Набивные сваи. Устройство вибронабивных свай с помощью вибромеханизмов

Скважины диаметром 0,5-1,2 м в песчаных и глинистых грунтах до    по­лутвердой консистенции можно образовывать с помощью виброгрейфера конструкции ВНИИГС.

Виброгрейфер пред­ставляет собой мобиль­ный погружной снаряд, состоящий из специально­го вибратора, амортизи­рующей подвески, и грунтозаборника. Последний состоит из полого ци­линдрического корпуса, снабженного в нижней части сменной на­садкой, разделенной на ячейки. Основное преимущество вибро­грейферов перед обычными буровыми механизмами  более рацио­нальный способ разработки грунта. Принцип его работы основан на принудительном погружении грунтозаборника в основание                           раз­рабатываемой скважины.

В последние годы выпущено несколько марок виброгрейферов, обеспечивающих проходку скважин диаметром от 0,5 до 1,2 м.

Виброгрейферы. Использование виброгрейферов при устройстве набивных свай

Перед проходкой скважины размещают по ее осям направляю­щее устройство, которое используют только при про­ходке скважин на глубину до 1,5-2 м, а затем переставляют на вторую скважину. При проходке скважин виброгрейфером выпол­няют следующие операции: устанавливают направляющее устрой­ство, заглубляют грунтозаборник, затем извлекают его и произ­водят вибрационную разгрузку грунта. Повторением указанных операций образуют скважину до проектной отметки. Для увели­чения несущей способности сваи основание скважины уплотняют трамбованием, для чего в нижней части грунтозаборника крепят трамбующее днище.

Технические характеристики виброгрейферов ПВ-530 и ПВ-820 приведены в табл. 14.

Бетонную смесь укладывают либо свободным сбросом с по­слойным уплотнением ее глубинным вибратором, либо методом ВПТ с вибрированием. В обоих случаях используют бетонные смеси с осадкой конуса 1-8 см, обеспечивающие высокое каче­ство бетона и уменьшающие расход цемента до 100 кг/м³ смеси по сравнению с литыми бетонными смесями.

Виброшатампован6ные сваи. Технология устройства вибронабивных свай

Виброштампованные сваи изготовляют длиной до 12 и диа­метром до 0,5 м без обсадных труб в скважинах, образованных виброжелонками или комбинированным методом: до глубины 2,5- 3,0 м скважину разбуривают, а дальше проходят виброжелонкой. Для бетонирования применяют жесткие бетонные смеси с осадкой конуса 1-5 см или бутобетонные смеси.

Бетонную смесь, уложенную в скважину, трамбуют при помо­щи виброштампа, представляющего собой трубу диаметром 0,28-0,32м. Нижний конец виброштампа закрыт глухим металлическим конусом, а верхний жестко прикреплен к вибропогружателю. После извлечения виброштампа из массива бетонируемой сваиобразуется трубчатая полость, которую снова заполняют смесью и повторяют процесс уплотнения. При бетонировании    неглубоких скважин до 5 м бетонная смесь может выпирать из них.

Технологическая схема устройства вибронабивных свай, изготовляемых с выемкой грунта изображена на рис. 49.

Рис. 49. Технологическая схема устройства вибронабивных свай,изготовляемых с выемкой грунта:
а - вибропогружение секции открытой снизу обсадной трубы; б - извлечение грунта; в - частичное заполнение обсадной трубы бетонной смесью;    г - уплотнение бетона в основании скважины; д - заполнение обсадной трубы до отметки низа арматурного каркаса; е - уста­новка арматурного каркаса и заполнение трубы бетоном на всю высоту; ж - формование ствола сваи с виброизвлечением обсадной трубы

Поэтому виброуплотняют смесь с пригрузочным кондуктором,  ус­тановленным на устье скважины.

Уплотнение бетонной смеси прекращают по достижении отка­за штампа. За отказ принимают скорость погружения виброштам­па, равную 5 см/мин. При расположении свай кустами необходи­мо учитывать, что когда расстояние между скважинами бывает меньше 5 их диаметров, сваи бетонируют через одну. Устраивать сваи в пропущенных скважинах разрешается только после дости­жения бетоном 25% проектной прочности, так как при более плот­ном бетонировании грунт может выдавливаться в соседнюю сква­жину.

Вибронабивные сваи устраивают в любых грунтах, допускаю­щих вибрационное погружение закрытых или открытых снизу обсадных труб, за исключением глинистых грунтов текучей конси­стенции, торфов и илов. Такие сваи изготовляют двумя способа­ми: в обсадной трубе без выемки грунтов и с выемкой его. В пер­вом случае в качестве рабочего органа используют инвентарные обсадные трубы диаметром 325, 377 или 426 мм и длиной до 12 м, закрытые снизу железобетонными теряемыми башмаками.

Погру­жают трубы с помощью вибропогружателя типа ВПП.

Технологическая схема устройства виброштампованной сваи приведена на рис. 50.

Рис. 50. Технологическая схема устройства виброштампованных свай:
I - пробуренная скважина; II - загрузка скважины бетонной смесью;  III - погружение виброштампа в бетонную смесь; IV - заполнение скважины бетонной смесью; V - повтор­ное виброштампование; VI - заполнение скважины бетоном после повторного виброштам­пования; VII - погружение арматурного каркаса при помощи виброштампа; VIII - запол­нение бетонной смесью полости арматурного каркаса; IX - последний цикл   виброштамповання;   X - окончательное  уплотнение  бетонной  смеси

В тех случаях, когда проходка скважин закрытыми снизу об­садными трубами затруднена или невозможна (например, в грун­тах с твердыми прослойками), следует устраивать лидирующие скважины с проходкой теми же обсадными трубами с открытыми нижними концами. Чтобы исключить попадание воды в обсадную трубу, необходимо обеспечить водонепроницаемость стыка между концом обсадной трубы и башмаком. Для этого на уступе башма­ка укладывают в 2-3 полных оборота промасленный пеньковый канат диаметром не менее 12 мм.

Сваи этого типа можно устраивать с уширенной пятой и без нее. В отличие от виброштампованных свай вибронабивные сваи бетонируют в обсадных трубах. Бетон, загруженный в скважину, уплотняют вибротрамбовкой. Несущую способность виброштампо­ванных свай повышают путем устройства уширения пяты.

В зависимости от гидрогеологических условий бетонируют та­кие скважины простым сбросом товарной бетонной смеси или ме­тодом ВПТ.

Устройство вибронабивных свай с теряемым башмаком и уширенной пятой

Вибронабивные сваи можно устраивать с уширенной пятой. Технологическая схема устройства таких свай показана на рис. 51.

Рис. 51. Схема устройства вибронабивных свай с теряемым башмаком и  уширен­ной пятой:
а - вибропогружение обсадной трубы с теряемым башмаком; б - заполнение трубы бетоном для уширенной пяты; в - устройство уширенной пяты вибротрамбованием; г - заполнение трубы бетоном до отметки низа арматурного каркаса; д - установка арматурного каркаса и заполнение трубы бетонной смесью на всю высоту; е - формирование ствола сваи с  из­влечением обсадной трубы; 1 - теряемый башмак; 2 - обсадная труба; 3 - вибропогружа­тель; 4 - бункер с бетоном; 5 - воронка; 6 - бетон;   7 - трамбовка; 8 - уширенная пята; 9 - арматурный каркас;  10 - готовая  свая