Пособие
по производству работ
при устройстве оснований и фундаментов

(к СНиП 3.02.01-83)

Часть 2

Раздел 7. СООРУЖЕНИЯ, УСТРАИВАЕМЫЕ СПОСОБОМ «СТЕНА В ГРУНТЕ»

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

7.1. Способ «стена в грунте» следует применять для строительства стен подземных сооружений, фундаментов и противофильтрационных завес.

Способ включает два основных этапа работ:

разработку траншеи под защитой глинистого раствора;

заполнение траншеи материалами и конструкциями, сопровождающееся одновременным вытеснением ими глинистого раствора из заполняемой полости.

7.2. Способ «стена в грунте» может применяться при сооружении стен, фундаментов и противофильтрационных завес как в обводненных, так и в необводненных грунтах: супесчаных и песчаных, суглинках и глинах. Выполнение стен и противофильтрационных завес в виде замкнутого контура с заделкой их низшей части в водоупорный слой грунта предотвращает поступление грунтовых вод внутрь сооружения, что позволяет отказаться от водопонизительных работ.

7.3. Использование способа «стена в грунте» возможно при строительстве в стесненных условиях и вблизи существующих зданий, сооружений и коммуникаций, в том числе при реконструкции и расширении промышленных предприятий.

7.4. Применение способа «стена в грунте» может быть ограничено следующими условиями:

наличием грунтов с кавернами и пустотами, илов и рыхлых насыпных грунтов;

включением обломков бетонных и железобетонных плит, железа и других препятствий на трассе траншеи;

малой глубиной сооружения (до 3-5 м) при условиях, позволяющих вести строительство объекта в открытом котловане;

наличием грунта или его прослоек, разрабатываемость которых выше группы, максимально допустимой для имеющегося оборудования.

7.5. Процесс строительства подземных сооружений с применением способа «стена в грунте» состоит из следующих операций:

сооружения крепления верха траншеи для удержания грунта от обвалов и направления рабочего органа землеройного оборудования;

приготовления глинистого раствора;

заполнения глинистым раствором пространства между стенками крепления верха траншеи;

разработки под глинистым раствором траншеи на глубину, равную глубине заложения подземной стены;

пополнения объема глинистого раствора в траншее по мере разработки грунта;

установки арматурных каркасов и бетонирования секций-захваток, монтажа в траншее сборных элементов с последующим тампонажем пазух или заполнением траншеи противофильтрационным материалом;

поярусной разработки грунтового ядра внутри сооружения с устройством временных или постоянных креплений, если они предусмотрены проектом;

поярусной или на всю высоту заделкой стыков между сборными элементами;

устройством днища сооружения.

7.6. Применение способа «стена в грунте» позволяет избежать повреждения зданий, сооружений и подземных коммуникаций, расположенных в зоне строительства, значительно снизить уровень шума и исключить вибрации грунта, сократить площади разрытий, получить значительную экономию стального шпунта, металлопроката, бетона и пиломатериалов, полностью исключить или ограничить применение дорогостоящих специальных способов строительства, таких как водопонижение, искусственное замораживание грунтов и др., использовать стену на время строительства для крепления котлована, а в законченном сооружении - в качестве несущей или ограждающей конструкции, полностью механизировать работы в стесненных условиях строительной площадки, сократить сроки работ и снизить стоимость строительства.

7.7. Применение способа «стена в грунте» должно быть обосновано технико-экономическими расчетами путем сравнения вариантов строительства подземных сооружений, устраиваемых с применением способа «стена в грунте», с их строительством в открытых котлованах (в том числе с использованием шпунтовых ограждений), с применением опускных колодцев и с другими способами, а варианта строительства противофильтрационных завес способом «стена в грунте» - с завесами других конструкций и другими средствами защиты от подземных вод.

7.8. Приступать к строительству подземных сооружений способом «стена в грунте» следует только при наличии проекта производства работ (ППР), разработанного в соответствии с Инструкцией по разработке проектов организации строительства и проектов производства работ (СНиП 3.01.01-85). Проект производства работ на строительство способом «стена в грунте» кроме техдокументации, предусмотренной упомянутой инструкцией, должен включать:

указания, устанавливающие состав и параметры глин и глинистого раствора, а также рекомендации по контролю их качества, проект глинистого хозяйства, включающий рабочие чертежи узлов для приготовления и регенерации глинистого раствора;

технологические карты на выполнение отдельных видов работ: устройство крепления верха траншеи, разработку траншеи, установку армокаркасов и укладку бетонной смеси, монтаж конструкций из сборного железобетона и тампонаж пазух и стыков, разработку грунта внутри сооружения, устройство днища и укладку противофильтрационного материала в траншею, указания, устанавливающие состав и параметры тампонажного раствора (при применении конструкций из сборного железобетона), параметры противофильтрационных материалов для заполнения траншей противофильтрационных завес.

7.9. Инженерно-геологическое строение площадки при строительстве способом «стена в грунте» должно быть изучено для несущих стен - на глубину 1,5H + 5 м (где H - глубина заложения основного сооружения), для противофильтрационных завес - на глубину залегания водоупора плюс 5 м.

Рис. 79. Пример схемы комплекса для приготовления и очистки глинистого раствора

Разведочные геологические скважины на площадке возведения сооружения должны быть размещены по сетке не более 20 × 20 м или по трассе сооружения не реже, чем через 20 м.

Материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать:

разрезы и буровые колонки с количественной и качественной оценкой встречаемых крупных включений;

физико-механические характеристики грунтов, в том числе удельный вес, угол внутреннего трения, коэффициент пористости, коэффициент фильтрации; кроме того, для песчаных грунтов - гранулометрический состав, а для глинистых - пластичность, консистенцию и сцепление;

данные об уровнях и режимах подземных вод, степени их агрессивности и отметках залегания водоупорных слоев грунта.

7.10. Подготовительные работы, выполняемые на строительной площадке и предшествующие основным работам, состоят из:

работ по подготовке строительной площадки, перенесению всех конструкций и коммуникаций, расположенных в зоне возводимого сооружения, устройству ограждений, подведению линий временного водоснабжения, канализации, энергоснабжения, устройству временных автодорог, устройству площадок для складирования и размещения оборудования.

7.11. Перед началом работ на стройплощадке должна быть проведена проверка готовности строительного оборудования к работе.

Необходимо опробовать на холостом ходу смонтированное оборудование по частям и в комплексе с устранением выявленных неполадок и опробовать оборудование в рабочих режимах.

7.12. Параметры глинистых растворов должны подбираться, исходя из конкретных гидрогеологических условий строительства, глубины траншеи, способа ее разработки и других условий производства работ, при этом подбор рецептуры глинистого раствора и исследование образцов глиноматериалов должны производиться в лабораториях глинистых растворов и грунтовых лабораториях.

Параметры глинистых растворов следует определять по приборам, входящим в комплект переносной полевой лаборатории глинистых растворов ЛГР-3 (изготовитель: Бакинский приборостроительный завод).

При постоянных больших объемах работ на рассредоточенных объектах может быть использована передвижная лаборатория глинистых растворов ЛГР-69 (изготовитель: Мытищинский приборостроительный завод, г. Мытищи Московской обл.), смонтированная в кузове автобуса.

7.13. Условная вязкость раствора «Т» характеризует его подвижность, способность проникать в поры грунта и трещины и определяется в приборе СПВ-5, имеющем вид воронки с проходным отверстием диаметром 5 мм, которую заполняют 700 см³ раствора и замеряют в секундах время истечения 500 см³ раствора из прибора.

Суточный отстой воды «О» характеризует устойчивость раствора, т.е. способность его не расслаиваться на воду и осадок глинистых частиц и определяется в мерном цилиндре, вмещающем 100 см³ раствора.

По прошествии 24 ч измеряют толщину слоя воды, определяющего суточный отстой в процентах.

Содержание песка в растворе «П» характеризует его загрязненность песком и другими частицами, выпадающими в осадок. Для определения их содержания в отстойник ОМ-2 наливают 50 см³ раствора и 450 см³ воды, закрывают пробкой и интенсивно взбалтывают. Через 3 мин выдерживания отстойника в покое замеряют объем осадка и эту величину умножают на два. Полученная величина характеризует содержание песка в процентах.

Водоотдача раствора условно определяется в приборе ВМ-6 как количество воды, отфильтровавшейся за 30 мин через бумажный фильтр диаметром 7,5 см при перепаде давления 0,1 МПа.

На этом же приборе определяется толщина глинистой корки. Она является аналогом глинистой корки, которая образуется на стенках траншеи в результате фильтрации глинистого раствора в поры грунта.

Для определения качества корки бумажный фильтр с осадком вынимают из прибора ВМ-6 после определения в нем водоотдачи, омывают слабой струей воды рыхлый осадок глинистых частиц и замеряют точной линейкой толщину корки. Плотность и прочность корки определяют визуально.

Тонкодисперсные глины образуют тонкую, плотную и малопроницаемую корку толщиной менее 3 мм за 30 мин. Пленка грубодисперсных растворов получается толстой, рыхлой и непрочной.

Вода для приготовления глинистых растворов должна быть пресной, иметь жесткость не более 12° и отвечать требованиям ГОСТ 4795-68.

7.14. Для приготовления глинистых растворов применяются бентонитовые глины в виде глины-сырца или молотого порошка либо комовые глины. Бентонитовые глинопорошки заводского изготовления, применяемые также для буровых растворов, должны отвечать техническим условиям «Глинопорошки для бурения».

В целях определения пригодности глин для приготовления глинистых растворов с требуемыми параметрами необходимо отбирать пробы глин из местных карьеров для лабораторных исследований. Пробы глин следует отбирать не менее чем из трех разных точек карьера; вес каждой пробы должен быть не менее 5 кг.

7.15. Для улучшения параметров глинистых растворов применяются в необходимых случаях следующие химические реагенты и добавки в виде неорганических химических минеральных и высокомолекулярных веществ:

кальцинированная сода Na₂CO₃ - эффективный, наиболее дешевый и широко применяемый химреагент, который улучшает качество раствора, переводя кальциевые глины в хорошо набухаемые и легко диспергируемые натриевые, а также используется для смягчения жесткой воды;

фосфаты - щелочные соли различных фосфорных кислот - применяются для тех же целей, что и Na₂CO₃, но являются более дорогостоящими и требуют специальных мер предосторожности при обращении;

каустическая сода NaOH - замещает ионы кальция ионами натрия, «разжижает» раствор;

жидкое стекло (силикат натрия или калия) Na₂O·nSiO₂ или K₂O·nSiO₂, (где п - число молекул кремнезема) значительно повышает вязкость и рН глинистого раствора;

поваренная соль (хлористый натрий) NaCl - в небольших количествах (до нескольких процентов от веса глины) повышает структурно-механические свойства растворов.

Высокомолекулярные вещества в связи с их высокой стоимостью и дефицитностью следует применять для приготовления растворов с особыми свойствами - незамерзающих, повышенной вязкости, морозостойкости и др.

К высокомолекулярным веществам относятся: карбосиметилцеллюлоза (КМЦ), углещелочной реагент (УЩР), торфощелочной реагент (ТЩР), сульфитно-спиртовая барда (ССБ), концентрированная сульфитно-спиртовая барда (КССБ), окзил, лигнин, сумил, полифенольный лесохимический реагент (ПФЛХ), крахмал, гипан, метас и др.

Введение этих веществ снижает водоотдачу и повышает вязкость растворов.

В случае невозможности достигнуть требуемых параметров глинистых растворов, приготовленных из местных глин, в состав раствора можно вводить бентонитовые глинопорошки заводского изготовления или бентонитовую комовую глину-сырец.

7.16. Глинопорошок заводского изготовления следует хранить на складе, под навесом или в передвижном вагончике, в таре предприятия-поставщика, в условиях, предотвращающих его замачивание или увлажнение.

Комовые глины можно хранить под навесом или открыто, на бетонированной огороженной площадке.

Химические реагенты в обязательном порядке должны храниться в отдельном запираемом помещении, в таре предприятия-поставщика. В случае порчи тары они немедленно должны быть переложены в другую исправную тару, а просыпавшиеся и непригодные к использованию должны быть ликвидированы.

7.17. Приготовление глинистых растворов и их очистка производятся на технологическом комплексе, включающем: узел приготовления глинистого раствора, емкости для хранения приготовленного глинистого раствора, узел перекачки глинистого раствора, емкости-отстойники для раствора, бывшего в употреблении, склады для хранения глины и химреагентов, узел очистки глинистого раствора.

Пример схемы комплекса для приготовления и очистки глинистого раствора приведен на рис. 79.

7.18. Для приготовления глинистых растворов из комовых глин следует применять механические, а из глинопорошков - механические, турбинные или гидравлические смесители. Технические характеристики этих смесителей приведены в табл. 43.

7.19. Емкости для хранения приготовленного глинистого раствора представляют собой закрытые сверху баки или резервуары объемом 10 м³ и более, оборудованные штуцерами, задвижками и вентилями для подачи и перекачки глинистого раствора и указателями уровня раствора в емкости. Как правило, емкости выполняются из листового металла, прямоугольной или цилиндрической формы, прочность и габариты которых обеспечивают их перевозку автотранспортом. В верхней части емкостей должны быть предусмотрены лазы с крышками для осмотра и очистки внутренней полости.

Для хранения и перевозки глинистого раствора при строительстве в городе и в стесненных условиях рекомендуется использовать прицепные автоцистерны.

7.20. Для перекачки глинистого раствора и подачи его в траншею рекомендуется использовать грязевые и центробежные насосы, технические характеристики которых приведены в табл. 44.

7.21. Трубопроводы для перекачки глинистого раствора выполняют из труб диаметром 100-150 мм секциями длиной от 2 до 5 м, соединяемыми между собой, с насосами, задвижками, вентилями и штуцерами, фланцевыми или быстроразъемными соединениями.

Гибкие трубопроводы должны иметь жесткие наконечники с фланцевыми или быстроразъемными соединениями. На концах гибких трубопроводов, опускаемых в траншею для откачки раствора, должны быть сетчатые фильтры с размером ячеек сетки до 15 × 15 мм.

Трубопроводы должны быть защищены и предохраняться от повреждений проезжающим транспортом.

7.22. В качестве временных и резервных емкостей для отстоя глинистого раствора могут применяться приямки, отрываемые в грунте (если позволяют размеры строительной площадки и она расположена в удалении от жилых массивов). Вокруг приямков обязательно должно быть устроено ограждение.

Заполнение приямков может производиться самотеком, а откачка из них - насосами. Удаление осадка из приямка следует производить экскаватором. По окончании использования приямки должны быть засыпаны грунтом.

Таблица 43

Таблица 44

Таблица 45

7.23. При очистке глинистого раствора для выделения из него частиц крупностью 2 мм и более применяют вибросита, для более тонкой очистки - до частиц крупностью 0,06 мм - гидроциклоны.

Технические характеристики этих механизмов приведены в табл. 45 и 46.

Таблица 46

7.24. Приготовление глинистого раствора из глинопорошков в механических мешалках и смесителях следует производить в следующей последовательности:

заполнение смесителя водой из расчета 0,75 объема готового глинистого раствора;

засыпка в смеситель, если это предусмотрено, расчетного количества химреагента (кальцинированной соды или других добавок) и растворение его в воде при перемешивании в течение 8-10 мин;

загрузка смесителя расчетным количеством глинопорошка частями при кратковременных перемешиваниях;

доливка воды до полного объема готового глинистого раствора;

перемешивание глинистого раствора в течение 20-30 мин;

слив приготовленного глинистого раствора в емкость.

Приготовление глинистого раствора из комовых глин в глиномешалках и смесителях должно производиться в той же последовательности с окончательным перемешиванием раствора в течение 40-50 мин.

Для сокращения времени приготовления глинистого раствора из комовой глины рекомендуется предварительное замачивание глины из расчета 100 вес. ед. глины на 50 вес. ед. воды.

При наличии в приготовленном глинистом растворе песчаных и других частиц размером более 2 мм их необходимо удалять путем его слива через металлическую сетку или отстаиванием в емкости.

7.25. Периодический контроль плотности и других параметров приготовленного глинистого раствора следует производить отбором проб из глиномешалки и накопительных емкостей.

Перемешивание загустевших или расслоившихся глинистых растворов в емкостях следует производить принудительной циркуляцией с помощью насоса или подачей в емкость по шлангу сжатого воздуха.

Периодически, не менее одного раза в смену, следует производить контроль параметров глинистого раствора в траншее (во время разработки грунта, перед установкой арматурных каркасов, сборных элементов и бетонированием, после перерыва в работе свыше 1 сут) путем отбора и исследования проб.

Рис. 80. Конструкции крепления верха траншей

а - переносная; б - Г-образная; в - Г-образная перевернутая; г - баночная

7.26. Разработку траншей под глинистым раствором следует производить в соответствии с рабочими чертежами строящегося сооружения и проектом производства работ.

Во всех случаях разработка траншей под глинистым раствором производится в следующей последовательности:

устройство крепления верха траншеи в соответствии с проектом (рис. 80);

разметка крепления верха траншеи по длине на участки (захватки) в соответствии с принятой в ППР схемой разработки, длины захвата применяемого грейфера, длины армокаркасов или сборных элементов;

разработка под глинистым раствором грунта захватки в определенной ППР последовательности;

погрузка и вывозка извлеченного грунта от места разработки, удаление отработанного глинистого раствора;

установка и крепление в траншее, предусмотренных проектом ограничительных, направляющих и разделительных элементов (труб, свай и т.п.) для разделения захваток и предотвращения проникновения глинистого раствора из одной захватки в другую.

7.27. В некоторых случаях для облегчения работы грейферного оборудования в местах стыка разрабатываемых захваток производится бурение лидерных скважин под глинистым раствором. Бурение лидерных скважин следует применять лишь в тех случаях, когда они являются необходимым условием для нормальной работы землеройного оборудования и предусмотрены в ППР.

7.28. Крепление верха траншеи должно отвечать следующим требованиям:

продольная ось крепления должна совпадать с продольной осью стены;

расстояние между вертикальными стенками должно быть на 50 мм больше рабочего органа землеройного оборудования;

для предупреждения возможных смещений вертикальных стенок между ними следует устанавливать временные деревянные распорки;

начинать разработку траншей допускается только после набора бетоном крепления верха траншеи проектной прочности.

7.29. Оборудование и механизмы для разработки траншей, получившие распространение в практике строительства, можно разделить на два следующих типа: экскавационное; бурофрезерное.

Для экскавационного оборудования характерно наличие ковша, которым производится копание грунта, удаление его из траншеи и выгрузка в виде компактной массы, мало насыщенной глинистым раствором.

Оборудование бурофрезерного типа разрабатывает грунт стружками; при этом измельченный грунт смешивается с глинистым раствором, образуя пульпу. Пульпа откачивается из забоя эрлифтом или шламовым насосом и по трубопроводу подается на ситогидроциклонную установку либо в отстойники, в которых производится разделение пульпы на шлам, идущий в отвал, и глинистый раствор, возвращаемый в траншею.

Из землеройного оборудования экскавационного типа наибольшее распространение получили специальные грейферы на канатной подвеске и штанговые грейферы. Канатная подвеска грейфера не ограничивает глубины копания, но в силу небольшой массы рабочего органа его использование ограничивается II категорией грунта. Штанговые грейферы более сложны в изготовлении и требуют более мощной базовой машины-экскаватора. В то же время применение штанговых грейферов облегчает управление ими, и позволяет разрабатывать более тяжелые грунты.

При разработке траншей грейферами обычно применяются следующие схемы разработки:

разработка траншей захватками длиной, равной ширине захвата грейфера, «через одну», т.е. с оставлением целиков между захватками первой очереди и разработкой этих целиков во вторую очередь;

последовательная разработка траншеи захватками с установкой ограничителей между разрабатываемыми и бетонируемыми захватками.

Выбор схемы и последовательность разработки траншеи определяются гидрогеологическими условиями площадки, конструктивными и технологическими особенностями оборудования для разработки траншей (в том числе шириной захвата грейфера), конструктивными особенностями сооружаемых подземных стен, размерами применяемых армокаркасов, сборных элементов, грузоподъемностью применяемого для монтажа оборудования, обеспеченностью стройплощадки строительными материалами и другими факторами.

Таблица 47

Кроме грейферов, известны и другие виды землеройного оборудования, которые можно характеризовать как специальные экскаваторы. К ним относятся штанговый экскаватор НИИСП, обратные лопаты с удлиненной рукоятью и узким ковшом и др.

Технические характеристики землеройных механизмов приведены в табл. 47.

7.30. При выборе машин для разработки траншей необходимо учитывать, что:

круглые или ломаные в плане траншеи следует разрабатывать механизмами с вертикально перемещающимся рабочим органом (штанговые экскаваторы и грейферы, установки СВД-500, буровое оборудование);

прямолинейные в плане и линейные траншеи можно разрабатывать любыми машинами;

при строительстве линейных противофильтрационных завес рекомендуется применять экскаваторы, оборудованные обратной лопатой;

при строительстве в городах и на промышленных площадках рекомендуется применение специализированных ковшовых машин;

при проходке скальных и полускальных грунтов и прослоек следует применять буровые и бурофрезерные агрегаты.

СООРУЖЕНИЯ ИЗ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

7.31. Сущность технологии строительства монолитных стен d грунте заключается в разработке траншеи, разделении ее на отдельные участки (захватки), монтаже арматурных каркасов на этих участках и бетонировании стены отдельными секциями-захватками последовательно или через одну с обеспечением надлежащей плотности сопряжения секций стены между собою.

Работы по возведению монолитных стен в грунте должны быть максимально механизированы, выполняться поточным методом с максимальным совмещением работ во времени.

7.32. Основным материалом конструкций подземных инженерных сооружений, возводимых способом «стена в грунте», является бетон. Состав бетонной смеси должен подбираться таким образом, чтобы он соответствовал условиям производства работ при бетонировании методом вертикально перемещаемой трубы.

Траншеи, заполненные глинистым раствором, следует бетонировать методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ). Бетонирование и приготовление бетонной смеси должно производиться в соответствии с указаниями главы СНиП III-15-76 и настоящего Пособия. Состав бетонной смеси подбирается согласно указаниям главы СНиП III-15-76, исходя из требуемой прочности бетона и условий его удобоукладываемости, и должен удовлетворять следующим требованиям:

иметь связность, обеспечивающую свободное прохождение по бетонолитной трубе и распределение по площади захватки без расслоения;

относительное водоотделение смеси, характеризующее ее связность, должно находиться в пределах 0,01-0,02;

иметь в период бетонирования осадку стандартного конуса 16-20 см;

сохранять подвижность в течении времени, необходимого для транспортировки и укладки ее в траншею;

водоцементное отношение - не более 0,6;

срок схватывания бетонной смеси - не менее 2 ч.

Для повышения пластичности бетона и его удобоукладываемости без увеличения расхода цемента рекомендуется применять пластифицирующие добавки [сульфитно-спиртовую барду (ССБ) и др.].

Вид и дозировку добавок следует устанавливать по данным лабораторных исследований, в зависимости от вида и качества цемента, а также требований, предъявляемых к бетону. Запрещается вводить в бетонную смесь химические ускорители твердения бетона (хлористый кальций, поваренную соль и др.).

Размеры фракций крупного заполнителя не должны превышать 50 мм.

В некоторых случаях бетонирование возможно производить полужесткими бетонными смесями (с осадкой конуса 7-10 см) и с применением вибратора, прикрепленного к нижней части бетонолитной трубы.

7.33. Арматурные каркасы должны быть на 10-15 см меньше ширины траншеи и иметь специальные катки (салазки), расположенные по обе стороны каркаса в трех точках по горизонтали и через 3-4 м по высоте, но не менее чем в трех сечениях.

Эти катки (салазки) обеспечивают правильную установку каркаса в траншее и создание защитного бетонного слоя между арматурой и грунтом, составляющего 5-7 см с каждой стороны.

В местах установки бетонолитных труб в армокаркасе проектом должны быть предусмотрены специальные проемы с направляющими из продольных гладких стержней, обеспечивающие опускание и подъем бетонолитных труб без зацепления фланцев за арматуру. Хранение готовых армокаркасов на стройплощадке следует осуществлять под навесом на деревянных подкладках.

7.34. Оборудование для бетонирования траншей под глинистым растворим методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) должно состоять из:

комплекта металлических бетонолитных труб с длиной звеньев 1-6 м для подачи бетонной смеси в траншею;

загрузочной воронки на трубе;

приспособлений для изоляции бетонной смеси от глинистого раствора при первоначальном заполнении трубы;

приспособлений для подвешивания, подъема и опускания труб;

подмостей для размещения оборудования и людей;

автобетоносмесителей, бетононасосов и других приспособлений и устройств для транспортирования бетонной смеси к установке ВПТ.

Оборудование и механизмы для бетонирования должны обеспечивать непрерывность укладки бетонной смеси в траншею с равномерным заполнением бетонной смесью всей бетонируемой захватки.

7.35. Для подачи бетонной смеси в траншею следует применять круглые металлические цельнотянутые трубы диаметром 250-300 мм с толщиной стен 8-10 мм без вмятин и наплывов на стенках.

Загрузочная воронка должна изготовляться из листовой стали толщиной 3-5 мм с металлической обвязкой уголковой стали и иметь уклон примерно 45°. Объем воронки должен быть не менее объема бетонолитной трубы, рассчитанной на максимальную глубину бетонирования.

Длина всей бетонолитной трубы должна приниматься равной высоте бетонируемой стены. Зазор между нижним концом бетонолитной трубы и дном траншеи должен быть 6-10 см.

Стыки бетонолитных труб следует выполнять прочными, плотными и быстроразъемными. Замки между секциями труб не должны иметь выступающих частей, которые могли бы задевать за арматурный каркас при подъеме и опускании труб. До начала работ собранную бетонолитную трубу необходимо проверить на герметичность водой под давлением 0,02-0,03 МПа. Для контроля за заглублением трубы в траншее на ней следует нанести яркой краской деления через 10 см, начиная с нижнего звена, а цифры, обозначающие длину трубы, следует наносить через 1 м.

Рис. 81. Трубчатый ограничитель

7.36. Для предохранения бетонной смеси, поступающей в начальный период в бетонолитную трубу, от смешивания с глинистым раствором должны применяться скользящие пробки из мешковины, пакли и др. При этом в горловине воронки над пробкой должен устанавливаться съемный клапан, удерживающий бетонную смесь в воронке.

7.37. Длина отдельных захваток бетонируемой секции обычно принимается от 2 до 6 м, при этом в торцах захватки необходимо устанавливать ограничители, служащие опалубкой и придающие торцу требуемую форму для устройства принятого стыка между захватками.

Рис. 82. Неизвлекаемый железобетонный ограничитель

Ограничитель следует устанавливать в траншею при помощи крана, в створ стыка между смежными захватками. При этом под действием собственного веса ограничитель должен врезаться на 3-5 см в вертикальные стены траншеи и погружаться ниже дна траншеи на 30-50 см. Верх ограничителя должен надежно закрепляться на креплении верха траншеи. Этими мероприятиями обеспечиваются герметичность ограничителя и его устойчивость в горизонтальном направлении от сдвигов под воздействием давления бетонной смеси.

При наличии плотных грунтов в дне траншеи для заглубления ограничителя рекомендуется пробуривать скважину глубиной 0,5 м на дне траншеи. В целях предотвращения обвалов грунтовых стен траншеи устанавливать ограничители способом вибропогружения не рекомендуется.

Ограничители в виде металлических инвентарных труб устраиваются диаметром на 3-5 см менее ширины траншеи с приваренными уголками (рис. 81). Через 3-5 ч после бетонирования ограничители должны извлекаться.

7.38. Вибронабивной стык выполняется при помощи инвентарных труб, которые после начала схватывания бетонной смеси первой захватки отрываются от схватывающегося бетона и оставляются в траншее. После бетонирования смежной захватки полость инвентарной трубы заполняется бетоном, а сама труба извлекается.

Привлекаемые железобетонные ограничители (рис. 82) используют при отрывке и бетонировании захваток через одну.

7.39. Учитывая, что в процессе разработки траншеи происходит загрязнение глинистого раствора и выпадение шлама на дно траншеи, необходимо перед началом бетонирования очистить дно захватки и заменить загрязненный глинистый раствор на свежеприготовленный.

Для очистки дна траншеи от шлама применяются погружные насосы или эрлифтные установки.

7.40. После отрывки траншеи установка ограничителей арматурных каркасов и бетонирование захватки должны выполняться в наиболее короткий срок, который не должен превышать суток.

7.41. Каркасы следует вывешивать на крепление верха траншеи с помощью поперечных балок, при этом стержни арматурных каркасов не должны опираться на дно траншеи.

При значительной глубине траншеи арматурные каркасы должны собираться по высоте из отдельных блоков, соединяемых друг с другом сваркой по мере монтажа их в траншее.

7.42. По мере бетонирования трубу вместе с воронкой поднимают краном и укорачивают посекционно, но так, чтобы ее нижний конец всегда был заглублен в ранее уложенную бетонную смесь не менее чем на 1-2 м. Перерывы в бетонировании допускаются не более 1-5 ч. Вытесняемый из траншеи глинистый раствор в процессе бетонирования отводится по лотку из траншеи в разрабатываемую захватку или запасную емкость.

Количество бетонолитных труб для бетонирования захватки устанавливается исходя из радиуса надежного растекания бетонной смеси - радиуса действия труб.

7.43. Бетонирование следует производить до уровня, превышающего проектную отметку на 2 % высоты конструкций, но не менее 40 см, с последующим удалением верхнего слоя бетона толщиной не менее 20 см, загрязненного глинистыми частицами.

СООРУЖЕНИЯ ИЗ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

7.44. При строительстве способом «стена в грунте» с применением сборных элементов их запас на площадке должен соответствовать длине участка стены, равной сменной производительности агрегата, разрабатывающего траншею. Запрещается разработка траншеи без наличия необходимого запаса сборных элементов.

7.45. Монтаж сборных элементов должен начинаться только при наличии готовой траншеи длиной 6-7 м и вестись с интенсивностью, соответствующей скорости разработки траншеи. Разрыв между рабочим органом разрабатывающей траншею машины и монтируемым элементом должен быть не менее 2-3 м.

Монтаж сборных элементов может производиться стреловыми, башенными или козловыми кранами соответствующей грузоподъемности и вылета, находящимися, как правило, с наружной стороны возводимого сооружения за пределами призмы обрушения траншеи.

7.46. Перед установкой сборного элемента должна замеряться глубина траншеи. Разработка траншеи должна быть произведена с перебором дна на 200-250 мм. Глубина траншеи замеряется по отношению к горизонтальным плитам крепления верха траншеи лотом с бирками на тросе через 0,1 м.

7.47. Проектная отметка верха стеновых панелей достигается их подвеской на крепление верха траншеи или отсыпкой в траншею слоя щебня или гравия. По мере подсыпки осуществляют промеры глубин не менее чем в трех точках по краям проектного положения плиты в центре.

7.48. Установка первой стеновой панели в ряду должна осуществляться с тщательной выверкой ее положения как в плане, так и по высоте при помощи жесткого направляющего кондуктора (рис. 83).

Рис. 83. Кондуктор для монтажа стеновых панелей

1 - опорная рама; 2 - кондуктор; 3 - прижимная пружина

Рис. 84. Съемная (инвентарная) направляющая

1, 2 - направляющие уголки; 3 - закладные детали; 4 - рабочая арматура; 5 - шаблон

Монтаж второй и последующих панелей производится при помощи специальных направляющих - съемных (инвентарных) и постоянных (несъемных).

Съемные направляющие применяются преимущественно при стыках открытой формы, когда полость стыка достаточна для размещения направляющей.

Постоянные направляющие применяются при стыках с малой полостью.

Съемные направляющие (рис. 84 и 85) выполняются в виде стержня-шаблона любого симметричного сечения - двутавра, рельса, трубы и т.д., и соединяются со сборным элементом при помощи фиксаторов-коротышей длиной 150-200 мм. Форма фиксаторов должна соответствовать форме направляющей.

Постоянные направляющие (рис. 86) состоят из шаблона и двух фиксаторов и выполняются в виде накладных частей, привариваемых к закладным частям панели перед ее установкой в проектное положение. При этом фиксаторы устанавливаются на задней (по направлению монтажа) грани монтируемой панели, а шаблон - на передней грани.

Рис. 85. Стык панелей с прямоугольной разделкой шва

1 - съемные направляющие; 2 - фиксаторы коротыши

Рис. 86. Стационарная направляющая

На первой монтируемой панели в сооружениях круглой или овальной формы в плане шаблоны устанавливаются на передней и задней гранях. Передняя и задняя грани последней монтируемой панели оснащаются фиксаторами.

7.49. Монтаж панелей со съемными направляющими производится путем заводки и закрепления направляющей в фиксаторы передней грани сборного элемента, лежащего в горизонтальном положении. После переведения сборного элемента в вертикальное положение он заводится в траншею сверху так, чтобы фиксаторы задней грани монтируемого элемента вошли в зацепление с направляющей ранее установленного элемента. После этого сборный элемент опускается краном в траншею до тех пор, пока верхние фиксаторы не войдут в зацепление с направляющей.

После установки элемента в проектное положение направляющая, находящаяся между смонтированными элементами, извлекается краном для заводки в очередной элемент.

Для обеспечения бесперебойного монтажа необходимо наличие двух направляющих.

Сборные элементы со стационарными направляющими следует монтировать так же, как и элементы со съемными направляющими.

7.50. Высотное положение верхнего торца сборного элемента следует проверять после его погружения в траншею. При этом если панель подвешивается на крепление верха траншеи, то ее высотное положение следует изменять путем установки подкладок различной толщины под балку, на которой подвешен сборный элемент.

В случае, когда элемент опирается на дно траншеи, выверку по высоте нужно осуществлять путем изменения толщины щебеночного основания. Если верх сборной панели расположен ниже проектной отметки, ее следует приподнять краном и в траншею подсыпать щебень.

Если отметка верхнего торца стеновой панели выше проектной, сборный элемент следует приподнять краном, а затем резко опустить вниз, втрамбовывая щебень в дно траншеи.

7.51. Заполнение пазух между панелью и стенками траншеи в зависимости от природных условий, габаритов сооружения, метода разработки грунта и устройства днища выполняется инъекцией цементно-глинопесчаным раствором, внутренней пазухи - гравийно-песчаным материалом, а наружной - низкомарочным цементно-глинопесчаным раствором или гравийно-песчано-глинистой смесью.

7.52. Состав тампонажного раствора должен приниматься таким, чтобы его прочность была не менее прочности окружающего грунта. При этом применяемые для заполнения пазух тампонажные растворы должны обладать следующими свойствами:

Прочность на сжатие на 28 сут, МПа             не менее 0,1

Коэффициент фильтрации, см/с                     не более 10^-8

Время начала схватывания раствора, ч          не менее 8

Расплыв по конусу АзНИИ, см                       не менее 4

Подбор составов следует производить в каждом конкретном случае из имеющихся в наличии материалов в соответствии с Руководством по применению глинистых и тампонажных растворов при строительстве способом «стена в грунте».

Заполнение пазух траншеи следует производить захватками. Длина захватки принимается в зависимости or грунтовых условий в пределах 3-6 м. При этом чем менее устойчивые грунты, тем короче принимается захватка. Следует ограничить захватки торцевой опалубкой ограничителями.

Тампонажный раствор должен подаваться по инъекционным трубкам диаметром 50-60 мм, длина которых равна глубине траншеи. Верхний конец должен быть загнут под углом 90° и оборудован фланцем, а также петлями для подвески к крюку крана.

Инъекционная труба переставляется краном с шагом 1,5 м вдоль траншеи. Подача раствора в трубу осуществляется растворонасосами типа С-853, С-938, С-745А через бункер, оборудованный ситом.

7.53. Гравийно-песчано-глинистые смеси составляются из гравия или щебня и крупного или средней крупности песка в объемном соотношении 1:1. Размер фракций щебня или гравия должен быть не более 10-15 мм. Их подают в пазуху бадьями емкостью до 1 м³. Разгрузка производится в одно место до тех пор, пока конус материала не покажется из-под глинистого раствора. Следующая порция материала подается на откос конуса.

7.54. В том случае, если наружная и внутренняя пазухи заполняются одним и тем же материалом, интенсивность подачи его должна приниматься одинаковой для обеих пазух. В случае заполнения наружной пазухи цементно-песчаным раствором интенсивность подачи материала во внутреннюю пазуху должна быть выше, чем интенсивность инъекции в наружную.

7.55. После окончания заделки пазух и закрытых шпоночных стыков (в случае их наличия) все сборные стеновые панели соединяются поверху путем устройства железобетонной обвязочной балки. Арматурный каркас балки должен включать выпуски арматуры из верхних торцов панелей.

7.56. Разработка грунта изнутри сооружения должна производиться равномерно по всей площади с устройством, в случае необходимости, поддерживающих панели конструкций (распорок, грунтовых анкеров, перегородок). Эти работы должны сопровождаться постоянными наблюдениями за состоянием и возможным перемещением стен сооружений. Работы должны производиться в строгом соответствии с ППР.

7.57. Выбор способа разработки грунта внутри сооружения должен осуществляться одновременно с выбором способа осушения котлована и конструктивно-технологическими решениями по обеспечению устойчивости стен сооружения.

 

Таблица 48

Таблица 49

В табл. 48 приведены рекомендуемые способы производства работ в осушении котлована и дана рекомендуемая область их применения, а в табл. 49 приведены рекомендуемые схемы разработки грунта в сооружениях.

Разработку грунта внутри сооружения разрешается производить только после набора инъекционным раствором 75 %-ной прочности и консолидации материала забутовки в течении 3 сут.

7.58. Заделка стыков (кроме инъекционных) между сборными элементами должна осуществляться поярусно по мере разработки грунта внутри сооружения. Высота яруса 1-2 м.

Перед началом работ по заделке открытых стыков их полость следует очистить стальными щетками, промыть водой из шланга под напором и продуть сжатым воздухом.

7.59. В случае, если просачивается вода в стык между стеновыми панелями, щель между ними зачеканивается жестким раствором, жгутами, пропитанными битумом.

В местах просачивания воды или суффозионных выносов грунта из застенного пространства должны быть установлены патрубки диаметром 20-25 мм для последующего нагнетания тампонажного раствора в застенное пространство.

7.60. Заполнение открытых стыков бетонной смесью должно осуществляться нанесением набрызгбетона или торкрета послойно.

При торкретировании заделку стыка следует производить в 3-4 слоя, а при применении набрызгбетона - в 1-2 слоя.

ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫЕ ЗАВЕСЫ

7.61. При устройстве противофильтрационных завес (ПФЗ) способом «стена в грунте» могут быть использованы следующие заполнители:

твердеющие - бетон и глиноцементный раствор;

нетвердеющие - глины, суглинки, глиногрунтовые смеси и другие материалы, удовлетворяющие требованиям качества и технологии сооружения противофильтрационной завесы.

При подборе материала заполнителя ПФЗ следует учитывать назначение и характер завесы, прочность завесы при заданном напоре и ожидаемых деформациях.

Бетон, используемый в качестве твердеющего заполнителя противофильтрационных завес, должен отвечать всем требованиям, предъявляемым к бетону, применяемому для устройства монолитных стен в грунте. Требования по водонепроницаемости к бетону должны определяться проектом.

Для приготовления глиноцементных заполнителей следует использовать:

глины и суглинки с преобладанием пылеватых частиц (0,05-0,005 мм) и содержанием глинистых частиц (менее 0,005 мм) не более 30 %, хорошо распускающиеся в воде;

пески мелкие или средней крупности;

цементы марки не ниже 300 (обычный и пластифицированный портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый, сульфатостойкий); применение быстросхватывающихся цементов не рекомендуется в связи с быстрой потерей подвижности раствора.

Пригодность исходных материалов для приготовления глиноцементного заполнителя и его рецептуру следует устанавливать лабораторными исследованиями.

Используемый для ПФЗ глиноцементный заполнитель должен иметь подвижность не ниже 15 см по конусу АзНИИ, прочность не более 3 МПа с выходом камня при затвердевании не менее 98 %. Приготовленный заполнитель должен иметь начало твердения не ранее чем через 8 ч.

Нетвердеющие заполнители ПФЗ в виде комовой глины или суглинка должны быть плотными и медленноразмокаемыми в воде и иметь выраженную комовую структуру, максимальный размер комьев не должен превышать ¹/₃ ширины траншеи.

Заглинизированный грунт, который представляет собой смесь извлеченного из траншеи грунта с глинистым раствором, или специально приготовленные глиногрунтовые пасты, применяемые в качестве заполнителя ПФЗ, должны содержать по весу не менее 15 % глинистых частиц с равномерным распределением их по весу объема и не иметь органических примесей. Консистенция заглинизированного грунта и глиногрунтовой пасты должна обеспечивать их укладку в траншею по заданной технологии.

7.62. Для улучшения свойств глиноцементных растворов и нетвердеющих заполнителей применяют химические добавки.

Техническая кальцинированная сода Na₂CO₃ служит для улучшения смачиваемости глинистых частиц, увеличения их диспергации в водной среде и уменьшения водоотделения. Она пригодна практически для всех видов глин и суглинков и вводится в количестве 0,5-2 % веса твердой фазы заполнителя.

Силикат натрия п·Na₂SiO₃ (жидкое стекло) в виде водного раствора плотностью 1,4-1,5 т/м³ применяется для повышения стабильности и улучшения структурно-механических свойств заполнителя. Его наличие увеличивает содержание высокодисперсных кремнеземистых и алюмосиликатных составляющих в грунтовых смесях и вводится в количестве 1,5-3 % веса твердой фазы.

Подбор нетвердеющего заполнителя ПФЗ должен осуществляться и обосновываться специальными лабораторными исследованиями, а в некоторых случаях и опытными работами.

Рис. 87. Схема заполнения секции траншеи глиноцементным раствором

1 - труба диаметром 50 мм; 2 - глинистая суспензия; 3 - глиноцементный раствор

7.63. Особенностью работ по строительству ПФЗ является линейная протяженность фронта работ, что накладывает свой отпечаток на технологию.

7.64. В некоторых случаях при строительстве ПФЗ не следует предусматривать крепление верха траншей ввиду большой его стоимости.

В целях предохранения верхней части бортов траншеи, не имеющей крепления, поверхность земли по обе стороны от траншеи должна иметь уклоны, препятствующие стоку в траншею поверхностных вод. Кроме того, возможно применять инвентарное крепление верха траншеи (см. рис. 80, а).

7.65. Подготовку карьеров, определенных проектом для добычи материала заполнителя ПФЗ, вскрышные работы и строительство подъездов следует производить до начала основных работ. Одновременно следует выполнить водоотводные работы для защиты их от затопления поверхностными водами.

7.66. Монтаж оборудования глинистого хозяйства следует производить до начала основных работ по возведению завесы, а наращивание трубопроводов для подачи в траншею чистого глинистого раствора и откачки зашламованного - в процессе проходки траншеи. При строительстве противофильтрационных завес, имеющих большую протяженность, могут быть применены передвижные глинорастворные узлы.

7.67. Приготовление глиноцементного заполнителя и глиногрунтовых паст следует осуществлять в специальных стационарных или передвижных растворных узлах.

7.68. Бетонные противофильтрационные завесы следует устраивать теми же способами, что и бетонные и железобетонные несущие конструкции, выполняемые способом «стена в грунте».

7.69. Заполнение траншеи глиноцементным заполнителем или глиногрунтовой пастой должно производиться по секциям (захваткам) путем закачки их грязевыми насосами через трубы, опущенные до дна траншеи (рис. 87), или способом ВПТ.

Число подающих труб на секцию определяется проектом производства работ из условия растекания раствора и интенсивности заполнения секции. Длина секции должна составлять 5-7 м. Подачу в траншею глиноцементного заполнителя и глиногрунтовой пасты следует осуществлять непрерывно и прекращать только после их выхода на поверхность траншеи.

При закачке раствора подающие трубы рекомендуется оставлять опущенными до дна выработки в течение всего процесса заполнения. В случае возрастания давления закачки до недопустимых величин подающие трубы могут быть подняты таким образом, чтобы низ труб находился ниже уровня глиноцементного раствора не менее чем на 1 м.

Подача глиноцементного раствора или бетона должна осуществляться непрерывно. Вынужденные перерывы исходя из сроков схватывания раствора или бетонной смеси не должны превышать 4-5 ч. В противном случае секция траншеи или скважина считается выполненной некачественно и по ней должны быть разработаны мероприятия по предотвращению повышенной фильтрации.

Вытесняемый заполнителем проходческий глинистый раствор с удовлетворительными свойствами рекомендуется подавать в соседние секции или специальные емкости для последующего использования. Часть глинистого раствора, содержащая материал заполнителя не пригодна для повторного использования и удаляется.

7.70. Заглинизированный грунт следует приготавливать на бровке траншеи путем обогащения (перемешивания) вынутого из траншеи грунта глинистым раствором или глинистым грунтом, доставленным из карьера. Перемешивание производится бульдозером.

7.71. Заполнение траншеи комовым материалом или заглинизированным грунтом следует производить экскаватором, оборудованным грейфером или бульдозером.

Подача заполнителя должна производиться на небольшом участке траншеи малыми порциями.

При заклинивании комового заполнителя в траншее следует производить штыкование этих участков металлической балкой с вибратором.

7.72. При заполнении непрерывной траншеи нетвердеющим материалом, образующим откос, расстояние между местом подачи материала в траншею и проходческим механизмом (его рабочим органом) должно быть на 3-5 м больше горизонтальной проекции откоса. Для сокращения этого расстояния может быть применена установка в траншее временных или постоянных разделительных шаблонов.

7.73. Для устройства прямолинейных траншей большой протяженности глубиной до 10-15 м целесообразнее использовать серийные гидравлические экскаваторы «обратная лопата» с удлиненной стрелой и рукоятью и зауженным ковшом.

7.74. Строительство тонких противофильтрационных завес толщиной 10-15 см можно осуществлять с использованием высоконапорной водовоздушной струи.

Комплекс оборудования включает буровой станок для устройства лидерных скважин диаметром 150-200 мм, струйный монитор, насосно-растворный узел и компрессор.

Струйный монитор монтируется на гусеничном кране с копровой направляющей.

Разрушение грунта осуществляется водяной струей при давлении 10-70 МПа с расходом 3-12 м³/ч. Диаметр водяного сопла на мониторе 1-5 мм. Монитор может быть оснащен двумя диаметрально расположенными соплами. Противофильтрационный заполнитель подается через отверстие в нижней части струйного монитора под давлением 3-6 МПа.

Для улучшения работы водяной струи, особенно в обводненных грунтах, водяное сопло монитора охватывается вторым кольцевым соплом шириной 1-3 мм, через которое подается сжатый воздух под давлением 0,6-0,7 МПа с расходом 2-4 м³/мин. Образующаяся при этом воздушная рубашка отделяет водяную струю от грунтовой воды и пульпы, увеличивая тем самым дальность ее действия.

Струйный монитор опускают на дно направляющей скважины с ориентировкой водяного сопла по заданному направлению и по мере разрушения грунта поднимают вверх по скважине со скоростью 0,5-2 м/мин. Одновременно с подъемом монитора начинают подачу противофильтрационного заполнителя.

7.75. Строительство тонких ПФЗ без выемки грунта основано на погружении в грунт инвентарного металлического элемента толщиной 100 мм, снабженного вибратором. Рациональная глубина сооружаемой таким способом завесы - до 10 м.

ПФЗ, сооружаемые с помощью вибрационного оборудования, целесообразно устраивать в водонасыщенных песчаных и супесчаных грунтах с прослойками глин и суглинков текучей и мягкопластичной консистенции без крупных включений.

Работы осуществляются тремя - пятью инвентарными элементами, соединяемыми между собой шпунтовыми замками. Производство работ осуществляется в следующей последовательности: в грунт последовательно погружают все инвентарные элементы с одновременной подачей глиноцементного раствора под давлением 0,2-0,3 МПа с целью облегчения процесса погружения и предохранения инъекционных отверстий от забивания грунтом. Затем извлекают первым погруженный элемент с заполнением образующейся в грунте полости глиноцементным раствором при давлении не менее 0,2 МПа и перемещают его в замок крайнего погруженного элемента. В дальнейшем операции повторяются.

Работы осуществляются с помощью крана на гусеничном ходу грузоподъемностью не менее 16 т с копровой стойкой.

Для погружения и извлечения элементов используется вибропогружатель В-401 (ВПП-2), жестко крепящийся в верхней части элемента.

Технические характеристики вибропогружателя В-401 (ВПП-2)

Вынуждающая сила, т                                                    25

Статический момент массы дебалансов, кг·см           1000

Частота, Гц                                                                      25

Мощность двигателя, кВт                                              55

Металлический инвентарный элемент имеет коробчатое сечение, снизу к которому крепится заостренный башмак с трубкой для подачи раствора, проходящей внутри элемента. Элемент по длине снабжен шпунтовыми замками.

7.76. При производстве работ в зимних условиях (до -15 °С) следует предусматривать следующие мероприятия:

утепление оборудования для приготовления, перекачки и очистки глинистого раствора;

закрытие разработанных участков траншей утепленными щитами;

устройство тепляков над секциями.

7.77. Во избежание замерзания воды и глинистого раствора в шлангах, трубопроводах и насосах работы в зимний период рекомендуется вести круглосуточно по скользящему графику без выходных дней.

7.78. При бетонировании в зимних условиях бетонная смесь подается в бункер подогретой. Температура ее в момент укладки должна быть не ниже 5 °С. Для верхней части конструкции может применяться электропрогрев.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА РАБОТ

7.79. В процессе возведения подземных сооружений способом «стена в грунте» должны контролироваться:

геометрические размеры траншеи;

наличие осадка на дне траншеи и его удаление;

качество глинистого раствора, заполняющего траншею;

правильность установки арматурных каркасов и ограничителей между захватками;

состав и подвижность бетонной смеси;

режим бетонирования (в порядке, установленном для метода вертикально-перемещающейся трубы - ВПТ);

качество уложенного бетона или противофильтрационного заполнителя.

7.80. Глубина траншеи должна проверяться в процессе ее разработки сразу же после проходки рабочего органа землеройной машины.

7.81. Показатели глинистого раствора должны проверяться один раз в смену с отбором проб из глиномешалки, наполнительной емкости и траншеи.

7.82. Приемка законченных бетонных и железобетонных конструкций должна осуществляться в соответствии со СНиП III-15-76.

7.83. При строительстве противофильтрационных завес контролю дополнительно подлежат:

заглубление завесы в водоупорные грунты;

соблюдение технологии заполнения траншеи противофильтрационным материалом;

качество противофильтрационного материала.

Фильтрационные свойства материала заполнителя противофильтрационных завес должны определяться отбором образцов из тела завесы и испытанием их в лабораторных условиях.

Допускается определение фильтрационных свойств заполнителя противофильтрационных завес радиоизотопными плотномером или влагомером. В последнем случае используется предварительно установленная корреляционная зависимость коэффициента фильтрации от плотности материала заполнителя.

Вопросы контроля качества противофильтрационной завесы должны определяться проектом с учетом результатов работ по п. 7.85.

7.84. Составной частью контрольных работ в процессе возведения и эксплуатации сооружений является геодезический контроль, который должен включать наблюдения:

при разработке траншеи;

в период бетонирования или установки панелей;

во время тампонажа и снятия панелей с подвесок;

по маркам, установленным на стенах, в процессе возрастании нагрузок;

в период эксплуатации (продолжительность наблюдений и цикличность устанавливаются проектом).

Наблюдения должны производиться как за вертикальными деформациями, так и за горизонтальными смещениями строящегося объекта и существующих зданий и сооружений (в случае их близкого расположения).

Рис. 88. Примерное расположение марок для наблюдения за вертикальными и горизонтальными деформациями в период:

а - разработки траншеи; б - монтажа панелей; в - тампонажа; г - разработки грунта внутри помещения; д - эксплуатации; 1 - стенки форшахты; 2, 5 - геодезические марки; 3 - траншея; 4 - колонна; 6 - панель; 7 - тампонажный раствор; 8 - распорные блоки

Примерное расположение марок для наблюдений за вертикальными и горизонтальными деформациями в период разработки траншей и устройства подземного помещения из сборных панелей приведено на рис. 88.

Результаты геодезических наблюдений заносятся в специальный журнал.

7.85. До начала устройства противофильтрационных завес с целью уточнения технологической схемы, предусмотренной проектом производства работ, и уточнения проектных характеристик материала-заполнителя строительной организации следует выполнить опытные работы в соответствии с техническим заданием (программой), составленным проектной организацией.

Раздел 8. СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ, ШПУНТОВЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ И АНКЕРЫ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

8.1. Правила и требования настоящего раздела распространяются на производство и приемку следующих видов работ по устройству свайных фундаментов и шпунтовых ограждений: погружение свай и свай-оболочек, устройство набивных свай, погружение, извлечение шпунта и устройство анкеров.

8.2. Настоящие правила должны распространяться на устройство и приемку свайных фундаментов для жилищно-гражданских промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений, а также для транспортных и гидротехнических сооружений, включающее погружение забивных свай, свай-оболочек и шпунта забивкой, вибрированием без подмыва и с подмывом, изготовление набивных свай и устройство ростверков и анкеров.

8.3. Устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений должно осуществляться по проекту производства работ в соответствии с СП 47-74.

В проекте производства работ на акватории дополнительно приводятся сведения о гидрометеорологических условиях района строительства, подводных и надводных сооружениях и коммуникациях, указания по защите свайных конструкций в период строительства от воздействия волн, ледоходов, паводков, приливов, навала судов и т.п.

Проект производства работ должен также содержать рабочие чертежи всех вспомогательных устройств, связанных с выполнением свайных работ (эстакады, подмости, направляющие конструкции и т.д.); проект внутренних коммуникаций, питающих оборудование, применяемое на свайных работах; проект временных сооружений.

Для одиночных несложных объектов небольшой площади вместо проекта производства работ допускается ограничиться описанием производства свайных работ. При погружении свай, свай-оболочек и шпунта на незащищенной от волнения акватории конструкция направляющих устройств разрабатывается проектной организацией, осуществляющей проектирование возводимого фундамента или ограждения. Проектная организация разрабатывает также мероприятия по защите железобетонных свай-оболочек от трещинообразования и разрушения от действия гидродинамического давления в их полости при вибропогружении.

В составе проекта производства работ должны быть сведения: о глубине разведанной толщи грунтов не менее 5 м ниже проектной отметки подошвы свай или свай-оболочек, наличии скальных прослоек или включений валунов с их характеристиками (размеров и прочности), о физико-механических характеристиках грунтов, о характерных уровнях поверхностных и грунтовых вод. Предельная отрицательная температура, при которой допускается производство работ по погружению стального шпунта, устанавливается проектной организацией в зависимости от марки стали и способа производства работ.

8.4. Основным работам по устройству свайных фундаментов должны предшествовать подготовительные работы:

а) приемка строительной площадки, оформленная актом;

б) выбор оборудования для погружения свай, свай-оболочек и шпунта (см. прил. 37-39);

в) детальная разбивка свайного фундамента или шпунтового ограждения;

г) завоз и складирование свай, свай-оболочек и шпунта;

д) проверка соответствия технической документации и маркировки доставленных к месту работы свай, свай-оболочек и шпунта, а также проверка замков шпунтин протаскиванием по ним шаблона длиной не менее 2 м;

е) полная или частичная сборка свай, свай-оболочек, укрупнительная сборка шпунтин в пакете;

ж) нанесение антикоррозионных покрытий;

з) разметка свай, свай-оболочек и шпунта по длине.

8.5. Разбивка осей свайных фундаментов, а также шпунтовых рядов должна производиться от базисной линии. За основные линии разбивки должны приниматься оси сооружений, а в набережных - линии кордона. В качестве реперов для зданий и сооружений следует, как правило, использовать забивные сваи, расположенные на расстоянии от наружных осей не ближе 10 м.

Разбивка осей фундамента, или опоры из свай и свай-оболочек, или шпунтового ограждения должна производиться с надежным закреплением на местности положений осей всех рядов свай, свай-оболочек и шпунтового ряда.

Разбивка рядов свай при забивке их с подмостей должна сопровождаться закреплением их осей на подмостях.

Положение осей рядов свай, свай-оболочек и шпунтовых рядов на местности, покрытой водой, закрепляется путем установки необходимых знаков на берегу или с помощью каркасов.

Разбивка осей фундамента или опоры из свай и свай-оболочек, свайного или шпунтового ряда должна оформляться актом, к которому прилагаются схемы расположения знаков разбивки, данные о привязке к базисной и высотной опорной сети.

8.6. Правильность разбивки осей должна систематически проверяться в процессе производства работ, а также в каждом случае смещения точек, закрепляющих оси.

Отклонения разбивочных осей свайных и шпунтовых рядов и рядов из свай-оболочек от проектных не должны превышать 1 см на каждые 100 м ряда.

8.7. Кантовка свай, перемещение их волоком и сбрасывание с высоты не допускаются. Сбрасывание шпунта с платформ или автомобильных прицепов не допускается. При хранении и перевозке железобетонные сваи следует укладывать на деревянные подкладки, размещенные строго под объемными петлями.

ПОГРУЖЕНИЕ СВАЙ, СВАЙ-ОБОЛОЧЕК И ШПУНТА

8.8. Выбор молота для забивки свай длиной до 25 м включительно разрешается производить исходя из указанной в проекте расчетной нагрузки, допускаемой на сваю, и массы сваи. Необходимая при этом минимальная энергия ударов молота Э, Дж, определяется по формуле

Э = 1,75aР,                                                                    (18)

где а - коэффициент, равный 25 Дж/кН; Р - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю (по данным проекта), кН.

Принятый тип молота с расчетной энергией удара Э_р должен удовлетворять условию

(Q_п + q) / Э_р ≤ К_п,                                                                (19)

где К_п - коэффициент, приведенный в табл. 50; Q_п - полный вес молота, Н; q - вес сваи (включая вес наголовника и подбабка), Н; Э_р - расчетная энергия удара принятого молота, Дж.

Расчетное значение энергии удара принимается:

Для подвесного и паровоздушного молотов одиночного действия     Э_р = QH

Для трубчатых дизель-молотов                                                                Э_р = 0,9QH

Для штанговых дизель-молотов                                                               Э_р = 0,4QH

Для паровоздушных молотов двойного действия                                  Согласно паспортным данным

Здесь: Q - вес ударной части молота, Н; Н - фактическая высота падения ударной части молота, м, принимаемая на стадии окончания забивки свай для трубчатых, H = 2,8 м, а для штанговых при массе ударных частей 1250, 1800 и 2500 кг - соответственно 1,7; 2 и 2,2 м.

8.9. Расчетная нагрузка Р при выборе молота для забивки шпунта определяется по СНиП II-17-77, как для сваи аналогичного сечения с коэффициентом надежности К_п = 1,4.

Таблица 50

8.10. Для стального шпунта, а также при погружении свай любого типа с подмывом указанные в табл. 50 значения коэффициентов увеличиваются в 1,5 раза.

Принятый тип молота и высоту падения его ударной части следует дополнительно проверить на максимальные сжимающие напряжения, допустимые в железобетонной свае при забивке.

Максимальные сжимающие напряжения при ударе молота (с учетом обжатия бетона в преднапряженных сваях) не должны, как правило, превышать 60 % марки бетона по прочности на сжатие для свай, находящихся в неагрессивной среде, и 50 % - для свай, подверженных воздействию агрессивной среды, и свай транспортных сооружений, возводимых на акваториях.

Значения максимальных сжимающих напряжений в железобетонных сваях от удара молота рекомендуется определять в соответствии с прил. 40.

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

m / F ≤ К_фα (R_y / 210)^β,                                                       (20)

где т - масса ударной части, кг; F - площадь поперечного сечения шпунтины (пакета шпунтин) или свай, см²; К_ф - коэффициент, принимаемый равным для плоского, зетового и корытных профилей шпунта соответственно 0,7; 0,8 и 0,9, а для трубчатых свай - 1; α - коэффициент, принимаемый в зависимости от типа молота и высоты падения ударной части по табл. 51; R_у - расчетное сопротивление стали забиваемого элемента по пределу текучести (МПа), принимаемое по СНиП II-23-81*; β - показатель степени, принимаемый равным для плоского, зетового и корытного профилей шпунта соответственно 1; 1,2 и 1,4, а для трубчатых свай - 1,7.

8.11. Выбор молота для забивки свай длиной более 25 м производится проектной организацией, одновременно с разработкой проекта свайного фундамента, как правило, с использованием специальных программ, алгоритмы которых основаны на волновой теории удара. Выбор молота осуществляется на основе решения на ЭВМ вариантов задач, в которых, задаваясь конкретными параметрами системы «молот-наголовник-свая-грунт», вычисляют отказ сваи и динамические напряжения в ней от удара молота. Варьируя массой ударной части молота, его высотой падения, параметрами сваи, наголовников и амортизаторов, параметрами, характеризующими сопротивление грунта, на основе полученных результатов по отказам и динамическим напряжениям определяют приемлемость того или иного молота для данной сваи и грунтовых условий.

Расчет отказов и динамических напряжений при забивке стальных трубчатых свай, в том числе и диаметром свыше 800 мм, паровоздушным молотом рекомендуется выполнять по программе GIA SI (разработчик - ЦНИИС Минтрансстроя, номер программы в Госфонде алгоритмов и программ - П006029).

8.12. Забивка деревянных свай, снабженных бугелем, допускается без наголовника.

8.13. При необходимости пробивки прослоек плотных грунтов следует применять молоты с энергией удара большей, чем указано в формулах (18) и (19), соблюдая при этом требование, указанное в формуле (20) или забивать сваи с применением лидерных скважин.

Примечания: 1. При выборе молотов для забивки наклонных свай энергию удара, вычисленную по формуле (20), следует умножить на повышающий коэффициент К₁, приведенный в табл. 52.

2. При наличии разных молотов с одинаковой энергией удара предпочтение следует отдавать молоту с большей массой ударной части, обладающему большей погружающей способностью и вызывающему более низкие динамические напряжения в свае при забивке.

3. Для облегчения погружения свай через пласты глинистых грунтов, залегающих выше уровня грунтовых вод, допускается применять подачу небольших количеств воды в образующийся при забивке зазор между грунтом и сваей с целью смазки ее боковой поверхности.

8.14. Забивка свай в набухающие и просадочные грунты может производиться с лидером или без него. Глубина лидерной скважины назначается опытным путем, но должна быть не более 0,9 длины сваи.

8.15. Забивка железобетонных свай и шпунта молотами должна производиться с применением наголовников, оснащенных верхним и нижним амортизаторами; зазоры между боковой гранью свай и стенкой наголовника не должны превышать 1 см с каждой стороны.

Таблица 51

Таблица 52

Забивка стальных свай и шпунта молотами одиночного действия производится с применением наголовников, оснащенных только верхним амортизатором.

Амортизаторы наголовника служат для трансформации резкого ударного импульса в более пологий и длинный с целью более рационального использования энергии удара молота на погружение сваи в грунт и снижения ударных нагрузок на сваю, а также на молот и сам наголовник. Параметры амортизаторов назначаются из условия ограничения экстремальных динамических напряжений в свае при забивке в соответствии с п. 8.8. Начальная толщина нижнего амортизатора, выполненного из досок, в любом случае должна быть не менее 10 см. В процессе забивки свай и шпунта следует вести контроль состояния амортизаторов и производить их своевременную замену (прил. 40, 41).

Крепление вибропогружателя или вибромолота (за исключением вибромолотов со свободным наголовником) со сваей, сваей-оболочкой или шпунтом должно быть жестким в процессе погружения. Рекомендуется применять гидравлические наголовники. Для погружения наращенных или пакетных деревянных свай применение вибропогружателей не допускается.

8.16. Прочность соединения секций с помощью замков на болтовых и сварных фланцевых стыках должна быть не меньше суммарной прочности приведенного железобетонного поперечного сечения сваи или сваи-оболочки при работе на продольную силу и на изгиб. Стыки свай-оболочек до погружения должны быть покрыты гидроизоляцией согласно проекту. При стыковании секций свай и свай-оболочек должна быть обеспечена их соосность.

8.17. Укрупнительная сборка свай-оболочек на строительной площадке должна производиться на болтах или сваркой в соответствии с проектом сооружения и проектом производства работ.

8.18. Для обеспечения проектного положения свай, свай-оболочек и шпунта, погружаемых в пределах акватории, следует применять преимущественно инвентарные направляющие устройства в виде кондукторов, каркасов, смонтированных на понтонах или на баржах, временно закрепляемых якорями. Окончательное закрепление направляющих устройств должно осуществляться вертикальными сваями или сваями-оболочками. Только после этого можно погружать наклонные сваи и сваи-оболочки, если они предусмотрены в конструкции фундамента.

Максимальная балльность волнения, при которой разрешается производство работ по погружению свайных элементов, устанавливается проектом производства работ в зависимости от технических характеристик основной несущей машины (самоподъемной платформы, плавучего копра, плавучего крана) и параметров погружаемых свайных элементов. Для плавучих копров и кранов она не должна превышать двух баллов.

8.19. Механические или гидравлические способы разработки (рыхления) и удаления грунта ниже ножа полых свай и свай-оболочек рекомендуется применять для облегчения их погружения в нескальные грунты.

8.20. Механические способы разработки и удаления грунта грейферами или вращательным бурением рекомендуется применять при погружении свай-оболочек диаметром 1 м и более.

Наибольший размер грейфера в плане (в раскрытом состоянии) должен быть на 0,3 м меньше диаметра полости сваи-оболочки.

Габаритный размер ковшового бура с резцами в плане должен быть на 0,1 м, а цилиндрической части бура - на 0,3-0,5 м меньше диаметра полости сваи-оболочки.

8.21. Удаление из свай-оболочек песчаных грунтов и супесей допускается производить эрлифтами или гидроэлеваторами с предварительным рыхлением грунта струей напорной воды.

При разработке грунтов эрлифтами или гидроэлеваторами во избежание наплыва грунта в сваю-оболочку следует долить в нее воду в количестве, обеспечивающем уровень воды в свае-оболочке на 4-5 м выше естественного уровня вне ее. На последнем этапе погружения сваи-оболочки в целях предотвращения разуплотнения грунта основания в полости свай-оболочек необходимо оставлять грунтовое ядро, высота которого устанавливается в проекте свайного фундамента.

8.22. При сезонном промерзании грунта забивка призматических свай может производиться при условии, что глубина промерзания нe превышает 0,5 м. В случаях большей глубины промерзания грунта необходимы мероприятия по облегчению условий погружения (устройство лидерных скважин, оттаивание и др.).

Диаметры лидирующих скважин при погружении свай через сезонно мерзлый грунт должны быть следующие:

для призматических свай - не более диагонали и не менее стороны поперечного сечения;

для трубчатых свай - не менее диаметра сваи.

8.23. Выбор типа вибропогружателя следует производить, исходя из предусмотренной проектом несущей способности сваи или сваи-оболочки (или расчетной глубины погружения шпунта) с учетом грунтовых условий.

Для низкочастотных вибропогружателей с частотой вращения дебалансов до 550 в 1 мин значение необходимой вынуждающей силы вибропогружателя Р_в, кН, определяется по формуле

Р_в = 1,4Ф - 3Q_в / К_б,                                                             (21)

где Ф - расчетная несущая способность сваи, кН, по проекту; Q_в - вес вибросистемы, включая вибропогружатель, сваю и наголовник, кН; К_б - коэффициент снижения бокового сопротивления грунта во время вибропогружения, принимаемый для различных грунтов:

Песчаные грунты средней плотности

Коэффициент К_б

гравелистые                                                                     2,5

крупные                                                                            3,2

средней крупности                                                         4,9

пылеватые                                                                        5,7

мелкие                                                                              6,2

Глинистые грунты при показателе консистенции J_L:

0                                                                                        1,6

0,1                                                                                     2

0,2                                                                                     2,6

0,3                                                                                     3,3

0,4                                                                                     3,9

0,5                                                                                     4,4

0,6                                                                                     4,9

0,7                                                                                     5,4

0,8                                                                                     5,8

Примечания: 1. Для водонасыщенных крупных песков значения К_б увеличиваются в 1,2 раза, средних - в 1,3 раза, мелких - в 1,5 раза.

2. Для заиленных песков значения К_б снижаются в 1,2 раза, что не исключает применение повышающих коэффициентов при водонасыщении.

3. Для промежуточных значений консистенций I_L глинистых грунтов значения К_б определяются интерполяцией.

4. При слоистом напластовании грунтов коэффициент К_б определяется как средневзвешенный по глубине.

Необходимое значение максимальной вынуждающей силы вибропогружателя Р_в окончательно принимается не ниже 1,3Q_в при погружении свай-оболочек (с возможным извлечением грунта из внутренней полости и в ходе погружения) и 2,5Q_в при погружении свай сплошного сечения и полых свай, погружаемых без извлечения грунта.

Из числа вибропогружателей, обеспечивающих развитие необходимой вынуждающей силы, выбирается тот вибропогружатель наименьшей мощности, у которого статический момент массы дебалансов К₀ (или максимальное значение момента дебалансов К₀ для вибропогружателей с регулируемыми параметрами), кг·см, удовлетворяет условию

К₀ ≥ М_пА₀,                                                           (22)

где М_п - суммарная масса вибропогружателя, сваи и наголовника, кг; А₀ - амплитуда колебаний при отсутствии сопротивлений, см, принимаемая по табл. 53.

Определенные необходимые значения статического момента массы дебалансов К₀ и вынуждающей силы Р_в при выборе типа вибропогружателя с фиксированными или ступенчато изменяемыми значениями этих параметров должны обеспечиваться на одной из ступеней частоты вращения, а для более предпочтительных вибропогружателей с регулируемыми на ходу параметрами находиться в пределах диапазона регулирования.

При этом следует учитывать, что при равной вынуждающей силе большей погружающей способностью обладает режим работы с большим статическим моментом дебалансов.

8.24. При вибропогружении свай-оболочек следует принимать следующие меры против возможного затруднения их погружения, их разрушения или появления трещин:

во избежание повышения давления воздуха в полости сваи вследствие ее герметизации и затруднений в погружении применять наголовники со сквозными отверстиями площадью не менее 0,5 % площади поперечного сечения сваи-оболочки;

во избежание возникновения опасных динамических воздействий столба воды и грунтового ядра в полости сваи-оболочки при ее погружении на водоемах применять меры защиты железобетонных свай-оболочек от трещинообразования в соответствии с табл. 54.

Таблица 53

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

Применению принятого к производству работ способа защиты свай-оболочек должна предшествовать опытная его проверка в условиях конкретной строительной площадки.

Мероприятия по подаче воздуха в полость свай-оболочек способствуют также уменьшению сопротивления погружению.

8.25. Для подачи воздуха в полость сваи-оболочки в зависимости от условий конкретной строительной площадки могут быть использованы пневмоинъектор или устройство непрерывной воздухоподачи УНВ (см. прил. 42).

8.26. В целях предупреждения возможных разрушений свай-оболочек при вибропогружении следует вести наблюдение за расходом мощности вибропогружателя (или силой тока) на пульте управления и амплитудами колебаний оболочки. Если повышение мощности (или силы тока) и амплитуд сопровождается уменьшением скорости погружения, а жесткость крепления вибропогружателя к свае не нарушена, это свидетельствует о возникновении виброударного режима движения оболочки с ударами по твердому препятствию. В этом случае погружение следует прекратить до выбора грунта из-под ножа оболочки, его подмыва или удаления жестких включений.

Таблица 54

Примечания: 1. Знак «+» рекомендуется применять; знак «-» не рекомендуется применять. 2. При погружении свай-оболочек с поверхности грунта следует применять подачу воздуха в грунтовой сердечник.

При окончании погружения оболочки в песчаных грунтах и супесях следует ее провибрировать при пониженном моменте дебалансов или частоте колебаний вибропогружателя на проектной отметке в течение 7-10 мин для уплотнения грунта ядра и вокруг оболочки.

8.27. Питание электродвигателя вибропогружателя должно быть от самостоятельной сети, не имеющей нагрузок. Выбор источника питания вибропогружателя должен производиться с учетом перегрузки его электродвигателей на 30-50 %.

В процессе работы вибропогружателя должно проверяться напряжение на всех трех фазах электрической сети. Падение напряжения в сети во время работы вибропогружателя не должно превышать 5 % номинального.

8.28. В процессе погружения свай-оболочек при постоянных параметрах вибропогружателя и при отсутствии твердых препятствий скорость погружения, амплитуда колебаний, величина тока и потребляемая двигателем мощность постепенно снижаются с глубиной ввиду возрастания сил бокового трения грунта.

Для увеличения глубины погружения сваи-оболочки целесообразно принудительно повышать к концу погружения потребляемую мощность двигателя до номинальной, используя для этого конструктивные особенности применяемых вибропогружателей (увеличение момента дебалансов, переход на более высокие ступени их вращения), а также использовать пневмоинъекторы или УНВ.

Грунт из полости свай-оболочек следует извлекать при затруднении дальнейшего погружения и снижения скорости до 2-5 см/мин или же в связи с необходимостью удаления жестких препятствий из-под ножа оболочки. О возможности дальнейшего погружения сваи-оболочки без выемки грунта, подаче воздуха или подмыва можно судить по величине амплитуды колебаний оболочки. Если амплитуда колебаний становится равной порядка 5 мм, не следует ожидать дальнейшего погружения. В этом случае нужно применять подачу воздуха в ядро при песчаных грунтах, подмыв или выемку грунта из полости сваи-оболочки, а в вибропогружателях ВРП с регулируемыми параметрами увеличивать статический момент дебалансов, а затем скорость их вращения, повышая потребляемую мощность до номинальной.

8.29. При выборе способа погружения стального шпунта предпочтение, как правило, следует отдавать вибропогружению как наиболее производительному и наименее опасному для повреждения шпунта способу. Забивку шпунта молотами одиночного действия следует применять в тех случаях, когда по тяжелым грунтовым условиям (гравийные грунты, гравелистые пески, твердые и полутвердые глинистые грунты и т.п.) вибропогружение становится неэффективным (скорость погружения менее 10 см/мин), а также для добивки шпунта после вибропогружателя или вибромолота, если последними не удалось достигнуть проектных отметок (за исключением случаев попадания шпунта на какое-либо препятствие, например валун, топляк и т.д.).

При выборе оборудования следует, как правило, ориентироваться на погружение шпунта пакетами. Шпунт зетового профиля погружается только пакетами. Увеличение количества шпунтин в пакете способствует увеличению производительности труда, снижает вероятность повреждения и чрезмерного отклонения шпунта от проектного положения.

Количество шпунтин в пакете назначается в зависимости от типа шпунта, мощности грузоподъемного и погружающего оборудования, ширины погружающей машины (молота, вибропогружателя) и наголовника, грунтовых условий и составляет при вибропогружении от 2 до 11, а при забивке - от 2 до 4.

Тип вибропогружателя для пакетного погружения шпунта следует подбирать в соответствии с указаниями п. 8.23.

Расчетная несущая способность грунта определяется при этом в соответствии с указаниями СНиП II-17-77, как для сваи аналогичного шпунту сечения.

Выбор вибропогружателя и вибромолота для погружения шпунта одиночными элементами рекомендуется производить по данным прил. 39.

8.30. Погружение шпунта в сооружении следует, как правило, выполнять захватками, на которых предварительно полностью выставляется шпунт. Длина захваток назначается в зависимости от местных условий (производительности, длины направляющих, защищенности от волнения и т.д.) в пределах от 10 до 30 м.

Операцию подъема и перемещения шпунтины (пакета) к месту установки во избежание большой раскачки следует производить плавно, без рывков, не допуская ударов шпунтины о направляющие и ранее установленный шпунт. Для подъема шпунтин (пакетов) краном следует применять строповочный захват с дистанционным расцеплением, а для заводки шпунтин в замок - специальные ловильные приспособления.

Погружение шпунта на каждой захватке следует выполнять, как правило, периодическими последовательными поступательно-возвратными проходками от концов захватки к ее середине и обратно таким образом, чтобы разница в отметках низа соседних шпунтин (в том числе и на границах с соседними захватками) в зависимости от степени трудности погружения (тяжелой, средней и легкой) соответственно не превышала следующих значений: для плоского шпунта - 0,5; 1 и 2 м; для других профилей - 1,5; 3 и 5 м.

Степень трудности погружения шпунта при правильном подборе погружающего механизма, в соответствии с указаниями пп. 8.8; 8.9; 8.29, характеризуется скоростью погружения, см/мин, при вибропогружении или количеством ударов молота, затрачиваемых на 0,5 м погружения шпунта в грунт:

Тяжелое погружение                              менее 50 см/мин, или более 25 ударов

Погружение средней трудности            от 50 до 200 см/мин, или от 5 до 25 ударов

Легкое погружение                                 более 200 см/мин, или менее 5 ударов

Пакеты из 8-11 шпунтин корытного профиля допускается погружать в прямолинейных стенках на глубину до 10 м за одну проходку вибропогружателем, если отклонения при этом не превышают допустимых.

Если ширина погружающей машины превышает ширину шпунтины или пакета, следует применять вставку-удлинитель наголовника, длина которой назначается из условия обеспечения свободного погружения шпунтины или пакета на требуемую глубину, принятую в проходке.

8.31. При погружении первых шпунтин (или пакетов) необходимо обратить особое внимание на строгую вертикальность их направления. Вертикальность проверяется по отвесу. Проверку вертикальности погружения шпунтин в обеих плоскостях следует производить не реже чем через каждые 5 шпунтин.

При производстве шпунтовых работ необходимо принимать меры, исключающие отклонение шпунта от проектного положения свыше допускаемых. Виды отклонений шпунта при погружении и способы их предотвращения и устранения приведены в прил. 43.

В процессе вибропогружения необходимо следить за состоянием троса и крюка крана, к которому подвешена вибромашина.

При работе с вибромашинами, оснащенными амортизаторами, скорость опускания крюка крана должна быть такой, чтобы вибропогружение частично тормозилось краном. Этим обеспечивается вертикальность погружения шпунта. На последнем этапе погружения (1,5-2 м) трос можно ослабить и погружение вести без торможения.

При погружении шпунта вибропогружателем без амортизатора скорость спуска крюка крана должна быть такой, чтобы кран не тормозил погружение шпунтины (пакета).

Для преодоления твердых прослоек грунта, а также отдельных препятствий, например бревен в грунте, рекомендуется при использовании вибромашины с амортизатором несколько раз повторить операции извлечения (на 0,8-1 м) с минимальной скоростью и погружения с максимальной скоростью (при свободном подъемном тросе).

Для уменьшения риска повреждения шпунта и его замков забивку молотами одиночного действия следует, как правило, прекращать при отказах менее: для плоского шпунта - 15 мм; для других видов шпунта - 10 мм.

Значение минимального отказа при заделке шпунта в скальные и крупнообломочные грунты на последнем этапе погружения назначается проектной организацией.

Не допускается добивка молотами одиночного действия шпунта, попавшего на препятствие при вибропогружении, которое легко распознается по резкому замедлению и остановке вибропогружения и по появлению характерного стука. Большой ударный импульс молота одиночного действия вместо разрушения препятствия может привести в данном случае к повреждению шпунта и разрыву замков.

8.32. Для ячеистых шпунтовых конструкций в проекте производства работ, как правило, следует предусматривать проверку и отработку принятой технологии погружения шпунта на первой ячейке. После погружения шпунта этой ячейки до ее засыпки следует произвести тщательный осмотр (при производстве работ на воде - водолазами) шпунта по всему периметру с откопкой на предельно возможную глубину в местах, где встречались затруднения в погружении. В случае положительных результатов осмотра, подтвердивших правильность погружения шпунта в ячейке, по согласованию с проектной организацией, разрешается возведение последующих ячеек.

При возведении ячеистых конструкций должна быть обеспечена особая тщательность устройства шаблонов для сборки ячеек, разбивки и разметки мест установки отдельных шпунтин или пакетов для обеспечения точности при замыкании ячеек.

Набор шпунтин в ячейку или секцию должен производиться строго в соответствии с предварительной разметкой положения шпунтин на направляющем шаблоне. Особое внимание необходимо обращать на установку угловых фасонных шпунтин, к которым примыкают козырьки или поперечные диафрагмы.

Погружение шпунта в цилиндрической ячейке следует производить, как правило, в одну захватку после предварительной сборки шпунта и полного замыкания контура ячейки.

В случае если район возведения цилиндрических ячеек подвержен чрезмерному волнению, рекомендуется производить предварительную сборку ячеек на специальном стенде-шаблоне, сооруженном на закрытой акватории (или на берегу в пределах радиуса действия крана), и в готовом виде плавкраном соответствующей грузоподъемности транспортировать и устанавливать собранную ячейку на штатное место.

Шаблоны для сборки и погружения шпунта в цилиндрические ячейки выполняются из стальных профильных элементов в виде стальной пространственной конструкции с жесткими верхними и нижними направляющими ярусами, расстояние между которыми должно быть не менее половины длины шпунта.

Сборку шпунта в ячейке следует начинать с установки направляющих шпунтин, равномерно распределенных по контуру ячейки через 10-15 шпунтин. Каждая направляющая шпунтина выверяется в плане и по вертикали и временно закрепляется к шаблону. После закрепления направляющих шпунтин в секторах между ними выполняется установка всех остальных промежуточных шпунтин.

Погружение шпунтин (пакетов) рекомендуется выполнять последовательными проходками по диаметрально противоположным секторам. Первая проходка на каждом секторе производится от направляющих шпунтин к середине сектора и обратно с соблюдением требований п. 8.30 по глубине погружения за одну проходку. После первой проходки по всем секторам производится погружение направляющих шпунтин.

8.33. При выборе способа извлечения шпунта предпочтение следует отдавать виброударному и вибрационным способам, а также применению молотов двойного действия. Допускается применение кранов и лебедок с полиспастами.

Сопротивление шпунта выдергиванию может быть определено в соответствии с указаниями СНиП II-17-77, как для сваи аналогичного шпунту сечения с учетом коэффициента снижения бокового сопротивления грунта во время вибропогружения (см. п. 8.23).

При определении сопротивления шпунта выдергиванию учитывается сопротивление в смежных замках, находящихся в грунте, равное (из расчета на 1 м длины замка) 50 кН при статическом извлечении и 10 кН при использовании вибрации, а также вес шпунта и извлекающего механизма (вибропогружателя, шпунтовыдергивателя и т.п.).

Все выдергивающие устройства должны быть рассчитаны с коэффициентом перегрузки не менее 1,5. При виброизвлечении шпунта подвеска вибромашины к грузоподъемному механизму должна выполняться только через амортизатор.

При извлечении шпунта с применением вибрации для срыва шпунтины, т.е. нарушения ее сцепления с грунтом, и связи в смежных замках шпунтину следует вначале осадить вниз на 3-5 см вибромашиной при свободном положении подъемного троса, а затем приступить к выдергиванию. В необходимых случаях для нарушения сцепления шпунта с грунтом и связи в замках можно осадить шпунтины молотом.

Скорость подъема крюка крана при извлечении шпунта с применением вибрации не должна превышать 3 м/мин в песчаных и 1 м/мин в глинистых грунтах.

8.34. В процессе производственного погружения свай, свай-оболочек и шпунта должны вестись журналы по формам, приведенным в прил. 44-49.

Для части свай, равномерно распределенных по всей строительной площадке, из расчета 2 % общего количества свай в сооружении, но не менее 5 шт. должна производиться регистрация количества ударов молота на каждый метр забивки или регистрация величины погружения в грунт для каждой минуты работы вибропогружателя или молота двойного действия.

При возведении транспортных сооружений (мосты, транспортные гидротехнические сооружения) с применением свай-оболочек и свай диаметром 600 мм и более, а также при предельной нагрузке на сваю 1000 кН и более подобная регистрация хода погружения производится для всех свайных элементов.

8.35. В конце забивки каждой сваи и сваи-оболочки молотом производится определение контрольного отказа для сравнения его с расчетным, указанным в проекте, для заданного молота и высоты его падения, а при вибропогружении - скорости погружения на последней минуте, мощность, амплитуда колебаний.

Значение контрольного отказа при производственной забивке определяется при стабилизированном режиме работы молота как среднеарифметическое значение отказа от последних 10 ударов молота одиночного действия или дизельного либо как частное or деления осадки сваи на последней минуте работы молота двойного действия на количество ударов в минуту, которое при номинальном давлении пара или воздуха берется по паспортным данным.

Определение контрольного отказа свай после «отдыха» и назначение продолжительности «отдыха» производится в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-78. Измерение осадок свай при определении отказов производится с точностью до 1 мм.

При регистрации количества ударов молота на каждый метр забивки, а также при определении контрольного отказа фиксируется средняя высота падения ударной части молота.

8.36. Контроль погружения свай-колонн следует вести по заданным проектным отметкам.

8.37. В случае изменения при производстве работ указанных в проекте параметров молота или сваи контрольной остаточный отказ е для свай длиной до 25 м включительно при забивке и добивке должен удовлетворять нижеприведенным формулам (23) или (24), а для свай длиной свыше 25 м новое значение расчетного отказа определяется с использованием программ по волновой теории удара (см. п. 8.11)

                                     (23)

                         (24)

где е - остаточный отказ, см, равный величине погружения сваи от одного удара при забивке ее молотом; с - упругий отказ сваи (упругие перемещения грунта и сваи), см, определяемый с помощью отказомера; п - коэффициент, кН/м², принимаемый для типа свай:

Железобетонная с наголовником          150

Деревянная:

без подбабка                                        100

с подбабком                                         80

Стальная с наголовником                      500;

F - площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения ствола сваи (независимо от наличия или отсутствия у сваи острия), м²; Э_р - расчетная энергия удара, Дж, принимаемая для дизель-молотов (п. 8.8), для молотов подвесных и одиночного действия равной QH, для молотов двойного действия - по паспортным данным; Q - вес ударной части молота, кН; Н - фактическая высота падения ударной части, м; К_н - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4 в формуле (21) и 1,25 в формуле (22), а для молотов при количестве свай в опоре более 20 - 1,4; при 11-20 - 1,6; при 6-10 - 1,65; при 1-5 - 1,75; Р - несущая способность сваи, указанная в проекте, кН; ε - коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке железобетонных и стальных свай молотами ударного действия с применением наголовников с деревянным вкладышем ε² = 0,2; q - вес сваи и наголовника, кН; q₁ - вес подбабка, кН; h - высота, принимаемая для дизель-молотов, h = 50 см, а в остальных случаях h = 0; Ω - площадь боковой поверхности сваи, м²; п₀, п_б - коэффициенты, учитывающие необходимость перехода от динамического сопротивления к статическому сопротивлению грунта и равные n_б = 0,25 см/кН; n₀ = 0,0025 см/кН; g - ускорение силы тяжести (g = 0,0981 см/с²).

8.38. Несущая способность свай и свай-оболочек, погружаемых с помощью низкочастотных вибропогружателей и не опирающихся на скальное или полускальное основание, определяется при средней скорости вибропогружения от 2 до 30 см/мин на контрольном залоге по формуле

Ф = 1500 · К_бМ_бN_вn / Аn_в + 3,8М_лQ_в) 1 / К_н,                                 (25)

где Ф - достигнутая фактическая несущая способность сваи или сваи-оболочки, кН; К_н - коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4; Q_в - вес вибросистемы, равный суммарному весу сваи, наголовника и вибропогружателя, кН; А - фактическая амплитуда колебаний, принимаемая равной половине полного размаха колебаний сваи и сваи-оболочки на последней минуте погружения, см; n_в - частота колебаний вибросистемы в 1 мин, равная фактической частоте вращения дебалансов вибропогружателя в 1 мин; К_б - коэффициент снижения бокового сопротивления грунта в ходе вибропогружения (п. 8.23); М_б - коэффициент влияния вибропогружения на несущую способность сваи по боковой поверхности, принимаемый по табл. 55; М_л - коэффициент влияния вибропогружения на несущую способность сваи под острием или нижним торцом, принимаемый по табл. 56; N_вn - мощность, расходуемая электродвигателем на движение вибросистемы, кВт, определяемая по формуле

N_вn = ηN_в - N_x,                                                        (26)

где N_в - потребляемая из сети активная мощность в последнем залоге, кВт; N_x - мощность холостого хода, принимаемая равной 25 % номинальной мощности электродвигателя, кВт; η - КПД электродвигателя, принимаемый по паспортным данным в размере 0,85-0,95 в зависимости от нагрузки.

Таблица 55

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

Таблица 56

В случае изменения в процессе производства работ параметров вибропогружателя, предусмотренного проектом, или проведения регулирования режима вибрации по частоте или амплитуде при погружении сваи или сваи-оболочки, или, если в проекте поставлено требование о получении в конце вибропогружения амплитуды не выше расчетной А_р, см, значение последней проверяют при средней скорости вибропогружения от 2 до 30 см/мин на последнем залоге продолжительностью не менее 2 мин и не более 5 мин по формуле:

А_р = 1500 · К_бМ_бN_вn / (К_нФ_р - 3,8М_лQ) n_в,                                    (27)

где Ф_р - расчетная нагрузка на сваю или сваю-оболочку по проекту, кН.

Расчетную амплитуду А_р не разрешается назначать ниже 0,4 см.

8.39. При вибропогружении полых круглых свай и свай оболочек, не опирающихся в конце погружения на скальные и полускальные грунты, для обеспечения несущей способности свай Ф по проекту необходимо, чтобы фактическая измеренная амплитуда колебаний сваи А в конце погружения не превосходила расчетную амплитуду А_р, определяемую правой частью формулы (27). Если А > А_р, что свидетельствует о недостаточной величине сопротивления грунта, погружение сваи должно быть продолжено до тех пор, пока не будет выполнено требование формулы (27) А < А_р, обеспечивающее достижение несущей способности сваи по проекту.

При использовании формулы (27) и п. 8.38 определение амплитуды колебаний А, равной половине полного размаха колебаний вибросистемы, и частоты вращения дебалансов n_в рекомендуется производить с помощью вибрографов, например, типа ВР-1 или другого самопишущего прибора. При отсутствии таких приборов величина n_в принимается равной номинальному числу оборотов дебалансов для вибропогружателей с фиксированной скоростью вращения дебалансов, что идет в запас несущей способности сваи. При отсутствии вибрографов амплитуду колебаний можно определять с помощью нивелира, теодолита или путем быстрого прочерчивания горизонтальной линии на листе бумаги, прикрепленном к поверхности сваи оболочки. Полученная на бумаге кривая колебаний используется для определения амплитуды следующим образом. Все соседние пики кривой соединяют отрезками прямых линий. То же повторяют для нижних циклов кривой. В результате получается ломаная полоса, высота которой характеризует размахи колебаний, равные двойной амплитуде. Измеряя высоту полосы с точностью до 0,1 см, находят наиболее широкий ее участок и делят эту величину пополам, получая искомое значение А.

Определение потребляемой электродвигателями мощности N_п в конце погружения производится по показаниям ваттметра на пульте управления вибропогружателя, а при отсутствии этого прибора - по показаниям амперметра и вольтметра по формуле

N_п = 0,00173IU cos φ,                                                           (28)

где I - сила тока, A; U - напряжение, В; cos φ - определяется фазометром или принимается равным 0,7. Величины N_п, n_в, А, входящие в формулу, определяются на заключительном этапе погружения в течение контрольного залога продолжительностью 2 мин. После заключительного залога вибропогружения необходимо проверить жесткость присоединения вибропогружателя к свае или свае-оболочке, так как при наличии люфтов величина А_р и достигнутая несущая способность завышаются. В случае обнаружения люфтов в наголовнике или переходнике необходимо ликвидировать их затяжкой соответствующих болтов и повторить контрольный залог, заново фиксируя показатели А, n_в, N_п.

При контроле фактически достигнутой несущей способности свай и свай-оболочек, погружаемых сочетанием вибрирования с пригрузом в суммарный вес сваи, наголовника и вибропогружателя, включается также усилие от пригруза.

Примеры определения несущей способности свай и свай-оболочек приведены в прил. 50.

8.40. При применении подмыва для погружения свай и свай-оболочек в сочетании с каким-либо другим способом погружения на последних 2 м до проектной отметки подмыв прекращается, после чего свая должна быть добита до проектного отказа.

Применять подмыв при погружении сваи рекомендуется преимущественно в песчаных грунтах.

8.41. При погружении подмывом шпунта установленные в стенку шпунтины или пакеты из них должны опускаться сразу на всю глубину. Подмывные трубы при погружении шпунта необходимо располагать по бокам шпунтовой сваи симметрично относительно продольной оси шпунтового ряда ближе к пазу для создания более плотного их прижатия к погруженным ранее шпунтинам.

Для погружения с подмывом свай допускается применять как центральный, так и боковой подмыв. При большой глубине погружения, особенно при погружении свай с наклоном, рекомендуется применять центральный подмыв. Для железобетонных свай сплошного сечения разрешается укреплять одну боковую подмывную трубу с центральным выходным соплом, забетонировав его в тело сваи около острия. Боковая подмывная труба после погружения сваи должна вывинчиваться и вытаскиваться из грунта для повторного использования.

Для контроля положения наконечников по отношению к длине сваи следует подмывные трубы размечать по длине, начиная от сопла наконечника.

Необходимые величины напора и расхода воды, выходящей из наконечника подмывной трубы, в зависимости от сечения сваи и глубины погружения в различных грунтах приведены в табл. 57.

Диаметр парных подмывных труб должен соответствовать принятым величинам расхода и напора воды.

Подмывные трубы должны быть снабжены коническими наконечниками. Для достижения наибольшего эффекта действия струи воды необходимо, чтобы диаметр выходного отверстия наконечника составил от 0,4 до 0,45 внутреннего диаметра подмывной трубы. При необходимости увеличения интенсивности погружения наконечник помимо центрального отверстия должен быть снабжен рядом боковых, направленных под углом 30-45° к вертикали. Диаметр боковых отверстий принимается равным 6-10 мм.

Таблица 57

Примечание. Для более полного использования энергии удара молота при добивке свай большой длины после прекращения работы центрального подмыва рекомендуется применять дополнительный наружный подмыв в верхней части ствола. Для этой цели целесообразно использовать две подмывные трубы с внутренним диаметром 50-68 мм.

В целях уменьшения потери давления в трубопроводах необходимо располагать насосную установку возможно ближе к месту работы.

Напорный трубопровод должен иметь предохранительный клапан. Для уменьшения напора, расхода воды и мощности насосных средств необходимо сочетать подмыв с забивкой или пригрузкой сваи молотом.

При погружении свай на глубину свыше 20 м подмыв рекомендуется сопровождать нагнетанием в зону подмыва сжатого воздуха в объеме порядка 2-3 м³/мин.

Нижние концы воздухопроводных трубок следует располагать на 1 м выше подмывных.

ПОГРУЖЕНИЕ СВАЙ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ

8.42. При буроопускном способе погружения свай в вечномерзлые грунты сваи погружаются в предварительно пробуренные скважины, диаметр которых должен превышать (на 5 см и более) наибольший размер поперечного сечения сваи, с заполнением скважины грунтовым раствором.

При средней температуре грунтов выше -0,5 °С погружение буроопускных свай следует осуществлять при искусственном охлаждении грунтов.

Для круглых свай диаметром от 60 см и выше диаметр скважины должен быть на 10 см больше диаметра сваи.

Недобур скважины по сравнению с проектной глубиной допускается не более 5 см при монолитном и 3 см при сборном ростверке.

Для заполнения пазух между стенками скважины и сваей следует применять песчано-глинистые, песчано-известковые, песчано-зольные и другие грунтовые растворы (см. табл. 58), а также спецрастворы (например, песчано-цементный), заливаемые в скважину перед погружением сваи. Заполнение пазух песчаным раствором должно выполняться после погружения свай с обязательным вибрированием. Состав раствора, его температура и качество подбираются и контролируются строительной лабораторией.

Температура раствора, заливаемого в скважину в теплое время года, может соответствовать температуре наружного воздуха, но должна быть не ниже 5 °С. При отрицательных температурах наружного воздуха температура грунтового раствора при его укладке должна быть не менее 20-40 °С при осадке конуса 12-14 см (при подготовке раствора на строительной площадке осадка конуса допускается от 10 до 16 см).

Растворы для заполнения пазух, как правило, следует заливать перед погружением сваи. В тех случаях, когда в скважине имеется вода, которую трудно удалить, грунтовый раствор подается по бетонолитной трубе. Объем раствора назначают из расчета полного заполнения пазух между сваей и стенками скважин. Контролем качества заполнения пазух является отжатие раствора на поверхность при погружении свай.

Сваи следует погружать в скважины непосредственно после заливки раствора.

При длине свай более 12 м допускается заливка в скважину перед установкой сваи части раствора из расчета заполнении пазух на глубину 10 м от дна скважины. Остальную часть раствора следует доливать в пазухи после ее установки.

Таблица 58

Сваи перед погружением следует очищать от намерзших к ее поверхности комьев грунта, льда и снега, жировых пятен.

В отдельных случаях, при достаточной ширине пазух, допускается устанавливать сваи на проектную отметку в сухую скважину с заполнением пазух раствором закачиванием его растворонасосом по шлангам.

Летом промежуток времени между подготовкой скважины и установкой сваи не должен превышать 4 ч. В зимнее время допускается заблаговременная проходка скважин при условии осуществления мероприятий по предохранению от попадания в скважины снега или воды, образования инея и наледей на стенках скважины и принятия необходимых мер по технике безопасности.

Летом и осенью устье скважин при необходимости обсаживают на глубину, равную толщине оттаявшего слоя грунта.

Во всех случаях недопустимо замерзание попавшей в скважину воды перед установкой сваи. Образовавшийся в скважине лед должен быть удален перед установкой сваи.

В случае использования вечномерзлых грунтов в оттаивающем и в оттаявшем состоянии (принцип II) при погружении буроопускным способом свай-стоек, передающих нагрузку нижним концом на практически несжимаемые при оттаивании грунты, диаметр скважин должен превышать наибольший размер поперечного сечения сваи не менее чем на 15 см. При этом минимальное заглубление дна скважины под сваи-стойки в практически несжимаемые при оттаивании грунты определяется проектом, но должно быть не менее 0,5 м. Зазор между стенкой скважины и боковой поверхностью сваи-стойки в пределах заглубления ее в практически несжимаемые грунты заполняется раствором, определяемым проектом.

8.43. При опускном способе погружения свай в вечномерзлые грунты сваи погружаются в оттаянные зоны грунта, при этом диаметр зоны оттаивания должен быть не более 2b, где b - размер наибольшей стороны поперечного сечения сваи.

Примечание. Во всех случаях, когда в проекте предусмотрено погружение свай в вечномерзлые грунты опускным способом, рекомендуется для улучшения качества и повышения производительности свайных работ погружать сваи с проходкой скважин паровым вибролидером.

Оттаивать вечномерзлый грунт следует открытыми или закрытыми нагревателями с помощью пара, воды, электрического тока и др.

Рекомендуется применять нагреватели открытого типа, в которых источником тепла является пар, поступающий из наконечника нагревателя (паровая игла) непосредственно в грунт. Паровая игла представляет собой стальную трубу диаметром 19-25 мм с наконечником, имеющим выходные отверстия диаметром 3-8 мм.

Для ведения работ по оттаиванию скважин паром необходимо подготовить следующее оборудование и материалы:

паровой котел;

магистральные и распределительные паропроводы; паровые иглы с наконечниками;

распределительную гребенку со шлангами для подводки пара к иглам;

инвентарные подмости для установки игл и поддерживания их в вертикальном положении.

Магистральный и распределительный паропроводы следует прокладывать на низких козлах или деревянных прокладках с уклоном в сторону котельной. Для удобства монтажа распределительный паропровод должен состоять из отдельных секций и присоединяться к магистральному паропроводу с установкой вентиля в месте присоединения. На магистральном паропроводе в местах присоединения распределительных линий ставятся заглушки. Обязательно устройство теплоизоляции труб магистральных и распределительных паропроводов.

При производстве работ необходимо следить за исправностью паропроводов, своевременно ликвидировать утечки пара и не допускать выпуска конденсата пара в пределах застраиваемой территории.

Распределительная гребенка должна иметь одинаковый с распределительным паропроводом диаметр; к ней привариваются отводы для подключения паровых игл. На отводах распределенной гребенки устанавливаются вентили.

Перед распределительной гребенкой устанавливается манометр для регистрации давления пара, поступающего в паровые иглы. Паровые иглы соединяются с распределительной гребенкой посредством гибких шлангов высокого давления.

Для работы с паровыми иглами следует применять шланги (рукава, изготовленные из резинотканевых паропроводных рукавов для подачи насыщенного пара с температурой до 175 °С, рассчитанные на рабочее давление пара до 0,8 МПа). Шланги должны быть работоспособны при температурах наружного воздуха от минус 50 до 50 °С.

Для фиксации правильного положения паровой иглы следует отрывать в местах установки игл лунки или применять шаблоны. Поверхностный слой из насыпных грунтов, если пробными попытками будет установлена невозможность проходки через него паровых игл, необходимо пробурить или пройти траншеей на всю глубину.

Оттаивание мерзлого грунта в месте погружения сваи должно производиться одной или несколькими одновременно действующими паровыми иглами. Число одновременно оттаиваемых скважин определяется с учетом того, что на одну паровую иглу необходимо иметь 4-5 м² поверхности нагрева котла. Для эффективного оттаивания грунта на каждую иглу следует подавать не менее 300 кг пара в 1 ч.

Давление пара на распределительной гребенке следует устанавливать равным: 0,3-0,4 МПа для глинистых грунтов без крупнообломочного материала; 0,4-0,6 МПа для песчаных грунтов; 0,6-0,8 МПа для песчаных грунтов; 0,6-0,8 МПа для песчаных грунтов с включением гравия и гальки.

В начале погружения иглы в грунт давление пара должно быть минимальным (0,3-0,4 МПа), а после погружения увеличивается до максимального (0,5-0,8 МПа).

При содержании в мерзлых грунтах гальки и гравия более 15 % (до 20 %), а также при небольших валунах рекомендуется применять утяжеленную паровую иглу, имеющую более толстые стенки и прочный наконечник.

При содержании крупнообломочного материала более 20 % необходимо вначале в мерзлом грунте пробуривать скважину диаметром 100-150 мм и затем через эту скважину паровой иглой оттаивать грунт.

Глубина оттаянной скважины в глинистых грунтах должна быть равна проектной глубине погружения сваи.

В грунтах песчаных и содержащих крупнообломочный материал скважину следует оттаивать на глубину, превышающую проектную глубину погружения сваи на 0,5-1 м в зависимости от толщины слоя крупнообломочного материала, валунов и песка, оседающих на дно скважины и располагающихся под нижним концом сваи. При этом необходимо учитывать, что грунт под наконечником иглы оттаивает еще на 0,3-0,5 м в песках и илах, на 0,2-0,3 м - в глине и на 0,1-0,2 м в щебенистых грунтах.

Длительность выдержки паровой иглы зависит от размеров оттаиваемой скважины и льдонасыщенности грунта.

Иглу выдерживают, как правило, последовательно на глубине 0,5 м в процессе погружения и далее через 0,5 м от поверхности земли в течение 10-20 мин на каждой отметке в зависимости от состава грунта.

В однородных глинистых грунтах рекомендуется быстро погружать паровую иглу до проектной глубины, а оттаивание грунта производить в процессе извлечения иглы из грунта с последовательной выдержкой ее на отметках, кратных 0,5 м.

Для того чтобы поперечные размеры скважины были равномерными, необходимо иглу дольше выдерживать на отметках, соответствующих залеганию более льдонасыщенных грунтов. Время выдерживания иглы следует назначать пропорционально влажности мерзлого грунта.

В грунтах песчаных или содержащих крупнообломочный материал погруженную на заданную глубину иглу, превышающую глубину погружения сваи на 0,5-1 м, следует выдерживать в течение 10-15 мин, чтобы в нижней части оттаиваемой скважины образовалось уширение диаметром, близким к заданному диаметру скважины.

Примечание. Хорошее качество скважин, не имеющих уширений вверху или внизу, с относительно ровными стенками может быть получено при следующей технологии оттаивания. Оттаивание начинают с центра скважины, а затем для ускорения оттаивания и выравнивания стенок иглу погружают в нескольких точках в пределах намеченного контура скважины. Количество дополнительных погружений и длительность выдержки иглы зависит от состава грунтов и размеров скважины (в песках до 4-5 погружений иглы, в глинистых грунтах - 5-7 погружений иглы, в торфах - 6-8 погружений иглы).

Скорость погружения и сроки выдерживания иглы на различных глубинах следует устанавливать в каждом конкретном случае пробным оттаиванием грунта и погружением сваи.

С целью облегчения погружения опускных свай в песчаные грунты рекомендуется после их оттаивания в процессе погружения сваи к нижней части скважины подавать воздух, который перемешивает и рыхлит оттаянный песок.

Для погружения сваи используются стреловые или башенные краны. Свая в оттаянный грунт резко опускается с высоты 2-3 м. Погружение сваи в оттаянные песчаные грунты наиболее эффективно с помощью вибропогружателей.

Если по какой-либо причине свая опускается ниже проектной отметки, в скважину следует подсыпать щебень, и сваю до вмерзания поддерживать краном или закреплять в проектном положении.

Погружать сваи в предварительно оттаянный грунт зимой и весной следует не позже чем через сутки после окончания оттаивания, летом и осенью - не позже чем через 2 сут. При этом железобетонные сваи не допускается погружать ранее чем через 12 ч (летом) и 20 ч (зимой) после окончания оттаивания скважин.

Погружение свай в оттаянные скважины допускается также применять на площадках с температурой грунта от минус 1 до минус 1,5 °С при условии, что диаметр протаянной зоны назначается уменьшенным (равным диагонали поперечного сечения сваи), а сваи погружаются сваебойными машинами.

8.44. При бурозабивном способе погружения свай в вечномерзлые грунты сваи забиваются в предварительно пробуренные скважины-лидеры, диаметр которых менее (на 1-2 см) наименьшего размера поперечного сечения сваи.

Если бурозабивные сваи погружаются в зимнее и весеннее время, скважина на глубину 1,5-3 м должна иметь диаметр, превышающий диагональ поперечного сечения свай.

Перед погружением бурозабивной сваи скважину следует тщательно очистить от попавших в нее воды, грязи, льда и снега.

Типы сваебойных машин для погружения свай должны выбираться с учетом технико-экономических показателей в зависимости от мерзлотно-грунтовых условий строительной площадки, размеров и веса свай и намеченного способа погружения.

Во всех случаях следует применять сваебойные машины с весом ударной части, превышающим вес сваи с наголовником.

Стенки скважины во всех случаях должны быть ровными, в связи с чем бурение скважин производят только вращательным и паровибролидерным способами.

При бурозабивном способе погружения свай искусственное понижение температуры вечномерзлых грунтов основания допускается проводить только после погружения свай.

8.45. Способ бурения скважин под сваи выбирается с учетом мерзлотно-грунтовых условий строительной площадки и технологических показателей (табл. 59-61), технических возможностей строительной организации. В таблицах приводятся также условия для рационального применения способа подготовки скважин оттаиванием паром.

8.46. Контроль качества работ по устройству свайных фундаментов должен производиться на всех этапах, включая бурение скважин, и осуществляться производителем работ и представителями авторского надзора и заказчика.

В процессе выполнения работ по бурению скважин под сваи производителем работ должен вестись журнал, в котором фиксируется номер скважины, месяц, число и время ее бурения, диаметр рабочего инструмента, диаметр обсадной трубы и глубину ее погружения, отметки устья и дна скважины (проектная и фактическая), наличие или отсутствие в ней воды, а также краткая характеристика проходимых грунтов, определяемая по удаляемому из скважины буровому шламу. Записи в журнале должны производиться производителем работ, контролироваться и подписываться представителями авторского надзора и заказчика.

При бурении скважин под сваи-стойки дополнительно с проектной глубины скважины отбираются образцы грунта, которые маркируются и сохраняются до оформления акта приемки скважин.

В случае несоответствия полученных результатов проектным данным по согласованию с проектной организацией может быть изменена проектная глубина скважины.

Таблица 59

Таблица 60

Таблица 61

Примечание. Первые числа в таблице показывают продолжительность вмерзания при погружении свай зимой и весной, вторые - летом и осенью.

По окончании бурения должна быть проконтролирована глубина скважины и качество зачистки ее дна путем опускания на забой специально размеченного бурового снаряда, мерной штанги или лота. Этот вид контроля должен периодически проверяться представителем авторского надзора.

Глубина скважины при буроопускном способе погружения свай должна быть равна проектной глубине погружения сваи. Отклонения фактической глубины скважины по сравнению с проектной глубиной в сторону уменьшения допускаются 5 см при монолитном ростверке и 3 см при сборном ростверке. Перебур скважины не должен превышать 20 см.

Примечание. Глубину скважин под сваи-стойки следует корректировать в соответствии с глубиной залегания практически несжимаемых грунтов.

При перерыве между окончанием бурения и погружением свай более 4 ч должны быть приняты меры по ограждению скважин от попадания в них поверхностных и грунтовых вод, при этом при погружении сваи скважина должна быть вторично проконтролирована и при необходимости дополнительно зачищена.

После погружения сваи должно проверяться соответствие отметки нижнего конца сваи отметке дна скважины, а также правильность расположения сваи в плане и по вертикали.

Погруженные сваи должны быть приняты по акту комиссией. В акте указываются данные о сваях (марка, завод-изготовитель, номер сваи, номер партии, номер паспорта, размеры сваи по проекту и фактические), месяц, число и время погружения сваи, глубина погружения (проектная и фактическая), характеристики раствора (температура, осадка конуса во время заливки в скважину), установка температурных трубок (длина, диаметр, количество).

Разрешение на загрузку свайных фундаментов из висячих свай дается на основании оценки несущей способности сваи при температурном режиме вечномерзлых грунтов оснований на день приемки. Полная расчетная загрузка свайных фундаментов разрешается только после достижения расчетного температурного режима грунтов оснований.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ

8.47. Состав глинистого раствора должен назначаться лабораторией в зависимости от связности проходимых грунтов. Содержание песка в глинистом растворе должно быть не более 10 %.

В процессе бурения свай надлежит производить периодическую проверку основных показателей глинистого раствора: вязкости, удельного веса и содержания песка.

По окончании бурения следует проверить фактические размеры и отметки устья, забоя и расположение скважины в плане, а также соответствие грунта основания данным инженерно-геологических изысканий.

8.48. Армирование свай следует производить заранее изготовленными каркасами, устанавливаемыми перед бетонированием.

Перед установкой арматурного каркаса и бетонированием необходимо очистить забои скважины.

В целях предотвращения подъема и смещения в плане арматурного каркаса укладываемой бетонной смесью и в процессе извлечения бетонолитной или обсадной трубы, а также во всех случаях армирования не на полную глубину скважины его необходимо закрепить в проектном положении.

8.49. Для предотвращения обрушения устья скважины перед установкой арматурного каркаса его следует закрепить с помощью трубы-кондуктора длиной не менее 1 м с наружным диаметром, равным диаметру скважины.

Способы подъема, строповки, перемещения и опускания арматурного каркаса в скважину должны исключать появление остаточных деформаций каркаса или отдельных его стержней, а также повреждение ствола скважины.

8.50. Для контроля положения каркаса по глубине скважин после его установки и в процессе укладки бетонной смеси необходимо к одному из продольных стержней (в начальный период опускания каркаса в скважину) приварить стальной прут такой длины, чтобы его верх возвышался на 10-20 см над обсадной трубой или оболочкой.

В целях предотвращения подъема арматурного каркаса в процессе бетонирования свай методом ВПТ его необходимо заанкерить. Для этого в сваях к двум диаметрально расположенным стержням каркаса приварить два стержня, имеющих длину до дна скважины и снабженных на нижнем конце опорными коротышами из уголков, приваренных непосредственно к нижнему кольцу жесткости.

8.51. Доставка бетонной смеси должна осуществляться преимущественно автобетоновозами или автобетономешалками. Укладываемая в набивные сваи бетонная смесь должна иметь осадку конуса 18-20 см.

Бетонную смесь следует укладывать в скважину через бетонолитную трубу (диаметром не менее 250 мм), имеющую приемный вибробункер.

Бетонолитные трубы, предназначенные для бетонирования скважин под водой или под глинистым раствором, должны иметь приемный бункер емкостью не менее объема бетонолитной трубы и клапан, закрывающий доступ бетона в бетонолитную трубу в период загрузки бункера бетоном. Загрузка бункера должна производиться непосредственно с транспортных средств без перегрузки.

При подъеме бетонолитной трубы в процессе бетонирования нижний конец ее должен быть всегда заглублен в бетонную смесь не менее чем на 1 м.

При бетонировании необходимо обеспечить укладку качественного бетона по всей глубине скважины, в том числе в голове сваи.

При изготовлении набивных свай в зимнее время необходимы мероприятия по предохранению бетона от промораживания.

8.52. Стыки бетонолитной трубы должны быть герметичны.

8.53. Бурение скважин для набивных свай, изготавливаемых с применением обсадных труб, должно выполняться в соответствии с прил. 53. Изготовление пропущенных свай допускается не ранее достижения бетоном смежных свай 25 % проектной прочности.

8.54. Проверку подвижности бетонной смеси следует производить непосредственно перед загрузкой ее в трубу.

8.55. В процессе бетонирования труба на всю высоту должна быть постоянно заполнена бетонной смесью. Перерывы в подаче отдельных порций бетонной смеси не должны превышать срока схватывания, установленного лабораторией при данной марке цемента и температуре окружающей среды.

При бетонировании свай в зимних условиях бетонную смесь следует подавать в бункер подогретой до температуры, гарантирующей температуру бетона в скважине в момент укладки не менее 5 °С.

При температуре воздуха минус 20 °С и ниже рекомендуется обогревать приемный бункер и верхнюю часть трубы при помощи электронагревателей или устраивать объемлющий тепляк.

По окончании изготовления буронабивных свай с применением глинистого раствора верхний слой бетона следует удалить на высоту загрязнения его грунтом и глинистым раствором.

8.56. Общие требования, предъявляемые к материалам для изготовления свай:

крупность гравия и щебня, применяемого для изготовления железобетонных свай, должна быть не более 30 мм;

крупность гравия для изготовления свай должна быть не более 50 мм и щебня 40 мм;

прочность гравия или щебня должна быть не менее 600 кг/см³;

песок и вода для бетонной смеси должна отвечать требованиям действующих ГОСТов.

Для изготовления набивных свай должны применяться цементы со сроком начала схватывания не менее 2 ч. Подвижность и связность бетонной смеси следует обеспечить подбором ее состава и введением в смесь поверхностно-активных пластифицирующих добавок.

8.57. Интенсивность укладки бетонной смеси устанавливается в проекте производства работ. При заполнении полостей полых круглых свай и свай-оболочек и отсутствии в их полостях воды допускается непосредственное сбрасывание бетона через приемный бункер независимо от высоты сбрасывания.

8.58. В процессе изготовления буронабивных свай контроль осуществляется в соответствии с указаниями прил. 54. Кроме того, должны составляться акты на приемку буровых скважин, арматурных каркасов и свайного поля в соответствии с прил. 55, 56. Рекомендации по изготовлению буронабивных свай в инвентарных трубах приведены в прил. 57. Изготовление набивных свай по вибрационной технологии производится в соответствии с прил. 58.

УСТРОЙСТВО КАМУФЛЕТНЫХ УШИРЕНИЙ

8.59. Для образования камуфлетного уширения набивных свай вес заряда ВВ определяется по формуле

C = K_пD³,                                                            (29)

где С - вес заряда ВВ, кгс; К_п - коэффициент сопротивления грунта взрыву, принимаемый при тугопластичных глинистых грунтах равным 1,2, а при полутвердых - 1,4; D - диаметр камуфлетного уширения, м.

Для образования камуфлетного уширения у полых забивных свай величину сосредоточенного заряда ВВ необходимо ориентировочно принимать, руководствуясь указаниями табл. 62. В процессе производства работ вес заряда ВВ должен уточняться из условий получения камуфлетного уширения проектных размеров свай.

Каждый заряд должен иметь по четыре электродетонатора, присоединенных по два к основной и дублирующей двухпроводным электросетям. Провода сетей должны иметь гидроизоляцию.

8.60. Заряд ВВ упаковывается в жесткую тару (стальной, деревянный или пластмассовый ящик). Заряд из неводостойких ВВ должен иметь водонепроницаемую (резиновую, полиэтиленовую и т.п.) оболочку. Конструкции заряда должны иметь объемную массу не менее 1,5 т/см³, чтобы исключались случаи его всплывания и взрыва на отметках выше проектных.

Таблица 62

Для предохранения электросети от повреждения при укладке бетонной смеси, подаваемой в скважину или обсадную трубу в бадьях, провода пропускаются в стальные трубки или резиновые шланги, нижние концы которых заводятся и надежно закрепляются в таре заряда.

После установки заряда на место проверяют целостность и общее сопротивление всей электровзрывной сети. При этом разница в расчетном и измеренном сопротивлениях не должна превышать 10 %.

Заряд ВВ, опущенный в забой на тросике или специальном проводе, устанавливается по центру скважины или сваи-оболочки. При больших диаметрах скважины или сваи-оболочки положение заряда фиксируется прикрепленными к зарядному ящику направляющими планками.

Заряд ВВ, опущенный в забой, перед подачей бетонной смеси должен быть засыпан слоем песка толщиной 10-15 см.

8.61. Диаметр образовавшегося камуфлетного уширения D следует проверять по формуле

,                                                        (30)

где V - объем бетона, вышедшего из полости оболочки в камуфлетное, м³; определяется по разности отметок верхней поверхности бетона, уложенного в оболочку до и после взрыва.

УСТРОЙСТВО КОТЛОВАНОВ ДЛЯ СВАЙНЫХ РОСТВЕРКОВ

8.62. Котлованы без укреплений разрешается применять, как правило, на суше и на глубине выше уровня грунтовых вод. Крутизна откосов должна быть обусловлена родом грунта, глубиной котлована и характером нагрузки, располагаемой на его берегах. В котлованах небольшой ширины (менее 4 м), устраиваемых выше уровня грунтовых вод в устойчивых грунтах могут быть применены закладные крепления из досок и распорок, устанавливаемых в процессе извлечения грунта.

8.63. При неустойчивых и водоносных грунтах устройство котлованов необходимо производить под защитой шпунтового ограждения во всех случаях, когда шпунт может быть забит без повреждения на необходимую глубину.

8.64. На местности, покрытой водой, для защиты котлована в пределах глубины воды рекомендуется применять деревянные шпунтовые ограждения с наружной грунтовой перемычкой или с заполнением грунта между двумя шпунтовыми рядами, металлические шпунтовые ограждения, щитовые перемычки и бездонные ящики.

8.65. Размеры котлована должны определяться проектными размерами фундамента в плане с учетом увеличения их в каждую сторону, которые назначаются в соответствии с принятыми способами водоотвода, установки опалубки и креплений, бетонирования, распалубки и изоляции кладки. Запасы в размерах должны обеспечивать возможность устройства фундамента с заданными по проекту размерами.

При комбинированной разработке котлована (верхняя часть до уровня грунтовых вод - с откосами; нижняя часть - в шпунтовом ограждении) размеры его в уровне верха шпунтового ограждения должны определяться размерами последнего в плане, но с запасом в плане в каждую сторону, обеспечивающим установку копра для забивки угловых шпунтин.

8.66. Устройство котлованов в теле конуса насыпи существующего земляного полотна или в непосредственной близости от нее, равно как и устройство в насыпи поперечных прорезей для производства работ, должны выполняться по специальным проектам с детально разработанными конструкциями креплений стенок и перекрытий прорези, обеспечивающими полную безопасность движения поездов или автомобильного транспорта.

Рабочие чертежи и порядок организации указанных работ должны быть согласованы с заинтересованными организациями.

8.67. Разработка котлованов в местах, где имеются действующие подземные коммуникации, допускается лишь при наличии письменного разрешения организации, ответственной за эксплуатацию коммуникаций, и должна производиться с принятием мер против их повреждения, а в местах расположения электрических кабелей - в присутствии представителя организации, эксплуатирующей кабельную сеть.

КОТЛОВАНЫ БЕЗ КРЕПЛЕНИЙ

8.68. При устройстве котлованов на суше в естественном однородном грунте или в плотно слежавшемся насыпном грунте крутизну откосов без креплений при кратковременных сроках производства работ и естественной влажности грунтов следует назначать согласно табл. 63.

В суглинках и глинах при возможном увлажнении их в результате дождей или снеготаяния крутизна откосов не должна превышать 1:1.

Таблица 63

Супеси, лессы и лессовидные грунты, имеющие степень влажности более 0,5, разрабатывать без креплений запрещается.

Для защиты грунтовых откосов от дождевых вод с нагорной стороны котлованов необходимо устраивать отводные канавы. В случаях, когда откосы котлована без креплений подвергнутся увлажнению после полной или частичной разработки, мерами предосторожности против обрушения или сползания грунта могут являться временное прекращение работ до осушения откосов, уменьшение крутизны откосов, постановка креплений.

ШПУНТОВЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ И ЩИТОВЫЕ ПЕРЕМЫЧКИ И БЕЗДОННЫЕ ЯЩИКИ

8.69. Деревянное шпунтовое ограждение может применяться при отсутствии в грунтах включений в виде камней, затонувших деревьев и т.п.

Рекомендуемая глубина забивки в грунт деревянного шпунтового ограждения не должна превышать 6 м.

Способы погружения деревянного шпунта должны обеспечивать плотное, без щелей сопряжение шпунтин между собой на всю высоту шпунтового ограждения.

Ширину между рядами двойного шпунтового ограждения необходимо принимать не менее 1 м, а шпунт наружного ряда погружать в дно реки на глубину не менее 2 м. Кроме того, наружный ряд шпунта должен быть достаточно плотным, исключающим возможность вымывания засыпки.

8.70. При глубине воды 3-4 м пазухи между стенками деревянного двойного шпунтового ограждения рекомендуется заполнять супесями или суглинками с содержанием глинистых частиц до 20 %.

8.71. Ограждение из стального шпунта следует применять при глубине забивке более 6 м, а также при плотных и прочных грунтах.

Стальной шпунт должен быть инвентарным, и его, как правило, необходимо использовать только для ограждения сооружения в процессе строительства, после чего шпунт должен быть извлечен для повторного использования.

Порядок погружения стального шпунта должен обеспечивать замыкание всех шпунтин по всему периметру ограждения.

8.72. Верх шпунтового ограждения необходимо располагать выше максимально возможного уровня грунтовых вод на 0,2-0,4 м и выше принятого рабочего горизонта воды в реке не менее чем на 0,7 м.

8.73. Шпунтовые ограждения должны быть раскреплены путем постановки горизонтальных поясов-обвязок по контуру котлована и системы поперечных продольных и угловых распорок, назначаемых по проекту. Конструкция крепления должна быть увязана с принятым методом разработки грунта.

Установку креплений необходимо производить по мере углубления котлована.

8.74. Взамен прямоугольных в плане ограждений в ряде случаев для упрощения и значительного облегчения распорных креплений целесообразно применять цилиндрические ограждения из стального шпунта с устройством кольцевых поясов-обвязок без поперечных распорок. Количество поясов, их конструкция и места установки по высоте котлована должны определяться расчетом.

8.75. Шпунтовые ограждения котлованов следует рассчитывать на устойчивость положения и на прочность по материалу их элементов не только на стадии полного удаления грунта и воды из котлована, но и в процессе разработки котлована и установки распорных креплений, а также обратной засыпки грунта и снятия креплений.

Для шпунтовых ограждений, заглубленных в пески или супеси, кроме указанных расчетов, необходимо проверить глубину забивки шпунта ниже проектного уровня дна котлована исходя из условия предотвращения возможности выноса (наплыва) грунта в котлован при откачивании из него воды без устройства водозащитной подушки и принимать (независимо от результатов расчетов) не менее 2 м, а в остальных грунтах или при устройстве бетонной водозащитной подушки в котловане - не менее 1 м.

8.76. В качестве ограждения котлованов для устройства высоких ростверков рекомендуется применять сборно-разборные перемычки из деревометаллических или металлических щитов, из стальных шпунтин, из понтонов типа КС, расположенных по периметру распорного крепления, которое одновременно должно использоваться в качестве направляющего устройства для погружаемых свай или свай-оболочек.

Днище таких перемычек вследствие разового его использования следует изготовлять деревянными или деревометаллическими с отверстиями для пропуска свай или свай-оболочек. Диаметр отверстий должен превышать диаметр свай или оболочек на 4-5 см.

8.77. Щиты или понтоны следует опирать на консоли днища, которое должно быть прикреплено к распорному креплению перемычки таким образом, чтобы его можно было легко отсоединить и оставить на месте после окончания работ по устройству ростверка.

Для уменьшения сил сцепления щитов или понтонов с тампонажным слоем подводного бетона (при разработке перемычки) рекомендуется устраивать обязательную изоляцию нижней части перемычки.

8.78. В качестве одного из мероприятий по устранению веерных отклонений стального шпунта в плоскости шпунтовой стенки, обусловленных разными сопротивлениями погружаемых шпунтин в замках со стороны уже погруженной стенки (замок в замок) и со свободной стороны, рекомендуется свободный замок закрывать снизу заглушкой, в значительной мере защищающей его от засорения грунтом и одновременно создающей восстанавливающий момент шпунтине.

8.79. С целью защиты от коррозии стального шпунта рекомендуются его покрывать следующими видами грунтов и эмалей:

для переменного уровня и подводной зоны - эмалью ЭП-5116 (ТУ 6-10-1369-73) в два слоя;

для надводной зоны - грунтом ЭП-057 (ТУ 10-1117-71) в один слой и эмалью ЭП-1155 (ТУ 6-50-73) в два слоя.

8.80. Бездонные ящики для ограждения котлованов должны иметь водонепроницаемые стенки и внутреннее крепление, обеспечивающее прочность и устойчивость стенок.

При деревянных ящиках рекомендуется выполнять стенки по типу водонепроницаемой надкессонной обшивки наплавных кессонов.

Для сокращения притока воды в месте контакта ящика с дном реки следует производить обсыпку ящика снаружи песком, укладку грунта в мешках по периметру, а также подводное бетонирование фундаментной подушки.

8.81. Бездонные ящики разового использования следует применять в случаях оставления их в качестве защитных устройств ростверков абразивного и агрессивного воздействия среды. В остальных случаях необходимо применять ящики многократного использования. В качестве таких ящиков целесообразно использовать цельноустанавливаемые заранее смонтированные (без днища) с направляющим каркасом перемычки из щитов или из понтонов типа КС.

Ящики можно применять как для устройства заглубленных в грунт ростверков, так и для ростверков, подошва которых возвышается на 3-4 м над дном водоема. В последнем случае перед устройством тампонажной подушки из подводного бетона после окончания погружения всех свай или свай-оболочек в ящик засыпают до требуемого уровня песок или щебень.

8.82. Распорные крепления перемычек и бездонных ящиков, воспринимающих давление воды, следует, как правило, одновременно использовать в качестве направляющих устройств для погружаемых свай или оболочек, а также несущих элементов рабочих подмостей.

8.83. При конструировании съемных распорных креплений необходимо учитывать последовательность их разборки или перестановки по мере бетонирования ростверка и надфундаментной части опоры.

8.84. При проектировании перемычек и бездонных ящиков должны быть выполнены следующие расчеты:

прочности под воздействием давления воды, бетонной смеси ростверка и собственного веса конструкций;

плавучести и остойчивости при транспортировании на плаву к месту установки;

прочности конструкции при установке краном;

мощности и грузоподъемности средств для транспортирования, опускания и закрепления на месте перемычек или ящиков.

ВЫЕМКА ГРУНТОВ И ВОДООТЛИВ

8.85. Грунт, выдаваемый из котлована, следует транспортировать на такое расстояние, при котором не возникает опасности обрушения стенок котлована или какого-либо другого препятствия для производства работ.

При выдаче грунта из котлована в реку стеснение грунтом живого сечения реки не должно вызывать увеличения скорости течения до предела, выше которого может произойти размыв перемычки и дна реки.

Кроме того, выдаваемый грунт не должен создавать препятствий для судоходства.

Обратная засыпка должна производиться слоями с плотным трамбованием каждого слоя.

8.86. Работы по выемке грунта, зачистке дна и освидетельствованию котлована, возведению фундамента и обратной засыпке котлована следует производить в предельно сжатые сроки, чтобы исключить возможность разуплотнения (летом) или промерзания (зимой) поверхности несущего слоя основания.

Разработку с водоотливом котлованов, расположенных вблизи действующих сооружений, следует выполнять в строгом соответствии с проектом производства работ по возведению фундаментов.

Воду следует откачивать из приямков, заглубленных ниже дна разрабатываемого котлована. Стены приямков должны быть укреплены деревянным или металлическим ящиком, опускаемым по мере углубления котлована.

УСТРОЙСТВО СВАЙНЫХ РОСТВЕРКОВ

8.87. Ростверки надлежит возводить только после документальной приемки работ по погружению свай.

Отметка положения ростверка, его конструкции, размеры и применяемые материалы должны соответствовать требованиям проекта.

Применяемые материалы и сборные конструкции должны соответствовать также требованиям СНиП и действующих ГОСТов. При устройстве ростверков на акватории конструкция их ограждения и способ устройства определяются проектом производства работ.

Размеры в плане ограждения ростверка гидротехнического сооружения определяются очертанием фундамента сооружений с запасом не менее 0,5 м на каждую сторону, высота ограждения определяется глубиной воды при рабочем горизонте плюс 0,7 м для возвышения его над водой. В необходимых случаях должна быть учтена высота волны.

8.88. За рабочий горизонт при сооружении фундаментов принимается наивысший возможный в период производства работ уровень воды, соответствующий расчетному расходу с вероятностью превышения 10 %. В процессе откачки воды из ограждения надлежит производить своевременную и обязательную установку распорных креплений, предусмотренных проектом.

УСТРОЙСТВО МОНОЛИТНЫХ РОСТВЕРКОВ

8.89. При бетонировании ростверков на суходоле с устройством опалубки откачка воды производится с таким расчетом, чтобы не допустить заливания водой укладываемого бетона. При окончании бетонирования откачка воды прекращается и бетон покрывается водой, что благоприятствует набору прочности бетонных массивов фундаментов.

Ключи, обнаруженные на дне котлована, должны быть заглушены или каптированы с отводом воды за пределы ростверка.

Бетонирование ростверков, расположенных на акватории, надлежит производить после укладки в ограждении ростверка тампонажного слоя. Тампонажный слой следует укладывать из бетона по методу ВПТ.

8.90. Марка бетона и толщина тампонажного слоя грунтового тампонажа устанавливается проектом.

Тампонажный слой надлежит укладывать:

при низких свайных ростверках - непосредственно на грунт;

при высоких свайных ростверках - на песчаную отсыпку, засыпаемую в ограждение (шпунтовым или бездонном ящике) до отметки низа тампонажного слоя или на деревянное днище, устроенное заранее в необходимом уровне в каркасе для погружения свай или свай-оболочек или в плавучем понтоне. Отверстия в днище для погружения свай или свай-оболочек в этом случае должны соответствовать их диаметру с припуском по 2 см на каждую сторону.

Откачку воды из ограждения и бетонирование свайного ростверка производят после приобретения бетоном тампонажного слоя прочности, указанной в проекте, но не менее 25 кг/см². Прочность уложенного бетона устанавливается построечной лабораторией.

Допускается применение грунтовых тампонов из мятой глины с песком при небольших глубинах воды, малом напоре и скоростях течения, исключающих размыв дна у ограждения.

8.91. При значительной площади ростверка, а также при малой производительности бетонного завода, не обеспечивающего укладку монолитного бетона горизонтальными слоями всей площади, укладку бетонной смеси следует вести наклонными слоями или разбивать ростверк на блоки бетонирования.

Число и отбор контрольных бетонных кубиков предусматриваются в соответствии с действующими СНиП на бетонные работы.

8.92. При сооружении монолитных массивных ростверков с модулем поверхности М_п ≤ 3

М_п = ΣF / V,                                                                 (31)

где ΣF - сумма площадей охлаждаемой поверхности; V - объем ростверка.

В период прохождения в бетоне экзотермических процессов в них могут возникать значительные перепады температуры, которые вызывают напряжения в ростверке и сваях и, как следствие, разрушение конструкции либо появление трещин в бетоне.

Поэтому устройство массивных монолитных ростверков, особенно в зимний период, следует выполнять с учетом заданных расчетом допустимых температурных перепадов по высоте и длине блока, определяемых из условий прочности, трещиностойкости или допускаемой ширины раскрытия трещин в сваях и ростверке.

Для снижения температурных напряжений в сваях и ростверке в период протекания экзотермических процессов в бетоне плиты необходимо проводить специальные мероприятия по выравниванию температуры по высоте и длине ростверка, предусмотренные проектом производства работ. К таким мероприятиям относятся электро- или паропрогрев верхней поверхности ростверка:

применение греющей опалубки, матов и щитов;

снижение тепловыделения бетона охлаждением, например водой, пропускаемой по трубам, или применение малотермических цементов;

назначение оптимальных размеров блоков бетонирования и перерывов в укладке горизонтальных слоев (3-10 сут).

8.93. После окончания бетонирования блока (ростверка) необходимо вести контроль температуры бетона и наружного воздуха с помощью дистанционных датчиков температуры либо технических термометров. Датчики температуры устанавливаются в специальные температурные скважины.

УСТРОЙСТВО СБОРНЫХ РОСТВЕРКОВ

8.94. Монтаж сборных железобетонных ростверков осуществляется в соответствии с рабочими чертежами фундаментов, проектом производства работ.

Для точной установки оголовков следует применять инвентарные металлические рамки, предварительно монтируемые на головы свай по геодезическим отметкам.

Укладывать элементы ростверка по слою замерзающего грунта запрещается.

8.95. Монтаж конструкции сборного железобетонного ростверка должен производиться только после достижения бетоном замоноличивания оголовков не менее 70 % проектной прочности в летнее время и 100 % - в зимнее время.

Замоноличивание оголовков в зимнее время при отрицательных температурах воздуха должно осуществляться бетоном с обязательным электроподогревом или с применением бетона с добавкой.

ПРИЕМКА РАБОТ

8.96. Приемка работ по устройству свайных фундаментов и шпунтовых ограждений должна производиться на основании:

проектов свайных фундаментов или шпунтовых ограждений;

паспортов заводов-изготовителей на сваи, сваи-оболочки, шпунт, товарный бетон и арматурные каркасы;

актов лабораторных испытаний контрольных бетонных образцов и актов на антикоррозионную защиту конструкций;

актов геодезической разбивки осей фундаментов и шпунтовых ограждений;

исполнительных схем расположения свай и шпунтовых ограждений с указанием их отклонений в плане и по высоте;

сводных ведомостей и журналов забивки или погружения свай, свай-оболочек и шпунта, журналов бурения и бетонирования скважин для набивных свай;

результатов динамических испытаний свай и свай-оболочек;

результатов статических испытаний свай, свай-оболочек (если они были предусмотрены);

актов освидетельствования арматурных каркасов и скважин перед бетонированием.

Таблица 64

Примечания: 1. Измерения отклонения свайных элементов следует производить до их выправления. Отклонения свайных элементов в плане должны замеряться на уровне проектного положения их голов.

2. При определении отклонений наклонных свайных элементов следует принимать во внимание несвязанные с технологией производства работ дополнительные отклонения под действием собственного веса. Эти дополнительные отклонения следует определять расчетом с учетом взвешивающего влияния воды, рассматривая условно свайный элемент как консольную балку, жестко защемленную в грунте на глубине 5 d.

Отклонения проектного положения свай, забиваемых на акватории для причальных и оградительных сооружений, не должны превышать величин, приведенных в табл. 64.

8.97. Недобивки свай, вызываемые сложными грунтовыми условиями, допускаются (при обязательном условии достижения расчетного отказа) при глубине забивки от поверхности планировки: до 10 м не более 0,5 м; более 10 м до 1 м.

В дополнение к вышеуказанному для мостов и транспортных гидротехнических сооружений недопогружение не должно также превышать 5 % проектной глубины погружения.

Отклонения свай-колонн от проектного положения не должны превышать приведенных в табл. 65.

Таблица 65

8.98. Отклонение от вертикальной оси забитых свай (кроме свай стоек) не должно, как правило, превышать 2 %, а буронабивных свай - 1 %.

8.99. Отклонения размеров скважины и уширенной полости при устройстве набивных свай не должны превышать следующих величин, мм: по глубине скважины - ±100; по диаметру - ±50; по диаметру уширения - ±100. Для буронабивных свай фундаментов опор мостов отклонения фактических размеров скважины и уширения от проектных не должны превышать величин: по глубине скважины и месту расположения уширения - ±50 см; по диаметру скважины - ±0,1, но не более 20 и -10 см; по диаметру уширения - ±0,1, но не более 50 и -10 см; по высоте цилиндрической части уширения - ±5 см; по наклону оси вертикальной скважины - 2°; то же, наклонной скважины - ±4°; по расположению оси скважины в плане 25 см.

8.100. Тангенс угла отклонения шпунта от вертикали в любом направлении не должен превышать 0,005. Прогиб замков в плоскости стенки шпунта не должен превышать 3 мм на 1 м ее длины. Выход стального шпунта из замков не допускается.

8.101. Вывод сваебойного оборудования со стройплощадки до приемки свайного поля и оформления исполнительных актов запрещается.

8.102. При приемке работ производится составление акта, в котором должны быть отмечены все дефекты, выявленные в процессе приемки, указан срок их устранения и дана оценка качества работ.

8.103. Контроль погружения свай-колонн с несущей способностью до 30 тс ведется по заданным в проекте отметкам. Выбор отметок нижних концов производится по отказам 3-5 пробных свай, погружаемых в местах площадки, имеющих наименьшие прочностные характеристики грунта.

8.104. Разворот вокруг оси сваи-колонны, погруженной в грунт, не допускается.

8.105. Минимальная глубина забивки свай-колонн не должна быть менее 2,5 м от отметки планировки или отметки дна проходящего вблизи канала. При планировке площади подсыпкой глубина забивки свай-колонн должна быть не менее 2,5 м плюс высота подсыпки.

8.106. Контроль погружения свай-колонн ведется по проектным отметкам. При этом отказ сваи-колонны не должен превышать контрольной величины, установленной в соответствии с необходимой ее несущей способностью. Контрольный отказ регистрируется для трех свай, погружаемых в местах залегания наиболее слабых грунтов в пределах площадки по данным зондирования.

УСТРОЙСТВО БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ

8.107. Буроинъекционные сваи - одна из разновидностей буронабивных свай. Усиление оснований и фундаментов буроинъекционными сваями обычно включает два основных этапа, каждый из которых в ряде случаев имеет самостоятельное значение. Это - укрепительная цементация, при которой производится усиление кладки существующих фундаментов инъекцией в них цементного раствора, а также заполнение раствором имеющихся пустот на контакте фундамент - грунт, устройство собственно буроинъекционных свай, служащих для передачи нагрузок от сооружения на нижележащие, малосжимаемые грунты основания. В новом строительстве цементация не выполняется.

8.108. Для устройства буроинъекционных свай используются различные типы растворов (мелкозернистых бетонов), применяемые в зависимости от условий строительства и характера работы свай в конструкции. К ним относятся цементно-песчаные, цементно-бентонитовые и цементные растворы. В необходимых случаях возможно также применение растворов других специальных составов.

Для приготовления растворов из мелкозернистых бетонов применяются:

цемент активностью не ниже 400, соответствующий заданной марке раствора, которая должна быть не менее 200, агрессивности среды, требуемому сроку схватывания, который должен быть не менее 2 ч. Применяемые цементы должны соответствовать ГОСТу;

бентонитовый глинопорошок в качестве пластифицирующей добавки в растворы (ТУ 39-01-08-658-81);

песок мелко- и среднезернистый в качестве инертного заполнителя в растворах крупностью не более 1 мм.

Подбор состава растворов (мелкозернистых бетонов) при устройстве буроинъекционных свай должен выполняться лабораторией в соответствии с заданной маркой раствора и условиями строительства.

8.109. При применении цементно-песчаных растворов рекомендуется следующее соотношение компонентов по весу (цемент, песок, вода) 1,0; 1,0 ÷ 1,5; 0,4 ÷ 0,7.

Для цементно-бентонитовых растворов соотношение компонентов по весу (цемент, бентонит, вода) находится в пределах 1,0:0,03:0,6.

8.110. Растворы, применяемые для изготовления буроинъекционных свай, должны иметь плотность в пределах 1,73-1,75 г/см³, подвижность по конусу АзНИИ не менее 17 см и водоотделение не более 2 %.

Прочность растворов по испытаниям стандартных кубиков размером 7 × 7 × 7 см при нормальных условиях вызревания должна быть не менее 15 МПа в семидневном возрасте и 30 МПа - в 28-дневном.

8.111. Глинистый раствор для заполнения скважин при бурении должен иметь состав, удельный вес и другие показатели, обеспечивающие устойчивость стенок скважин от оплывания и обрушения. Удельный вес глинистого (бентонитового) раствора следует принимать равным 1,05-1,15 гс/см³, в конкретном случае параметры растворов должны подбираться лабораторией.

8.112. Технологический цикл устройства буроинъекционных свай включает бурение скважины в грунте, заполнение скважины твердеющим раствором, установку в нее арматурного каркаса, опрессовку.

8.113. Бурение скважины при устройстве буроинъекционных свай выполняется станками вращательного бурения (прил. 59). При проходке неустойчивых, обводненных грунтов бурение ведется с промывкой скважин глинистым (бентонитовым) раствором или под защитой обсадных труб.

Для укрепления устья скважины и сбора промывочной жидкости устанавливается труба-кондуктор длиной не менее 2 м, выступающая над забоем скважины не менее чем на 300 мм. Установку трубы-кондуктора с внутренним диаметром, равным диаметру сваи или большим, производят в ранее пробуренную скважину соответствующей длины и заполненную цементным раствором.

Разбуривание цементного камня в трубе-кондукторе следует начинать не ранее чем после двухсуточной выдержки трубы-кондуктора в скважине. Бурение ведется с продувкой сжатым воздухом. По окончании разбуривания цементного камня бурение скважины ведется до проектной отметки нижнего конца сваи.

8.114. Отклонение от заданного угла бурения не должно превышать ±2°. Отклонения по длине свай не должны превышать ±30 см проектных величин.

По окончании бурения скважина через буровой став промывается свежим буровым раствором от шлама в течение 3-5 мин.

8.115. Заполнение скважины твердеющим (цементным или другим) раствором производится через буровой став или трубку-инъектор от забоя скважины снизу вверх до полного вытеснения глинистого раствора и появления в устье скважины чистого цементного раствора.

8.116. Установка арматуры в скважину производится отдельными секциями с помощью инвентарной треноги или вышки бурового станка. Длина секций определяется условиями производства работ; при устройстве свай усиления в помещениях - их высотой (но не более 4,5 м). Конструкция стыка секций рабочей арматуры должна обеспечивать равнопрочность и удобство производства работ по инъектированию цементного раствора.

Арматура корневидных свай должна иметь фиксирующие элементы, центрирующие ее в скважине и обеспечивающие требуемую толщину защитного слоя. Фиксирующие элементы приваривают с четырех сторон арматурного стержня или каркаса на расстоянии один от другого, равном шести диаметрам скважины.

Арматурный каркас допускается устанавливать в скважину, уже заполненную цементным раствором. В этом случае время сборки и монтажа арматурного каркаса должно обеспечивать его установку в проектное положение до начала схватывания цементного раствора. Стыковка отдельных секций армокаркаса производится с помощью сварки.

После установки армокаркаса в проектное положение и при отсутствии утечек раствора из скважины (снижение уровня раствора в скважине не более чем на 0,5 м) производится опрессовка сваи. Для опрессовки в верхней части трубы-кондуктора устанавливается тампон (обтюратор) с манометром и через инъектор производится нагнетание раствора под давлением 0,2-0,3 МПа в течение 1-3 мин.

УКРЕПИТЕЛЬНАЯ ЦЕМЕНТАЦИЯ

8.117. Технологический цикл цементационно-укрепительных работ включает бурение в грунте или теле существующего фундамента инъекционных скважин, цементацию фундамента и контакта «фундамент - грунт», опрессовку скважин.

8.118. Бурение цементационных скважин выполняется станками вращательного бурения с продувкой сжатым воздухом. Диаметр скважин назначается в зависимости от условий работы, состояния кладки существующего фундамента и его размеров и обычно не превышает 100 мм.

8.119. При усилении существующих фундаментов цементация выполняется, как правило, в два этапа.

На первом этапе цементационная скважина бурится в пределах фундамента, не доходя до его подошвы на 0,5 м. В устье скважины устанавливается тампон (обтюратор) и производится цементация фундаментов. По окончании цементации скважина выдерживается в течение 2-3 сут.

На втором этапе производится повторная разборка ствола скважины или тела фундамента до его подошвы и далее в грунт на 0,4-0,5 м и цементируется контакт «фундамент - грунт». В этом случае тампон разжимается в кладке фундамента на уровне 0,5 м выше подошвы.

8.120. Давление нагнетания при цементации фундаментов не более 0,1 МПа, при цементации контакта «фундамент - грунт» - до 0,2 МПа.

8.121. За отказ нагнетания принимается расход цементационного раствора 1 л/мин в течение 10 мин при давлении 0,2 МПа.

8.122. Вид