуха О °C
и выше;
3 (зимнее) — при температуре окружающего воздуха минус
20 °C и ниже, до минус 35° (если температура застывания топлива
не ниже минус 45 °C);
А (арктическое) •— при температуре окружающего воздуха ми-
нус 50 °C и выше.
Смазочные масла для трубчатых и штанго-
вых дизель-молотов. Для смазки поршня и цилиндра мо-
лота рекомендуется использовать масла по ТУ 38.001.280—76; для
смазки шабота — компрессорное масло К12 (табл. VII.33) с приме-
сью графита (3...5%) и солидол (табл. VII.34) с примесью графи-
та (5...7 %).
Смазочные масла для паровоздушных молотов
и вибропогружателей. При работе молота от насыщенного
пара рекомендуется применять цилиндровое масло № 11 (давление
до 0,5 МПа) или № 24 (давление до 0,16 МПа); при работе молота
от перегретого пара — цилиндровое масло № 38 (температура 300 °C)
и № 52 (температура 350 °C) (табл. VII.35). Можно использовать
вискозин, вапор или нигрол. При работе молота сжатым воздухом
следует пользоваться компрессорным маслом К-12 или К-19
(см. табл. VII.33).
Шестерни, подшипники и коническую передачу высокочастотных
вибропогружателей типа ВПП2А (В-401) летом необходимо смазы-
152
VII.33. Характеристика компрессорных масел (ГОСТ 1861—73)
Показатель К-12 К-19
Вязкость кинематическая при 100 °C, сСт 11...14 17...21
Коксуемость, %, не более Кислотное число, мг КОН на 1 г масла, не более Общая стабильность против окисления — осадок 0,3 0,15 0,5 0,01
0,25 0,02
после окисления, %, не более Зольность, %, не более 0,015 0,01
Содержание механических примесей, %, не более 0,007
Температура вспышки, определяемая в открытом 216 245
тигле, °C, не ниже Температура застывания, °C, не выше —25 —5
Примечание. Масло К-12 применяют для смазки одноступенчатых
компрессоров с давлением до 0,8 МПа, масло К-19 —для смазки многоступен-
чатых компрессоров высокого давления.
вать машинными маслами (табл. VII.36), зимой — автолом или
трансмиссионным маслом (табл. VII.37).
Хранение и перевозка. Различают межсменное, кратковременное
(до 3 мес) и длительное (более 3 мес) хранение оборудования.
При межсменном хранении предусматривают обычные способы
ухода за оборудованием: очистку его от грязи, наружный осмотр,
устранение возможных мелких дефектов, защита от атмосферных
осадков.
VII.34. Характеристика солидола жирового (ГОСТ 1033—79)
Показатель Пресс-со- лидол ж Солидол Ж
Температура каплепадения, °C, не ниже 7" 1
Пенетрация при 25 °C с перемешиванием Не нормируют
Предел прочности на сдвиг при 50 °C, Па, не менее 98 ] | 196
Коррозиестойкость Содержание: Стоек
свободных органических кислот механических примесей, нерастворимых в соля- ной кислоте Массовая доля: Отсутствуют
механических примесей, %, не более 0,2
свободной щелочи в перерасчете на NaOH, %, не более 0,1 0,2
воды, %, не более 2,5 3
кальциевых мыл жирных кислот, входящих в состав естественных жиров, %, не менее 9 11
153
VII.35. Характеристика масел цилиндровых
Показатель № 11 № 24 № 38 № 52
Вязкость кинематическая при 100 °C, 9...13 20...28 32...44 44...59
сит Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °C, не ниже 215 240 300 310
Температура застывания, °C, не выше 5 «м 17 —5
Кислотность (КОН на 1 г масла), мг, не более 0,3 — — —
Коксуемость, %, не более 0,8 2,5 2,5 2,5
Зольность, %, не более Содержание, %: 0,03 0,05 0,015 0,01
механических примесей, не более воды, не более 0,007 0,01 0~5 0,007
VII.36. Характеристика масел индустриальных (ГОСТ 20799—75)
Показатель 12 (вере- тенное-2) 20 (вере- тенное-3) 20 (ма- шинное Л) 45 (ма- шинное С) 50 (ма- 1 шинное СУ)
Вязкость кинематическая при 10...14 17... 27... 38... 42...58
50 °C, сСт ...23 ...33 ...52
Коксуемость, %, не более — — 0,3 0,3 0,2
Кислотность (КОН на 1 г масла), 0,14 0,14 0,2 0,35 0,15
мг, не более
Зольность, %, не более 0,007 0,007 0,007 0,007 0,005
Температура вспышки, определяе- 165 170 180 190 200
мая в открытом тигле, °C, не ни-
же
Температура застывания, °C, не —30 —20 —15 -10 -20
выше
При кратковременном хранении следует слить топливо и воду
(для дизель-молотов), закрыть деревянными пробками все отвер-
стия, через которые могут проникнуть внутрь цилиндра вода, грязь,
пыль, (для паровоздушных молотов).
VII.37. Характеристика масел трансмиссионных
Показатель ТСп-14,5 ТЭп-15 ТАП-15В тсп-ю
Вязкость кинематическая при 100 °C, сСт Температура застывания, °C, не вы- ше 15 15 15 10
-25 -18 -20 -40
Примечание. Трансмиссионные масла ТСп-14,5, ТЭп-15, ТАП»15В применяют всесезонно в южной климатической зоне и летом — в умеренной зоне; масло ТСп-10 предназначено для всесезонного применения в северной
зоне и зимой в умеренной климатической зоне,
154
При длительном хранении оборудование, предварительно отре-
монтированное и полностью укомплектованное, должно быть под-
вергнуто консервации. В процессе консервации молоты частично раз-
бирают с тем, чтобы все трущиеся и обработанные поверхности мож-
но было покрыть консервационной смазкой. Для этого используют
Противокоррозионную мазь (5 % канифоли, 20 % смазки УС-1
н 75 % масла индустриального 45). Поршень, цилиндр, компресси-
онные кольца, кольца-ловители и т. п. очищают от нагара и смазы-
вают. Затем молот собирают и хранят на складе, защищенном от
попадания дождя, снега, пыли. Вибропогружатели не подвергают
разборке, однако снимают приводные цепи, промывают их кероси-
ном, смазывают тонким слоем солидола и убирают на склад. Элек-
тродвигатель защищают от дождя, снега и пыли. При длительном
хранении периодически (не реже 2 раза в год) необходимо проверять
состояние консервационной смазки и в случае необходимости обнов-
лять ее. Каждую такую проверку фиксируют в паспорте машины.
Молоты и вибропогружатели транспортируют в установленном
для такого оборудования порядке. Трубчатые дизель-молоты перед
погрузкой укладывают на специальную транспортную раму, являю-
щуюся неотъемлемой частью молота. В пределах объекта молот бук-
сируют на транспортной раме.
Эксплуатация молотов и вибропогружателей. Трубчатые
дизель-молоты. В процессе забивки свай необходимо соблю-
дать следующие правила:
удары трубчатого дизель-молота наносить по центру сваи, так
как в противном случае происходят быстрое разрушение головы сваи,
деформация наголовника и может случиться авария молота;
высоту подскока поршня молота удерживать в пределах, ука-
занных в паспорте молота (высоту подскока регулируют количест-
вом впрыскиваемого топлива);
в топливном и масляном баках иметь достаточный запас ди-
зельного топлива и смазочного масла;
своевременно при остановке молота выполнять смазку шабота
{через 30—60 мин работы молота);
при отказе сваи 1 мм и менее не превышать время непрерывной
работы молота в течение 5...6 мин, так как при траком отказе про-
исходят повышенный износ молота, разрушение головы сваи;
не допускать работу молота при деформированной деревянной
прокладке в наголовнике, так как это может привести к аварии мо-
лота (прокладка должна быть немедленно заменена новой).
Основные правила эксплуатации штанговых дизель-молотов ана-
логичны правилам эксплуатации трубчатых дизель-молотов.
Паровоздушные молоты одиночного действия,
В процессе забивки свай необходимо выполнять следующее?
155
следить, чтобы ось штока не отклонялась от оси цилиндра, г
как смещение приводит к неравномерному износу стенок цилиндр
и втулки в днище цилиндра;
удары молота наносить по центру сваи;
своевременно пополнять маслом лубрикатор для смазки цилинд
ра, установленный на подводящем паро- или воздухопроводе;
следить, чтобы пар или сжатый воздух не выходили через
плотности в соединениях фланцев крышки и корпуса пли трехходовд,
го крана. Во избежание утечки пара или воздуха следует период^
чески подтягивать крепежные болты фланцев или сменить проклад,
ку между фланцами;
своевременно менять амортизирующую деревянную прокладку
в наголовнике.
Паровоздушные молоты двойного действия,
При забивке свай необходимо контролировать следующее:
отсутствие слабины каната при свободной подвеске молота на
кране, так как это приводит к тому, что молот начинает «свали-
ваться» в сторону и наносить внецентренные удары;
отсутствие в молоте воды и грязи (и при запуске и по окончи-
нии работы молота следует предварительно продуть магистраль,
подводящую пар или воздух, открывая спускные краны);
отсутствие отклонения оси сваи от оси молота (если такое от.
клонение имеет место, забивку прекращают и восстанавливают цент-
ральное положение молота по отношению к свае).
использование исправных рукавов, так как в изношенных внут-
ренняя оболочка отслаивается и кусочки резины могут попасть в зо-
лотниковую коробку и перекрыть подачу пара или воздуха в молот.
Для нормальной эксплуатации паровоздушных молотов важное
значение имеет правильный выбор рукавов. Диаметр их определяют
в зависимости от длины рукава и объема пара или воздуха, требуе-
мого для работы молота, и обычно указывают в паспорте. Если ис-
пользовать рукав с недостаточным проходным сечением, происходит
большая потеря давления пара или воздуха и производительность
молота снижается. Для паровоздушных молотов, как правило, при-
меняют резинотканевые многопрокладочные рукава, состоящие из
внутреннего резинового слоя, нескольких прокладок прорезиненной
ткани и наружного резинового слоя. Главный недостаток таких ру-
кавов — относительно быстрое отслаивание внутреннего резинового
слоя. Более долговечны и надежны в работе резиновые рукава со
специальной стальной оплеткой (проволочной или ленточной).
Магистральные трубопроводы для пара от парового котла или
для воздуха от компрессорной установки монтируют из стальных
труб, диаметр которых определяют в зависимости от линейной дли-
ны трубопровода и суммарного расхода воздуха или пара, потреб-
156
VIL38. Внутренний диаметр воздухопровода в зависимости от объема
засасываемого воздуха и длины воздухопровода, мм
й
м:.
<в»
%
о $ «
О ® a S
1
1,25
1,5
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12,5
15
17,5
20
25
50
10
20
20
20
25
25
33
33
33
33
37
37
40
43
43
46
49
54
70
Длина воздухопровода, м
25 50 100 200 300 400 500 600 700
20 25 25 33 33 37 37 40 40
25 25 33 33 37 37 40 40 43
25 25 33 37 40 43 43 46 46
33 33 37 40 43 46 46 49 49
33 37 40 43 49 49 54 54 58
37 37 43 49 54 54 58 64 64
37 40 46 54 58 57 64 70 70
40 43 49 58 64 64 70 70 76
40 46 54 64 70 70 76 76 76
43 49 58 64 70 76 76 82 82
43 49 58 64 76 76 82 82 88
46 52 58 70 76 82 82 88 94
49 58 64 76 82 88 88 94 100
52 64 70 82 88 94 94 100 106
54 64 76 88 94 100 106 106 113
58 70 82 88 100 106 113 113 119
64 76 88 100 106 113 119 125 125
82 94 106 125 131 143 143 150 150
ляемых молотами (табл. VII.38). Трубопроводы чаще всего уклады-
вают на поверхность земли и лишь в местах движения транспорта
или пересечения с другими магистралями заглубляют в землю.
Зимой паро- и воздухопроводы обязательно утепляют для умень-
шения потерь тепла и предотвращения образования конденсата в них.
Для этого устраивают специальные дощатые желоба, заполняемые
опилками, шлаком или мелкой торфяной крошкой, либо обертывают
трубопровод войлоком или соломенными жгутами диаметром не ме-
нее 4 см. В низшей точке трубопровода устанавливают водоотдели-
тель или спускной вентиль, через который сливают конденсат.
Электровибромолоты и электровибропогружа-
тели. Эксплуатация электровибромолотов и электровибропогружа-
телей имеет некоторые особенности по сравнению с эксплуатацией
дизельных и паровоздушных молотов. На вибромашинах электро-
двигатели работают в трудных условиях, поэтому уход за ними вы-
полняют очень тщательно. Особенно это относится к работе вибро-
молотов, работающих при больших динамических нагрузках, воздей-
ствующих на все детали электродвигателей.
При эксплуатации вибромолота или вибропогружателя за их со-
стоянием наблюдает специально выделенный квалифицированный
электрик или слесарь, хорошо знающий правила эксплуатации элек-
тродвигателей.
При приемке на строительном объекте вибромолота или вибро-
157
погружателя в первую очередь проверяют их комплектность и ис.
правность. В комплект должны обязательно входить (помимо соб,
ственно молота или погружателя) электрическая установка и защит,
ная аппаратура, кабель и инструмент.
Для определения исправности этого оборудования необходимо
проверить:
прочность и плотность посадки эксцентриковых грузов на валах,
затяжку крепежных болтов и шплинтовых креплений;
клеммные зажимы в клеммной коробке;
затяжку и шплинтовку болтов крепления электродвигателя, крьь
шек, подшипников, наголовника и других деталей;
отсутствие посторонних предметов внутри вибратора;
состояние смазки рабочих частей вибратора;
изоляцию кабеля и электрической пусковой и защитной аппара-
туры;
правильность подключения электродвигателей вибратора, пуско-
вой и защитной аппаратуры.
Вибромолоты. До начала работ необходимо проверить все
болтовые соединения, плотность посадки дебалансов на валах элек-
тродвигателей, крепление токоподводящего кабеля в клеммной ко-
робке, правильность соединения обмотки электродвигателей на нуж-
ное напряжение. Затем настраивают на оптимальный режим вибро-
молот, при котором он развивает максимальную для него энергию
удара. Регулирование вибромолота заключается в изменении зазора
между бойком и наковальней наголовника или предварительного на-
тяжения пружин.
В процессе работы вибромолота необходимо выполнять сле-
дующее:
следить за температурой нагрева корпуса вибратора, которая
не должна превышать 60 °C (исходя из условий нагрева продолжи-
тельность непрерывной работы вибромолота составляет 10... 15 мин,
а перерывы в работе 5... 10 мин);
не реже двух раз в смену проверять затяжку и стопорение всех
наружных болтовых соединений;
добавлять смазку УТВ-1-13 в подшипники через 25...30 ч работы
вибромолота, для чего снимают торцовые крышки, дебалансы
и крышки подшипников;
не допускать работы вибромолота при натянутом канате его
подвески на блоке копра или крана;
следить за жесткостью крепления наголовника к погружаемой
свае;
периодически проверять напряжение на кабеле подводки энер-
гии к электродвигателю (падение напряжения в сети, питающей виб-
ромолот, не должно превышать 10 %),
158
По окончании смены, если далее следует перерыв в работе,
^бромолот укладывают на деревянные подкладки, а пульт управ-
ления отключают.
Вибропогружатели. Основные правила эксплуатации вы-
сокочастотных вибропогружателей состоят в следующем.
Перед началом смены проверяют затяжку и шплинтовку всех
резьбовых соединений, наличие масла в редукторе и корпусе вибра-
тора. Масло должно покрывать зубья нижней шестерни. В течение
смены не менее двух раз тщательно осматривают болтовые соеди-
нения и в случае необходимости подтягивают болты; проверяют ис-
правность наголовника, электродвигателя и крепление его к плите
вибратора. В процессе погружения следят за тем, чтобы были ис-
ключены (при свободной подвеске вибропогружателя на кране)'
удары вибропогружателя о грунт и шпунтовую стенку, ослабление
крепления наголовника на шпунте, перегрев электродвигателя (ре-
комендуемая продолжительность непрерывной работы обычно не
превышает 5 мин). Необходимо периодически очищать от грязи
и промывать керосином приводные цепи, винты наголовника и сма-
зывать их тонким слоем солидола. Масло в редукторе вибратора
следует заменять через каждые 100 ч работы вибропогружателя.
Эксплуатация низкочастотных вибропогружателей наряду с ана-
логичными положениями имеет свои особенности:
согласно рекомендациям Минтрансстроя продолжительность не-
прерывной работы низкочастотных вибропогружателей при погруже-
нии свай-оболочек не должна превышать значений, указанных
в табл. VII.S9;
VI 1.39. Максимальная продолжительность работы вибропогружателя, мин
Сила тока, потреб- ляемого вибропогру- жателем, % от номинальной Напряжение на пульте управления, В
380 360 340
60 15 8 3
100 10 5 2
110 3 2 0,5
пульт управления вибропогружателем снабжают амперметром
и вольтметром, по которым непрерывно наблюдают в процессе по-
гружения за напряжением и током на электродвигателях вибратора;
если в процессе погружения по каким-либо причинам вибропо-
гружатель не работал в течение 10 ч и более, то запуск его осуще-
ствляют следующим образом: сначала включают вибратор на мак-
симальную частоту вращения электродвигателя, затем снижают ее>
потом вновь повышают и так повторяют несколько раз, достигая тем
самым ^ускорения срыва сваи-оболочки и перехода на погружение
169
рекомендуется режим работы при погружении свай-оболочек при.
нимать следующий: 1 ч непрерывной работы и 15 мин «отдыха» ддя
остывания электродвигателей. Во время перерыва смазывают шес-
терни привода грузовых валов;
при погружении сваи спаренными вибропогружателями тща-
тельно проверяют исправность узла механической синхронизации
вращения грузовых валов машин;
при появлении поперечных колебаний системы «вибратор
свая» немедленно останавливают погружение для выявления и уст-
ранения причин таких колебаний;
на пульте управления монтируют защитное тепловое реле для
исключения перегрева и сгорания обмоток электродвигателей вибро-
погружателя.
Эксплуатация копров и навесного сменного оборудования. Для
экономичной, производительной и безаварийной работы необходимо
правильно выбрать параметры копра, т. е. высоту и грузоподъем-
ность, в соответствии с длиной и массой сваи и сваебойного молота.
Требуемую полную высоту копра определяют как
Н = hc + ZiH + + ^ст + ,
где hc — длина забиваемой сваи; ha — высота наголовника; /гм —-
полная высота молота или вибропогружателя; ДСт — длина стропа;
б/б — диаметр блока полиспаста подъема молота.
Размерность всех физических величин — в метрах.
Грузоподъемность копра должна соответствовать (или превы-
шать) суммарную массу сваи, молота или вибропогружателя и на-
головника. Коэффициент устойчивости копра определяют как
К = (МУ/МО)>1,25,
где Му — момент устойчивости копра относительно точки опрокиды-
вания; Мо —момент опрокидывания копра.
Во всех инструкциях, содержащих правила эксплуатации коп-
ров, указано ограничение расстояния, с которого может быть подтя-
нута свая лебедкой копра. Если по условиям строительной площад-
ки необходимо подтягивать сваю к копру, то должны быть приняты
меры, обеспечивающие устойчивость копра. Для этого монтируют
у подножия копра отводные блоки и па них направляют свайный
канат с блока на голове копра. Иногда устанавливают на копре или
в стороне от него специальную лебедку для подтягивания свай.
Во всех случаях сваю разрешено поднимать на копер, но мо-
лот при этом должен быть опущен и занимать крайнее нижнее по-
ложение. Передвижение копра с поднятой в стрелах копра сваей
недопустимо. При подъеме сваи длиной более 8 м ее необходимо
поддерживать канатной оттяжкой, До начала работ укладывают
160
на шпалах или брусьях рельсовый путь для копра и закрепляют
костылями. Для безрельсовых копров планируют и трамбуют грунт
по фронту работ, чтобы избежать просадки его под копром. В слу-
чае необходимости рекомендуется подсыпать песок или уложить де-
ревянные щиты.
В вечернее и ночное время фронт работ должен быть достаточ-
но освещен согласно действующим нормам для этого вида работ.
Во время работы копра машинист действует по указаниям за-
коперщика. Он следит за тем, чтобы при подтягивании и подъеме
сваи на копер не происходило резких рывков и ударов сваи о кон-
струкцию копра; чтобы канаты, рукава и кабели (при работе с виб-
ромолотами и вибропогружателями) не закручивались, а канат, под-
держивающий молот или вибропогружатель, имел достаточную сла-
бину для свободного следования молота за погружаемой сваей. Для
рельсовых копров необходимо устанавливать тормозные колодки
под колеса копра во избежание его произвольного перемещения во
время забивки. При переездах копров молот или вибропогружатель
должен всегда быть внизу стрел копра, а по окончании последней
смены — опущен в крайнее нижнее положение и уложен на деревян-
ную шпалу или брус.
Во избежание несчастных случаев нельзя применять для копров
изношенные, покрытые ржавчиной или имеющие оборванные пряди
стальные канаты. Правила ухода, эксплуатации и выбраковки кана-
тов, используемых на копрах, те же, что и для кранового оборудо-
вания.
При эксплуатации фрикционных двухбарабанных лебедок на
свайных копрах необходимо, чтобы оси обоих барабанов лебедки
были перпендикулярны направлению каната, а канат сбегал с бара-
бана снизу; при использовании всей канатоемкости барабана на нем
осталось не менее 1,5 витка каната; фрикцион и тормоз лебедки
включались плавно, без рывков; скорость спуска молота в стрелах
копра не превышала 4...5 м/с с плавньГм уменьшением до нуля в кон-
це спуска.
Гидравлическую систему копров обычно заправляют: летом —
маслом индустриальным-20, зимой — индустриальным-12 или транс-
форматорным. Температура масла в гидросистеме при работе не
должна превышать 100... ПО °C при температуре окружающего воз-
духа 30...35 °C. Необходимо следить за тем, чтобы не нарушалась
герметичность трубопроводов и рукавов высокого давления, что мо-
жет произойти от чрезмерного натяжения, скручивания или трения
рукавов о металлические части в результате низкого качества мон-
тажа. Масляный бак перед монтажом и при смене масла следует
промыть дизельным топливом и продуть сжатым воздухом. Масле
в бак заливают через сетку тонкой очистки. Перед началом работы
11—973
161
гидросистема должна быть отрегулирована с тем, чтобы давление
масла не превышало допустимого, указанного в паспорте.
VI 1.7. Техническое обслуживание и ремонт сваебойных
машин и оборудования
Система технического обслуживания и ремонта. ЦНИИОМТП
и ВНИИСтройдормаш разработали «Рекомендации по организации
технического обслуживания и ремонта строительных машин», где
указаны виды технического обслуживания и ремонта, периодичность,
трудоемкость и продолжительность их выполнения, приведены ре-
комендации по организации, планированию и учету мероприятий по
техническому обслуживанию и ремонту машин.
Указания по техническому обслуживанию и ремонту для каж-
дой строительной машины приведены в документах по эксплуата-
ции машин, которые поставляет завод-изготовитель вместе с маши-
нами.
Эксплуатирующие организации обязаны выполнять указания за-
вода-изготовителя на протяжении всего периода эксплуатации ма-
шин. Только при этом условии завод-изготовитель принимает рекла-
мации в пределах гарантийного срока службы машин.
Планирование технического обслуживания и ремонта. Планиро-
вание технического обслуживания и ремонта строительных машин
осуществляют на основании следующих документов:
годового плана технического обслуживания и ремонта;
годового плана-графика капитального ремонта;
месячного плана-графика технического обслуживания и ремонта;
карточки учета движения оборотных сборочных единиц и агре-
гатов.
Годовой план технического обслуживания и ремонта составля-
ют на основе фактически отработанного и планируемого времени
работы машины на текущий год исходя из норм периодичности, тру-
доемкости и продолжительности технических обслуживаний и ре-
монтов (табл. VII.40). Годовой план составляет строительная орга-
низация (управление механизации, строительно-монтажное управле-
ние), утверждает его вышестоящая организация.
В годовом плане-графике ремонты и технические обслуживания,
указанные в годовом плане, распределяют по месяцам текущего
года.
Месячный план-график разрабатывают на основе годового пла-
на-графика на каждую машину, записанную в годовом плане. В нем
указывают продолжительность капитальных и текущих ремонтов
и технических обслуживаний (в календарных сутках); число часов,
отработанных машиной на начало месяца; планируемое число часов
162
VI 1.40. Показатели периодичности, трудоемкости и продолжительности
технического обслуживания и ремонта сваебойных машин и оборудования
Вид машин
Дизель-молоты свайные
с массой ударной ча-
сти:
до 1800 кг
» 2500 >
Копровые установки
(без молота свайного)
ТО
Т
К
ТО
Т
К
ТО
Т
К
60
360
720
360
720
300
1200
6000
10
1
1
10
1
1
15
4
1
0,5
1
3
0,6
1.5
4
1
3
5
Примечание. ТО — техническое обслуживание; Т — текущий ремонт?
К — капитальный ремонт.
работы в текущем месяце; периодичность выполнения технических
обслуживании и ремонтов. Чтобы составить месячный план-график,
необходимо иметь сменные рапорты машиниста и журнал учета тех-
нических обслуживаний и ремонтов, который ведут на каждую ма-
шину. Ответственность за правильность его заполнения несет глав-
ный инженер или главный механик строительного управления.
Все сведения о числе отработанных часов за год и проведенных
капитальных ремонтах заносят в паспорт машины.
Работы, выполняемые при техническом обслуживании сваебой-
ных машин и оборудования. Техническое обслуживание машин про-
водят при их использовании, транспортировании и хранении. Во вре-
мя использования машин выполняют техническое обслуживание при
эксплуатационной обкатке, ежесменное сезонное техническое обслу-
живание (СТО). Последнее проводят при подготовке машин к пред-
стоящему сезону эксплуатации и обычно совмещают с очередным
плановым обслуживанием. Если установилась температура воздуха
плюс 5 °C и выше, машины готовят к весенне-летнему периоду экс-
плуатации, а при температуре воздуха ниже плюс 5 °C — к осенне-
зимнему.
Техническое обслуживание при транспортировании выполняют
’перед началом, в течение и в конце периода транспортирования
машин.
Техническое обслуживание выполняют при подготовке машины
к хранению, в процессе ее хранения и при снятии с хранения.
Основные работы ежемесячного технического обслуживания
11* 163
(ЕТО) в строительных организациях выполняет машинист. Он обя-
зан проверить техническое состояние машины в конце смены, обра-
щая внимание на: цвет отработанных газов; характер выхлопа; на-
личие стуков в двигателе, трансмиссии и ходовом оборудовании; по-
казания масляного и топливного манометров; температуру воды, мас-
ла и рабочей жидкости, действие рулевого управления, муфты сцеп-
ления, тормозов, лебедок, электрооборудования, сигнализации, гид-
равлической и пневматической систем. Выявленные нарушения в ра-
боте машины фиксируют для их ликвидации при проведении очеред-
ного периодического обслуживания или устраняют сразу же
(например, доливают топливо и масло).
В начале следующей смены после осмотра машины ее запуска-
ют и прогревают двигатель, проверяют показания контрольных при-
боров. Убедившись в удовлетворительном состоянии машины, при-
ступают к работе.
К числу основных работ по периодическому техническому обслу-
живанию (ТО) сваебойного и копрового оборудования относят:
очистку оборудования от грязи, пыли, снега, грунта;
замену быстроизнашивающихся частей по нормализованному пе-
речню;
замену набивок и прокладок (паровоздушные молоты);
проверку наружным осмотром состояния грузоподъемных уст-
ройств копра (блоки, полиспасты, канаты, крюки, кошки и т. п.);
проверку наружным осмотром электроаппаратуры вибропогру-
жателей, вибромолотов (пускателей, клеммных коробок электродви-
гателей, питающих электрокабелей и т. п.);
проверку герметичности систем гидропривода (копры с гидро-
приводом);
проверку работы топливных и смазочных аппаратов (насосов,
лубрикаторов);
регулирование или замену пружин (вибропогружатели, вибро-
молоты) ;
замену амортизирующих прокладок в наголовниках для железо-
бетонных свай;
смазывание подшипников скольжения и качения, шарнирных
соединений, валов, цепей, направляющих стрел копров, шабота
(трубчатые дизель-молоты) и т. п.;
проверку тормозных устройств лебедок на копрах и устранение
замеченных дефектов.
Техническое обслуживание и текущий ремонт в большинстве
случаев выполняют организации, эксплуатирующие машины.
Для периодического технического обслуживания целесообразно
привлекать специализированные звенья, в которых отдельные члены
звена специализируются на выполнении однотипных работ,
164
Работы, выполняемые при текущем ремонте. Текущий ремонт
(Т), выполняемый обычно на месте производства строительных ра-
бот (без доставки в ремонтные мастерские), предусматривает час-
тичную разборку машины (молота, вибропогружателя и др.), а за-
тем следующие работы:
зачистку шеек валов, поршней, штоков, тяг, пальцев;
пришабривание подшипников;
ремонт или замену смазочных приборов;
ремонт топливной аппаратуры;
установку крепежных деталей (болтов, шпилек, шайб, шплин-
тов) взамен утерянных или негодных;
контрольно-регулировочные работы;
восстановление необходимых зазоров в зубчатых передачах;
регулирование натяжения цепей и хода плунжера топливного
насоса и др.;
очистку и промывку топливных и масляных резервуаров;
замену при необходимости паровоздухопроводных рукавов;
замену изношенных шарико- и роликоподшипников;
замену изношенных зубчатых колес;
проверку состояния и ремонт электродвигателей (вибропогружа-
тели, вибромолоты).
Работы, выполняемые при капитальном ремонте. При капиталь-
ном ремонте (К) полностью разбирают оборудование и выполняют
работы, предусмотренные техническим обслуживанием и текущим
ремонтом. Кроме того, ремонтируют или заменяют детали и отдель-
ные агрегаты, срок службы которых превысил установленные нор-
мы. Капитальный ремонт молотов, вибропогружателей, копров осу-
ществляют на ремонтных заводах.
При капитальном ремонте при необходимости выполняют сле-
дующие основные работы по отдельным видам сваебойного обору-
дования:
трубчатые дизель-молоты — замену рабочих цилиндров на новые
с выбраковкой цилиндров, имеющих износ зеркала цилиндра свыше
0,3 мм или его коррозию глубиной свыше 0,5 мм, вмятины глубиной
более 3...4 мм и площадью более 5 см2;
поршень — обработку сферической поверхности поршня по ко-
пиру до полного удаления следов износа и забоин;
шабот — очистку от нагара поверхности шабота, шлифование
канавок колец, замену топливного насоса на новый или замену де-
талей, имеющих недопустимый износ;
кошка — выправление погнутых элементов;
штанговые дизель-молоты — расточку с последующим гильзова-
нием цилиндра, молота; полирование цилиндра; расточку отверстий
под штанги с установкой новых втулок, наплавку поршня с обточ-
165
кой и нарезанием новых канавок для поршневых колец; выплавление
или замена штанг; ремонт траверсы; замена или ремонт топливного
насоса;
паровоздушные молоты одиночного действия — расточку цилинд-
ра корпуса молота с заменой поршня, замену или притирание проб-
ки пробочного трехходового крана;
паровоздушные молоты двойного действия — расточку цилиндра
с заменой поршня и штока, замену или ремонт (в зависимости от
износа) стяжных болтов, шлифование или замену цилиндрического
золотника, замену прокладок между частями молота;
вибромолоты — шлифование или замену валов роторов, если
в результате их изгиба ротор задевает статор;
высокочастотные вибропогружатели — замену электродвигателя,
дебалансных валов, пружин;
низкочастотные вибропогружатели — ремонт или замену элект-
родвигателя, роликовых подшипников, шестерен привода и синхро-
низации.
Подготовленные для сдачи в капитальный ремонт машины долж-
ны быть укомплектованными, т. е. иметь полный комплект находя*
щихся в рабочем состоянии и входящих в их состав агрегатов, сбо-
рочных единиц и деталей, включая один из видов сменного рабочего
оборудования.
В капитальный ремонт направляют машины (агрегаты и сбороч-
ные единицы), требующие по своему техническому состоянию капи-
тального ремонта и отработавшие межремонтный цикл.
Машина, направляемая в капитальный ремонт, может не иметь
полного комплекта крепежных деталей (болтов, гаек, шплинтов).
Допустимо отсутствие до 10 % его полного количества при условии,
что это не угрожает несчастным случаем или аварией при транспор-
тировании. Допускают также отсутствие некоторых мелких деталей,
которые могут быть легко изготовлены ремонтным предприятием.
Одновременно с машиной, сдаваемой в капитальный ремонт, пе-
редают следующие документы: технический паспорт машины; шну-
ровую книгу (на машины, подведомственные инспекции Госгортех-
надзора); сопроводительные и упаковочные листы. Перечисленная
документация должна содержать все необходимые данные, накопив-
шиеся за период эксплуатации.
Перед отправкой машин, агрегатов и сборочных единиц желез-
нодорожным, водным или автомобильным транспортом заказчик обя-
зан: независимо от времени года освободить от воды систему охлаж-
дения и емкости; слить жидкую смазку из картеров агрегатов и сбо-
рочных единиц; закрыть крышками или пробками отверстия во вну-
тренние полости агрегатов и сборочных единиц; покрыть наружные
неокрашенные поверхности противокоррозионной смазкой; упаковать
166
агрегаты, сборочные единицы и детали машины, составив их опись.
После завершения ремонта ремонтное предприятие в соответствии
е договором отгружает или выдает отремонтированную машину (по
желанию заказчика) на месте. На отремонтированную машину аг-
регат или сборочную единицу ремонтное предприятие составляет га-
рантийный паспорт. Одновременно с отправлением или выдачей от-
ремонтированной машины, агрегата или сборочной единицы ремонт-
ное предприятие направляет и передает: акт приемки ОТК, паспорт
машины, гарантийный паспорт, опись упакованных агрегатов, сбо-
рочных единиц и деталей, сопроводительный лист. В документации
должны быть все необходимые данные о ремонте.
Глава VIII
МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УСТРОЙСТВА
НАБИВНЫХ СВАЙ
VIII.1. Виды машин и оборудования
Классификация. По способу крепления скважин:
установки, не требующие применения специальных мер для
крепления стенок скважин, а также установки, при бурении кото-
рыми стенки скважины удерживают от обрушения избыточным дав-
лением воды или глинистого раствора. При изготовлении бурона-
бивных свай этим способом устье скважин крепят от обрушения
металлическим обсадным патрубком;
установки, использование которых связано с защитой стенок
скважин от обрушения неизвлекаемыми или инвентарными обсадны-
ми трубами, погружаемыми в грунт и извлекаемыми тем или иным
способом в зависимости от конструктивных особенностей бурового
агрегата.
В обоих случаях технологией работ может быть при необходимо-
сти предусмотрено устройство уширений в нижней части скважины.
По способу бурения скважин, виду рабочих
органов и способу транспортирования разбурен-
ной породы из скважины:
установки вращательного бурения с периодическим извлечением
разрушенного грунта в замкнутом объеме рабочего органа. Грунт
разрушают резанием ножами, расположенными в нижней части ра-
бочего органа, привод которого осуществляют с помощью буровой
штанги или непосредственно двигателем, вынесенным к рабочему
органу;
установки ударного бурения, где рабочими органами служат
грейфер типа «хаммер граб», долото, шарошка, желонка;
167
установки шнекового бурения, имеющие рабочие органы с пе-
риодическим извлечением разбуриваемого грунта на поверхность
и освобождением от него под действием центробежной силы, а так-
же рабочие органы шнекового типа с непрерывным извлечением раз-
буриваемого грунта;
установки вибрационного бурения, которое осуществляют по-
гружением обсадной трубы под действием виброимпульсов от вра-
щающихся дебалансов. Грунт извлекают на поверхность желонкой;
установки всасывающего бурения (с обратной промывкой сква-
жин), при котором стенки скважин удерживает от обрушения дав-
ление столба воды в скважине или инвентарные обсадные трубы;
установки раскатывающего бурения, при котором грунт на стен-
ках скважин уплотняется под действием нагрузки от катков, пере-
мещаемых внутри скважины.
В буровых установках всех рассмотренных типов используют
следующие виды механизмов перемещения: гусеничный, пневматиче-
ский, шагающий, рельсовый, катки, понтоны, комбинированные ме-
ханизмы. Установки различают также и по виду привода. Они мо-
гут иметь электрический привод, двигатель внутреннего сгорания,
паровой двигатель.
VIII.2. Оборудование для устройства скважин
буронабивных свай
Установки вращательного, ударного и шнекового бурения. Б у-
ровая установка СО-2. Предназначена для устройства сква-
жин на базе применения обсадных труб под буронабивные сваи дли-
ной до 30 м и диаметром 500...600 мм с уширенным основанием диа-
метром до 800 мм. Она состоит из базовой машины-экскаватора
Э-1252 (или гусеничного крана соответствующей грузоподъемности,
например ДЭК-251) и смонтированной на ней стойки с буровым
оборудованием. Последнее выполнено в виде каретки с электропри-
водом. К выходному валу электропривода прикреплена телескопиче-
ская буровая шнековая колонна с очистителем и буровым инстру-
ментом. Колонна состоит из двух телескопических секций, нижняя
из которых имеет по всей длине шнековые лопасти.
При устройстве в скважине уширения вместо бурового инстру-
мента устанавливают механический расширитель цикличного дейст-
вия, состоящий из бадьи (приемника грунта) с откидным днищем,
где укреплены раздвижные ножи.
VIII.1. Техническая характеристика установки СО-2
Диаметр скважины, мм ............................ 500.. .600
Диаметр уширения основания скважины, мм ............ 1600
Максимальная глубина бурения, м ......... 30
Мощность привода электродвигателя, кВт ....... 55
168
Частота вращения двигателя, мин"^1
же, бурового инструмента, мин 1 ..................
максимальный крутящий момент на выходном валу элект-
родвигателя, кН-м .......................................
давление бурового инструмента на забой, кПа . . . . ,
Скорость бурения скважины, м/ч ... . . . ,
Jiacca бурового навесного оборудования, т ...............
рабарит (в рабочем положении), мм.........................
Масса, т . ...........................................
1460
43
21,4
5,3
X w । о
И 000X32Q0X
Х.23 ООО
38,3
Буровая установка СО-1200/2000. Предназначена для
устройства скважин под буронабивные сваи длиной до 24 м и диа-
метром 800... 1500 мм с уширением основания до трех диаметров
ствола сваи. Установка работает без применения обсадных труб.
Базовой машиной служит экскаватор Э-1252 со стойкой, на ко-
торой подвижно установлен буровой рабочий орган с электроприво-
дом. Электропривод присоединен к буровому ковшу и подвешен на
канате главного подъема экскаватора.
Днище бурового ковша укреплено на шарнире и в закрытом по-
ложении зафиксировано защелкой. На днище смонтированы ножи для
разрушения грунта в забое скважины. Разрушенный грунт посту-
пает в окна забора в днище, которые закрыты подвижными клапа-
нами (заслонками). Буровая колонна установки СО-1200/2000 теле-
скопическая. Она состоит из секций: внутренней — прикрепленной
к каретке и подвижно соединенной с направляющей стойкой, на-
ружной — присоединенной к электроприводу. Таким образом, в про-
цессе бурения скважины все секции в пределах высоты стойки на-
ходятся в сложенном положении. При увеличении глубины бурения
они автоматически выдвигаются и при подъеме вдвигаются одна
в другую.
Буровая установка СО-1200. Предназначена для устрой-
ства скважин под буронабивные сваи длиной до 24 м и диаметром
800... 1500 мм.
Применение обсадных труб не предусмотрено. Для крепления
устья скважины от обрушения применяют кондуктор с обсадным
патрубком.
Базовой машиной служит кран типа МКГ-25 или ДЭК-251, на
крюке которого подвешен рабочий орган, выполненный в виде буро-
вой штанги. На нижнем конце ее жестко укреплен электропривод
с буровым ковшом.
Для стабилизации электропривода от реактивного бурового мо-
мента на нем подвижно укреплен кожух с кареткой, свободно пере-
мещаемой по шпонкам и корпусу кожуха. Каретка имеет торцовые
выступы, взаимодействующие с выступами на обсадном патрубке,
который подвижно связан с кондуктором, устанавливаемым над
устьем скважины. Рабочим органом установки является ковшовый
169
бур с откидным днищем Для проходки скважины в грунтах с твер,
дыми включениями применяют ударное долото или грейфер как смев,
ное оборудование. Отличительной особенностью установки являет^
возможность свободной подвески рабочего органа на крюке крац^
что позволяет использовать в качестве базовой машины любые кра.
ны соответствующей грузоподъемности, а также обеспечить верти,
кальность проходки скважины независимо от положения крана.
VIII.2. Техническая характеристика установки СО-1200
Диаметр скважины, мм .................................. 800...1500
Диаметр уширения основания скважины, мм .... 3000
Максимальная глубина бурения, м .................... , 24
Мощность электродвигателя привода, кВт ..... 75
Частота вращения двигателя, мин 1............................... 740
То же, бурового инструмента, мин-1 .............................. 24
Максимальный крутящий момент на выходном валу
электродвигателя, кН-м .......................................... 70
Скорость бурения скважины, м/ч ..................... . До 7
Масса бурового навесного оборудования, т . . . , . 13,7
Габарит (в рабочем положении), мм ....... 10 000x3800x30000
Масса, кг . ....................................... 43 200
Установка НБО-1. Отличается от установки СО-1200 мень-
шим диаметром электропривода, что дает возможность изготовлять
сваи диаметром 600 мм.
Буровая установка УРП-1. Предназначена для устрой-
ства (без применения обсадных труб) скважин под буронабивные
сваи длиной до 37 м и диаметром 500... 1400 мм с уширением осно-
вания.
Установка включает базовую машину (кран МКГ-25 или экска-
ватор типа Э-1254) и буровое навесное оборудование. Буровое на-
весное оборудование имеет штангу с вертлюгом, поводок, соеди-
няющий штангу с ротором, и ковшовый бур. Для вращения штан-
ги в начальный момент бурения скважины на роторе установлен
переходник. Буровая штанга — телескопическая трехсекционная.
При устройстве уширения ковшовый бур заменяют буровым
расширителем циклического действия. В отличие от машин анало-
гичной конструкции ротор установки УРП-1 не связан с базовой
машиной и расположен на опорном столе, размещаемом на по-
верхности грунта. Такая .компоновка дает возможность применять
базовый кран не только при бурении, но и при бетонировании сква-
жин. При этом штангу с буровым инструментом снимают с крюка
крана, что позволяет использовать кран по прямому назначению.
Буровая установка СБУ-2. Предназначена для устрой-
ства (без применения обсадных труб) буронабивных свай длиной до
25 м и диаметром 600...1200 мм с уширением основания. Установку
применяют при бурении скважин в сухих связных грунтах, однако
возможно ее использование и в обводненных грунтах, но с крепле-
нием стенок от обрушения глинистым раствором.
Базовой машиной установки служит кран, на крюке которого
170
пОдвешен рабочий орган, электропривод с кожухом, полая колонна
с кареткой, муфта, штанга, опора, ковшовый бур. Для удобства
-транспортирования и эксплуатации буровая штанга имеет телеско-
пическую вставку. При бурении скважин в пределах длины полой
колонны вставку фиксируют внутри штанги кольцом, при большей
глубине — выдвигают из штанги.
При бетонировании рабочий орган снимают с крюка базовой
машины, которую используют в этой операции по прямому назна-
чению.
В отличие от аналогичных установок типа СО-1200 и НБО-1
электропривод рабочего органа СБУ-2 размещен в его верхней час-
ти, благодаря чему электропривод не погружается в скважину. Это
значительно упрощает его конструкцию за счет применения выпус-
каемых серийно редукторов и электродвигателей без дополнитель-
ных переделок.
Буровая установка МБС-1,7. Предназначена для
устройства скважин под буронабивные сваи длиной до 28 м, диа-
метром ствола 1300 и 1700 мм и с уширением основания до 3500 мм
в любых грунтовых условиях. При этом осуществляют крепление
стенок скважин глинистым раствором без промывки или избыточным
давлением воды. Для крепления устья скважин в комплекте обо-
рудования предусмотрен инвентарный обсадной патрубок длиной
2...5 м.
В качестве базовой машины установки использован серийно
выпускаемый кран-экскаватор Э-1258Б, оснащенный консольной пло-
щадкой с ротором-вращателем. Сквозь внутреннюю полость ротора
проходит телескопическая квадратная штанга с укрепленным на ней
рабочим органом (ковшовым буром, шнеком, уширителем). Штанга
подвешена через основную стрелу крана к его грузовой лебедке.
На установке смонтирована дополнительная стрела, через кото-
рую к грейферной лебедке подвешен рабочий орган для ударного
бурения (грейфер, долото). Для перехода от вращательного бурения
к ударному и наоборот установку разворачивают на поворотной
платформе на 180°.
Грунт в скважине при вращательном способе бурения разраба-
тывают ковшовым буром с режущими ножами, смонтированными на
откидном днище. По мере наполнения ковша бур извлекают на по-
верхность.
Основной отличительной особенностью установки МБС-1,7 явля-
ется возможность реализовать принудительную подачу рабочего ор-
гана на забой, а также возможность быстро переходить с одного
вида бурения на другой.
Буровая установка МБС-1,7А. Отличается от МБС-1,7
тем, что штангу и ротор можно отклонять к стреле базовой маши-
171
VIII.3. Характеристика буровой установки МБС-1,7
Способы бурения ...................................... Вращательный,
ударный
Диаметр скважины, мм ......................................1300 и 1700
Диаметр уширения скважины, м ........................ Д° 3,5
Глубина бурения (вращательным способом), м . . . » 28
Максимальный крутящий момент на выходном валу
электродвигателя, кН-м ................................. 96,5
Частота вращения, мин"”1 .................................. 8,4
Мощность электродвигателя ротора, кВт ....................... 80
Усилие принудительной подачи рабочего органа на за-
бой, Н .............................................. До 18 000
Производительность станка при вращательном бурении,
м. пог. длины/ч . .......................... 4...5
Масса установки с навесным оборудованием, кг . . . 62 000
ны. Этим обеспечивают работу долотом или грейфером без устрой-
ства дополнительной стрелы в задней части поворотной платформы.
Буровой станок МБУ-1,2. Позволяет вести бурение сква-
жин глубиной до 32 м, диаметром 1200 мм под защитой глинистого
раствора или избыточного давления воды. Принцип компоновки бу-
рового оборудования такой же, как в станках МБС-1,7 и МБС-1,7А.
Навесное оборудование станка смонтировано на кране-экскаваторе
Э-1258 и включает в себя консоль с ротором, который вращает теле-
скопическую штангу, подвешенную к стреле базовой машины. На
нижнем конце штанги закреплен ковшовый бур с открывающимся
днищем, на котором смонтированы ножи для разработки грунта в за-
бое скважины.
Буровая установка БСО-1. Предназначена для устрой-
ства (с применением обсадных труб) буронабивных свай диаметром
1020 мм и длиной 30 м.
Базовой машиной служит кран-экскаватор Э-1252, на ходовой
тележке которого шарнирно укреплен опорный стол с гидравличе-
ским механизмом для сообщения полувращательного движения об-
садной трубе в процессе работы. Разработку грунта в скважине
ведут преимущественно вращательным способом. Рабочим органом
служит ковшовый бур в сочетании с погружным электроприводом,
свободно подвешенным на стреле базового крана-экскаватора.
Обсадная инвентарная труба — секционная, отдельные звенья
которой стыкуют между собой с помощью специальных самораскли-
нивающихся цанговых замков.
Погружной электропривод установки БСО-1 аналогичен элек-
троприводу СО-1200 и отличается от него только конструкцией ко-
жуха, на котором укреплены четыре шпонки. С их помощью элек-
тропривод центрируют в обсадной трубе и, используя шпонки ниж-
ней секции, стабилизируют в ней от реактивного момента при бу-
рении.
Для проходки несвязных грунтов и грунтов с твердыми вклю-
чениями (валуны, галечники и т. д.) установка БСО-1 снабжена
172
сменным буровым оборудованием, включающим четырехлопастной
одноканатный грейфер и долото, которые подвешены на вспомога-
тельном крюке. С его помощью осуществляют все такелажные ра-
боты в процессе бурения и бетонирования скважины. Бетонирование
скважины ведут методом вертикально перемещающейся трубы
(ВПТ) с применением секционных бетонолитных труб с герметич-
ными быстроразъемными стыками.
VIII.4. Техническая характеристика установки БСО-1
Диаметр скважины, мм ....................................... 1020
Максимальная глубина бурения, м ............................ 30
Скорость бурения в мягком грунте, м/ч ............... До 5
Мощность электропривода, кВт .............................. 75
Частота вращения ковшового бура, мин”"1....................... 23
Крутящий момент при вращении обсадной трубы, кН м 540
Усилие погружения обсадной трубы, Н ......................... 200
Усилие извлечения обсадной трубы, кН ........................ 600
Максимальное рабочее давление в гидросистеме, МПа 16
Максимальный расход жидкости, л/мин ......................... 270
Мощность электропривода гидросистемы, кВт .... 160
Габарит, мм ........................ 10 280 X 3240X15 000
Масса навесного оборудования, кг . .............. 27 000
Масса установки, кг ................................. 63 000
Станки ударно-канатного бурения УКС-20С,
УКС-22М, УКС-ЗОМ, БС-1М и станки вращательного бу-
рения СБУ-ЗОО-ЗИВ, УРБ-ЗАМ, АВБ-1М. Предназначены для
устройства скважин в различных грунтах, включая скальные
(табл. VIII.5).
VIII.5. Техническая характеристика станков вращательного действия
Показатель СБУ-ЗОО-ЗИВ УРБ-ЗАМ АВБ-1М
Диаметр скважины, мм Глубина бурения, м Частота вращения бура, мин Осевое давление на забой, кН Базовая машина Тип привода Масса, кг 350...400 18 109,6 189,7 313,7 МАЗ-200 От вала отбора мощности дви- гателя Д-38 12 500 350...400 20 109,6 189,7 313,7 5...10 МАЗ-200 Двигатель ДТ-54 от ге- нератора 16 930 400 70 44 166 270 Т-100М От вала от- бора мощ- ности дви- гателя 14 800
Бурильно-крановые машины БМ-205, БМ-302А,
БМ-305. Предназначены для бурения скважин глубиной 2...3 м и диа-
метром до 800 мм. Грузоподъемность кранового оборудования этих
машин 1,25 т.
Базой для машин БМ-205 и БМ-305 служат тракторы или ав-
томобили (БМ-302А). Машина БМ-302А бурит скважины глубиной
8 м, размещена на базе автомобиля КрАЗ-257Б.
173
Буровая установка БМ-2500 имеет винтовой рабочий
орган и телескопическую бурильную штангу. Привод бурильно-кра.
нового оборудования полностью гидрофицирован.
На машине БМ-2500 есть возможность регулирования частоты
вращения рабочего органа и усилия подачи на забой, что позволяет
назначать при работе рациональные режимы бурения (в зависимо,
сти от диаметра бура и типа грунта).
Буровая установка БМ-2000. Является навесным обо,
рудованием к крану-экскаватору ЭО-5122 и состоит из: квадратной
бурильной штанги, проходящей через неподвижный вращатель; ко-
роткоходовых гидроцилиндров подачи, связанных со штангой через
специальный гидрозажим; лебедки для холостых перемещений
штанги. Бурильное оборудование приводит в действие двигатель бу*
ровой машины с помощью механической трансмиссии и гидроприво-
да. Гидропривод обеспечивает возвратно-поступательное движение
штанги и бесступенчатое изменение скорости бура, перевод рабочего
оборудования из транспортного положения в рабочее и обратно,
управление муфтой сцепления.
VIII.6. Техническая характеристика установки
Диаметр скважины, мм ................*...........*
Максимальная глубина бурения, м . . ...............
Тип рабочего органа .............................. *
Частота вращения бурильного инструмента, мин""1. . .
Максимальный крутящий момент на буре, кН-м , . .
Максимальное усилие подачи на забой, кН ...........
Производительность, скважин/смену ,................
Габарит (в рабочем положении), мм..................
Масса, кг . ...........................
БМ-2000
650; 1000
2)
Ковшовый бур
40,2...79,8
20
150
5...7
7400 X 3650 X 2241
51000
Буровая установка МБНА-1. Предназначена для буре-
ния вертикальных и наклонных скважин диаметром 1000 мм, глуби-
ной до 20 м и с уширенным до 2,5 м основанием в грунтах I...IV
категорий, в том числе и обводненных (с креплением стенок глинис-
тым раствором или избыточным давлением воды).
В состав установки входят собственно бурильное оборудование,
рабочие органы (ковшовый бур и уширитель), оборудование для по-
гружения и извлечения обсадных труб, комплект обсадных труб
и оборудование для подводного бетонирования.
Все ее механизмы приводят в действие от гидронасосов, уста-
новленных на раме автомобиля КрАЗ и вращающихся от двигателя
через коробку отбора мощности, карданную передачу и распредели-
тельный редуктор.
Буровая установка БКМ-1501. Предназначена для бу-
рения плотных и вечномерзлых грунтов.
Установка смонтирована на шасси автомобиля КрАЗ-250. Бу-
рильное оборудование расположено на специальной раме, крепя-
щейся к раме шасси. Бурильный инструмент — шнековый бур.
174
Все механизмы бурильного оборудования приводит в действие
расосная установка (два насоса типа 210.32) через парораспреде-
лители с сервоуправлением„
Вращатель — неподвижный, проходной с приводом от высокомо-
ментных гидромоторов типа МР-1100 с возможностью переключе-
ния на повышенную скорость для разброса грунта. Механизм пода-
чи— от гидроцилиндров через патрон с зажимными элементами.
Штанга телескопическая двухсекционная с зажимными элемен-
тами для передачи крутящего момента и осевого усилия.
Спуск и подъем бурильного оборудования осуществляют с по-
мощью гидравлической лебедки с приводом от гидромоторов типа
МР-НОО. Машина снабжена аутригерами для лучшей устойчивости.
VIII.7. Техническая характеристика буровой установки БКМ-1501
Диаметр бурения, мм..................................
Глубина бурения, м ..................................
Максимальный крутящий момент на бурильном инстру-
менте, кН-м .........................................
Максимальная осевая нагрузка на бурильном инстру-
менте при заглублении, кН...........................
Мощность привода бурильного оборудования, кВт . ,
Частота вращения бурильного оборудования, мин ~"1:
при бурении .........................................
» разбросе грунта ...............................
Угол поворота бурильного оборудования в плане, град
Габарит (в транспортном положении), мм...............
Масса, кг ...................................... . .
360, 630
15
14,7
49,8
120
180
13 300 x 2500 x3400
23 620
Навесное буровое оборудование к экскава-
тору ЭО-3323. Предназначено для бурения скважин в устойчивых
немерзлых грунтах и мерзлых однородных с мелкими включениями
под забивные, деревянные сваи, опоры линий связи и электропере-
дачи, фундаменты подстанционного оборудования, столбы ограж-
дений.
Бурильное оборудование включает механизм установки оборудо-
вания в рабочее и транспортное положение, механизм привода вра-
щательного и поступательного движения бурильного инструмента
и бурильный инструмент.
Для привода вращения бура используют гидропривод экска-
ватора.
VIII.8. Техническая характеристика навесного бурильного оборудования
к экскаватору ЭО-3323
Диаметр скважины, мм ... ............................... 360 , 630,80^
Глубина бурения, м ..................................... 5
Мощность привода, кВт .................................. 47
Максимальный крутящий момент, кН-м.................... 6
Максимальное усилие подачи на забой, кН................. 35
Производительность, м/ч:
при бурении скважин глубиной 3...5 м, диаметром 630 мм
в мерзлых грунтах с промерзанием до 0,5 м............... 15...9
при бурении скважин глубиной 3...5 м, диаметром 630 мм
в немерзлых грунтах III категории ...................... 18...10
Масса бурильного оборудования, кг ........... 3000
176
Навесное буровое оборудование к экскав
торам ЭО-2621А, ЭО-2621В, ЭО-2623. Предназначено для буреш
скважин под сваи, столбы ограждений, опоры линий связи и эле1
тропередач в мерзлых грунтах.
Бурильное оборудование смонтировано на поворотной колонн
экскаватора и обеспечивает бурение нескольких скважин с одно
стоянки.
VIII.9. Техническая характеристика навесного бурового оборудования
к экскаваторам ЭО-2621А, ЭО-2621В, ЭО-2623
Диаметр бурения, мм........................................
Глубина бурения, м ........................................
Угол бурения, град.........................................
Максимальная мощность привода бурильного оборудования,
кВт..............................................
100, 350, 500
2
90...60
45
Максимальный крутящий момент, Нм:
бур диаметром 100 мм.......................................... 1350
» » 350...500 мм.................................. 3800
Частота вращения, мин”"1:
бур диаметром 100 мм......................................... 175,2
» » 350...500 мм.................................. 61,8
Наибольшее давление в гидросистеме, МПа.......................... 12,5
Максимальное усилие подачи бура, кН . . ........................... 25
Производительность, м/ч:
бур 100 мм...........................
» 500 » ..........................................
Габарит экскаватора с навесным оборудованием (в транс-
портном положении), мм...................................
40
15
74С0Х 2400X2800
Бурильно-крановая установка БУК-600. Предна-
значена для бурения в связных грунтах скважин диаметром 400...
600 мм и глубиной до 25 мм с непрерывной выдачей грунта на по-
верхность и погрузкой его в транспортные средства.
Навесное оборудование размещено на базе крана-экскаватора
Э-1252. Оно включает в себя трубчатую колонну, каретки с мотор-
редуктором, бурильный став и грунтоотборщик шнекового типа.
Установка оснащена устройством для уплотнения дна скважин,
представляющим собой падающий ударник, движущийся в направ-
ляющей трубе. Устройство размещено на колонне со стороны, про-
тивоположной грунтоотборщику и бурильному ставу, и имеет привод
от свободной лебедки базовой машины.
Трубчатая колонна установки секционная. Она позволяет при
необходимости бурения скважин глубиной менее 15 м уменьшать
высоту машины для повышения ее маневренности и возможности
использования в местах, ограниченных по высоте.
Средняя эксплуатационная производительность установки
БУК-600 при бурении песчаных и глинистых грунтов составляет 35—
50 м/ч. При проходке скважины в мерзлом грунте скорость бурения
снижается в 2,5...3 раза. Для бурения в мерзлом грунте применяют
трехлучевое долото со вставными резцами.
176
Бурильно-крановая установка УБС-1. Удобна для
эксплуатации на объектах с малыми объемами бурения, расположен-
ных на значительных расстояниях друг от друга. Она предназначена
для устройства в связных грунтах буронабивных свай диаметром до
800 мм и глубиной до 12 м.
Установка УБС-1 размещена на базе автомобильного крана
К-162 и имеет комплект сменного навесного оборудования, позво-
ляющего выполнять бурение скважин, уширение их основания, уста-
новку арматурного каркаса, укладку и уплотнение бетонной смеси.
Вращатель приводит в действие через шарнирную муфту бу-
рильный рабочий орган и перемещается вверх и вниз по направляю-
щим телескопической колонны. Он состоит из электродвигателя
и планетарного редуктора, которые жестко соединены между собой
и установлены на подвижной каретке. Каретка перемещается по на-
правляющим телескопической колонны грузоподъемной лебедкой
через систему грузовых и обводных блоков. Электродвигатель вра-
щателя установки может питаться от генератора базовой машины.
Для получения уширений в основании и по стволу скважины
установка оснащена механическим уширителем раскатывающего дей-
ствия, который навешивают на бурильный став.
Для опускания арматурного каркаса и бетонирования свай
установку УБС-1 переводят в режим работы крана, для чего бу-
рильный став вместе с вращателем снимают с колонны. Затем теле-
скопическую вставку вдвигают в колонну, а последнюю с помощью
гидроцилиндров вкладывают в стрелу.
Самоходный агрегат САС-1200. Предназначен для бу-
рения вертикальных скважин диаметром 1200 мм и глубиной до 7 м
в тяжелых глинистых грунтах с механизированной уборкой грунта
и подачей бетонной смеси в скважину.
В состав агрегата входят: ходовая часть с платформой, стрела,
колонна, бурильный став, грунтоотборщик с конвейером, бетонирую-
щий ковш, механизм подъема бурильного става, механизм вращения
бурильного става, маслостанция и электрооборудование. В качестве
базы использована ходовая часть бурильной установки СБУ-ЗМ, на
раме которой установлена платформа. Для лучшей устойчивости при
бурении агрегат снабжен четырьмя гидравлическими откидными опо-
рами.
Стрелу агрегата используют для установки колонны в рабочее
положение.
Сварная решетчатая колонна имеет внутренние направляющие,
по которым перемещается каретка с механизмом вращения рабочего
органа. Для вращения рабочего органа использован электродвига-
тель и цилиндрический редуктор, к выходному концу которого шар-
нирной муфтой присоединен шнековый рабочий орган.
12—973
177
Бурильный став имеет коническую шнековую навивку с режу-
щими кромками, армированными твердым сплавом.
Грунтоотборщик-погрузчик используют для отбора разбуренного
грунта от рабочего органа и погрузки его в транспортные средства.
Он размещен на платфрме ходовой части установки и представляет
собой кольцевую емкость, в днище которой выполнен проем для вы-
грузки грунта на расположенный снизу конвейер. Выгрузку грунта
осуществляют скребками, установленными с внутренней стороны
стенки-обечайки.
Бетонирующий ковш выполнен в виде сварной емкости, снаб-
женной телескопическим лотком-удлинителем.
При переводе агрегата САС-1200 из транспортного положения
в рабочее цилиндрический корпус грунтоотборщика наводят на ось
предполагаемой скважины; откидные гидравлические опоры ходовой
части опирают на грунт; выдвижением штоков гидроцилиндров осу-
ществляют подъем стрелы с лежащей на ней колонной; с помощью
опорных домкратов колонны устанавливают ее вертикально; бу-
рильный став заводят в цилиндрический корпус грунтоотборщика
и опускают на грунт.
VIII.10. Техническая характеристика установок БУК-600, УБС-1, САС-1200
Диаметр скважины, мм................
Глубина бурения, м ........
Частота вращения винтового рабочего
органа, с “1 ....................
Максимальное усилие подачи буриль-
ного органа, кН
Масса, ........................ . .
БУК-600 УБС-1 САС-1200
400, 600 15 400, 600 12 1200 7
5,75 4,72 2,62
48 49,5 33 27,0 80 40,0
САС-2. Предназначена для
Бурильная установка
устройства буронабивных свай в грунтах I...IV категорий, включая
водонасыщенные, с применением обсадных труб. Особенность буре-
ния установкой САС-2 в неустойчивых грунтах состоит в опережаю-
щем погружении обсадных труб с помощью гидродомкратов.
Установка смонтирована на базе гидравлического экскаватора
ЭО-4121 и включает в себя мачту, телескопическую бурильную
штангу, привод вращения рабочего органа, основную и вспомога-
тельную лебедки, силовую установку, устройство для погружения
обсадных труб, комплект бурильных рабочих органов (шнековые
и ковшовые буры).
Установки вибрационного бурения. Установки с верх-
ним расположением вибратора. К ним относят, напри-
мер, виброустановки типа ПВН-1 и ПВН-2, включающие базовую ма-
шину и вибратор с буровым наконечником. В качестве последнего при-
меняют виброжелонку в виде трубы с режущей кромкой или с за-
крытым нижним концом. В варианте с виброжелонкой при бурении
178
VIII.11. Техническая характеристика установки САС-2
Диаметр бурения, мм................................... 600 , 800, 1000, 1200
Глубина бурения, м...................................... 30
Мощность привода бурильного инструмента, кВт ... 90
Частота вращения бурильного инструмента, мин”’1 0...54
Крутящий момент на роторе, кН-м ........ . 40
Усилие вдавливания обсадной трубы, кН................. 200
Усилие извлечения обсадной трубы, кН ................. 600
Крутящий момент на обсадной трубе, кН-м . « . . . 400
Мощность электродвигателей, кВт....................... 200
Габарит (в рабочем положении), мм..................... 8200x4500x22 000
Масса агрегата, т . « ................................ 35
скважины труба заполняется грунтом, после чего ее извлекают на
поверхность и освобождают от грунта вибрацией. По окончании бу-
рения с помощью установки выполняют бетонирование скважины.
При трубе с закрытым нижним концом ее погружение происхо-
дит без разработки грунта в скважине; по достижении проектной
отметки трубу заполняют бетонной смесью. В отдельных случаях
при наличии теряемого башмака труба может быть извлечена из
скважины.
Установки ПВН-1 и ПВН-2 обеспечивают устройство сван диа-
метром до 500 мм преимущественно в связных грунтах. Глубину
скважин определяет длина бурового наконечника.
Установки с погружными виброустройствами,
К ним относят установки с погружными виброустройствами типа
виброгрейферов ПВ-500, ПВ-700, ПВ-800, ПВ-1000. Их свободно
подвешивают к крюку базового крана-экскаватора. С помощью этих
установок устраивают сваи диаметром 500... 1200 мм. Благодаря гер-
метичности вибратора виброгрейферы указанных типов позволяют
вести работы в скважинах, заполненных водой или глинистым рас-
твором.
Иногда при устройстве буронабивных свай наряду с металличе-
скими обсадными трубами используют сваи-оболочки, погружаемые
в грунт виброметодом с помощью вибропогружателей типа ВУ-1,6,
имеющих центральное отверстие для разработки грунта внутри обо-
лочки. Грунт разрабатывают грейферами или с помощью установок
СО-1200 и СБУ-2, применение которых дает возможность не только
разбуривать грунт во внутренней полости оболочки, но и устраивать
уширение под ее пятой.
Установки с рабочим органом раскатывающего действия. Эти
установки имеют базовую машину с навесным оборудованием. Ра-
бочим органом последнего является раскатывающий механизм для
бурения скважин, при котором грунт из скважины не удаляют,
а вдавливают в ее стенки. Основные детали раскатывающего меха-
низма — конические катки, размещенные на подшипниках вдоль об-
щего вала.
Раскатывающий механизм навешивают на штангу буровой уста-
12*
179
повки При вращении штанги и при ее подаче вниз раскатывающий
механизм внедряется в грунт. Каждый каток перемещается по вин<
товой траектории, причем за катком меньшего размера идет каток
большого размера. Таким образом грунт вокруг скважины уплотня-
ется, перемещаясь по радиальному направлению в стороны.
В НПО «Союзспецфундаменттяжстрой» в качестве базовой ма-
шины для навешивания разработанных специалистами этого объеди-
нения раскатывающих механизмов РС-250 и РС-400 была исполь-
зована бурильная установка БУК-600.
VIII.12. Техническая характеристика раскатывающих механизмов РС-250
и РС-400
РС-250 РС-400
250 400
1,2 2,5
6 6
3 8
4,5 12
60 300
Диаметр скважины, мм............................
Глубина бурения, м .............................
Число катков, шт. ..............................
Эксцентриситет катков, мм.......................
Расчетная скорость бурения, мм/об ..............
Масса, кг ......................................
Производительность оборудования для устройства скважин бу-
ронабивных свай зависит от многих факторов. Для ориентировоч-
ного подсчета скорости бурения машин, оснащенных ковшовым бу-
ром, шнековым рабочим органом, ударным и ударно-вращательным
органами, можно использовать приведенные ниже зависимости. Вра-
щательное бурение
[7б=У(Мфп)/(ЯвВ1§?а3);
ударное бурение
иб = У (0,0765/гПу N)/(Di ау);
ударно-вращательное
1/б = F[0,0765ft (ny + п) JV]/(D? ау);
шнековое
U6 = 2 |^jVg (Рх — т& In) ^8^gP— ]/(3600Р2 ,
где # — мощность двигателя, кВт; k — коэффициент перекрытия за-
боя, z — число резцов; п — частота вращения инструмента, с*1;
Нв — твердость пород при вдавливании, Па; В — длина лезвия, м;
а3 — угол заострения лезвия, рад; ф — угол трения инструмента
о породу, град; а — угол резания, град; h — высота сбрасывания,
м; пу — частота ударов, с~!; D — диаметр скважины, м; ау — удель-
ная работа бурения, Дж/м3; g— ускорение свободного падения,
м/с2; Р— вес грунта на 1м шнека, Н/м; х — глубина бурения, м;
mg — вес рабочего органа, Н; г) — условный коэффициент, равный:
cos2 ф
ti== -----------.
sin (а + 2<р)
180
VIII.3. Оборудование для устройства набивных свай
Общие сведения. Оборудование для устройства набивных свай
обычно представляет собой комплекс, включающий базовые машины
и навесное оборудование. В качестве базовых обычно выбирают се-
рийно выпускаемые экскаваторы, трактора, автомобили. Навесное обо-
рудование изготавливают индивидуально или малыми сериями, ис-
пользуя (в случае необходимости) серийно выпускаемые механизмы.
Навесное оборудование для вытрамбовывания котлованов-сква-
жин. В качестве базовой машины используют кран-экскаватор или
трактор. Навесное оборудование состоит из трамбовки, направляю-
щей штанги или рамы, обеспечивающих падение трамбовки строго
в одно и то же место, и каретки, с помощью которой трамбовка
скользит по направляющей штанге.
Для подъема и сбрасывания трамбовки применяют лебедку гру-
зоподъемного механизма. При использовании сваебойного агрегата
(в случае небольших размеров котлована в плане) трамбовку-шаб-
лон забивают в грунт сваебойным молотом.
Грузоподъемность механизма превышает массу трамбовки при
соответствующем вылете в 1,2...2 раза.
Навесное оборудование на кран-экскаватор может быть двух
видов: с шарнирным креплением направляющей штанги к стреле
типа «драглайн», обеспечивающее ее перемещение в двух направ-
лениях и работу с трамбовками массой 3...6 т; с шарнирным креп-
лением направляющей рамы к стреле прямой лопаты для трамбовок
массой 6... 10 т.
Трамбовку заданной в проекте формы изготовляют сварной из
металлического листа толщиной 10... 16 мм. Внутреннюю часть трам-
бовки заполняют бетоном на высоту, при которой обеспечена ее за-
данная масса.
Трамбовку крепят к рабочему канату с помощью скобы крана-
экскаватора через специальную вставку длиной 0,8... 1 м, благодаря
чему исключены закручивание рабочего каната и его преждевремен-
ный износ в момент удара трамбовки о грунт.
Навесное оборудование на базе тракторов С-100, ТМ-100. Обес-
печивает возможность работы с трамбовками массой до 2,5...3 т. Со-
стоит из направляющей рамы, прикрепленной к задней части трак-
тора; системы блоков, подвесок, противовеса; каретки с трамбовкой.
Направляющая рама высотой 6—8 м состоит из двух стоек, по
которым движется каретка. Стойки по высоте соединяются элемен-
тами жесткости, внутри которых проходит трамбовка. Стойки ко-
робчатого сечения состоят из двух уголков.
При использовании сваебойного агрегата для вытрамбовывания
котлованов в качестве трамбовки используют полый сварной метал-
181
лический шаблон, жестко закрепленный с помощью болтов на мо-
лоте.
Максимальный размер трамбовки в верхней части по ширине
при применении трубчатых дизель-молотов должен быть не более
1 м, а штанговых — 0,9 м.
Для повышения устойчивости на период вытрамбовывания кот-
лованов к стойкам направляющей рамы крепят аутригеры. При пе-
реезде механизма с одной стоянки на другую и установке трамбов-
ки на центр будущего котлована аутригеры поднимают.
Навесное оборудование УКС-2 и УКС-3. Предназначено для
устройства набивных свай в выштампованном ложе. Рабочий орган
оборудования — конический штамп, который погружают в грунт.
После его извлечения образующуюся скважину заполняют жестким
бетоном, уплотняя его тем же штампом.
В качестве базовой машины для оборудования УКС-2 использу-
ют кран-экскаватор Э-10011Д. Штамп погружают в грунт ударами
механического молота, который перемещают по направляющим стре-
лы. Извлечение штампа из скважины выполняют с помощью специ-
ального устройства, снабженного гидравлическими домкратами, ко-
торые отрывают штамп от грунта. Дальнейшее извлечение штампа
осуществляют лебедкой крана-экскаватора.
В качестве базовой машины для оборудования УКС-3 использу-
ют серийно выпускаемую копровую установку С-878Н, а для погру-
жения штампа в грунт — дизель-молот марки С-996, связанный со
штампом бросовыми захватами (без наголовника).
Для работы гидроцилиндра извлекающего устройства на базо-
вой машине установлен насос высокого давления Н-403, который
приводится в действие от коленчатого вала двигателя.
VIII.13. Техническая характеристика навесного оборудования УКС-2 и УКС-3
Диаметр конической части штампа, мм:
вверху , . . . .......................................... 425 530
внизу ....................... *...................... 240 240
Высота конической части штампа, мм...................... 5000 5000
Наклон граней .......................................... 1:54 1:34
Максимальная энергия удара, кДж........................ 60 32
Частота ударов, мин ................................... 10 . . .12 43 . . .55
Давление в гидросистеме, МПа......................... 30 30
Максимальное усилие извлечения штампа, кН .... 1200 1200
Масса ударной части, т..................................... 2 1,8
Масса навесного оборудования, т............................ 4 4
Производительность, скважин/смену...................... 15 . .20 25. . .30
Навесное оборудование УВГ-1 на базе копровой установки
С-878Н. Предназначено для устройства набивных свай с уширением
в скважинах, стенки которых крепят обсадными трубами.
Рабочий орган оборудования — сердечник с уширенной нижней
частью, который вставляют в обсадную трубу (между нижней час-
тью уширения сердечника и трубой остается небольшой зазор).
182
VIII.14. Техническая характеристика навесного оборудования УВГ-1
Диаметр рабочего органа, мм......................................... 426
Длина рабочего органа, мм........................................ 8000
Ход домкратов, мм.................................................... 750
Максимальное давление в гидросистеме, МПа...................«... 32
Максимальное усилие извлечения, кН................................. 1200
Энергия удара, кДж ........................................ 27—32
Частота ударов, мин ............................................. 43—45
Масса навесного оборудования, кг.................................... 4000
VIII.4. Механизмы для устройства уширений набивных
свай
Механизмы для устройства уширений в скважине по способу
образования полости можно разделить на следующие группы;
образующие полость срезанием грунта;
полость выдавливается вдавливающим устройством;
полость раскатывается роликами.
Уширитель установки СО-2. В его состав входят ведущая штан-
га, режущие ножи и бадья для извлечения грунта из разбуриваемой
полости. Ведущая штанга связывает буровую штангу установки с ре-
жущими ножами. Ее верхний переходник соединен с приводом.
Бадья изготовлена из трубы длиной 0,7 м по диаметру буримой
скважины. Дно бадьи откидное и снабжено режущими ножами для
зачистки забоя.
Режуще-трамбующий уширитель скважин УС-600. Его исполь-
зуют при работе в слабых пористых маловлажных грунтах.
Основные режущие детали уширителя — установленные под уг-
лом 120° в плане три ножа со скребками, жестко соединенные меж-
ду собой. Скребки имеют криволинейное очертание, ножи — прямо-
линейное. Ножи срезают грунт со стенок скважины, а скребки
подают его на дно. Здесь его уплотняют ударами трамбовки, разме-
щенной в центре уширителя.
Для подъема и сброса трамбовки, а также для вращения ножей
в уширителе применен один и тот же привод. Раздвижение ножей
в стороны осуществляется за счет осевого усилия, создаваемого вин-
товой парой.
Если грунты плотные и плохо поддаются трамбованию, то в
уширителе вместо трамбовки монтируют винтовой грунтосборник,
который имеет поддон, поднимаемый наверх для разгрузки после его
заполнения.
Уширитель раскатывающего действия УРС-1. Его используют
в комплекте с установкой БУК-600. С помощью этой конструкции
уширение в конце сваи или на ее стволе создают в результате уплот-
нения грунта раскатывающими и прикатывающими роликами, кото-
рые раздвигаются в стороны под действием шарнирной системы.
Уширитель цикличного действия. Состоит из ведущей штанги,
режущих ножей и бадьи для извлечения грунта из разбуриваемой
133
VIII.15. Техническая характеристика уширителя ^РС-1
Диаметр скважины, мм........ ............ . .
Диаметр уширения, мм................................
Цисло раскатывающих роликов, шт....................
Частота вращения уширителя, мин “л . , .......... *
600
1200
4
345
полости. Ведущая штанга в виде трубы диаметром 44 мм является
промежуточным звеном между штангой установки и режущими но-
жами.
Режущие ножи, шарнирно соединенные со штангой и цилиндри-
ческой бадьей-грунтосборником, разбуривают уширение при враще-
нии штанги и ее поступательной подаче. Срезаемый грунт ссыпается
в бадью, которую периодически, по мере заполнения, извлекают из
скважины для разгрузки.
Уширители УГС-2 и УГС-2М. Каждый из них представляет со-
бой шарнирную систему с гидродомкратами ДГ-170-1120. Гидродом-
краты приводятся в действие маслостанцией производительностью
10...20 л/мин с рабочим давлением 25 МПа. Шарнирная система с по-
мощью штока домкрата вдавливает в грунт плиты, которые и соз-
дают в скважине лучевые уширения. Если требуется уширить сква-
жину по всему периметру сваи, операцию уширения повторяют, но
перед этим рабочий орган смещают на ширину плиты.
VIII.5. Оборудование, машины и механизмы
для транспортирования и укладки бетонной смеси
Автомобили-самосвалы общего назначения. При их использова-
нии следует принять меры от потерь смеси через щели в кузове или
через борт (особенно при движении по дорогам с крутыми участка-
ми подъема и спуска). С этой целью устанавливают гибкие про-
кладки у заднего борта кузова, наращивают высоту бортов.
Автобетоновозы. Имеют кузовы, снабженные вибраторами для
ускорения выгрузки бетонной смеси, чему также способствуют боль-
шой угол наклона кузова и наличие плавных сопряжений бортов
и днища. Кузов автомобиля также имеет крышку, наличие которой
создает благоприятные условия для бетонной смеси при ее пере-
возке.
VIII.16. Техническая характеристика автобетоновозов
Объем готового замеса, м3 . . .
Угол наклона при выгрузке, град
Высота загрузки, м...............
Максимальная высота разгрузки, м
Время, с:
подъема кузова ...............
опускания кузова .............
Базовый автомобиль ..............
2,0 90 2,66 1,6 3,2 85 2,80 1,6 80 2,64 1,6
15. . .30 15. . .30 15. . .30
20 20 20
ЗИЛ-130Д МАЗ-503А ЗИЛ-130
Автобетоносмесители. Их использование особенно эффективно
при протяженном маршруте от бетонного узла до стройки. Наиболее
184
щироко применяют автобетоносмесители на базе автомобилей
ДАЗ-5ОЗА и КрАЗ-258.
VIII.17, Техническая характеристика автобетоносмесчтелей
Объем готового замеса, м3 . , ,
Геометрический объем смеситель-
ного барабана, м9 ................
Частота вращения смесительного
барабана, с :
при загрузке и перемешивании
при разгрузке ....................
Высота загрузки материала, мм .
Мощность двигателя, кВт:
смесительного барабана . . .
автомобиля .......................
Габарит, мм.......................
Масса автобетоносмесителя, кг:
порожнего......................
загруженного...................
СБ-69Б (С-Ю36Б)
2,6
6,1
0,125. . .0,2
0,1. . .0,125
3420
29,4
130
6630X2630X3420
19 100
15 250
СБ-92
3,5—4
6.1
0,15. . .0,24
0,08. . .0,16
3520
36,8
158
8030X2650X3520
12 300
22 200
На базе автомобилей КамАЗ-5511 и КамАЗ-53213 серийно вы-
пускаются автобетоносмесители марок СК-92-1 и АБС-03. Они име-
ют геометрическую вместимость смесительного барабана 6,1 м3 при
объеме готового замеса 3,5 м3, время перемешивания смеси — 15...
30 мин. Транспортная скорость при полной загрузке — до 60 км/ч.
Автобетоносмесители имеют соответственно высоту загрузки мате-
риала 3350 и 3500 мм, габарит 7280X2500X3550 и 8990Х2500Х
Х3560 мм, массу 10,1 и 15,5 т.
Бадьи. На строительной площадке бетонную смесь обычно пере-
гружают в бадьи разной вместимости. Для ускорения разгрузки не-
которые конструкции снабжают вибраторами (например, вибратор
С-413 на бадье С-375). Широкое применение находят поворотные
бадьи унифицированной конструкции (табл. VIII. 19).
VIII.18. Техническая характеристика бадьи С-375
Вместимость, м3:
номинальная ............................................... 3,2
геометрическая ........................................ 3,5
Усилие на рукоятке затвора, Н............................. 100—150
Сечение выходного окна, м2.................................. 0,31
Ширина в месте загрузки, мм.................................. 2660
Габарит, мм . ........................................... 3910X3010X5500
Масса, кг ...................................................... 22С0
Бетононасосы. Применяют для подачи бетонной смеси к местам
укладки. Они обеспечивают сокращение времени выполнения работ
по бетонированию.
При использовании в качестве базовой машины автомобиля бе-
тононасос отличает хорошая мобильность в работе. Примером бе-
тононасоса на базе автомобиля может служить автобетононасос
J5H-80-20.
Такую же производительность и давление, как и бетононасосы
185
VIII.19. Техническая характеристика унифицированных поворотных бадей
Показатель Номинальная вместимость м3
0,5 ( 1 | 1,5 | 2
Сечение выходного окна, мм 350X600 1 350 X 600 1 | 350x600 | 350X600
Тип затвора Ручной челюстной
Число бадей, устанавливаемых
для приемки бетонной смеси
при разгрузке одного авто-
самосвала, шт.
ЗИЛ-ММЗ-585 3 2 —•
ЗИЛ-ММЗ-555 3 2 —— 1
МАЗ-205 — — 2 1
MA3-503A — —— 2 —
Габарит, мм 3260Х 3612Х 4014 X 3600 X
Х750Х Х1232Х Х1232Х Х2250х
Х1040 ХЮ40 Х1040 Х1040
Масса, кг 315 490 617 880
VIII.20. Техническая характеристика автобетононасоса БН-80-20
Производительность, м3/ч...............................
Длина стрелы, м........................................
Вместимость загрузочного бункера, м....................
Высота загрузки бункера, м .......... ,
Максимальное давление поршня, МПа ........
Скорость перемещения машины, км/ч......................
Мощность генератора, Вт................................
Габарит, мм ... ....................... . . . .
Базовый автомобиль ....................................
Масса, кг .............................................
80
16
0,4
1,4
б
40
4000
11 070X2500X3800
КрАЗ-257 Б1
22 600
БН-80-20, обеспечивают бетононасосы марки СБ-126, монтируемые
на базе автомобиля КамАЗ.
При эксплуатации бетононасосов необходимо учитывать сле-
дующее.
Устанавливая бетононасос, обеспечивают его устойчивость во
время работы, безопасный подъезд к нему транспортных средств
с бетонной смесью и проходов к нему обслуживающего персонала.
Для стабильной и безаварийной работы бетононасосов перед на-
чалом эксплуатации необходимо смазать приемный бункер и рабочий
цилиндр, прокачав порцию (20...40 л) смеси, приготовленной из це-
мента и воды (тестообразной консистенции) или цемента, песка
и воды.
В процессе работы бетононасоса приемный бункер должен быть
постоянно заполнен бетонной смесью на 50—100 мм выше лопастей
смесителя. Решетку приемного бункера систематически очищают от
сверхразмерных частиц крупного заполнителя.
Подвижность смеси, перекачиваемой бетононасосом, составляет
6—8 см, водоцементное отношение 0,4...0,6. Максимальная крупность
заполнителя для бетоноводов диаметром 100 и 125 мм не должна
превышать 40 мм.
186
В случае вынужденных перерывов в подаче бетонной смеси дол-
жен всегда быть запас (100...200 л) смеси для ее периодического
пОдкачивания в бетоновод малыми порциями. Максимальная про-
должительность перерывов не должна превышать 20...30 мин. Ре-
комендуется периодически включать насос для работы «на себя»,
что позволяет уменьшить опасность закупорки бетоновода.
Укладку бетонной смеси в скважину автобепотонасосом осуще-
ствляют «напорным» методом, прц котором бетонную смесь нагне-
тают в скважины восходящим потоком вверх под давлением, созда-
ваемым бетононасосом. При укладке бетонной смеси «напорным»
методом бетон в скважинах не уплотняют.
Очистку автобетононасоса после окончания подачи бетонной
смеси осуществляют водой.
При работе бетононасоса при температуре +25 °C и выше бе-
тоновод окрашивается в белый цвет, а над приемным бункером со-
оружается тент для защиты бетонной смеси от воздействия прямых
солнечных лучей и предотвращения преждевременного схватывания.
Одна из основных причин, нарушающая работу бетононасоса,—
образование пробок в бетоноводе. Причинами образования пробок
являются:
неправильный подбор состава бетонной смеси, при котором не
обеспечивается ее перекачиваемость;
недостаточное смазывание внутренних стенок;
неудовлетворительная очистка и промывка;
сильный нагрев стенок в очень жаркую погоду или значитель-
ные перерывы в подаче бетонной смеси;
наличие остатков воды в изгибах или низких участках после
промывки;
образование вмятин или наплывов схватившегося бетона на
стенках.
Способ устранения пробок:
остановить бетононасос;
удалить пробку;
прочистить и промыть бетоновод.
Для очистки внутренней полости бетоноводов после окончания
работы от остатков смеси используют банник, представляющий со-
бой металлический стержень с укрепленными на нем двумя’сталь-
ными катками. Для очистки бетоноводов применяют также пыжи
шарообразной формы, изготовленные из бумаги, резины или ветоши.
Бетоновод оборудуют соединтельными патрубками, быстроразъ-
емной секцией (для замены ее после работы промывочным звеном),
клапаном, который препятствует обратному течению бетонной сме-
си, промывочными и концевыми звеньями, резиновым рукавом высо-
кого давления, звеном с вентилем для спуска воды из бетоновода.
187
Вибраторы. Для уплотнения бетонной смеси, улучшения стру^
туры бетона, а также в целях лучшего заполнения смесью пробурен
ной скважины и зазоров между арматурными стержнями примени,
ют вибрирование. Вибрирование бетонной смеси производят вибрд.
торами, работающими с различной частотой и амплитудой колеба.
ний: низкочастотные (до 3500 колебаний в мин с амплитудой д0
3 мм); среднечастотные (3500...9000 кол/мин с амплитудой 1...1,5 мм);
высокочастотные (10 000...20 000 кол/мин с амплитудой 0,1...1 мм),
Высокочастотные вибраторы применяют для укладки мелкозер.
нистых бетонов с заполнителем крупностью до 10 мм, среднечастот-
ные— с заполнителями крупностью 10...50 мм, низкочастотные —
с заполнителем крупностью 50...70 мм.
Глубинные вибраторы, используемые в свайных работах, имеют
различное конструктивное оформление. Их электродвигатель распо-
лагают на корпусе или внутри корпуса вибратора (табл. VIII.21).
VII 1.21. Техническая характеристика глубинных вибраторов со встроенным
электродвигателем
Показатель ИВ-56 ИВ-59 ИВ-60 ИВ-90 ИВ-102 ИВ- 103
Вибратор
Наружный диаметр корпуса, 76 114 133 100 76 114
мм
Момент дебаланса, Н*см 4,1 13 21,4
Частота колебаний, мин-1 Возмущающая сила, кН 11000 55 5700 50 5700 80 11*000 12 000 6000
Длина рабочей части, мм 450 420 430 500 500 500
Масса, кг:
вибронаконечника 13,5
вибратора 19 22 *30 ii 16* *24
Электродвигатель
Частота тока, Гц
Напряжение, В
Мощность, кВт
200
36
bl I
0,75 I 0,8
Широкое распространение в практике нашли вибраторы, у которых
вибрирующая часть (вибронаконечник) связана с электродвигателем
гибким валом (табл. VIII.22).
Наряду с этими вибраторами используют мощные глубинные
вибраторы (табл. VIII.23).
Для устройства полых буронабивных свай на стройках Украи-
ны используют вибросердечник конструкции ВНИИГСа, состоящий
из нескольких секций, в каждой из которых находится вибратор
с индивидуальным приводом. Между секциями помещают упругие
прокладки.
188
yjlJ.22. Техническая характеристика глубинных вибраторов с гибким валом
Показатель ИВ-47 (С-922) ИВ-66 ИВ-67 ИВ-75
Вибронаконечник.
Наружный диаметр корпуса, мм 76 38 51 28
Система вибрационного механиз- ма Планетарная с внутренней обкаткой бегуна
/Момент дебаланса, Н-см 3,5 3,4 1,03 0,8
Частота колебаний, мин""1 10 000 20 000 16 000 20 000
возмущающая сила, кН 40 15 30 8
Длина рабочей части, мм 440 360 410 400
Масса, кг 8,7 2,2 4,5 1,3
Электродвигатель
Тип Частота тока, Гц Напряжение, В Частота вращения, мин”"1 Трехфазный асинхронный с коротко- замкнутым ротором 50 36 2800
Номинальная мощность, кВт 1,2 0,8 0,8 0,8
Гибкий вал
Модель Б-123 В-127 В-128 В-128
Диаметр сердечника, мм 16 98 31 28
Длина, мм 3400 3300 3280 3000
Масса, кг 12,5 9 10 4,5
Общая масса вибратора, кг Ресурс работы вибратора, ч 39 26 500 29 20
VIII.23. Техническая характеристика мощных глубинных вибраторов
Показатель В1-756 В1-631 В1-697
Частота колебаний, мин 8000 2800 2800
Дальность действия (бетонная смесь с 600...700 1000 1000...1200
подвижностью 3—4 см), мм Номинальная мощность двигателя, 3,2 3 4
кВт Габарит рабочей части, мм: диаметр 133 195 195
длина 1000 1600
Масса, кг 95 250 250
VIII.24. Техническая характеристика вибросердечников
530ВС 426ВС
Длина, мм........................«««.<•... 12 000 12 000
Диаметр в верхней части, мм . ................ 530 426
Диаметр в нижней части, мм.................... 426 426
Число секций, шт................................. 5* 5
Длина секций, мм............................... 2400 2400
Масса вибросердечника, кг . *................. 3530 1700
Число вибраторов, шт............................. 10 5
Тип вибратора .................... , . . . HB92-V-1 ИВ92-У-1
Номинальная частота тока, Гц..................... 50 50
Номинальное напряжение, В ....................... 36 36
Номинальная мощность, кВт.............. . . 6 3
189
Применяют два типа вибросердечников: конический 530ВС д^
изготовления свай-оболочек диаметром 800 мм; цилиндрически^
426ВС для изготовления свай диаметром 600 и 700 мм.
Глава IX
МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УСТРОЙСТВА
ИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ И ОПОР
Устройство буроинъекционных свай. Буровые станки.
Наиболее часто их используют при устройстве буроинъекционных
свай в процессе реконструкции и реставрации объектов, когда необ-
ходимо выполнять бурение скважин в кирпичной и каменной клад-
ках, бетоне и железобетоне, а также в грунтах любой категории при
работах по укрепительной цементации. Для этой цели применяют
станки колонкового бурения СКБ-4, СБА-500, СБУ-ЮОГ(Н), БМК,
СБУ-ЗОО-ЗИВ, БТС-2, БТС-150 и др.
IX.1. Техническая характеристика бурового станка СКБ-4
Диаметр бурения, мм..............................
Глубина бурения при бурении твердосплавными ко-
ронками, м.................... ..................
Диаметр рабочей штанги, мм.......................
Диаметр бурильных труб, мм . »...................
Угол бурения, град........................... .
Подача инструмента на забой .....................
Число патронов вращателя, шт. ...................
Ход шпинделя, мм ..................,.............
Частота вращения шпинделя, мин”-1:
правое вращение .................................
левое вращение......................... • * • «
Наибольшее усилие подачи шпинделя, кН:
вверх ...............
вниз . . ............................., .
Наибольшая скорость подачи шпинделя, м/мин, не
менее,
вверх ...........................................
ВНИЗ ......................................; ;
Гидросистема станка:
тип маслонасоса...................................
производительность, л/мин ....................
максимальное давление, МПа................ .
приводной двигатель ..... ....................
Приводной двигатель станка:
тип ....................
мощность, кВт ..................................
частота вращения, мин""1........................
Габарит, мм........................................
Масса станка с приводным двигателем, кг, не более
93
300
54
50; 42; 55; 54
0 ..360
Гидравлическая
2
400
155; 280; 390; 435; 640;
710; 1100; 1600
90; 228
60
40
0,83
1.1
8Г12-31
12/12
5
Эл ектродвиг ател ь
АОЛ2-32-4 мощностью
3 кВт с частотой вра-
щения 1500 мин"“^
Электрический
АО2-71-4
22
1500
1800X1020X1600
1800
Пневмоударные буровые
СБУ-100Н. Используют при бурении
станки типа НКР-100,
в пределах существующих
190
фундаментов для цементационных и инъекционных работ с продув-
ай сжатым воздухом.
IX.2. Техническая характеристика бурового станка СБУ-100Н-35
диаметр скважины (условный), мм....................
Глубина бурения вертикальных скважин, м , , .
угол наклона скважин к вертикали, град . . . .
Тип вращателя . . » , .........................., .
Мощность электродвигателя, кВт.................
Частота вращения (синхронная), мин-1 . . . . «
Ход подачи, мм ................................
Наибольшее усилие подачи, кН:
вверх ............................
вниз .......................................
Рабочее давление сжатого воздуха (от компрессора
ДК-9), МПа...................................
Габарит (в рабочем положении), мм ......
Масса (без шганг, пульта управления), кг ... .
0; 0,26; 0,52
Планетарный двух-
ступенчатый редук-
тор по схеме 2К-Н
4
25
1050
8,5
6
0,5—0,7
2730X2175X1000
500
Растворосмесители турбинного типа РМ-500
и РМ-750. Служат для приготовления буровых и цементных рас-
творов.
IX.3. Техническая характеристика растворосмесителей турбинного типа
РМ-500 РМ-750
Полезная вместимость, л............................... 500 750
Частота вращения турбины, мин-1 ..... 475 570
Тип электродвигателя................................ АО-52-6 АО2-51-4
Мощность электродвигателя, кВт . . . 4,5 7,5
Направление вращения турбины .... Правое
Габарит, мм .......................... . 1544X1158X1672 2000X1100X1450
Для подачи и нагнетания буровых и цементных растворов при-
меняют шламовые насосы типов НГР 250/50, НГР 120/40, ИГР
НБ-30 и др., растворонасосы типа СО-48/СО-49/ и С-317А.
Очистку буровых растворов при замкнутом цикле буровых ра-
бот выполняют ситогидроциклонными установками типа 2СГУ,
4СГУ-2 и шламоотделнтелями ОГХ-8Б.
Устройство буросмесительных свай. Агрегат АГС-7. Предназна-
чен для устройства цементогрунтовых буросмесительных свай диа-
метром 500...700 мм, длиной до 7 м и диаметром 800...900 мм, дли-
ной до 3 м. Включает в свой состав буровую установку и техноло-
гическое оборудование для приготовления и нагнетания цементного
раствора. Все механизмы смонтированы на базе автомобиля марки
МАЗ-200.
Подача рабочего органа на забой принудительная (8... 14 мм
за 1 оборот); число оборотов буровой штанги 38... 178 мин-1.
Агрегаты 1 БА-15В и 1БА-15К. Применяют для устройства
цементогрунтовых свай с бурением скважин роторным способом.
191
IX 4. Техническая характеристика бурового агрегата 1БА-15В
Диаметр скважины, мм.......................................
Общая установочная мощность главного привода, кВт . . . .
Усилие подачи, кН .........................................
Частота вращения бурильного инструмента (основная), мин*“ :
прямая , ...................................................
обратная ...............................................
Максимальный крутящий момент, кН-м.........................
Давление, МПа ............................................
1200
110 или 79
35
65; 130; 245
65
7
4—3,2
Буровой агрегат 1БА-15К способен бурить скважины глубиной
20 м и диаметром до 1300 мм. Крутящий момент на буровой штан,
ге инструмента 10 кН-м.
В качестве базовой машины используют МАЗ-500А или
MA3-5334. Агрегаты при поставке комплектуют буровым блоком,
вертлюгом, квадратной штангой, рукавом буровым, компрессорное
силовым блоком, глиносмесителем вместимостью 0,75 м3, бурильным
спуско-подъемным инструментом и другим оборудованием. Дополни-
тельно поставляют гидравлический механизм подачи.
Для приготовления и дозирования водоцементной эмульсии
комплект необходимого оборудования дополняют растворонасосным
узлом.
Впервые работы по устройству буросмесительных свай оборудо-
ванием указанного типа выполнило Волгодонское управление Гидро-
спецстроя.
В состав растворонасосного узла входили растворомешалки
РМ-750 (2 шт.) и насос НБЗ-120/40.
Для устройства свай буросмесительным способом то же строи-
тельное управление по разработке Гидроспецпроекта (при участии
ВНИИОСП им. Н. М, Герсеванова) применяет усовершенствованный
серийно выпускаемый буровой агрегат для устройства буронабивных
свай СО-2. К выходному валу электропривода этого агрегата при-
креплена телескопическая буровая колонна. Для изготовления це-
ментогрунтовых свай в верхней части буровой колонны установлен
сальник-вертлюг, а зазоры между внутренним квадратом и наруж-
ной трубой герметизированы.
Устройство свай и опор с использованием струйной технологии.
При использовании этой технологии работ процессы разрушения
грунта и его смешивания с инъектируемым раствором выполняет ра-
бочий орган специализированного оборудования — гидромониторная
головка.
Основная деталь гидромониторной головки — сопло, из которого
истекает струя жидкости (или струя, окруженная воздушной обо-
лочкой). Струя должна сохранять цилиндрическую форму (без вих-
реобразований) и компактность на возможно большем расстоянии
от сопла. Для этой цели и служит воздушная оболочка.
Мониторная струя должна удовлетворять следующим основным требо*
ваниям:
192
на вылете из сопла она должна обладать достаточной начальной кинети-
ческой энергией, получаемой при соответствующей водопроизводительности
монитора,
ее начальная кинетическая энергия не должна резко уменьшаться при
приближении струи к забою
Соответствие струи этим требованиям и полнота преобразования потен-
циальной энергии в кинетическую в основном зависят от конструкции сопла
монитора.
Различают свободные незатопленные и несвободные затопленные струи.
Если струя находится под защитой воздушной оболочки, то она работает
в свободном незатопленном режиме. Если струя окружена подземной водой
или пульпой, то она работает в несвободном затопленном режиме.
Водяная струя, истекающая из сопла, на протяжении полета претерпева-
ет ряд изменений На выходе из сопла струя имеет плотную структуру и ци-
линдрическую форму. По мере удаления от сопла струя, испытывая сопро-
тивление окружающей среды, начинает расслаиваться, увеличиваясь в попе-
речном сечении и приобретая конусную форму, в результате чего она теряет
напор.
Водяную струю характеризуют следующие параметры- диаметр на выхо-
де из сопла d0 (мм), давление в мониторе у входа в сопло р0 (МПа) и расход
воды Q (л/с), которые связаны друг с другом зависимостью
Q = |i(n^/4) у/Г2ро/Ю00,
где и — безразмерный коэффициент, характеризующий водяное сопло и зави-
сящий от очертания и чистоты обработки его внутренней поверхности (для
коноидальных сопел ц=0,96...0,99).
Давление воды р0 в мониторе у входа в сопло определяют как давление,
развиваемое насосом за вычетом гидравлических потерь на участке от насоса
до сопла
Динамическое давление струи в значительной мере зависит от степени
сопротивления, оказываемого струе подземной водой. С увеличением гидро-
статического давления подземной воды уменьшается динамическое давление
струи.
Интенсивность разрушения грунта водяной струей в первую очередь за-
висит от его физико-механических свойств. Чем плотнее или пластичнее грунт,
тем медленней происходит его разрушение.
Интенсивность разрушения грунта возрастает с увеличением напора —
вначале быстро, а затем медленнее Однако для того, чтобы обеспечить эко-
номичную работу монитора, напор следует увеличивать лишь в определенных
пределах, пока удельное давление струи не будет соответствовать разрушаю-
щему давлению для данного грунта.
Интенсивность разрушения грунта растет с увеличением расхода воды
из сопла монитора, при этом влияние расхода на интенсивность разрушения
несвязных грунтов сказывается в большей степени.
При одинаковом давлении на вылете из сопел монитора и на одном и том
же расстоянии от них струя большего диаметра имеет большее удельное дав-
ление и тем самым обеспечивает большую интенсивность разрушения грунта.
Длина образующейся в грунте прорези пропорциональна диаметру сопла
и скорости истечения струи. Изменение одного из этих параметров ведет
к пропорциональному изменению длины прорези.
Изменение среднего размера частиц грунта или изменение гидростати-
ческого напора подземной воды приводит к изменению длины прорези.
Комплект оборудования для устройства опор по струйной тех-
нологии кроме мониторной головки с подводящими трубами, шлан-
13—973
193
гами и вертлюгом включает в себя еще насос высокого давления,
насос для подачи воды или раствора в растворомешалку, воздушный
компрессор, конструкцию для подвешивания направляющей монито-
ра в скважине.
НИИОСП им. Н. М. Герсеванова, Гидроспецпроект и Фунда-
ментпроект разработали методические указания и рекомендации по
струйной технологии, изданные ВНИИИСом в 1980 г., где приведе-
ны перечень необходимого оборудования и его характеристики. Для
выполнения работ могут быть использованы в комплекте серийно
выпускаемые машины (для подвешивания штанги с гидромонито-
ром), растворосмесители, насосы высокого давления, такие, как
4АМ-700, УНБ-600, 15Гр, а также насосы серии УН Людиновского
завода (табл. IX.5).
IX .б. Техническая характеристика насосов марки УН
Показатель
Подача номинальная, л/мин
Давление на выходе из на-
соса, МПа:
номинальное
максимальное
Номинальная мощность на-
соса, кВт
Мощность, потребляемая
электродвигателем, кВт
Масса насоса (без рабочей
жидкости), кг
Масса насосной установки
(без рабочей жидкости),
23.7
735
1410
43
735
1562
кг
104 103
16
32
33,1
35,5
20
32
40
43
735 735
1410 1500
32
40
62,1
66,8
735
1680
208 204
16
32
65,5
70,4
1124
2190
32
40
122
130
1124
2400
СССР приобретено оборудование некоторых видов японской
фирмы «Кокен». Станки представляют собой гидромеханические бу-
ровые агрегаты, предназначенные для бурения скважин с последую-
щим нагнетанием раствора. Станки серии FSG изготовляются трех
типов: FSG-40, FSG-20 и FSG-15. Отличительные особенности стан-
ков состоят в следующем:
1. Благодаря применению механизма подачи и гидравлической
лебедки подъема можно осуществлять быстрый спуск-подъем бу-
рового снаряда. Применение гидропатрона и гидрозажима облегча-
ет обращение с буровыми штангами, обеспечивая быстрое и точное
соединение (снятие) штанг.
2. Буровой снаряд автоматически поднимается заданными шага-
ми с определенными временными интервалами. Шаг подъема можно
регулировать посредством сменных дисков, а время периодического
останова — с помощью таймера. Применение цифрового тахометра
дает возможность регулировать частоту вращения шпинделя с вы-
сокой точностью.
3. Буровой станок может быть быстро перемещен на место бу-
рения с помощью гусеничной тележки. Станок с гусеничной тележ-
кой устойчиво опирается на 4 выносные опоры, которые возможно
регулировать отдельно друг от друга и тем самым облегчать вы-
верку горизонтальности станка на месте.
4. Для обеспечения безопасности работы на станке предусмот-
рен ряд защитных устройств, таких, как ограничитель числа витков
каната на барабане лебедки, автоматический регулятор температуры
рабочей жидкости в гидросистеме, звуковая сигнализация о пере-
грузке электродвигателя и т. д.
Имеются два типа станков — FSG-20AC на гусеничной тележке
и FSG-20B — с поворотным столом на полозьях.
Станок FSG-15A представляет собой малогабаритный легковес-
ный буровой станок, установленный на полозьях.
IX.6. Техническая характеристика буровых станков серии FSG
японской фирмы «Кокен»
FSG-40AC FSG-20AC (FSG-20B) FSG-15AC
Максимальная скорость вра- щения шпинделя, мин 50 50 70
Крутящий момент, кН-м, не более 4 2 2
Система подачи Гидромотор с цепной передачей
Осевое усилие подачи, кН, не более 600 300 300
Скорость подачи, м/мин . 0 . . .4 0 . . .2 0. . .2
Длина хода, мм 6650 3500 1900
Давление на грунт во вре- мя работы, МПа .... 0,06 0,05 0,06
Грузоподъемность гидрав- лической лебедки, кг . . 500 400 100
Шаг подъема бурового сна- ряда, мм 20 . . .400 20 ... 40 20 . . . 400
Время периодического оста- нова, с 3 ... 30 3 ... 30 3. . .30
Привод . ........ Дизельный Двигатель Двигатель
Габарит, мм двигатель мощностью 40 кВт 8620X2500X 4-полюсной мощностью 18,5 кВт 4720X1860 X 2100 4-полюсной мощностью 11 кВт 3000X1200X
Масса, кг Х2750 Около 15 000 (4720Х1940Х Х1570) 4800(3900) Х1750 1900
Станки оснащены мониторными головками. Фирма поставляет
растворонасосы для нагнетания одного и двух компонентов (табл.
IX.7).
Для производства буровых работ и навешивания гидромонитор-
ной головки в СССР нашло применение оборудование итальянской
фирмы «Родио». Эта фирма выпускает станки марок С8 и «Род-
рилл-9». Рабочий орган станков может быть оснащен инструмента-
13*
195
IX.7. Техническая характеристика растворонасосов японской фирмы «Кокеи»
Показатель PG-75B PG-75H PS-75SV PS-75HV PS-75HV-OMP PG-60TV R-50TV PG-40T*
Диаметр плунжера, 33; 42; 55 42: 42 42 55 55 42 39
мм Производительность, 49; 80; 135 55 77; 90; 65 90 75; 130 15 68 33X2
л/мин Давление, МПа 63; 40; 22 130 35; 22 24; 40 31,5 35; 20 20 25 20
Диаметр нагнета- 19 25 19 25 25 25 19 19
тельного отвер- стия, мм Мощность, кВт 55 55 45; 55 55 55 45 37 30
Масса, кг 2200 2200 3200 3200 3500 2700 2600 200
Растворонасос для
одновременного нагнетания двух компонентов.
ми для вращательного и ударно-вращательного бурения. Все меха-
низмы станков смонтированы на гусеничной тележке. Первый из
станков имеет полноповоротную платформу и аутригеры. Второй
лишен механизма поворота платформы. Мощность привода станка
С8 — 88 кВт, станка «Родрилл» — 9—74 кВт. Последний приспособ-
лен для работы в стесненных условиях. Его габарит 1600Х3900Х
Х5700 мм, масса 6,7 т. С его помощью можно бурить скважины диа-
метром 250 мм на глубину до 100 м.
Станки снабжены приставкой с аппаратурой корректировки ре-
жима бурения в зависимости от энергии, затрачиваемой на разру-
шение забоя скважины. Для работ в низких подвальных помеще-
ниях фирмой разработан станок типа «Бикини», который монтиру-
ют в местах производства работ из отдельных малогабаритных
узлов.
В комплекте с указанными буровыми станками используют сме-
сительное оборудование СИР7 (подача 7 м3/ч)и ИМ20 (подача
20 м3/ч), состоящее из модульных элементов «Родио». Оно позво-
ляет готовить на стройплощадке бентонитовые растворы (вода
и бентонит), а также растворы, состоящие из воды и цемента. Рас-
творы инъектируют поршневыми плунжерными насосами С59 двой-
ного действия, работающими от гидравлического или пневматиче-
ского двигателей. Производительность насосов 16,6 л/мин. Насосы
марок 4Т150, 5Т300 и 7Т350 для инъекционных работ в Италии вы-
пускает и фирма «Инъектоджет».
Глава X
МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
РАБОТ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
Х .1. Буровое оборудование
Общие сведения. Для выполнения буровых работ на строитель-
ных площадках применяют механические, тепловые и комбинирован-
ные (термомеханические) способы проходки.
Проходку механическими способами осуществляют станками
ударно-канатного, вращательного, ударно-вращательного бурения.
По способу удаления разрушенной массы от забоя различают
станки циклического и непрерывного действия. Станки первого типа
за цикл разрушают грунт на определенную глубину, а затем их ра-
бочий орган извлекают на поверхность для разгрузки от разрушен-
ной породы. Станки непрерывного действия бурят скважину на всю
ее заданную проектом глубину, а отвод разрушенной породы от за-
боя осуществляют непрерывно.
Рабочий орган станков циклического действия — короткий шнек
с армированными зубьями или ковшовый бур, а у станков непре-
рывного действия — забурник с армированными зубьями и длинный
шнек.
По конструктивному решению различают буровые станки, осна-
щенные бурильным и бурильно-крановым оборудованием. Группа
машин второго типа помимо операций бурения может выполнять
и грузоподъемные операции. Эти машины без привлечения иного
вспомогательного оборудования могут, например, поднять и опус-
тить в скважину сваю или обсадную трубу.
Буровые станки по виду поворотного устройства выполняются
неповоротными, неполноповоротными, полноповоротными.
Более удобны в работе станки с поворотным рабочим органом,
который можно легко разгружать от разрушенного грунта в сторо-
не от устья скважин. В них легче и быстрее удается выставить ра-
бочий орган над местом устройства будущей сваи. Особенно важно
такое их преимущество по сравнению с неповоротными, как способ-
ность выполнять бурение нескольких скважин с одной стоянки.
Неполпоповоротные буровые станки обычно имеют в качестве
базовой машины автомобиль или трактор, реже — специально изго-
товленное шасси. Полноповоротные станки изготовляют на базе
стреловых кранов и одноковшовых экскаваторов.
Исходя из маневренности базовых машин строители отдают
предпочтение оборудованию, смонтированному на автомобиле или
тракторе, когда строительные объекты с небольшими объемами свай-
ных работ находятся на значительных расстояниях (например, при
197
** Х.1. Область применения буровых станков в зависимости от мерзлотно- грунтовых условий строительства
03 Вид мерзлого грунта Мерзлотно-грунтовые условия Способ бурения и станки Производитель- ность, м/ч Примечание
темпера- тура мерз- лого грун- та, °C Примерное содержание крупнооб- ломочных включений, %, с круп- ностью фракций в поперечнике
до 20 и 60 мм до 100 мм более 100 мм
Грунты любо- го состава Ниже -0,3...- -0,5 До 70 Большое количество Ударно-канатный БС-1, БС-1М, УКС-ЗОМ, БУ-20-2М 1...3 При бурении грунтов с большим содержа- нием гравия и гальки необходимо применение обсадных труб
То же Ниже —0,2 До 50 Большое ко- личество 1...2 на сква- жину Ударно-враща- тельный УГБХ-150 При ударном бу- рении 0,5..,1; при вращатель- ном —2...8 —
Пески, супе- си; суглинки Ниже -—1,0; ниже —0,5 До До 40 30 До 20 То же Термомеханиче- ский АБУ, ТБС До ю Ограничено примене- ние в грунтах с боль- шим содержанием льда, крупных валунов и пылевато-илистых час- тиц
Супеси, суглинки Без огра- ничений До 30 До 10 Одиночные 1...2 на сква- жину
Пески Супеси Суглинки Глины Выше —0.5 » —1 » —1,5 > —1,5 До 15 ДО 10 То же —
Грунты лю- бого состава Без ог- раничений До 20 До 20 До 10 2...4 на скважину
<0 Ю
Вращательный
БМ-802С, БКМ-1501,
БМ-1500, СКВ-ЗМ
10...15
При отрицательных
температурах наружного
воздуха глина с темпе-
ратурой выше —1 °C,
содержащая много за-
мерзшей воды, налипа-
ет, намерзает на лопа-
стях шнека и затрудня-
ет бурение
Лидерный — свае- До 15
бойные машины (ди-
зель-молоты, вибро-
погружатели, вибро-
молоты)
Сезонно-мерзлые
грунты можно бурить
и при более низких тем-
пературах
Зимой применение
этого способа бурения
в глинистых грунтах
ограничено из-за смер-
зания керна грунта со
стенками трубчатых бу*
ров
Паровибролидер-
ный
3...40
Можно применять бу-
розабивные сваи и в
твердомерзлых грунтах
устройстве свайных фундаментов под линии электропередач или тру.
бопроводы).
Использование тех или иных станков зависит от мерзлотно-
грунтовых условий строительных площадок (табл. Х.1).
Станки ударно-канатного бурения УКС-22М, УКС-ЗОМ, БС-1М
БУ-20-2М. Станки рассчитаны на бурение скважин глубиной д0
500 м и диаметром до 900 мм. Станки имеют колесный или гусе-
ничный ход.
Основные узлы станков следующие: буровой инструмент с удар-
ным механизмом, двигатель, трансмиссия привода двух лебедок (ин-
струментальной и желоночной), механизм передвижения, буровая
вышка.
Основной рабочий инструмент станков — серийное двухлезвенное
штанговое долото диаметром 300 и 400 мм.
Если бурение проводится с использованием перезаправленных
долот, то диаметр образующихся скважин 0,25—0,45 м. Смесь зали-
ваемой в скважину воды и разрушенной породы (шлам) из скважи-
ны транспортируют желонкой в специальные баки. В зимнее время
для этого служат утепленные бункера с электроподгревом. Шлам ис-
пользуют для приготовления раствора, который идет для заливки
в скважину при установке в нее сваи.
Для увеличения скорости бурения и борьбы с наледью на стен-
ках скважин заливаемую в них воду подогревают. Использование
подогретой воды приводит к увеличению диаметра образующихся
скважин.
Станки ударно-канатного бурения используют для свайных ра-
бот в разнообразных грунтовых условиях, они надежны в работе
и просты в эксплуатации, но производительность их невелика. Так,
при бурении скважин диаметром 0,6 м производительность таких
станков в многолетнемерзлых грунтах 5... 10 м в смену. На произво-
дительности машины отрицательно сказываются большие потери
времени на перемещение по стройплощадке и установку на новом
месте работы.
Х.2. Техническая характеристика станков ударно-канатного бурения
УКС-22М УКС-ЗОМ БС-1М
Глубина бурения, м ........ 300 500 300
Наибольший диаметр долота, мм . . 600 900 900
Мощность электродвигателя, кВ г . . 30 60 55; 75
Высота мачты, м . . . 12,5 16 15
Длина, м: в транспортном положении . . . 8,67 10,0 8,86
в рабочем положении 5 80 8,40 7,065
Ширина, м 2,29 2,64 3,46
Высота, м : в транспортном положении . . . 2,75 3,4 3,8
в рабочем положении 12,70 16,3 15,05
Масса бурового инструмента, кг . . . 1300 2500 2000; 3000
Масса станка, т . . . * 7,6 13 24
200
Станки вращательного бурения. Буровой станок БМ-802С,
9<го механизм циклического действия, смонтированный на базе ав-
томобиля КрАЗ-257. Станок имеет неполноповоротное буровое обо-
рудование, которое включает в себя буровую мачту, бурильную
щтангу с вертлюгом наверху и шнековым буром внизу. Кроме этого
оборудования станок имеет двухбарабанную лебедку, механическую
трансмиссию, двигатель привода вращения бура, гидросистему.
Технология бурения скважин для свай станком БМ-802С вклю-
чает в себя такие последовательные операции:
установку станка на стройплощадке по оси будущего ряда свай;
подъем буровой мачты и опускание аутригеров;
опускание бурильной штанги на грунт при выключенных гидро-
патроне и тормозе барабана лебедки;
заглубление бурового инструмента в грунт на ход штоков гид-
роцилиндров, для чего включают гидропатрон и механизм поступа-
тельной подачи;
выключение подачи и вращения бура, подъем штанги лебедкой
до упора верхней части бура в амортизатор вращателя;
сообщение высокой частоты вращения буровому инструменту
для центробежной разгрузки грунта. После разгрузки бур опять
вводят в скважину.
Соблюдая такую последовательность, ведут бурение скважин до
заданной глубины.
При бурении скважин большого диаметра для предотвращения
обратной засыпки грунта в скважину его разгрузку лучше выполнять
в стороне от устья скважины. В этом случае извлеченный из сква-
жины бур с грунтом отводят в сторону поворотом платформы ма-
шины.
С учетом опыта работ в различных мерзлотно-грунтовых усло-
виях можно рекомендовать некоторые режимы работы бурового ин-
струмента машины БМ-802С. Так, в начальный период работы (до
глубины 0,5 м) бурение лучше производить при частотах вращения
бура 28...36 мин-1 с минимальной подачей. После этого целесообраз-
но перейти на частоту бура 66 мин-1, а подачу увеличить до мак-
симальной величины.
При проходке гравийно-галечных включений рекомендуемая час-
тота вращения бура 28...36 мин-1. При этом подбирают подачу та-
кой, чтобы не допускать сильного раскачивания буровой мачты
и прекращения работы бура за счет срабатывания муфты предель-
ного момента. Если на пути бура встречается валун, буровые рабо-
ты останавливают. Шнековый буровой орган заменяют штыревым
долотом, предназначенным для проходки очень прочных пород. За-
тем продолжают бурение скважины шнековым буром.
Бурильно-крановая машина БМ-1500. Предназначе-
201
на для бурения скважин диаметром 650 мм на глубину до 15
преимущественно в твердомерзлых грунтах. Грузоподъемность
нового устройства машины составляет 5 т. БМ-1500— машина
прерывного действия, оснащена неповоротным рабочим оборудОВц
нием. Бурильно-крановое оборудование приводят в действие от дВрь
гателя базового трактора ТТЛ мощностью 81 кВт.
Бурение осуществляют однозаходным шнеком длиной 8 м с те,
лескопической квадратной штангой, которая находится внутри подо.
го вала шнека. Бур оснащен режущими зубками, армированными
твердосплавными пластинами. Частоту вращения шнека можно бес,
ступенчато изменять в соответствии с физико-механическими свой,
ствами разрушаемого массива. Для подъема и подачи шнека ис,
пользована канатная лебедка с гидроприводом.
Технология бурения скважин бурильной машиной БМ-1500 сле-
дующая.
После установки на аутригеры мачту машины поднимают в вер.
тикальное положение и сочленяют с рамой машины. Далее бур опус-
кают на грунт, сообщая ему вращение и принудительную подачу
(усилием до 10 т). При заглублении бура в грунт заполняется меж-
внтковое пространство шнека. Для освобождения шнека от грунта
рабочий орган извлечают на поверхность для разгрузки.
Во время разгрузки вращающийся с частотой 100... 120 мин-1
бур фиксируют в верхнем положении тормозом лебедки. Удаление
грунта с винтовой лопасти происходит за счет действия на него
центробежной силы.
Буровая машина РГ-1200-У. Смонтирована на самоходном гусе-
ничном шасси и имеет рабочие органы в виде шнеков и ковшовых
буров диаметром 960 и 1100 мм, многошарошечного долота для бу-
рения скважин диаметром 960 и 1100 мм, одноканатного ударного
грейфера. Привод всех механизмов гидравлический.
При бурении скважин многошарошечным долотом в скальных
породах разбуренную породу удаляют вакуум-бункером с вентиля-
тором, смонтированным на самоходном гусеничном шасси.
Машина РГ-1200-У бурит скважины на глубину до 15 м как
в обсадных трубах, так и без них. Наружный диаметр обсадных
труб 1080 мм. Преимуществами этой машины являются: хорошая
мобильность; полная автономность в отношении источников энергии;
универсальность; довольно низкая энергоемкость; высокая произво-
дительность.
Термомеханическое бурение скважин осуществляется благодаря
воздействию на вечномерзлый грунт инструмента, разрушающего
грунт механически, и газовой струи. Эта струя возникает при сгора-
нии жидкого топлива в потоке сжатого воздуха. Ее скорость дости-
гает сверхзвуковых величин (1700—1900 м/с), а температура —
202
gOO^-1400°C. Грунт из скважин удаляется струей отработанного га-
и сжатого воздуха. Таким образом, на разрушаемый массив воз-
действует комплекс факторов: это усилие инструмента (например,
^арошки), силовое и тепловое воздействие мощной газовой струи.
Термомеханический буровой станок ТБС. Позволяет устраивать
сВаи с уширенной пятой. В этом случае для устройства уширений
внизу скважины на грунт воздействует только газовая струя.
Отличаясь высокой производительностью, этот станок имеет
й ряд недостатков: он мало пригоден для проходки грунтов с валу-
нами или с прослойками гравия и гальки; продукты разрушения
порой не полностью выдуваются из скважины, особенно при большой
льдистости грунтов. Для эффективного применения термомеханиче-
ских станков необходимо выбирать строительные площадки с низко-
температурными многолетнемерзлыми грунтами, содержащими не-
большой объем крупнообломочных включений и валунов.
Х.З. Техническая характеристика станка ТБС
Глубина бурения, м ..........................................
Диаметр скважины, мм.........................................
Диаметр уширения скважины, мм................................
Средняя скорость бурения, м/ч .................. . .........
Частота вращения рабочего органа, м~1........................
Усилие осевой подачи, кН ....................................
Расход:
воздуха, м3/мин ..........................................
бензина, л/ч............................................<
Базовая машина............................ « ..............
Удельное давление на грунт, МПа , . . . .....................
Масса, т.....................................................
20
70
Трактор
ДЭТ-250М
Х.2. Оборудование для оттаивания грунтов
Для производства работ по оттаиванию грунтов используют
комплект оборудования, куда входят: пароисточник, паропровод, рас-
пределительные гребенки, обычные паровые иглы, перфорированные
иглы, игла-шаблон.
В качестве пароисточника применяют парообразователи, выпус-
каемые серийно Калининградским заводом Стройдормаш.
Х.4. Техническая характеристика парообразователей Д-563;
Расчетное давление пара, МПа..................
Номинальная производительность, кг/ч..............
Влажность пара, %.................................
Расчетная температура насыщенного пара, °C ... .
Расход топлива на 1 кг пара, кг...................
Поверхность нагрева котла, м2 ....................
Объем топки, м3 ..................................
Геометрическая вместимость котла, л ..............
Водяная вместимость котла, л......................
Питательный насос ................................
Вместимость топливного бака, л....................
Габариты, мм:
длина . ; .........................................
ширина , .......................................
высота . .......................................
Масса, кг ................................ . . . .
Д-563А
560
(Д-564)
. 690
5
183
Не более 0,08
14,4 . . . 16,8
0,2
1010
900
Плунжерный
4250
2100 (1550)
2250 (1700); 2250
2600; 2585 (3100)
203
Рис. Х.1. Распределительная гре-
бенка
1 — распределительный паропро-
вод, 2— манометр; 3 — распреде-
лительная гребенка; 4 — штуцер;
5 — вентиль, 6 — гибкий рукав
Рис. Х.2. Паровая игла
/ — заглушка; 2 —рукоятка; 3 —
тройник; 4 — гибкий рукав, 5—лун-
ка; 6 — сезонно-талый грунт; 7 —
многолетнемерзлый грунт, 8 — на-
конечник
Парообразователь Д-563 имеет одноосное пневмошасси. Паро-
образователь марки Д-564 перемещается на салазках. Привод вспо-
могательного оборудования у парообразователя Д-563 осуществля-
ют от двигателя внутреннего сгорания.
Вентиляторы, водяной и топливный насосы, которые подают
топливо и воздух в топку, а воду в котел, связаны с двигателем
через раздаточную коробку.
Паропровод секционный. Секции изготовлены из водогазопро-
водных труб различного диаметра и покрыты теплоизоляционным
материалом.
Подачу пара непосредственно в грунт осуществляют с помощью
обычных (неперфорированных и перфорированных) паровых игл,
которые подключают к распределительному паропроводу посредст-
вом специальной распределительной гребенки (рис. Х.1).
Обычные паровые иглы (рис. Х.2) изготовляют из цельнотяну-
тых труб с внутренним диаметром 19...30 мм. Длину иглы выбирают
в соответствии с длиной сваи. Конические наконечники паровых игл
имеют отверстия диаметром 5 мм для выхода пара. Угол наклона
осей отверстий относительно оси наконечника у нормальных игл 35°,
у скоростных — 45°, у рыхлительных — 70°.
При погружении одиночных свай в глинистые вечномерзлые
грунты с низкой температурой зимой и весной применяют нор-
204
мальные иглы. В высокотемпературных мерзлых грунтах в летнее
время при погружении одиночных свай и при устройстве кустов свай
в зимнее время используют скоростные иглы. Когда работы произ-
водят в плотных крупнозернистых песчаных грунтах и требуется до-
пропаривание оттаявшего грунта, применяют рыхлительные (перфо-
рированные) иглы. Подача пара через перфорацию обеспечивает рав-
номерное оттаивание грунта по глубине скважины.
Х.З. Оборудование для устройства винтовых свай
Самоходная установка на базе трехосного автомобиля КрАЗ-257.
Предназначена для бурения лидерных скважин и завинчивания свай.
Рама установки имеет аутригеры, на которые она опирается во вре-
мя работы. Буровой орган сменный, телескопической конструкции.
Для принудительной подачи сваи служит гидромеханическая си-
стема.
Х.5. Техническая характеристика машины для завинчивания свай
Глубина завинчивания свай (бурения), м . . . .
Диаметр винтовой лопасти завинчиваемых свай, МхМ
Диаметр бурения, мм...................... . . .
Номинальный крутящий момент, кН-м:
при завинчивании сваи.........................
» бурении скважины , >......................
Усилие осевой подачи, кН .......................
Силовая установка ..............................
Мощность, кВт............................ . « .
Привод вращения сваи (бура).....................
Привод подачи:
при завинчивании сваи
» бурении скважины
Частота вращения рабочего органа, мин :
при завинчивании сваи...................... . .
» вывинчивании сваи .........................
» бурении скважины...........................
Подача вращателя за 1 оборот, мм:
при жесткой механической подаче .............
» гидромеханической подаче....................
Подача без вращения, м/мин.......................
Масса машины, кг.................................
Масса буксируемого прицепа, кг ..................
До 6
400; 600; 900
220
150
15
100
Дизель ЯМЗ-238
176
Механический
Комбинированный,
механический с за-
висимой подачей и
гидромеханический
Г идромеханический
с бесступенчатым ре-
гулированием
1,15; 2,09; 3,98
1,3; 2,35; 4,48
20,2; 30,6
10© и 200
До 1690
До 7,2
23 600
До 10 000
Рабочий орган установки приводят в действие от двигателя ма-
шины через коробку отбора мощности, находящейся на раздаточной
коробке автомобиля. Питание гидросистемы установки — от шесте-
ренчатого и аксиально-плунжерного гидронасосов.
После раскрепления установки на аутригерах приступают к за-
винчиванию сваи. Во время погружения последней на глубину 1...
1,25 м используют центрирующие ролики рабочего органа, после че-
го их разводят, а завинчивание продолжают. Погружение сваи на
205
необходимую глубину фиксируют по совмещению метки на свае
и указателя на рабочем органе.
Для погружения сваи выбирают оптимальную частоту ее врц,
щения, которая зависит от диаметра лопасти и характеристики
грунта.
При завинчивании свай в пластичные глинистые грунты исполь-
зуют жесткую зависимую механическую подачу сваи, в остальных
случаях — гидромеханическую систему.
В целях сокращения непроизводительных потерь рабочего вре-
мени на замену бура сваей и наоборот предварительно бурят ли-
дерные скважины в объеме сменной производительности. Вслед за
этим производят завинчивание свай в подготовленные скважины
в объеме сменной производительности. Вслед за этим производят
завинчивание свай в подготовленные скважины (около 15—20 шт.).
При замене бура необходимо внимательно следить за тем, что-
бы не деформировать его. Бур следует плавно опускать на грунт,
а не сбрасывать с высоты.
Х.4. Оборудование для устройства термосвай
К оборудованию для устройства свайных оснований в условиях
Севера следует отнести сезонно-действующие саморегулирующиеся
охлаждающие устройства — термосваи. Они предназначены для
охлаждения и замораживания грунтов естественным холодом за счет
разности температур наружного воздуха и грунта в зимнее время
без дополнительных затрат.
Установки по способу подачи хладагента в охлаждающие ко-
лонки подразделяют на установки с принудительной и естественной
конвекцией хладагента.
По фазовому состоянию хладагента можно выделить воздуш-
ные, жидкостные и парожидкостные установки (рис. Х.З).
Наиболее эффективными по холодопроизводительности, просто-
те эксплуатации и экономичности являются термосваи с замкнутой
конвекцией жидкостного или парожидкостного хладагента. Конвек-
цию в них обеспечивает разность плотностей хладагента в «холод-
ной» надземной и «теплой» подземной частях. Эти термосваи об-
ладают более совершенными теплопередающими свойствами, чем
воздушные, так как теплоемкость жидкости во много раз превышает
теплоемкость воздуха. Термосваи, как было указано, являются са-
морегулирующимися установками и не требуют энергетических за-
трат и постоянного обслуживания персоналом. Они просты и деше-
вы в изготовлении.
Широкое применение в практике получили термосваи с керо-
сином в качестве хладагента,
206
Рис. Х.З. Принципиальные схемы охлаждающих установок
а — с принудительной конвекцией хладагента; б — с естественной конвекцией
хладагента; 1 и 3 — воздушные: 2 и 4 — жидкостные; 5 — парожидкостная
Из парожидкостных термосвай следует отметить термосваи, ко-
торые представляют собой стальную герметическую трубу, запол-
ненную пропаном. Труба входит в состав свайного фундамента.
Глава XI
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ НА СВАЙНЫХ РАБОТАХ
XIЛ. Устройство забивных свай
При составлении проектов производства свайных работ, в ко-
торых излагают основные положения организации и технологии про-
изводственных процессов, особое внимание необходимо уделять во-
просам охраны труда. Мероприятия по охране труда разрабатывают
на основании существующих нормативных документов и ведомствен-
ных инструкций по технике безопасности. Основные правила техни-
ки безопасности изложены в СНиП Ш-4-80.
К свайным работам допускают рабочих, прошедших обязатель-
ное медицинское освидетельствование, обученных профессии копров-
щика и такелажника с правом работы на высоте, прошедших курсы
по технике безопасности работ, сдавших экзамены квалификацион-
ной комиссии и получивших соответствующее удостоверение.
Необходимо, чтобы до начала работ сваебойное оборудование
было освидетельствовано Госгортехнадзором и составлен акт о при-
годности оборудования к работе. Канаты, блоки, крюки и другие
грузозахватные приспособления должны соответствовать действую-
207
щим стандартам и иметь бирку о проведенных испытаниях. В про,
цессе работы их подвергают периодическому осмотру и испытанию
согласно указаниям Госгортехнадзора.
Перед началом работ обозначают опасные зоны хорошо види-
мыми предупредительными знаками и подписями.
Опасной считают зону работы копра, ограниченную окружно-
стью, радиус которой равен полной длине копровой стрелы плюс
5 м, с включением линейной зоны шириной 10 м, расположенной
вдоль оси каната, для подтаскивания свай от места стоянки копра
до места раскладки свай.
В опасной зоне запрещено выполнять работы, не имеющие не-
посредственного отношения к выполняемому технологическому про-
цессу (например, во время забивки свай раскладывать их в этой
зоне).
Участок работ по погружению свай вблизи жилых строений,
промышленных зданий и сооружений, а также вблизи переходных
мостиков ограждают забором высотой не ниже 2 м. Места, где про-
ложены подземные коммуникации, отмечают хорошо видимыми зна-
ками и надписями.
Освещение площадки (рабочих мест) при производстве свайных
работ должно быть равномерным и составлять не менее 50 лк.
Для выхода из котлованов и траншей по откосам устанавлива-
ют трапы или используют пандус. В зимнее время их следует очи-
щать от снега и наледи и посыпать песком или шлаком.
Перед началом производства свайных работ ответственный за
их выполнение (прораб, мастер) должен проверить состояние пло-
щадки (котлован, подъездные пути, электроосвещение, расположе-
ние подземных коммуникаций, линий электропередач и т. п.) и уста-
новить соответствие проекту производства работ и актам приемки
площадки.
О всех случаях несоответствия необходимо составить акт и по-
ставить в известность начальника участка или главного инженера
строительной организации, производящей работы.
Недопустимо устанавливать копровое оборудование на свеже-
насыпном грунте, а также на площадках с уклоном более указанно-
го в паспорте, в инструкции по эксплуатации этого оборудования
или в проекте производства работ.
Площадка для копров на базовых машинах после планировки
должна иметь уклон не более 5°. Для въезда копра в котлован и вы-
езда его из котлована необходимо сделать пандус с уклоном, ука-
занным в паспорте машины, но не более 15° к горизонтали.
Перемещение или установка машин вблизи земляных выемок
разрешено при соблюдении определенных вначений.
Наименьшее расстояние по горизонтали от подошвы откоса вы-
208
емки до ближайшей опоры машины должно составлять (при насып-
ных грунтах), м:
Глубина выемки Песчаный и гравийный Супесчаный Суглинис- тый Глинистый Лессовый сухой
1 1.5 1,25 1 1 1
2 3 2.4 2 1,5 2
3 4 3.6 3,25 1,75 2,5
4 5 4.4 4 3 3
5 6 5,3 4,75 3,5 3.5
Если выдержать указанные расстояния невозможно, откос сле-
дует надежно укрепить.
Запрещено в пределах призмы обрушения котлованов, траншей
и прочих выемок располагать и устанавливать машины, краны, коп-
ры, оборудование, а также складировать и собирать в штабеля сваи,
панели.
Нельзя располагать копер ближе чем на 50 м от места произ-
водства работ по рытью котлованов или траншей, а также от места
рыхления грунта (в том числе мерзлого) клин-молотом, шар-бабой,
баровыми машинами и другими средствами.
Все рабочие места должны быть очищены от мусора и других
предметов, не относящихся к работе, а в зимнее время очищены от
снега и льда.
Монтаж копра (сборка, подъем, вывешивание и перемещение)
и его демонтаж выполняют под наблюдением механика или мастера,
которые, в свою очередь, руководствуются проектом производства
работ, указаниями или схемами монтажа, содержащимися в паспор-
те копра.
Перед подъемом фермы копра с нее должны быть удалены все
слабозакрепленные детали, инструмент и другие предметы. Во время
подъема фермы все работы в радиусе, равном длине поднимаемой
фермы плюс 5 м, должны быть прекращены, а люди, непосредствен-
но не занятые на подъеме, удалены из опасной зоны.
Предельные массы молота и сваи, которые можно поднимать
копром, обязательно обозначают на ферме или раме копра несмы-
ваемой краской. На копре должен быть установлен ограничитель
подъема. Подтаскивание свай копром разрешено только через от-
водной блок, закрепляемый за нижнюю раму копра. Во время под-
таскивания свая должна находиться в пределах видимости маши-
ниста лебедки. Ходовые устройства рельсовых копров надежно сто-
порят, а копры на пневмо- и автоходу ставят на тормоз и на аутри-
геры.
Запрещено поднимать сваю копром в вертикальное или наклон-
ное положение, когда длина ее превышает свободную (полезную)
длину копровой стрелы. Нельзя в этом случае подкапывать грунт
под острием сваи.
Разворачивать сваю после ее подъема в стрелы копра и уста-
14—973
209
новки острием на грунт рекомендуется только с помощью специ-
альных ключей. При установке сваи в стрелы копра копровщик дол-
жен находиться в безопасной зоне. Поднимать и опускать сваю сле-
дует плавно, без резких рывков.
Б процессе забивки свай запрещено:
ремонтировать или смазывать копры и молоты;
оставлять на ферме копра, копровой стреле и других механиз-
мах копра какие-либо предметы или инструменты;
извлекать поврежденные или отклонившиеся от проектного по-
ложения сваи с помощью копра;
оставлять механизмы без присмотра;
поправлять канат при наматывании его на барабан лебедки;
резко тормозить при подъеме и опускании груза;
резко переключать управление с прямого хода на обратный;
надевать на блок канат, соскочивший во время движения;
загружать лебедку больше, чем позволяет ее грузоподъемность;
зачаливать сваю за молот и забивать ее при незастопоренной
платформе копра.
При разрушении головы забиваемой сваи следует прекратить
работу.
Работы по забивке свай с помощью копров или краном останав-
ливают при скорости ветра 9,9—12,4 м/с. При этом копер следует
предохранить от опрокидывания и перемещения, а молот или виб-
ропогружатель опустить в крайнее положение.
Если свая при забивке погружается от одного удара молотом
менее чем на 10 мм, дальнейшую работу необходимо прекратить,
так как при таком режиме молот или копер могут быстро выйти из
строя.
О всех неисправностях в механизмах копра, выявленных при ра-
боте, нужно сообщить следующей смене и записать в журнал при-
ема и сдачи смен.
При длительных перерывах в работе копер высотой более 12 м
закрепляют растяжками.
Грузоподъемность кранов, применяемых для погружения и из-
влечения свай вибропогружателем, должна быть не менее удвоенной
суммарной массы вибропогружателя и погружаемой сваи.
Для обеспечения безопасной работы с использованием пере-
движных компрессоров и пневматических молотов необходимо вы-
полнять следующие требования:
оборудовать воздушные компрессоры на обеих ступенях сжатия
манометрами и предохранительными клапанами, на которых долж-
ны быть поставлены пломбы;
не допускать работу компрессора при давлении, превышающем
предельное значение для данного компрессора,
210
Запрещено во время работы натягивать и перегибать рукава
пневмоинструмента и паровоздушного молота. Металлические части
копра и механизмов с электроприводом должны быть заземлены.
При выполнении работ в зимних условиях должны быть приня-
ты меры, обеспечивающие нормальную работу всех механизмов коп-
ра и молота. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы ходовая
часть копра не вмерзала в грунт.
Погружение наклонных свай можно выполнять только копра-
ми, оснащенными специальными механизмами для наклона коп*
ровой стрелы.
При погружении свай-оболочек рекомендуется соблюдать осо-
бые меры предосторожности, к которым, в частности, относят сле-
дующие:
обеспечение устойчивости свай-оболочек в начальный период их
погружения (без копра) с помощью специальных каркасов или на-
правляющих;
оборудование вибропогружателей подвесными инвентарными
площадками для размещения рабочих, соединяющих наголовник виб-
ропогружателя со сваей-оболочкой. Настил площадки должен иметь
ширину не менее 0,8 м, ограждение — высотой не менее 1 м. Пери-
ла должны быть рассчитаны на сосредоточенную нагрузку не ме-
нее 70 кг.
К работе по установке вибропогружателя или секции сваи-обо-
лочки рабочие могут быть допущены только после того, как расстоя-
ние между подаваемой краном конструкцией и верхом погружаемой
оболочки будет не более 100... 150 мм.
Если оболочка возвышается над рабочим настилом менее чем
на 1 м, ее верхнее отверстие (горловину) закрывают щитом.
Щит снимают только на время опускания и подъема рабочего ин-
струмента (эрлифт, буровой инструмент, бетонолитная труба). Для
подъемного каната в щите должны быть проделаны прорези.
Запрещено в процессе бурения выполнять какие-либо другие ра-
боты внутри оболочки, а также ремонтировать станок при свободно
висящем долоте.
XI.2. Устройство набивных свай
При производстве работ по устройству буронабивных и буро-
инъекционных свай необходимо руководствоваться общими прави-
лами техники безопасности для свайных работ, а также правилами
техники безопасности для буровых работ.
Как и при устройстве фундаментов из забивных свай, сооруже-
ние буронабивных и буроинъекционных свай разрешено при нали-
чии проекта производства работ, в котором должны быть освещены
14*
211
вопросы создания условий для безопасного выполнения работ как на
строительной площадке в целом, так и на рабочих местах.
При установке бурового станка в котловане необходимо при-
нять меры против обрушения грунта незакрепленных откосов. Буро-
вой станок оборудуют звуковой сигнализацией.
Экипаж, обслуживающий буровой станок, и подсобные рабочие
должны быть обеспечены предохранительными поясами, защитными
касками и спецодеждой.
При бурении скважин нахождение людей в зоне разгрузки рабо-
чего органа (разгрузочной воронки) недопустимо.
Разгрузочные площадки и лестницы мачт буровых станков сле-
дует оборудовать надежными ограждениями.
Устье необсаженной скважины укрепляют инвентарным пат-
рубком.
При разрыве во времени между окончанием бурения и началом
бетонирования скважину закрывают инвентарным щитом.
Установка в готовые скважины армокаркасов или их секций
длиной более 6 м краном-укосиной буровых станков не допускается.
В этих случаях необходимо использовать специальные подъемные
механизмы (краны).
Складирование обсадных труб и армокаркасов осуществляют на
горизонтальной площадке, причем каждую отдельно стоящую сек-
цию обсадных труб и армокаркасов закрепляют с помощью упоров.
Складировать обсадные трубы и армокаркасы в несколько ярусов
нельзя.
В зимнее время рабочую площадку бурового станка, как и свае-
бойных машин, регулярно очищают от снега и льда, посыпают пес-
ком (шлаком, золой).
В нерабочее время электроприводы механизмов бурового стан-
ка отключают от электросети. Чистка, смазка и ремонт механизмов
бурового станка во время работы запрещены.
При замеченных неисправностях какого-либо агрегата бурового
станка последний должен быть немедленно остановлен для приня-
тия мер по устранению неисправностей.
В процессе выполнения контроля качества свай с помощью при-
боров с радиоактивными изотопами необходимо соблюдать требо-
вания техники безопасности для работ с источниками излучения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Ганичев И. А. Устройство искусственных оснований и фундамен-
тов. — М.: Стройиздат, 1983. — 543 с.
Гончаров Ю. М., Таргулян Ю. О., Вартанов С. X. Производство свайных
работ на вечномерзлых грунтах.—Л.: Стройиздат, 1981. — 158 с.
Евдокимов В. А., Бадьин Г. М. Повышение качества производства работ
нулевого цикла в условиях Севера, —Л.: Стройиздат, 1984. — 152 с.
Ермошкин П. М. Устройство буронабивных свай. — М.: Стройиздат,
1982. - 160 с.
Машины и оборудование для устройства оснований и фундаментов/
М. И. Смородинов, Л. В. Ерофеев, Б. С. Федоров и др. — М.: Машинострое-
ние, 1985. — 236 с.
Основания и фундаменты/Смородинов М. И., Федоров Б. С., Ржани-
цын Б. А. и др. —3-е изд. — М.: Стройиздат, 1983.—366 с. (Справочник строи-
теля).
УКАЗАТЕЛЬ ТАБЛИЦ
1.1. Область применения основных способов бурения 11
II.1. Сортамент свайного леса 19
II2. Характеристика свай забивных железобетонных цельных
сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой продоль-
ной арматурой 21
П.З. Характеристика свай забивных железобетонных цельных
сплошного квадратного сечения ствола с продольной на-
прягаемой арматурой и с поперечным армированием 22
II 4. Характеристика свай забивных железобетонных сплошного
квадратного сечения без поперечного армирования 23
II.5 . Характеристика свай забивных железобетонных квадратно-
го сечения с круглой полостью 25
II.6 . Характеристика свай полых круглого сечения и свай-обо-
лочек железобетонных цельных с ненапрягаемой армату-
рой 27
11.7 . Характеристика свай полых круглого сечения и свай-обо-
лочек железобетонных составных с ненапрягаемой армату-
рой 28
II.8 . Характеристика стального шпунта 36
III . 1. Значение коэффициента К (к выбору оборудования) 42
III. 2. Значение коэффициента а (к выбору оборудования) 43
III. 3. Наибольшее допустимое отклонение каната от вертикали
при подъеме сваи на копер 45
III. 4. Причины и методы устранения дефектов при забивке свай
48
III. 5. Напор и расход воды для погружения свай подмывом 50
II 1.6. Значение отношения KqIQb в зависимости от вида грунта
и способа погружения свай-оболочек 53
III. 7. Область применения низкочастотных вибропогружателей
для погружения свай-оболочек 54
III. 8. Гидрогеологические условия погружения свай-оболочек 55
II 1.9. Значение коэффициентов Мб и МД (для расчета несущей
способности свай) 56
IV . 1. Возможные дефекты при устройстве буронабивных свай
и способы их устранения 89
I V.2. Пооперационный контроль качества изготовления свай (опыт
строительства КамАЗа) 96
V. I. Продолжительность вмерзания погруженных свай в вечно-
мерзлый грунт 100
V.2 . Продолжительность вмерзания свай в зависимости от усло-
вий охлаждения грунта 101
214
V.3. Состав грунтового раствора для заполнения скважин (опыт
строительства в г. Норильске) 102
V. 4. Число паровых игл для оттаивания грунта под одну сваю
103
V .5. Параметры работы перфорированной паровой иглы 104
V. 6. Скорость погружения свай в пластично-мерзлые грунты 105
V.7 . Скорость проходки лидерных скважин диаметром 400...
500 мм 106
V.8. Влияние расхода цемента на продолжительность смерзания
бетона сваи с грунтом и прослойку протаивания 108
V.9 . Влияние диаметра ствола сваи на продолжительность
смерзания бетона свай с грунтом и прослойку протаи-
вания 108
V. 10. Влияние температуры вечномерзлого грунта на продолжи-
тельность смерзания бетона сваи с грунтом и прослойку
протаивания 108
VII . 1. Техническая характеристика паровоздушных молотов про-
стого действия с ручным управлением 121
VII. 2. Техническая характеристика паровоздушных молотов с по-
луавтоматическим управлением 122
VII.3 . Техническая характеристика паровоздушных молотов с ав-
томатическим "управлением 122
VIL 4. Техническая характеристика паровоздушных молотов двой-
ного действия 123
VI 1.5. Техническая характеристика штанговых дизель-молотов 124
VII .6. Техническая характеристика трубчатых дизель-молотов с
воздушным охлаждением 124
VII. 7. Техническая характеристика трубчатых дизель-молотов с во-
дяным охлаждением 125
VII.8 . Техническая характеристика гидромолотов двойного дейст-
вия 125
VII. 9. Техническая характеристика гидромолота простого действия
с импульсным подъемом ударной части 127
VII . 10. Техническая характеристика зарубежных молотов с гидро-
пневматическим и гидромеханическим приводами 128
VII. 11. Техническая характеристика зарубежных гидромолотов
двойного действия 129
VII. 12. Техническая характеристика вибромолотов 129
VII. 13. Техническая характеристика зарубежных вибромолотов 130
VII. 14. Техническая характеристика высокочастотных вибропогру-
жателей 132
VII . 15. Техническая характеристика высокочастотных вибропогружа-
телей 133
VI 1.16 Техническая характеристика шпунтовыдергивателей 135
VI 1.17. Техническая характеристика полноповоротных копров для
забивки вертикальных и наклонных свай (универсальное ис-
полнение) 137
VII. 18. Техническая характеристика полноповоротных копров для
забивки вертикальных свай (полууниверсальное исполне-
ние) 138
VII.1 9. Техническая характеристика навесных копров на базе трак-
тора и автомобиля 139
VII. 20. Техническая характеристика навесных копров на базе экс-
каваторов 140
215
VII.2 1. Техническая характеристика копра КГ-12М на базе гусе-
ничного крана МКГ-16 140
VI 1.22. Техническая характеристика бурокопровой установки
УБК-12/30 141
VII.23. Техническая характеристика сменного копрового оборудова-
ния на базе трактора 142
VII.2 4. Техническая характеристика сменного копрового оборудова-
ния на базе экскаватора 143
VI I.25. Техническая характеристика лебедок с ручным приводом 144
VII 26. Техническая характеристика лебедок подъемно-монтажных
с электроприводом 145
VII. 27. Техническая характеристика талей ручных 145
VI 1.28. Техническая характеристика талей электрических 146
VII. 29. Техническая характеристика домкратов реечных 146
VII .30. Техническая характеристика домкратов винтовых 147
VII. 31. Техническая характеристика домкратов гидравлических 147
VII.3 2. Характеристика топлива для трубчатых и штанговых ди-
зель-молотов 152
VI 1.33. Характеристика компрессорных масел 153
VI 1.34. Характеристика солидола жирового 153
V II.35. Характеристика масел цилиндровых 154
VI 1.36. Характеристика масел индустриальных 154
VI 1.37. Характеристика масел трансмиссионных 154
VII. 38. Внутренний диаметр воздухопровода в зависимости от объ-
ема засасываемого воздуха и длины воздуховода 157
VI 1.39. Максимальная продолжительность работы вибропогружате-
ля 159
VI I.40. Показатели периодичности, трудоемкости и продолжитель-
ности технического обслуживания и ремонта сваебойных
машин и оборудования 163
VII I. 1. Техническая характеристика установки СО-2 168
VIII .2. Техническая характеристика установки СО-1200 170
VIII. 3. Характеристика буровой установки МБС-1,7 172
VII I.4. Техническая характеристика установки БСО-1 173
VI II.5. Техническая характеристика станков вращательного дейст-
вия 173
VII I.6. Техническая характеристика установки БМ-2000 174
VIII .7. Техническая характеристика буровой установки БКМ-1501
175
VIII. 8. Техническая характеристика навесного бурильного обору-
дования к экскаватору ЭО-3323 175
VIII .9. Техническая характеристика навесного бурового оборудова-
ния к экскаваторам ЭО-2621А, ЭО-2623 176
VII 1.10. Техническая характеристика установок БУК-600, УБС-1,
САС-1200 178
VIII .11. Техническая характеристика установки САС-2 179
VIII. 12. Техническая характеристика раскатывающих механизмов
РС-250 и РС-400 180
VIII.1 3. Техническая характеристика навесного оборудования УКС-2
и УКС-3 182
VIII .14. Техническая характеристика навесного оборудования УВГ-1
183
VII I. 15. Техническая характеристика уширителя УРС-1 184
VII 1.16. Техническая характеристика автобетоновозов 184
216
VI11 .17. Техническая характеристика автобетоносмесителей 185
VI II. 18. Техническая характеристика бадьи С-375 185
V III. 19. Техническая характеристика унифицированных поворотных
бадей 186
VI II.20. Техническая характеристика автобетононасоса БН-80-20 186
VII I.21. Техническая характеристика глубинных вибраторов со встро-
енным электродвигателем 188
VI 11.22. Техническая характеристика глубинных вибраторов с гиб-
ким валом 189
VI 11.23. Техническая характеристика мощных глубинных вибраторов
189
VIII.24. Техническая характеристика вибросердечников 189
IX. 1. Техническая характеристика бурового станка СКБ-4 190
IX.2. Техническая характеристика бурового станка СБУ-1 ООН-35
191
IX.3. Техническая характеристика растворосмесителей турбинного
типа 191
IX.4. Техническая характеристика бурового агрегата 1 БА-15В 192
IX.5. Техническая характеристика насосов марки УН 194
IX.6. Техническая характеристика буровых станков серии япон-
ской фирмы «Кокен» 195
IX.7. Техническая характеристика растворонасосов японской фир-
мы «Кокен» 196
Х.1. Область применения буровых станков в зависимости от
мерзлотно-грунтовых условий строительства 198
Х.2. Техническая характеристика станков ударно-канатного бу-
рения 200
Х.З. Техническая характеристика станка ТБС 203
Х.4. Техническая характеристика парообразователей Д-563,
Д-563А (Д-564) 203
Х.5. Техническая характеристика машины для завинчивания
свай 205
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А
Автобетоновоз 184
Автобетоносмеситель 185
Автомобиль-самосвал 184
Агрессивность вод 18
Акт
испытаний свай 120
на скрытые работы 120
приемки материалов 120
Арматура
каркас 113
напрягаемая 22
ненапрягаемая 21
поперечная 20
Акватория 51
Аутригер 140, 205
Б
Бадьи 185
Бак масляный 161
Бетононасосы 185
Блоки
грузовые 177
отводные 177
Бур
лидер 105
ковшовый 174
Бурение
области применения 11
способы 11
станки 200, 201
Буросмеситель 114
Буфер газовый 128
В
Вал отбора мощности 141
Взрыв заряда 151
Взрывчатое вещество 151
Вибратор
глубинный 189
с гибким валом 189
218
со встроенным электродвига^
телем 188
Вибровозбудитель 133, 134
Вибролидер 105
Вибропогружатель
высокочастотный 132
низкочастотный 133
Вибросердечник 189
Вкладыш сменный 149
Влагомер 17
Вода грунтовая 18
Воздухосборник 148
Вращатель 175
Вытрамбовывание котлованов
181
Г
Гребенка распределения пара
204
Гидродилиндр 141
Гпдромониюр 117
Гидрораспределитель 175
Гидронасос 205
Грунты
влажность 17
испытания 12, 14
кольматация 8
классификация 9
мерзлые 12, 98
оборудование для определен
ния свойств 10...14
определение свойств 9
песчаные 8
плотность 16
поглотительная способность 7
призма 14
свойства 6, 8, 9, 12, 13, 14
сдвиг 14
скальные 8
текучесть 9
характеристики 7
целик 14
частицы 7
д
Давление зарядки 128
Дебаланс 133
Демонтаж оборудования 41
Добавка противоморозная 10?
Домкрат
винтовой 147
гидравлический 147
реечный 146
Дорога временная 38
Е
Емкость смесительная 114
Ж
Журнал производства работ 120
3
Забивка
координатная 142
свай 45
Завинчивание свай 205
Закоперщик 161
Захват
вильчатый 140
направляющий 121
Защита
от атмосферных осадков 153
от образования трещин 55
Зона охраны 45
Зондирование
динамическое 15
производство работ 15
статическое 14
Знаки створные 39
И
Игла паровая 102, 103
Ионы водорода 18
Инструмент бурильный 175
Инструмент геодезический 39
К
Канат подъемный 121
Канатоемкость барабана 145
Каретка свайная 138
Каротаж 15
Каток 138
Квант излучения 16
Коксуемость масел 153
Колесо ходовое 137
Колея рельсовая 143
Колодка тормозная 161
Колонна
поворотная 176
телескопическая 177
Компрессор
передвижной 148
стационарный 148
Кондуктор для погружения
свай 52
Консервация оборудования 155
Копер
мобильность 138
мостовой 136, 141
навесной 136, 138
полууниверсальный 136
полноповоротный 137
простой 136
рельсовый 137
универсальный 136
устойчивость 161
Коррозия
арматуры 18
бетона 18
Котел паровой 148
Кран
автомобильный 142
вспомогательный 141
гусеничный 142
Л
Лебедки
приводные 144
ручные 144
фрикционные 144
219
Лидерообразователь 49
М
Мазь противокоррозионная 155
Маневренность копровая 142
Масло
индустриальное 154
компрессорное 153
трансформаторное 161
трансмиссионное 153, 154
цилиндровое 154
Мачта
вылет 141
копровая 141
направляющая 138
наклон 141
Машина
бурильно-крановая 173, 176
для устройства набивных
свай 168...189
базовая 143
Машинист копра 151
Механизм
вдавливания 143
передвижения 142
Монтаж оборудования 41
Молоток отбойный 150
Молот сваебойный
дизельный 123...125
вибромолот 131
гидравлический
простого действия 125
двойного действия 125, 126,
129
с гидропневматическим при-
водом 127, 128
с гидромеханическим приво-
дом 127, 128
механический 120
паровоздушный
простого действия 121
с автоматическим управле-
нием 122
Н
Наголовник
гидравлический 133, 135, 149
клепаный 149
клиновой 149
литой 149
механический 134
сварной 151
Наконечник одноструйный 148
Направляющие
молота 121
плавучие 51
Насадка 117
Несущая способность свай 15
О
Обойма сдвиговая 13
Оборудование
буровое 175
д.ля устройства инъекцион-
ных свай 190...192
навесное 175
такелажное 143
Обноска геодезическая 39
Обогрев бетона 107
Ограждение стройплощадки
211
Осадка штампа 13
Освещение рабочих мест 208
Отвал бульдозерный 140
Отвод воды 38
Отказ расчетный 46
Отклонение каната 45
Опасная зона 208
Опрессовка грунта 13
Оттаивание грунта 103, 203
П
Парообразователь 204
Перевозка оборудования 153
Передача карданная 174
Перфорация паровых игл 205
Пила отбойного молотка 150
Пила типа «Дружба» 150
220
Поверхность сдвига 13
Подмыв свай 49
Подтаскивание свай 44
Подъем свай 44
Поле свайное 142
Положение транспортное 140
Планировка стройплощадки 38
Плотномер 17
Подготовка свайных работ 37
Прессиомстр 13
Привод гидравлический 140
Пробки в бетоноводах 187
Прогибомер 13
Прокладки амортизирующие
151
Противовес 136
Проходка скважин 197
Пульт управления 140
Пята сваи 34
Р
Работа синхронная 134
Радиоизотопные устройства
детекторы 16
источники излучения 16, 17
принципы работы 16, 17
Разбивка свайных осей 38
Рама выдвижная 137
Рама транспортная 155
Раствор
бентонитовый 111
буровой 111
водоцементный 115
грунтовый 102
Растворосмесители 191
Раскатывание скважин 179
Раскладка свай 49
Растяжки для устойчивости
копров 210
Редуктор планетарный 177
Рельсы 137
Ремонт оборудования
капитальный 165
периодичность 163
планирование 162
рекламации 162
текущий 163
Риски высотные 49
Ростверк 57
Рукав высокого давления 161
Рукава гибкие 148
С
Самомонтаж 41
Сваи
буронабивные 141
буроинъекционные 113
буросмесительные 115
вдавливание 144
вмерзание 101
винтовые 205
деревянные 19
деревометаллические 20
железобетонные 20
известковые 117
илоцементные 116
инъекционные 109
конструкции 19, 12
короткие 140
качество 97
металлические 36
набивные 168, 181
несущая способность 15, 119
оболочки 25
пакетные 19
пирамидальные 23
полые 25
ряды 136, 137
скорость погружения 105
смерзание с грунтом 108
составные 31
Сервоуправление 175
Сердечник грунтовый 54
Сетка тонкой очистки 161
Сеть электрическая 140
Система
координатно-шаговая 142
наведения 141
221
Скважины лидерные 106
Складирование свай 55, 41
Складирование обсадных труб
212
Смазка
конических передач 152
паровоздушных молотов 151
штанговых дизель-молотов
152
трубчатых дизель-молотов
151, 152
шестерен 153
Содержание рабочих мест 209
Солидол 155
Срезка свай
взрывом 150
скручиванием 151
скусыванием 151
спиливанием 150
Станок
вращательного бурения 173
ударно-канатного бурения 173
Станция
гидравлическая 134
компрессорная 148
насосная 136
Строповка свай 44
Струйная технология 192...196
Струя
водная 117, 193
водоцемептная 117
Стыки свайные 33
Т
Таль
ручная 145
шестеренная 145
электрическая 145
Тележка
копровая 142
неповоротная 137
траверсная 142
поворотная 137
Температура каплепадения 153
Техника безопасности
забивные сваи 207
набивные сваи 211
Топливо
дизель-молотов 151
местное 148
низкокалорийное 148
Траверса 143
Транспортирование свай 40
Траншея 38
Трубопровод магистральный
156
Труба
кондуктор 112
обсадная 174
подмывная 148
Термосвая 206
Тяжеловоз 141
У
Угол внутреннего трения 12
Уголь 148
Узел
башенных кранов 137
навески 141
растворный 118
Укладка бетонной смеси 187
Уклон рельефа 141
Управление
полуавтоматическое 142
программное 142
Установка
буровая 168...174, 178
бурокопровая 141
вибровдалбливающая 143
сваевдавливающая 143
Устье скважин 212
Уширитель 174, 183
Ф
Фундамент 5, 109
X
Хладагент 206
222
Ход рельсовый 141
Хранение оборудования 153,
155
Ц
Цементация 112
Цепь приводная 155
Ш
Шарошка 117
Шестерня синхронизирующая
134
Шпала деревянная 161
Шпунт 133
Шпунтовыдергиватель 134, 135
Штанга
буровая 118
телескопическая 175
Штамп 13
Шурф 10, 13
Щ
Щека наголовников 149
Э
Эксплуатация
вибромолотов 157
вибропогружателей 159
дизель-молотов 155
копров 160
лъбжж 161
навесного оборудования 160
паровоздушных молотов 156
электровибропогружателей
157, 159
электровибромолотов 157
Электропрогрев 107
СПРАВОЧНОЕ ИЗДАНИЕ
Смородинов Михаил Ильич, Егоров Александр Иванович, Губанова Елена
Михайловна, Светинский Евгений Владимирович, Федоров Борис Сергеевич,
Дитрих Юлий Викторович
СВАЙНЫЕ РАБОТЫ
Редакция литературы по экономике, организации и управлению
строительством
Зав. редакцией П. И. Филимонов
Редактор Е. А. Ларина
Художественный редактор О. Е. Осташева
Технические редакторы Д Я. Касимов, Е. Л. Сангурова
Корректор Г. Г. Морозовская
И Б № 4288
Сдано в набор 05.11.87. Подписано в печать 25.02.88. Т-04232. Формат
84ХЮ81/з2. Бум тип. № 2. Гарнитура «Литературная». Печать высокая.
Усл. печ. л. 11,76. Усл. кр.-отт. 11,97. Уч.-изд. л. 15,41. Тираж 50 000 экз.
Изд. № А.Х-1467. Заказ № 973. Цена 85 коп.
Стройиздат, 101442, Москва, Каляевская, 23а
Владимирская типография Союзполиграфпрома при Государственном
комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
600000, г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7
Цена 85 коп.
Справочники, входящие в серию «Справочник строи-
теля», выпускаются Стройиздатом для специалистов
строительных и проектных организаций, работающих
в различных областях строительного производства.
В этих специализированных справочниках сконцентри-
рованы необходимые краткие сведения, проработанные
на основе действующих нормативных документов, стан-
дартов, имеющегося передового опыта и достижений
научно-технического прогресса.
В 1988—1989 ГГ. ВЫЙДУТ В СВЕТ
СЛЕДУЮЩИЕ СПРАВОЧНИКИ:
©Топливно-смазочные материалы для строительных
машин
©Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализа-
ционных систем
© Погрузочно-разгрузочные работы. 3-е изд.
©Строительное производство. Общая часть
©Строительное производство. Организация и техноло-
гия работ
@ Каменные конструкции и их возведение. 2-е изд.
© Сварка и резка в промышленном строительстве. 3-е
изд.
©Средства малой механизации для строительных работ.
2-е изд.
©Технологические трубопроводы промышленных пред-
приятий. 2-е изд.