Буронабивные сваи вблизи существующих зданий
5. Проектирование свайных фундаментов
Выбор вариантов свайных фундаментов на площадках, примыкающих вплотную к заселенным зданиям в районах старой городской застройки и к эксплуатируемым промышленным объектам, требует детальной проработки, поскольку погружение свай забивкой или вибрированием в этих условиях обычно крайне нежелательно, а применение другой технологии погружения и свай иных типов приводит к значительному удорожанию строительства.
Как было указано в гл. 2, при погружении свай около существующих зданий возникают колебания подземных конструкций, на которые они обычно не рассчитаны, и грунтов основания. Все это может вызвать повреждение конструкций, уплотнение грунтов или потерю устойчивости грунтов с выпиранием их из-под подошвы фундаментов, дополнительную просадку или осадку основания с аварийными последствиями. Поэтому до разработки проекта свайных фундаментов вблизи существующих знаний необходимо установить, какое влияние может оказать забивка или вибропогружение свай на состояние примыкающих зданий. На этой основе выбираются и типы свай.
Опасность колебаний оценивают по допустимому ускорению колебаний, определяя допустимое расстояние от зданий до ближайших забиваемых свай, на котором здание или сооружение не получит дополнительных повреждений. Если свайное поле находится за пределами этого расстояния (для естественных оснований, сложенных выдержанными по мощности слоями однородных песчаных грунтов средней плотности и плотных, а также глинистых грунтов с показателем их текучести IL < 1 это расстояние принимается не менее 20 м), ограничений на производство сваебойных работ не накладывается. При наличии в зданиях приборов, машин и оборудования безопасное расстояние L определяется допустимой скоростью или ускорением колебаний, принимаемых в зависимости от класса машин и приборов по чувствительности к колебаниям. Если уровень колебаний окажется недопустимым для приборов, машин или оборудования, то следует их виброизолировать, или остановить на время забивки свай, или увеличить расстояние до ближайших забиваемых свай.
Допустимый уровень колебаний на рабочих местах проверяется в соответствии с требованиями «Санитарных норм проектирования промышленных предприятий» и «Положения о режиме работников виброопасных профессий, организаций и предприятий Минмонтажспецстроя СССР». Для жилых зданий допустимый уровень колебаний устанавливается в соответствии с «Санитарными нормами допустимых вибраций в жилых домах».
До настоящего времени вопрос о допустимости забивки свай вблизи существующих зданий в должной степени теоретически и экспериментально не изучен. Допустимое расстояние зависит: от характеристик и свойств грунтов, залегающих под существующими фундаментами и в основании проектируемого здания; уровня подземных вод; прочности несущих конструкций существующего здания и наличия в них каких-либо дефектов; назначения здания и размещенных в нем производств; числа забиваемых свай, их типа и др.
Наименьшее удаление свай от края существующих фундаментов должно составлять пять поперечников свай (1,5—2 м). Минимальное расстояние определяется также размерами сваебойного оборудования, которое должно работать в непосредственной близости от стен домов и сооружений.
Применение забивных свай в непосредственной близости от существующих зданий возможно в том случае, если налицо ряд условий, снижающих вероятность образования повреждений существующих зданий и сооружений от вибрации:
- существующее здание построено на сваях, забитых в относительно плотные грунты;
- ростверки фундаментов проектируемого здания располагаются не глубже подошвы существующих фундаментов мелкого заложения;
- в основании существующих зданий отсутствуют слабые и структурно неустойчивые грунты;
- состояние конструкций существующих зданий хорошее;
- существующее здание имеет повышенную сейсмическую прочность, т.е. имеет полный каркас, монолитные или сборно-монолитные перекрытия, пояса армирования в стенах на нескольких уровнях, железобетонные фундаменты в виде сплошных плит, перекрестных монолитных или сборно-монолитных лент и т.п.
Забивные сваи, погружаемые обычным способом, использовать не рекомендуется:
- при II или III категории повреждений существующих зданий и физическом их износе более 40 % (см. табл. 3.2);
- при относительно низкой сейсмической прочности зданий (массивных несущих стенах, сводчатых и клинчатых перекрытиях и перемычках, перекрытиях по деревянным балкам и т.п.);
- если в основании существующих домов залегают рыхлые пески или слабые глинистые грунты при высоком уровне подземных вод.
При разработке проектов в указанных случаях целесообразно использовать все технические возможности для увеличения разрыва между существующими фундаментами и ближайшими к ним рядами (кустами) забиваемых свай, поскольку с их удалением интенсивность динамических воздействий падает довольно быстро и уже на расстоянии 2—4 м снижается примерно вдвое, и применять технические приемы, облегчающие погружение свай (например, лидерные скважины, сваи в тиксотропной рубашке) 1 .
1 В непосредственной близости от фундаментов применение подмыва при погружении свай недопустимо. Минимальное расстояние от фундаментов, допускающее такую технологию, — 20 м (СНиП 3.02.01-83).Уфимским НИИпромстроем разработана технология забивки свай в тиксотропной рубашке. Применение такой технологии позволяет уменьшить необходимое число ударов для погружения свай на заданную глубину в глинистые грунты [9]. Этим достигается снижение суммарного динамического воздействия на окружающую среду (по сравнению с обычной технологией), т.е. уменьшается опасность повреждения конструкций существующих зданий, уровень шума, отрицательное влияние технологических факторов на существующую застройку.
Еникиев А.X., Ковалев В.Ф. Опыт устройства свайного фундамента вблизи существующих зданий. // Возведение фундаментов при реконструкции предприятий в стесненных условиях строительства: Материалы семинараВ тех случаях когда забивка свай недопустима, возможно применение набивных свай, в том числе с уширением в нижней части. При выборе типа и конструкции буронабивных свай (включая их длину, диаметр, наличие уширения) рекомендуется руководствоваться следующими положениями:
- при наличии в основании существующих зданий песков и супесей, способных уплотняться при динамических воздействиях, а также тиксотропных грунтов (ленточные глинистые грунты, илы, супеси) следует применять проходку скважин вращательным бурением под глинистым раствором, а бетонирование производить способом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ);
- если буронабивные сваи используются только в зоне примыкания, нижние концы их необходимо располагать на той же глубине, что и у забивных свай, чтобы не вызывать искусственного развития неравномерных осадок разных частей нового здания (в водонасыщенных песчаных грунтах может быть утечка грунта в пробуренные рядом скважины).
При проходке скважин, расположенных на расстоянии l ≤ 2 df от фундаментов существующего здания (здесь df — глубина заложения подошвы этих фундаментов), обязательна обсадка их трубами; скважины, расположенные на расстоянии 2 df ≤ l ≤ lh (где lh — длина ствола скважины), можно проходить без обсадных труб, но обязательно под глинистым раствором. В остальной части котлована может быть использована технология, определяемая только особенностями грунтов площадки, т.е. использование обсадных труб и глинистого раствора может оказаться не обязательным.
Применение вдавливаемых свай в непосредственной близости от фундаментов существующих зданий недопустимо при наличии в основании глинистых грунтов, которые могут существенно снизить показатели механических свойств при перемятии (сопротивление сдвигу более чем в 2 раза, модуль деформации более чем в 1,5 раза). Данные о способности грунтов к изменению свойств должны содержаться в материалах изысканий и характеризоваться показателями чувствительности грунта к нарушению его природного сложения.
Таким образом, разработку технической документации в рассматриваемых условиях следует производить после тщательного обследования состояния существующих зданий, сооружений, подземных коммуникаций, а также выполнения детальных инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий. Проектирование таких объектов, как правило, выполняется силами специализированных проектных и исследовательских организаций.
Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие рекомендации распространяются на работы по устройству буронабивных свай диаметром 400 - 1200 мм и глубиной заложения до 25 м в различных грунтовых условиях для сооружения свайных фундаментов вблизи существующих зданий с применением импортного оборудования фирмы «Касагранда С-40» (Италия).
1.2. В Рекомендациях учтены особенности технологии, включающей бурение скважины буровым станком с непрерывным шнеком, позволяющим производить бурение скважин на требуемую глубину (до 25 м) без выемки грунта и последующее бетонирование скважины с подачей бетона через пустотелую колонну шнека при одновременном его подъеме и удалении грунта. При составлении Рекомендаций использован многолетний отечественный и зарубежный опыт применения технологии для устройства буронабивных свай для фундаментов жилых гражданских зданий в условиях существующей застройки.
1.3. Устройство буронабивных свай по предлагаемой технологии определяется как диаметром сваи и глубиной ее заложения, так и длиной и жесткостью арматурного каркаса, который погружается в заполненную бетоном скважину под действием собственного веса или с применением вибропогружателя. При сооружении свайных фундаментов допускается применение таких конструкций, в которых Мизг. может быть воспринят сваей с арматурным каркасом длиной не более 10 м.
Разработаны
НИИМосстроем
Утверждены:
Первый заместитель руководителя Комплекса перспективного развития города
«24» декабря 1999 г.
Дата введения в действие
Внесены:
Управлением
развития Генплана
« 1» января 2000 г.
1.4. Область применения буронабивных свай во всех грунтах, кроме скальных и крупнообломочных, в т.ч. обводненных, структурно-неустойчивых без применения инвентарных обсадных труб или тиксотропных растворов в стесненных городских условиях с приближением к существующим зданиям до 1 м. При этом при проведении инженерно-геологических изысканий должно быть обращено особое внимание на обследование мест возведения фундаментов с целью выявления в грунте различного рода препятствий (скальных прослоек, валунов размером более 25 см и т.п.).
2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
2.1. Проектирование и устройство буронабивных свай выполняется в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты», СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции».
2.2. Нагрузки и воздействия, их сочетания, коэффициенты надежности и условий работы определяются в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» и отраслевыми нормами проектирования.
2.3. Буронабивные сваи с применением импортного оборудования армируют сварными пространственными каркасами. Продольная рабочая арматура должна быть равномерно распределена по длине окружности. Количество стрежней должно быть не менее 6, а диаметр - не менее 18 мм. Расстояние между продольными стержнями должно быть не менее 40 см. Продольные стержни арматуры следует преимущественно применять из стали класса AIII .
Арматурные каркасы должны иметь фиксирующие элементы из пластмассовых трубок диаметром 90 мм и длиной 70 мм, обеспечивающие требуемую толщину защитного слоя бетона, устанавливаемые на поперечные кольца жесткости по длине сваи.
2.4. Арматурный каркас помимо основных требований, предъявляемых СНиПами, должен иметь жесткость, достаточную для его погружения в заполненную бетоном скважину. С этой целью он должен изготавливаться сварным с цельными продольными стержнями, загнутыми на конус в нижней части. При необходимости рекомендуется приваривать поперечные кольца жесткости с шагом по высоте 2 - 3 м. Предпочтительно иметь минимальное количество стержней большего диаметра.
2.5. Защитный слой бетона должен быть не менее 70 мм и обеспечиваться установкой фиксаторов на поперечные кольца жесткости, привариваемые на арматурный каркас.
2.6. Рекомендуется применять бетон класса по прочности на сжатие В22,5 с содержанием цемента не менее 340 кг/м 3 , осадкой конуса 21 см. Заполнитель должен содержать не менее 25 % частиц с размером до 0,1 мм; крупностью фракций заполнителя 5 - 20 мм и маркой его по прочности 50 - 60 МПа.
Подбор состава бетона и приготовление смеси должны обеспечивать проектный класс бетона по прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и средней плотности согласно ГОСТ 19804.2-79; ГОСТ 10060.0-95; ГОСТ 10060.4-95; ГОСТ 12730.0-78; ГОСТ 12730.4-78; ГОСТ 12730.5-84.
2.7. Изменения в проекте фундаментов из буронабивных свай, вызванные несоответствием фактических геологических, гидрогеологических и других условий, принятых в проекте, должна вносить проектная организация с предварительным согласованием с заказчиком.
2.8. Работам по устройству буронабивных свай должна предшествовать планировка строительной площадки на заданной отметке с разбивкой осей сооружения и надежным закреплением на местности положения рядов буронабивных свай.
2.9. Разбивку осей сооружений следует оформлять актом, к которому прилагаются схемы расположения знаков разбивки, данные о привязке к базисной линии и к высотной опорной сети. Правильность разбивки следует систематически контролировать в процессе производства работ, а также в каждом случае смещения точек, закрепляющих оси.
2.10. Отклонения разбивочных осей рядов буронабивных свай от проектных не должны превышать 1 см на 100 м ряда; в положении одиночных буронабивных свай - ± 0,05 диаметра сваи; при рядовом или кустовом расположении свай - ± 0,15 диаметра сваи.
Отклонения оголовков свай от проектного положения по вертикали допускаются в сторону завышения отметки оголовка до 10 см, а в сторону занижения - до 20 см. Во всех случаях заделка оголовка сваи в бетон ростверка (без учета подготовки) должна быть не менее 10 см.
Тангенс угла отклонения вертикальной оси сваи от проектного положения не должен превышать 1/100 (отклонения стенки скважины от положения отвеса не должны превышать 10 см на каждые 10 м глубины скважины).
2.11. В зимнее время работы по устройству буронабивных свай в обводненных грунтах могут производиться при температуре наружного воздуха до минус 10 °С.
Работы по устройству буронабивных свай при более низких температурах возможны при принятии специальных мер, обеспечивающих нормальную работу буровой установки, оснащенной бортовой системой контроля основных параметров технологического процесса, при тщательной защите свежеуложенного бетона от промерзания. Эти мероприятия должны быть указаны в проекте организации работ.
2.12. Материалы, применяемые для приготовления бетона буронабивных свай, должны отвечать требованиям ГОСТов на вяжущие материалы.
2.13. Для изготовления бетонной смеси применяются:
- цемент для приготовления бетона марки не менее 300, стойкого к воздействию агрессивной среды со сроком схватывания - не менее 2 ч. Применение глиноземистых, быстросхватывающихся и горячих цементов не допускается;
- песок, щебень, гравий фракций крупностью не более 20 мм. Прочность гравия и щебня должна быть не менее 800 кгс/см 2 .
- концентраты лигносульфонатов (ЛСТ) в соответствии с «Руководством по применению химических добавок в бетоне» М., Стройиздат, 1981 г.
2.14. Подбор состава бетонной смеси выполняется лабораторией бетонного завода в соответствии с заданной маркой бетона, при этом необходимо стремиться к равной плотности мелкого и крупного заполнителей.
2.15. При подборе состава бетона для укладки под воду его прочность назначается на 10 % выше предусмотренной проектом.
2.16. Укладка бетонной смеси в пространство скважины происходит после ее бурения шнеком до проектной отметки через пустотелую колонну путем закачивания бетонной смеси бетононасосом под шнек с его одновременным подъемом. Изменением скорости подъема шнека должно поддерживаться избыточное давление бетона в скважине. При этом грунт из скважины должен извлекаться подъемом без вращения бурового става.
2.17. Бетонная смесь должна обладать подвижностью, обеспечивающей возможность свободного прохождения ее по трубам ВПТ. Водоотделение смеси должно находиться в пределах 1 - 2 %.
2.18. Подвижность и связность бетонной смеси должны обеспечиваться подбором ее состава и введением в необходимых случаях поверхностно-активных пластифицирующих добавок. В качестве пластифицирующей добавки и замедлителя схватывания в летнее время в бетонную смесь должна вводиться добавка лигносульфонатов (ЛСТ) в количестве 0,1 - 0,2 % от массы цемента, для монолитного бетона - до 0,6 % в расчете на сухое количество добавки. Количество вводимой ЛСТ определяется лабораторией в зависимости от требуемых сроков сохранения подвижности бетонной смеси, ее температуры, температуры наружного воздуха и вида цемента. При введении ЛСТ в количестве 0,3 - 0,6 %, следует учитывать снижение скорости нарастания прочности бетона в раннем возрасте. Бетонная смесь должна быть однородной и не расслаиваться при транспортировке.
2.19. При бетонировании буронабивных свай длиной более 15 м во избежание схватывания бетона в трубах с быстроразъемными соединениями обязательно применение добавок-замедлителей схватывания. Содержание добавок в зависимости от длины сваи и сроков укладки бетонной смеси должно устанавливаться лабораторией бетонного завода.
2.20. Бетонная смесь, отпускаемая заводом, должна иметь паспорт, в котором указывается объект, марка бетона, осадка конуса, а в зимний период - температура смеси на выходе.
3. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ
3.1. До начала бурения строительная площадка должна быть подготовлена для всего комплекса работ по устройству буронабивных свай в условиях существующей застройки:
- площадка должна быть спланирована в требуемых отметках;
- на площадку укладываются дорожные плиты по щебеночной подготовке;
- размеры площадки должны обеспечивать возможность размещения всего комплекса технологического оборудования (буровая машина, бетононасос, пневмоколесный погрузчик, бетоновозы) и иметь удобный въезд (рис. 1).
3.2. До бурения скважин необходимо проведение точной центровки и вертикальности направляющей мачты буровой машины. Не допускается отклонение от проектного центра, превышающее 4 % от диаметра сваи.
3.3. Перед бурением очередной скважины на строительную площадку должна быть завезена бетонная смесь в количестве 120 % от проектного объема одной сваи и освидетельствованный арматурный каркас.
3.4. Бурение скважин должно начинаться после инструментальной проверки отметок спланированной поверхности грунта и положения осей буронабивных свай на площадке.
3.5. Доставка бетонной смеси на строительную площадку должна производиться в автобетоновозах и автобетоносмесителях. Возможна также доставка сухой смеси с затворением ее водой на строительной площадке непосредственно перед бетонированием скважины.
Перевозить бетонную смесь в зимнее время следует в утепленных автобетоновозах.
Температура бетонной смеси в момент ее укладки в скважину должна быть не ниже 5 °С.
3.6. После установки буровой машины в точке бурения на ее мачте на расстоянии 1 м от поверхности земли очерчивается линия условного уровня, от которой ведется отсчет.
3.7. Бурение каждой последующей скважины допускается на расстоянии не менее 3-х диаметров от центра предыдущей свежезабетонированной сваи (рис. 2).
Устройство скважины на меньшем расстоянии допускается не ранее чем через 24 ч после завершения бетонирования.
3.8. Во время бурения затвор на нижнем конце полого шнека должен быть закрыт для предотвращения проникновения внутрь трубы грунта и воды.
Рис. 1. Технологический процесс по устройству буронабивных свай на базе импортного оборудования вблизи существующих зданий
а) центровка и установка в вертикальное положение шнека буровой машины;
б) забуривание шнека до проектной глубины;
в) подъем шнека с извлечением грунта и одновременным бетонированием скважины;
г) извлечение шнека из скважины и окончание ее бетонирования;
д) зачистка устья скважины;
е) погружение арматурного каркаса.
1 - буровая машина; 2 - направляющая мачта; 3 - непрерывный шнек; 4 - лебедка; 5 - извлеченный из скважины грунт; 6 - бетоноводные трубы; 7 - бетононасос; 8 - бетоновоз; 9 - подвижная бетонная смесь; 10 - погрузчик; 11 - вибропогружатель; 12 - арматурный каркас
Рис. 2. Общий вид пустотелых шнеков буровых установок для устройства буронабивных свай в стесненных условиях городской застройки
3.10. Продолжительность доставки бетонной смеси на строительную площадку и укладки ее в скважину не должна превышать срока схватывания.
В случае расслоения бетонной смеси при транспортировке должно быть произведено повторное перемешивание ее в автобетоносмесителях.
3.11. Твердение бетона должно протекать в течение 3-х ч; с этой целью применяются добавки, замедляющие твердение бетона в соответствии с «Руководством по применению химических добавок в бетоне» (М., Стройиздат, 1981 г.)
3.12. Бетон должен иметь осадку конуса 21 - 23 см; отклонение от требуемой подвижности должно быть не более 1 см в сторону ее уменьшения и не более 2 см - в сторону ее увеличения.
3.13. Бетонирование сваи должно начинаться непосредственно после достижения пустотелым шнеком проектной глубины погружения.
3.14. При начале бетонирования пустотелый шнек поднимается на высоту 20 см (но не более 40 см) для открытия затвора в его нижней части; дальнейший подъем пустотелого шнека может быть продолжен после достижении давления в бетонируемой скважине 0,5 - 1,0 атм.
3.15. При бетонировании сваи давление в бетонной смеси должно поддерживался постоянным. При падении давления скорость подъема шнека бурового става должна быть снижена.
3.16. В течение всего процесса бетонирования шнековой пустотелой колонне буровой установки должно придаваться постоянное возвратно-поступательное движение.
3.17. Бетонирование должно выполняться до выхода бетонной смеси на поверхность и заканчиваться удалением загрязненного слоя бетонной смеси. После этого устанавливается инвентарный кондуктор и бетонируется оголовок сваи.
3.18. Непосредственно после окончания бетонирования буровая установка отводится от скважины, вынутый и сброшенный со шнека грунт удаляется средствами механизации; затем производится ручная зачистка устья скважины с удалением верхнего слоя бетонной смеси до четкого обнаружения краев скважины.
3.19. В заполненную бетоном скважину устанавливают арматурный каркас, конструкция и размеры которого должны соответствовать проекту. До погружения армокаркаса последний следует освидетельствовать в присутствии представителя авторского надзора.
Установка арматурного каркаса в скважину при отсутствии соответствующего паспорта к нему не допускается.
Номер арматурного каркаса, устанавливаемого в скважину, должен фиксироваться в журнале производства работ.
3.20. При транспортировке арматурных каркасов от места изготовления к месту установки в каркасы следует устанавливать временные распорки в виде поперечных стержней или деревянных кругов для предохранения их от деформаций.
Перед установкой в заполненную бетоном скважину арматурный каркас должен быть тщательно очищен от ржавчины и грязи.
3.21. Диаметр арматурного каркаса должен быть на 140 мм меньше диаметра скважины во избежание его заклинивания. С наружной стороны каркас должен иметь ограничители (фиксаторы), обеспечивающие необходимую толщину защитного слоя бетона.
Для обеспечения необходимой жесткости армокаркас должен быть усилен кольцами из листовой стали шириной 60 - 90 мм и толщиной 8 - 10 мм, прикрепленными с наружной стороны каркаса через 1,5 - 2 м. Длина отдельных секций каркаса, как правило, не должна превышать 10 м. При соответствующем усилении конструкции каркаса и наличии специальных подъемных механизмов длина секций каркаса не ограничивается.
3.22. Способ строповки, подъем и опускание арматурного каркаса в скважину должны исключать появление в нем деформаций. Каркас опускают в положении, обеспечивающем его свободное погружение в бетон скважины.
3.23. Арматурный каркас вводится в забетонированную скважину непосредственно после окончания бетонирования и зачистки устья скважины. Максимально допустимый промежуток времени между окончанием бетонирования и погружением арматурного каркаса зависит от подвижности бетонной смеси, проектной глубины погружения арматурного каркаса и его жесткости. Рекомендуется соблюдать промежуток времени, не превышающий 20 мин.
3.24. Погружение арматурного каркаса в забетонированную скважину осуществляется под действием собственной массы, для погружения каркаса может быть использован вибропогружатель.
4. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ
4.1. Контроль качества буронабивных свай, устраиваемых в условиях существующей городской застройки, должен осуществляться на всех этапах их изготовления: при бурении и бетонировании скважин, установки арматурных каркасов, а также по окончании изготовления свай.
Контроль осуществляется представителем авторского надзора, заказчика и Инспекцией государственного архитектурно-строительного надзора (ИГАСН) с привлечением по мере необходимости соответствующих специализированных научно-исследовательских организаций.
4.2. В процессе производства работ по бурению скважин производителем работ ведется журнал, записи в котором контролируются представителем авторского надзора или ИГАСН.
4.3. При бурении скважин для устройства буронабивных свай из каждого слоя грунтов, но не реже, чем через 3 м по глубине, должны отбираться и маркироваться образцы грунтов нарушенной или не нарушенной структуры. Способы отбора образцов грунтов не регламентируются. Образцы должны сохраняться до оформления актов приемки буронабивных свай.
4.4. В процессе бурения скважин для установления соответствия данных изысканий данным, полученным при бурении скважин, должны производиться освидетельствования грунтов представителем организации, производившей инженерно-геологические изыскания на объекте.
4.5. При бетонировании скважин постоянному контролю подлежат: подвижность бетонной смеси; интенсивность ее укладки; уровни бетонной смеси в скважине и температура бетонной смеси. Также обязательно должны контролироваться соответствие объема уложенной бетонной смеси и объема столба бетона в шнековой пустотелой колонне.
4.6. Подвижность бетонной смеси должна контролироваться по осадке нормального конуса путем отбора проб бетонной смеси, взятых при укладке в скважину. При этом соответствие бетонной смеси заданному классу бетона должно проверяться строительной лабораторией по паспорту бетонного завода.
4.7. Качество укладки бетонной смеси в скважину и сплошность бетона рекомендуется контролировать по результатам ультразвуковой диагностики (УЗД) с составлением заключения научно-исследовательской организацией. При указанном способе контролю следует подвергать не менее 5 % общего количества буронабивных свай.
4.8. Качество затвердевшего бетона буронабивных свай определяется отбором трех контрольных образцов на каждые 50 м 3 уложенной бетонной смеси. Для дополнительного контроля сплошности бетона свай выборочно проводятся испытания образцов-кернов, высверленных из тела 1 сваи на каждые 100 свай, но не менее 2-х образцов на объект строительства.
4.9. Высверливание кернов в буронабивных сваях производится в возрасте бетона 28 сут. коронками из твердых сплавов диаметром 110 мм. Для контрольного отбора кернов в свае бурится одна вертикальная скважина на глубину 0,5 м ниже подошвы сваи. При этом следует производить описание кернов и составлять колонку скважины с указанием их длины и признаков, характеризующих состояние бетона. Керны, имеющие длину, равную или превышающую их диаметр, испытываются на прочность.
4.10. Время начала и конца бетонирования буронабивных свай на строительном объекте должно фиксироваться в журнале производителем работ. Там же фиксируются вынужденные перерывы в бетонировании, указываются их причины и продолжительность простоя.
4.11. Контроль качества бетонной смеси, укладываемой в скважину, осуществляется путем отбора проб бетона из каждой поступающей на строительную площадку партии бетонной смеси с изготовлением не менее 3-х контрольных кубов для испытания на прочность. Набор прочности бетонных образцов осуществляется в условиях, соответствующих условиям твердения бетона в стволе буронабивной сваи. Контрольные образцы испытывают в возрасте 7 и 28 сут. (ГОСТ 10180-90 «Бетон тяжелый. Методы определения прочности»).
4.12. Несущая способность грунта основания сваи определяется по результатам испытания в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-94 «Методы полевых испытаний грунтов сваями».
На каждой строительной площадке испытаниям свай по грунту должны подвергаться 2 % общего числа свай в фундаменте, но не менее 2-х однотипных свай на объект. Указанные испытания должны выполняться для определения необходимой длины свай с целью корректировки рабочих чертежей свайного поля проектной организацией.
4.13. Приемка выполненных работ по устройству буронабивных свай должна производиться до начала устройства ростверков на основании следующих документов и материалов:
- актов приемки материалов;
- актов лабораторных испытаний контрольных бетонных кубов, изготовленных как на заводе, так и на строительной площадке;
- актов контрольной проверки качества укладки бетонной смеси в скважину и сплошности бетона, определяемые по результатам ультразвуковой диагностики;
- актов лабораторных испытаний бетонных кернов, высверленных из стволов свай;
- отчетов с заключениями по проведенным статическим испытаниям пробных буронабивных свай;
- исполнительной схемы расположения осей, выполненных буронабивных свай, с указанием отклонений от проектного положения в плане и результатов нивелировки оголовков свай;
- актов на скрытые работы;
- журналов на устройство буронабивных свай.
4.14. При приемке буронабивных свай должно проверяться соответствие выполненных работ требованиям проекта, СНиП 2.02.01-85 «Свайные фундаменты», СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» и настоящих Рекомендаций. В завершение оформляется акт, в котором должны быть отмечены обнаруженные дефекты и способы их устранения.
5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
5.1. При производстве работ по устройству фундаментов из буронабивных свай для домов повышенной этажности в условиях существующей застройки, возводимых из типовых секций жилых домов, надлежит соблюдать правила, предусмотренные СНиП III-4-80* «Техника безопасности в строительстве», Временными инструкциями по технике безопасности при выполнении свайных работ с применением самоходных установок и настоящими Рекомендациями.
5.2. При монтаже (демонтаже) передвижной буровой установки для устройства буронабивных свай, а также при производстве свайных работ в опасной зоне не должны находиться люди (в т.ч. и обслуживающий персонал). При перемещении буровой установки ее базовая машина должна находиться на раздвижном гусеничном ходу. При этом осуществляется постоянный контроль за вертикальностью мачты.
5.3. При работе гидравлических бурильных машин должны систематически проверяться исправность механизмов, надежность болтовых и муфтовых соединений, состояние гидропроводов, стальных канатов и правильность их запасовки.
5.4. При эксплуатации буровой установки запрещается:
- работать на неисправной установке и применять неисправные полые шнеки колонны;
- перемещать установку с поднятой направляющей мачтой при уклонах местности более 3 %;
- использовать лебедку установки для погрузочно-разгрузочных работ;
- оставлять на грузовом крюке лебедки арматурный каркас в подвешенном состоянии;
- оставлять в поднятом положении мачту установки на слабых сильносжимаемых грунтах;
- извлекать арматурный каркас из забетонированной скважины;
- поднимать различные грузы без установки выносных опор или опирания на аутригеры;
- смазывать вращающиеся узлы установки во время работы;
- оставлять незакрытыми отверстия в грунте после бурения скважин;
- подходить к изготавливаемой свае во время работы установки;
- подтягивать тросом грузы, расположенные сбоку от установки или находящиеся впереди нее на расстоянии более 5 м.
5.5. До начала работ по устройству буронабивных свай весь персонал на объекте должен подробно ознакомиться со спецификой производства работ и проектом производства работ. Рабочие должны быть проинструктированы и обучены безопасным приемам по всем видам работ.
5.6. К работам, связанным с устройством буронабивных свай, допускаются рабочие-мужчины не моложе 18 лет, прошедшие обязательное медицинское освидетельствование, обученные профессиям оператора и слесаря-монтажника буровой установки с правом работы на высоте, прошедшие курсы по технике безопасности работ, сдавшие экзамены квалификационной комиссии и имеющие соответствующее удостоверение.
5.7. В опасной зоне запрещается производство работ, не имеющих отношения к данному технологическому процессу.
Опасной зоной при производстве свайных работ считается зона вблизи размещения буровой установки с границей, проходящей по окружности, центром которой является место устройства очередной буронабивной сваи, и с радиусом, равным полной длине буровой мачты плюс 5 м.
Все опасные зоны на площадке должны быть обозначены хорошо видимыми предупредительными знаками и надписями.
5.8. Запрещается располагать буровую установку на расстоянии менее 25 м от места производства работ по выемке котлованов или траншей, а также от мест рыхления грунта (в т.ч. мерзлого) клин-молотом, шар-бабой и другими средствами.
Нежелательно устанавливать буровую машину и работать на свеженасыпанном грунте, а также на площадках с уклоном, превышающим указанный в паспорте, в инструкции по эксплуатации машин или в проекте производства работ.
5.9. В пределах призмы обрушения котлованов траншей и прочих выемок запрещается располагать и устанавливать буровые установки, краны и другие строительные машины и оборудование.
5.10. Изготовление буронабивных свай должно производиться в последовательности, указанной в проекте производства работ, и в соответствии с рабочими чертежами проекта. Вблизи подземных коммуникаций, а также рядом с проложенными электрокабелями и в охранной зоне воздушных линий электропередач работы разрешается выполнять только при наличии наряда-допуска на особо опасные работы, подписанного главным инженером строительной организации, и в присутствии представителя эксплуатирующей организации. При этом допуск персонала к выполнению работ разрешается только после ознакомления под расписку с проектом производства работ, рабочим проектом данного объекта всех членов бригады и проведением инструктажа на рабочем месте с выдачей наряда на особо опасные работы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты»
3. СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции»
4. СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»
5. ГОСТ 19804-91 «Сваи железобетонные»
6. ГОСТ 10060.0-95 «Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования»
7. ГОСТ 10060.4-95 «Бетоны. Структурно-механический метод ускоренного определения морозостойкости»
8. ГОСТ 12730.0-78 «Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости»
9. ГОСТ 12730.4-78 «Бетоны. Методы определения показателей пористости»
10. ГОСТ 12730.5-84 «Бетоны. Методы определения водонепроницаемости»
11. «Руководство по применению химических добавок в бетоне». М., Стройиздат, 1981.
12. ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия»
13. ГОСТ 10181.1-81 «Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости»
14. ГОСТ 10180-90 «Бетон тяжелый. Методы определения прочности»
15. СНиП III-4-80* «Техника безопасности в строительстве»
16. «Временные инструкции по технике безопасности при выполнении свайных работ с применением самоходных установок». М., Стройиздат, 1980.
ППР на свайные работы
Устройство свайных фундаментов
Устройство буронабивных свай
Погружение свай
Контроль качества
Геотехнический мониторинг
Охрана труда
Техника безопасности
2.4. Устройство буронабивных свай с применением глинистого раствора вблизи существующих зданий.
2.4.1. При прорезке буронабивными сваями водонасыщенных неустойчивых слоев грунта, осыпающихся или оплывающих в незакрепленных выработках, скважины и уширения в них должны буриться под глинистым раствором, а бетонирование производится методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ). Технологические схемы устройства таких свай даны на рисунках 2.4.1 и 2.4.2.
Рис. 2.4.1. Схема устройства буронабивных свай под глинистым раствором:
I - бурение скважины диаметром 500-800 мм установкой УРБ-ЗАМ под глинистым раствором; II - устройство уширенной полости; III - установка арматурного каркаса; IV - установка контейнера или бездонного ящика и бетонолитной трубы с вибробункером; V - бетонирование сваи методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ); VI - формование головы сваи и утепление в зимних условиях; 1 - буровой агрегат УРБ-ЗАМ; 2 - насосная установка; 3 - глиномешалка; 4 -расширитель; 5 - арматурный каркас; 6 - стреловой кран; 7 - контейнер для сбора пульпы; 8 - вибробункер с бетонолитной трубой; 9 - проволока диаметром Ø 2,5-3 мм; 10 - клапан (пробка); 11 - вибробадья; 12 - толь; 13 - опилки; 14 - земля; 15 - обрезки досок.
Рис. 2.4.2. Технологическая схема устройства буронабивных свай в неустойчивых грунтах с применением буровой установки:
I - бурение скважины; II - устройство уширенной полости при помощи расширителя с применением глинистого раствора; III - установка арматурного каркаса; IV - установка бетонолитной трубы и бетонирование уширенной полости и ствола методом БПТ; V - установка инвентарной опалубки и бетонирование оголовка сваи; 1 - стреловой кран; 2 - буровой кондуктор; 3 - буровой рабочий орган; 4 - ковшовый бур; 5 - автосамосвал; 6 - емкость для глинистого раствора; 7 - расширитель; 8 - арматурный каркас; 9 - бункер с бетонолитной трубой; 10 - автобетоносмеситель; 11 - инвентарная опалубка; 12 - ствол буронабивной сваи; 13 - уширенная пята
2.4.2. Минимальный диаметр бурения скважин, который может быть принят по технологическим условиям устройства бетонных набивных свай, бетонируемых подводным способом, равен 400 мм, железобетонных - 500 мм. Диаметр разбуриваемых уширений - 1200, 1400, 1600, 1800 и 2000 мм.
2.4.3. Перед началом бурения буровую машину приводят в рабочее положение и устанавливают так, чтобы ось штанги находилась в вертикальном положении и центрировалась с осью сваи.
2.4.4. Во избежание размыва устья скважины циркуляционным потоком глинистого раствора необходимо устанавливать кондуктор с отводным патрубком или специальный-контейнер с обсадным патрубком длиной 1-1,5 м. Расстояние от стены существующего здания до ближайших свай должно быть не меньше 1,5 м (рекомендуется порядок устройства в ряду: через одну, а промежуточные - после твердения бетона в первых).
2.4.5. Бурение скважин и разбуривание уширений с применением воды вместо глинистого раствора допускается в связных грунтах /суглинках и глинах/ только в том случае, если устойчивость стенок скважины и свода уширений установлена опытным изготовлением свай и обусловлена проектом.
2.4.6. Состав глинистого раствора подбирается строительной лабораторией в зависимости от характеристики прорезаемых грунтов и применяемой глины.
2.4.7. Глинистый раствор приготовляется из бентонита или местных глин.
2.4.8. Уровень глинистого раствора независимо от способа бурения должен превышать уровень грунтовых вод не менее, чем на 1,0 м, при наличии обсадной трубы, а при отсутствии трубы не должен быть пике устья скважины.
2.4.9. Уширения разбуриваются при помощи механического расширителя, после чего в первом случае скважины промываются тем же глинистым раствором до полного выноса бурового шлама, а во втором случае зачистка основания производится ковшовым буром.
2.4.10. В процессе бурения следует периодически проверять основные показатели глинистого раствора: удельный вес, вязкость и суточный отстой.
Рис. 2.4.3. Расширитель для устройства уширенной полости под глинистым раствором при бурении скважин установками УРБ-ЗАМ или ЛБУ-50А
2.4.11. Глубина скважины должна проверяться с помощью лота, а для более точных замеров - штангой с буровым снарядом. Контроль заданного диаметра, уширенной полости осуществляется посадкой протарированной штанги вместе с расширителем. Проверку производят для двух взаимно перпендикулярных направлений без вращения штанги. При этом штангу следует опускать до отметки, фиксирующей полное раскрытие расширителя.
2.4.12. Перерывы при бурении скважины, а также между окончанием бурения скважины и разбуриванием уширения допускаются не более 4 ч а при условии поддержания в скважине уровня глинистого раствора на отметке поверхности земля или подошвы отводящего лотка.
2.4.13. Перерыв между окончанием разбуривания уширения с промывкой и началом бетонирования сваи допускается для песков и супесей не более 2 ч; для суглинков и глин - не более 4 ч.
При перерывах большей продолжительности производится контрольная проверка сохранности скважины и уширения с помощью расширителя с повторной промывкой глинистым раствором или нацисткой забоя ковшевым буром. При перерывах более 6 ч контрольная проверка выполняется с участием инспектора по технадзору.
2.4.14. Состав бетонной смеси должен удовлетворять требованиям затвердевшего бетона. Класс бетона для подводного бетонирования методом ВПТ допускается не ниже В25 /М300/ при расходе цемента не менее 400 кг на 1 м3 бетона. Прочность образцов бетонной смеси рабочего состава при подборе долина быть на 10 % выше требуемой по проекту.
2.4.16. Наибольшая крупность заполнителя бетонных свай не должна превышать 30, а железобетонных - 20 мм.
В качестве крупного заполнителя рекомендуется применять смесь гравия с 20-30 % щебня, мелкий заполнителем служат среднезернистые и мелкие пески.
2.4.17. Приготавливать смесь следует на близко расположенных бетонных заводах с доставкой товарного бетона в автобетоносмесителях или специально приспособленных кузовах автосамосвалов. При этом должна быть обеспечена бесперебойность приготовления и доставки на рабочую площадку бетонной смеси требуемого объема и качества. Утечка раствора /теста/ в процессе транспортирования смеси должна быть исключена.
Читайте также: