ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ имени Н.М. ГЕРСЕ8АН0ВА ГОССТРОЯ СССР

ВНИИГС МИНМОНТАЖСПЕЦСТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ МНОГОСЕКЦИОННОГО ВИБРОСЕРДЕЧНИКА

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ■нма Н.М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР

ВНННГС МИНМОНТАЖСПЕЦСТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ МНОГОСЕКЦИОННОГО ВИБРОСЕРДЕЧНИКА

МОСКВА 1988

при эток значение и гГ? определлетоя по формулам (3.4) и (3.6), принимая Juft° 0,15.

3.5.    Тасчет бурояабивных полит свай по сопротивлению материала ствола на выдергивающую нагрузку следует выполнять в соответствии с указаниями п.3.26 главы СНнП 2.03.01-84.

3.6.    Методика расчета, изложенная в п.п.3.2, 3.3 х 3.5, на отдельно отоящие сваи-опоры не распространяется.

3.7.    Расчетную ооевую сжимающую нагрувку, допускаемую на набивные полые сваи о уширенной пятой и без уширегаот по несущей способности грунтов основания Р, кН, следует определять по формуле

Р=7*    -Ai    ll),    (3.8)

расчетная несущая способность грунта основании одиночной сваи, воспринимающей осевую ожимающую нагруз

свая, принимаемый равным I; расчетное сопротивление грунта под яижним концом сваи, кПа, принимаемое ооглаоно требованиям п.4.7 Главы СНиП 2.02.03-85;

площадь опирания набивной сваи, м², принимаемая равной для свай без уширения - площади поперечного сечения сваи, а для свай о утиранием г- плацади поперечного сечения уширения в месте наибольшего его диаметра; периметр отвода ован, м, принимаемый по диаметру скважины;

коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности набивных полых свай, принимаемый в песках, су

песях и суглинках равным 0,8, а в глиняос - 0*7;

расчетное сопротивление I-то слоя грунта на боковой поверхности ствола набивных полых свай, кДа, принимаемое по табд.2 главы СНиП 2.02.03-85;

CL- толщина С-то слоя грунта, и, соприкасающегося с боковой поверхностью.

Примечание. Несущую способность сваи, нижняя часть которой в соответствии с п.2.7 выполнена иа бетбна литок консистенции и имеет оплошное поперечное сечение, а верхняя - из малоподвижной бетонной снеси о помощью вибросердечника и имеет кольцевое поперечное сечение, рассчитывают как сумму несущей способности веохнеи части, определенной по формуле (З.В) и нижней части, определенной в соответствии с указаниями главы СНиП 2.02.03-85. При этом отметку низа верхней части и верха, нижней части принимают на X м выше проектной.

3.8.    Расчет буронабивных полых свай, работающих на выдергивающую нагрузку, по несущей способности грунтов основания следует определять в соответствии о указаниями п.4.9 главы СНиП 2.02.03--85.

3.9.    Расчет буро набивных полых свай диаметром 600 ш на совместное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок и моментов по несущей способности грунтов основания следует определять в соответствии с указаниями Приложения I главы СНиП 2.02.03-85.

4. ШНОЛОШ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАБИВНЫХ ПОЛЫХ СВАЙ

4.1.    Устройство набивных полых свай, ведение технической документации и контроль за качеством работ следует выполнять в соответствии о требованиями главы СНиП 3.02.01-83 "Основания и фундаменты", проекта организации работ и настоящих Рекомендаций.

4.2.    Цроект организации работ должен содержать; указания по выполнению подготовительных работ; технологическую схему производства работ; указания по проверке и эксплуатации оборудования; схему движения Механизмов;

последовательность изготовления скважин и набивных полых овай;

требования, предъявляемые к бетонной смеси; особенности устройства и ухода за набивными полыми сваями в зимнее время;

методы контроля качества изготовления овай.

4.3.    Подготовительные работы должны включать планировку строй-

11

Fio. 3. Технология изготовления набивных полых свай I - Бурение скважины: П - уотановка бункере-центраторе; В - установка ариатурного каркасе: 17 - бетонирование нижней части сваи; 7 - установка вибросердечнина нвмэроуплонение нкжпей чести сваи: 71 - бетонирован» ствола свей и его знброушютненке; 7П - извлечение вибросердечника;

70 - фориование головы сван

I    - подгонный кран, 2 - буровая установка. 8 - буровой кондуктор, k - бункер-центратор, :5- выдвижной иток буккера- центраторе

6 - арматурный каркас; 7 - центрирующая скоба арматурного каркаса, 8 - бадья для бетона, 9 - бетонная смесь, 10 - ввбросердечпик,

II    - ствол овен, 12 - арматурная сетка голой оваи, 13 - рубероид

площадки, разбивку и закрепление осей сооружения и свай, пробное бурение скважины, проверку работа вибросердечника.

В процессе бурения пробной скважины устанавливают соответствие грунтовых напластований проекта оку, дается оценка устойчивости отенок скважины.

4.4.    Основным специализированным технологическим оборудованием для производства набивных полых свай является виброоердечник, представляющий собой снаряд ив трубчатых секций, опирающихся друг на друга через упругие прокладки.

принципиальная схема конического многосекционного вибросердечника ВС-530; его конструктивные особенности и техническая характеристика приведены в Приложении 2.

Перед началом производства работ выполняют сборку вибросердечника из такого количества секций, чтобы его рабочая длина была не меньше длины проектной полости. Длина вибросердечника мохет превннать длину проектной полости не более чем на величину длины секции.

Базовая машина для работы о виброоердечнихсы назначается в зависимости от условий его монтажа и усилий при извлечении.

После оборки вжбросердечника гнезда под головки болтов, установленных в потай, заполняют канатной смазкой густой консистенции. Поверхность виброоердечника должна быть гладкой, очищенной от грунг-та и бетона. Выступы между стыковочными элементами ж секциями не должны превышать 2 мм.

При предварительной проверке горизонтально расположенного вибросердечника поочередно включают каждый вибратор на 10 с, а затем включают все вибраторы, которые должны нормально работать в течение 2 мне. Затем вибросердечник устанавливают в вертикальное положение и эти операции повторяют. При изготовлении свай ежедневно перед началом работ следует производить контрольное включение каждого вибратора на 10 с.

4.5.    Изготовлять набивные полые сваи следует в соответствии с технологической схемой, представленной на рнс*3.

4.6.    Бункер-центратор следует устанавливать на выровненной поверхности после бурения скважины и ее зачистки непосредственно перед устройством ован.

Бункер-центратор обеспечивает соооность вибросердечника и скважины ж является приемной емкостью для бетона.

13

Схема бункера-центратора приведена в Приложении 3»

Бункер-центратор должен быть установлен так, чтобы обсадной патрубок его опорной плиты соосно вошел в скважину. Для этого винтовыми домкратами бункера-центратора приводят опорную плиту в горизонтальное положение.

4.7.    Арматурный каркас следует устанавливать до монтажа бункера-центратора , если армирование сваи выполняют на всю длину.

Арматурный каркас следует устанавливать после монтажа бункера-центратора при армировании оваи только в пределах верхней части В этом случае арматурный каркас фиксируют двумя диаметрально противоположно расположенными оттяжками, которые крепят к бункеру.

4.8.    Бетонирование свая в пределах нижней части следует выполнять прямым сбросом бетонной смесК. Уровень бетонной смеон следует доводить до такой отметки, чтобы после ев виброушотнення, расстояние от нижнего торца погруженного вибросердечнжка до пяты сваи соответствовало требованиям, изложенным в п.2.2. Погружение вибросердечника в бетонную смеоь нижней части- определяют на основании пробного погружения. Эта величина, как правило, о оставляет около I м.

4.9.    Центрирование виброс ердечника производят до виброуплотнения бетонной смеси пяты с помощью выдвижных штоков бункера-центратора. Отклонение вибросердечника от оои скважины не должно при этом превышать I см.

4.10.    Грузоподъемный механизм не должен ограничивать погружение вибросердечника в бетонную смесь при ее уплотнении.

4.11.    Виброуплотнение бетонной смеси пяты следует выполнять при включенных вибраторах трех нижних секций.

Внброуплотнение пяты следует прекратить, еоли расстояние от нижнего торца вибросердечника до пяты сваи составляет менее 1,2 высоты пяты, предусмотренной п.2.2 или если скорость погружения вибросердечника после 6 мхи уплотнения составляет менее 2 сы/мшн, или еоли время уплотнения превышает 8 мин.

4.12.    После завершения уплотнения пяты при погружении вибросердечника более чем на 0,5 м его следует извлечь на 10-15 см и опустить.

4.13.    Укладку бетонной смеси ствола следует выполнять при включенных вибраторах бункера-центратора ж всех секций виброоер-дечника. Бетонную смесь в пределах каждой секции следует уплотнять

в течение 5-9 мин, а в пределах верхней секции это время может быть увеличено.

Признаком завершения уплотнения бетонной смеси в пределах верхней секции служит появление на поверхности цементного молоха, пузырьков воздуха х прекращение оо в далия бетонной омеои.

4.14.    Перерыв в бетонировании набивных полых овай не допуска-етоя. Работа с вибросердечником при выходе из строя двух вибраторов одной и той хе секции не допускается. Цри церерыре в бетонировании или выходе из строя двух вибраторов одной и той же оокцив вибросердечник следует извлечь и ствол заполнить бетоном литой консистенций.

4.15.    Непрерывная работа каждого вибратора виброоердеЧвжха не должна превышать 9 мин, после чего необходим однсмияутадй перерыв. Перерыв в работе каждого вибратора следует выполнять поочередно, без остановки работы внбросердечника в целом.

4.16.    Непосредственно после завершения виброуплотвения бетонной смеси следует освободить вибросердечник от контакта о недвижными штоками бункера-центратора, включить вое вибраторы и извлечь вибросердечник. При извлечении вибросердечника на 0,5 м вое вибраторы следует отключить.

4.17.    В конце рабочего дня для освобождения от цементного молока вибросердечник следует установить в вертикальное положение и включить на 2 мин вое вибраторы, после чего очистить поверхность вибросердечника и промыть ее водой.

4.18.    Демонтаж бункера-центратора следует выполнять непосредственно после извлечения виброс ердечннка,

4.19.    Бетон верхней части овежеотформованнай свай следует удалить до проектной отметки, во не менее 5 см.

4.20.    При бетонировании головы сваи одновременно с ростверком отметка торца о ван должна превышать отметку поверхности около-свайного грунта на 10 ом.

4.21.    Не посредственно после оформления верхнего торс& .свах его следует перекрыть арматурной сеткой которую щщйартварт не менее Чем в двух дщметрахьно противоположных точках ж рабочей натуре каркаса. Сверху арматурной сетки должен быть уложен круг рубероида, чтобы полость сван бала полностью перекрыта.

4.22.    Цри бетонировании головы набивной полой овал до устройства ростверка следует применять инвентщшую разъемную ойвдубду.

УДК 624.154

Настоящие Рекомендации разработаны впервые и содержат ооновные положения по проектированию и устройству буронабивных полых свай.

Изготовление полых свай с применением вибросердечника позволяет по сравнению о буро набивными сваями сплошного оечения до 40^ сократить расход бетона, повысить качество и несущую способность свай.

Рекомендации разработаны ВНИИ гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ (канд.техн.наук В.И.Берман, инж.И.В.Михайленко), НИИ оснований и подземных сооружений им. Н.М.Героеванова (кандидат техн.наук Б.В.Бахолдин), при участии треста "Ухрбурвод" (С.С.Шевандия, Г .Д. Шпигель, Р.А.Ярощук у. ), под редакцией канд.техн.наук В.И.Берыана.

Рекомендации одобрены секциями Научно-технических советов ВНИИГС и НИИОСЕГ.

Замечания и предложения по содержанию рекомендаций просьба направлять по адресу: 252680 Киев-148, ул.Семьи Сосниных, 7-а, Ки-авокий отдел ВНИИГС, или 109389, Мооква, 2-й Институтская, 6 НИИОСП,

(с) Ордена Трудового Красного ЗЬамени научно-исследовательский институт оснований ж подземных сооружений им. Н.М.Героеванова, 1968

I. ОШЕ ИЗЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящие Рекомендации распространяются на проектирование и устройство в устойчивых грунтах, способных удерживать стенки скважин от обрущвкия, набивных полых овай. Разработаны в развитие главы СНиЯ 2.02.03-85, "(Свайные фундаменты. Норма проектирования" и СНиП 3.02.01-83. "Основания и фундаменты", СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и жвдеэобетонные конструкции", СНиП 1-15-76 "Бетонные и железо бетонные конструкции монолитные. Правила производства и приемки работ".

1.2.    Буронабивные полые сваи предназначены для значительного снижения материалоемкости и увеличения несущей опоообности по сравнению с набивными сваями сплошного поперечного сечения. Набивные полые сваи позволяют сблизить несущую способность сваи по материалу

и по грунту основания. Их применение наиболее эффективно при действия горизонтальных или выдергивающих нагрузок.

1.3.    Изготовление буронабивных полых свай выполняют с помощью навесного оборудования - многосекпионного виброс ердечника, базовой Машиной для которого служит подъемный кран грузоподъемностью не ме-£ее 25 т, а также специального бункера-центратора.

1.4.    Для изготовления свай с помощью виброоердечника применяют малоподвижные бетонные смеси о осадкой конуса 1-3 см на щебне фракцией не более 20 мм.

1.5.    Формование буронабявных полых овай производят непосредственно в скважине дифференцированным виброуплотнением бетонной смеси.

8

2. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ БУРОНАБИВНЫХ ПОЛЫХ СВАЯ И СВАЙНЫХ «УВДАМЕЕТОВ

2.1.    Диаметр буронабивных полых свай следует принимать рядтшм не менее 600 мм. Наибольшая длина полости равна длине рабочей части виброс ердечника.

Примечание: Длину рабочей части вибросердечника принимают на 0,6 и меньше длины образующей его корпуса, что обусловлено центрированием виброс ердечника в верхней части.

2.2.    Пята и голова свая должны иметь сплошное поперечное сечение на высоту не менее 0.5 м - для свай диаметром до 0.8 м к на вы-ооту, равную 0,7 диаметра сваи, при диаметре сваи более 0,8 м (рис. 1а).

2.3.    Толщина стенок ствола набивных полых свай должна быть не менее 120 ш - для свай диаметром до 700 мм, 150 ш - для свай диаметром до I м и 200 мм - для свай диаметром более I м.

2.4.    При превышении длины сваи более чем на 1,5 м длины полости, часть ствола сваи оплошного поперечного сечения, расположенного на 1,5 м ниже основания полости, должна быть выполнена иэ бетонной смеси в соответствии с рис.1в.

2.5.    Для буронабивных полых свай, изготавливаемых из малоподвижной бетонной смеси с уширенной пятой диаметром до 1,6 м отметка нижнего торца полости не должна быть ниже отметки начала уширения (рис. 16). При диаметре уширения более 1,6 м оно должно быть заполнено бетоном литой консистенции или малоподвижной бетонной смесью, уплотненной глубинными вибраторами, а ствол изготавливают из малоподвижной бетонной смеси, при атом нижний торец полооти должен быть на 1,5 м выше начала уширения. Устройство уширения для набивных по-, лых свай в песчаных грунтах следует выполнять в соответствии с рис. 1г.

2.6.    Нижний конец свай без уширений необходимо заглублять в несущий слой не менее, чем на I м, ас утираниями - не менее чем на диаметр уширенной пяты.

2.7.    Армирование набивных полых свай выполняют по расчету н назначают конструктивно. Конструктивное армирование в однородных устойчивых грунтах допускается выполнять только в верхней части висячих свай на глубину, равную трем диаметрам свай.

2.8.    Набивные полые сваи армируют сварными пространственными кашсасами. Продольная рабочая арматура полна быть равномерно рэс-4

a)    d)    $    г)

Рис. I. Типы набивных полых свай:

I - малоподвижная бетонная смеоь; 2 - литая бетонаая омесь или малоподвижная бетонная смесь, уплотненная глубинными вибраторами

контур вибросе-рлечника

Рас. 2. Фрагмент арматурного каркаса набивной подоа сван:

I - рабочая арматура; 2 - поперечная арматура;

3 - фиксаторы переменной витрины; 4 - фиксаторы постоянной вшрины; 5 - контур вибросердечника

првделена по длине окружноюти. Количество стержней должно быть не менее 6, а диаметр не менее 14 мм. Расстояние медку продольными стержнями должно быть не менее 40 см. Продольные отеркни следует преимущественно применять из арматуры классу АШ. Дрпускается также их применение из арматуры класса АП и AI.

2.9.    Арматурные каркасы должны иметь фиксирующие элементы* обеспечивающие требуемую толщину защитного слоя бетона как с наружной, так и о внутренней стороны (рио.2).

Фиксирующие элементы приваривают к рабочим стержням арматуры не менее тред в одном уровне под углом 120° в плане о шагом 2 м цо высоте.

Фиксирующие элементы должны иметь плавное очертание. Их следует выполнять из арматура 0 12 AI.

Фиксирующие элементы, обеспечивающие наружный защитный слой бетона, имеют постоянную ширину, а внутренние - переменную, в зависимости от их расположения по высоте и от угла наклона образующей поверхности виброоердечника.

2.10.    Толщина защитного слоя бетона с наружной стороны должна быть не менее 70 мм, а о внутренней отороны - не менее 30 мм.

2.11.    Цри наличии монолитного роотверка, высота которого не менее высоты верхнего торца набивной полой сваи, принимаемого в соответствии о п.2.2, отвод сваи может быть предусмотрен лишь до уровня бетонной подготовки под роотверк, а арматура выступать над поверхностью бетонной подготовки на величину, достаточную для ее анкерованжя в роотверке. При этом полость оваи должна быть перекрыта в соответствии о требованиями, изложенными в п.2.13.

2.12.    Црй целесообразности изготовления головы оваи одновременно о изготовлением отвела полость сваи должна быть перекрыта

в соответствии о п.2.13. Голова оваи должна быть из бетона литой консистенции требуемой марки и иметь высоту в соответствии о требованиями, изложенными в п.2.2.

2.13.    Полость сваи должна быть перекрыта арматурной сеткой о ячейкой 50 мм, привариваемой в двух диаметрально противоположных точках к рабочей арматуре. Арматурная сетка должна быть накрыта рубероидом, диаметр которого на 20 мм превышает диаметр полости в уровне перекрытия.

7

3. РАСЧЕТ НАБИВНЫХ ГОЛЫХ СВАЙ

3.1.    Несущую способность набивных полых свай следует принимать по наименьшему и8 двух значений, полученных при расчете:

а)    по сопротивлению материала ствола в соответствии о требованиями главы СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции" я п.п.3.2-3.6;

б)    по сопротивлению грунта основания сваи в соответствии о требованиями главы СНдП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты" и п.3.7. Контрольные статические испытания свай, как правило, обязательны.

3.2.    Расчетную продольную натрувку jf , допуокаемую на буро-набивннб полые сваи по сопротивлению материала неармированнаго ствола, следует определять ив условия

* ' if$ ' Ifeq

jf_r- коэффициент, учитывающий особенности опоооба изготовления набитошт полых свай, принимаемый равным 0,9;

-    коеффициент условия работы бетона, учитывающий длительность действия нагрузки, бетонирование в вертикальном положении, толщину стенки ствола и отсутствие армирования, принимаемый равнш 0,585;

-    расчетное сопротивление бетона, МПа, принимаемое по табл.13'главы СНиП 2.03.01-84;

Д - площадь всего бетона поперечного сечения отвода сваи,

&<Г коэффициент, учитывающий случайный эксцентриситет продольного усилия, принимаемый равным 0,933.

3.3. Расчетную продольную нагрузку, допускаемую на набивные полые сваи,

- по сопротивлению материала армированного .ствола следует определять из условия    с

^4 (ИсЯг_т^с^9,ьл is)²j, (з.2)

при »том величину относительной площади сжатой зоны бетона следует определять по    _    jUMsJ*

К iA+[Rgc +

d - диаметр ствола свая, см;

tjnr полусуша внутреннего н наружного радиусов, см; t_s- радиус окружноотж, проходящей через центры тяжеотн отержней арматуры, ом;

площадь сечения всей продольной арматуры, см²; tf? - коэффициент, определяемый по формуле

~ S' ^Ыл    (3.4)

здесь S’ принимается равным

1,5 t-G&S'<0~^Ч    (3.5)

Ц$с,    - расчетное сопротивление арматуры соответственно

сжатию и растяжению, МПа, принимаемое по табл.22 главы СНиП 2.03.01-84;

- расстояние от равнодействующей в арматуре растянутой до центра тяжести сечения, определяемое по формуле

*$ = (0,2 i-i,S^cix)l_s'    (з.₆₎

но принимаемое не более ¥$

Если вычисленное по формуле (3.4) значение f$ О, то в условие (3.2) подставляются f_s « 0 и значение    ,    подученное

по формуле (3.3) при S' ** 0.    Г

Примечание. Несущая способность буронабявных полых свай диаметром 700. 800 и 1000 мм, определенная в соответствии о п.п.

3.2 и 3.3, в зависимости от класса бетона по прочности ж класса арматуры, а также от процента армирования приведена в Приложении I,

3.4. Расчет набивных полых свай как нагибаемых эл агентов должен производиться по формуле (3.2), в которую вместо Jfeq подставляют значение изгибающего момента Jd. Цри этом в формуле (3.3) принимают Ji в 0.

Если полученное иэ расчета по формуле (3.3) f < Q,I5, в условие (3.2) подставляется аначение £ ^ , определяемое по формуле

Ъ-Ы-Лзи

етястты •    ¹³    ,1

9