Буровые сваи и оболочки

В строительстве мостов применяют также специальные виды свай и оболочки глубокого заложения. Обычно они работают как сваи-стойки, передающие давление своим нижним концом на прочную породу или имеющие внизу уширение, распределяющее давление на большую площадь. Особенность оболочек — они дают возможность передавать большие давления на глубоко залегающим слои грунта, имеющие необходимую несущую способность.

Из различных специальных видов применяемых в строительстве мостов наибольший интерес представляют буровые сваи и железобетонные цилиндрические оболочки.

Буровые сваи, для устройства которых сначала пробуривают в грунте скважину, которую затем заполняют бетоном, можно считать одной из разновидностей свай-столбов. Скважины в зависимости от вида проходимых грунтов бурят с применением обсадных труб или без них. При бурении без обсадных труб в несвязных грунтах разрабатываемую скважину заполняют глинистым раствором, связывающим стенки скважины и удерживающим их от обрушения. Для приготовления такого раствора наиболее пригодны так называемые бентонитовые глины, почти целиком состоящие из коллоидного материала без песка. Эти глины обладают высокой тиксотропией, выражающейся в том, что их раствор густеет в состоянии покоя и становится подвижным при механическом воздействии. Глинизация стенок и избыточное давление раствора, имеющего больший средний удельный вес, чем вода, обеспечивают устойчивость стенок скважины.

Пробуренную скважину заполняют бетоном. При наличии обсадной трубы ее извлекают по мере бетонирования. Бетонную смесь укладывают слоями 1 —1,5 м с трамбованием; при этом смесь раздается в стороны, образуя утолщения тем большие, чем слабее окружающий грунт (рис. 6, а). При необходимости армирования сваи арматурный каркас опускают в скважину до ее бетонирования; расположение стрежней арматуры в каркасе не должно препятствовать укладке и уплотнению бетонной смеси.

В скважины, заполненные глинистым раствором, бетонную смесь подают вниз по трубе, постепенно вытесняя раствор (рис. 6, б).

1 - обсадная труба; 2 —трамбовка; 3 — уложенный в скважину бетон;

Имеются и другие виды буровых свай, отличающихся способом их изготовления. В некоторых видах свай металлическую оболочку (обсадную трубу) не извлекают, а оставляют в грунте для совместной работы с заполняющим ее бетоном. В других видах трубу забивают с наконечником или пробкой из сухой бетонной смеси, остающимися в грунте. Оболочку же извлекают по мере заполнения скважины бетонной смесью.

Железобетонные цилиндрические оболочки состоят из отдельных цилиндрических звеньев (рис 6, в) длиной по6-12 м, изготовленных методом центрифугирования или бетонированием с виброуплотнением. Звенья изготовляют на заводе или полигонe и для получения оболочки необходимой длины укрупняют до или в процессе погружения.

Оболочки погружают с открытым нижним концом. При значительном диаметре их обычно наращивают по мере погружения и звенья соединяют между собой болтами или сварными стыками. При болтовых стыках каждое звено окаймляют по торцам стальными фланцами, к которым приваривают концы продольной арматуры звена. Фланцы стыкуемых элементов соединяют болтами (рис. 7, а). Сварные стыки делают с применением окаймляющих стальных элементов и привариваемых к ним накладок или же со сваркой внахлестку арматурных выпусков (рис. 7, б) и последующим бетонированием промежутка между торцами звеньев. Нижнее звено оболочки снабжают стальным кольцевым ножом сварной конструкции.

Рисунок 6. Буровые сваи и оболочки!

1 - обсадная труба; 2 —трамбовка; 3 — уложенный в скважину бетон; 4 — глинистый раствор;
5 - глинизированная стенка скважины; 5 — труба для подачи бетонной смеси в скважину;
7 — стык звеньев; 8 — скальный грунт; 9 — буровая скважина; 10 — частичное заполнением бетоном

Оболочки погружают вибропогружателями, как правило, извлекая грунт из внутреннего их пространства. Для облегчения погружения оболочек может быть применен подмыв. Внутреннее пространство оболочек после их погружения заполняют бетоном полностью а при больших их диаметрах, иногда частично (рис. 6, г).

Если оболочка должна передавать давление на твердый глубинный слой грунта, то ее погружают вибрированием до поверхности этого слоя. После извлечения всего грунта из оболочки через нее пробуривают твердый грунт на глубину, достаточную для надежной передачи давления от оболочки (см. рис. 6, в).

В настоящее время фундаменты из сборных железобетонных оболочек применяют довольно широко при глубине погружения до 30— 50 м.

Несущую способность грубчатых свай и цилиндрических оболочек можно значительно повысить устройством в нижней их части уширений, увеличивающих площадь, передающую давление на грунт. Один из способов устройства уширения это камуфлетирование, т. е. образование уширения с помощью взрыва. Камуфлетные уширения могут быть применены в оболочках и трубчатых сваях, погружаемых как с закрытыми, так и открытыми концами. При этом способе в погруженную сваю опускают заряд взрывчатого вещества с электродетонатором, провод от которого выводят наверх (рис. 8, а). В оболочках заряд укладывают в разработанное на 0,5—0,6 м углубление в грунте, а при больших их диаметрах — по периметру ножа оболочки (рис. 8, в). Затем в сваю (оболочку) укладывают некоторое количество пластичной бетонной смеси и взрывают заряд. От взрыва нижний конец сваи (оболочки) разрушается, и газы, уплотняя окру жающий грунт, образуют полое пространство. В это пространство сползает пластичная бетонная смесь из ствола сваи (оболочки). Количество смеси должно быть достаточным, чтобы заполнить все получившееся уширение, а также нижнюю часть ствола на высоту, обеспечивающую надежную связь его с уширением (рис. 8, б, в). Уширение может быть образовано втрамбовыванием в грунт основания щебня, гравия или тощего бетона. Втрамбовывать можно виброударным механизмом, передающим свое действие через стальную штангу с трамбующей площадкой на конце.

Для устройства уширений применяют также специальные агрегаты, имеющие ствол (штангу) и механизм в виде раскрывающихся ножей. Механизм в сложенном виде опускают на штанге в скважину или оболочку (рис. 4.7, г). Затем ножи постепенно открываются и, вращаясь, образуют в грунте уширение. В несвязных грунтах для укрепления стенок разбуриваемого уширения применяют глинистый раствор (рис. 8, д). После окончания разработки уширения ими ножи складывают, извлекают агрегат, заполняют уширение и ствол сваи (оболочки) бетонной смесью.

Дата добавления: 2015-08-27