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

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИДРОСТРУЙНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

МОСКВА 1986

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

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИДРОСТРУЙНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

МОСКВА 1986

него элемента в монолитном бетоне уширения. Сборный элемент следует выполнять с выпуском арматуры.

3.10.    При выполнении бетонных работ следует руководствоваться положением главы СНиП Ш-15—76 "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные”, а также "Руководством по бетонированию фундаментов и коммуникаций в вечномерзлых грунтах с учетом твердения бетона при отрицательных температурах” (М. ,Стройиздат, 1932), ВСН-01--76 и другими нормативно-методическими документами по укладке бетона в распор с вечномерзлым грунтом.

3.11.    Для бетонирования ущрений и монолитных частей свай рекомендуется применять бетоны марок не ниже Ы 200 с начальным водо-цементным отношением 0,45*0,6 и удобоукладываемостью смеси 0К=14+

18 см.

3.12.    В качестве вяжущего должен применяться портландцемент марки Щ 400+500 с расходом 400-500 кг/м³. При температуре вечномерзлого грунта выше -3°С следует применять цементы с умеренной экзотермией (С₅Д 6$). Высокоалшинатные цементы с С'₃Л до 8-10# допускается применять при температурах грунта ниже -5°С.

3.13.    Для обеспечения оптимальных температурных условий твердения бетона, уложенного в распор с вечномерзлым грунтом, следует применять, как правило, метод термоса, в том числе с предваритель-вш подогревом бетонной смеси. Допускается также холодное бетонированне с химическими добавками, если их введение не приводит к снижению несущей способности свай.

3.14.    Качество монолитного бетона упшрений и тела свай должно контролироваться согласно требованиям главы СНиП Ш-15-76.

4. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

4.1.    фи организации строительных работ с применением гидроструйной технологии следует руководствоваться положениями главы СНиП Ш-15-76 и п.п. I.4-I.6 настоящих Рекомендаций.

4.2.    Количество и комплектация необходимого оборудования устанавливается расчетом с учетом местных условий строительства, общих объемов и плановых сроков выполнения фундаментных работ. Б качестве исходных технико-экономических показателей при этом можно принимать усредненные данные, приведенные в п.1.4 настоящих Рекомендаций.

4.3.    В технологических картах, составляемых на отдельные виды

10

работ,должна быть указана их последовательность, время выполнения с учетом промежуточных операций, а также предусмотрена возможность их выполнения другими техническими средствами.

4*4. При составлении проекта производства работ надо учитывать, что при высокой скорости проходки скважин общая производительность гидроструйной установки существенно зависит от времени выполнения промежуточных операций, в том числе от перебазировок агрегата, наличия емкостей для рабочей жидкости я другого оборудования. Поэтому работы следует планировать так, чтобы эти операции занимали возможно меньше времени, что может быть практически обеспечено рациональным размещением на строительной площадке запасных емкостей, применением для питания агрегата водой удлиненных и быс-тромонтируемых шлангов и т.д.

4.5.    Выполнение работ в зимних условиях допускается при температуре наружного воздуха выше -35°С. При этом должны быть предусмотрены дополнительные мероприятия по предотвращение замерзания воды в емкостях, водоподводящих шлангах, насосе и мониторе.

С этой целью помимо мероприятий, указанных в п.1.5 (устройство тепляков, подогрев воды), должна быть предусмотрена теплоизоляция шлангов (включая внеоконапорные) и других наружных трактов и узлов., а также обеспечен быстрый слив воды из всей системы цри остановках агрегата с продувкой ее сжатым воздухом.

4.6.    В проекте на производство работ, а также при выполнении этих работ строительной организацией должны соблюдаться требования главы СНиП Ш-4-80 "Техника безопасности в строительстве".

4.7.    Безопасность производства работ при использовании гидроструйной технологии обеспечивается правильной организацией этих работ, размещением силовых трансформаторов, линий электропередач

и высоконапорных шлангов в безопасных местах и их ограждением, а также своевременным инструктированием рабочих*

4.8.    К производству работ с высоконапорной гидроструей должны допускаться только специально обученные рабочие, прошедшие специальный инструктаж.

4.9.    Силовые электролинии должны подводиться к трансформаторам по высоте, безопасной для пешеходов и транспорта. Для подключения электроагрегатов должны применяться шланговые электрокабели в надежной изоляции (согласно ТУ для работы в условиях повышенной влажности). Все электрооборудование должно быть тщательно заземлено с учетом особых УСЛОВИЙ Севера (наличие вечномерзлых грунтов,

высокая влажность и т.д.).

4.10.    Насосы высокого давления должны иметь на выходе исправную контрольно-измерительную аппаратуру, которая должна периодически проверяться, а также иметь предохранительные вентили.

4.11.    Гибкие шланги высокого давления должны быть резино-тканевого типа и соответствовать требованиям ГОСТ 6283-73,

4.12.    Устранение неисправностей, разьединение и подсоединение шлангов и другие монтажно-ремонтные работы допускается производить только после остановки насоса и его обесточивания.

4.13.    На участки, где проводятся работы с гидроструей высокого давления, не должны допускаться лица, непосредственно не связанные с выполнением этой работы. Наблюдения за температурой грунтов и другие контрольные и вспомогательные работы должны производиться при неработающей установке.

4.14.    Необходимо учитывать, что выходящая из монитора гидроструя высокого давления может нанести серьезные травмы,и ее попадание на людей в радиусе 2-3 м должно быть полностью исключено.

5. РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ С УШИРЕННОЙ ПЯТОЙ

5.1.    Основным типом фундаментов зданий и сооружений при использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований по I принципу согласно СНиП В-18-76 должны быть свайные фундаменты (п.3.17). Для повышения несущей способности основания при сложных мерзлотно-грунтовых условиях (высокотемпературные, засоленные, сильнольдистые и др.грунты) следует повышать сопротивление мерзлого грунта нормальному давлению под нижним концом сваи. В качестве фундаментов с повышенной несущей способностью рекомендуется применять свайные фундаменты с уширенной пятой.

5.2.    Сваи с уширенной пятой по способу устройства подразделяются на два типа:

а)    буронабивные, устраиваемые путем заполнения уширенной части и ствола скважины бетонной смесью;

б)    буроопускные, отличающиеся от буронабивных тем, что после заполнения бетонной смесью уширенной части ствола в скважину опускают готовую железобетонную сваю заводского изготовления.

5.3.    В проекте свайных фундаментов должны быть указаны марки бетонных смесей для бетонирования уширения и ствола скважины (для

12

буронабивных свай), наименование и состав раствора, заполняющего околосвайное пространство выше уширения (для буроопускных свай).

5.4.    Расстояния между осями свай должны приниматься равными диаметру уширения плюс 1 м.

5.5.    При устройстве свай с уширенной пятой должно быть o6ecnet-чено твердение бетона, укладываемого в скважину, и достижение им расчетной прочности в соответствии с требованиями главы СНиП Ш-15--76 "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные" и "Руководства по бетонированию фундаментов и коммуникаций в вечномерзлых грунтах с учетом твердения бетона при отрицательных температурах". Требование к твердению бетона является особенно важным при устройстве буроопускной сваи с уишрением малого диаметра, поскольку в этом случае набор прочности бетона при естественном твердении, как правило, не обеспечивается, и требуется применение специальных мероприятий цри одновременном обеспечении расчетной несущей способности свай и грунтового основания.

5.6.    фи проектировании оснований и свайных фундаментов с уширенной пятой, возводимых на вечномерзлых грунтах, должны выполняться статические и теплотехнические расчеты. Целью статического расчета является обеспечение прочности и устойчивости фундамента, а также эксплуатационной надежности здания и сооружения. Целью теплотехнического расчета является определение необходимого теплового режима грунтов основания и установление мероприятий, обеспечивающих соблюдение этого режима.

5.7.    Нагружение сваи расчетной нагрузкой допускается только после достижения бетоном уширенной части ствола сваи расчетного значения прочности, а окружающим вечномерзлым грунтом - расчетной температуры, обеспечивающей его смерзание с боковой поверхностью сваи и уширения.

5.8.    Теплотехнический расчет сваи с уширенной пятой должен выполняться согласно СНиП Л-18-76 "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" в соответствии с применяемым способом сохранения мерзлого состояния грунтов оснований. Статический расчет свай с уширенной пятой должен выполняться по двум группам предельных состояний: по несущей способности (I группа) - для твердомерзлых грунтов; по несущей способности (I группа) и по деформациям (Отругана) - для пластичномерзлых и сильнольдистых грунтов, а также подземных льдов.

13

5.9.    Дня буроопускных свай с уширенной пятой заполнять скважину следует специально изготовленным раствором (известково-песчаный» грунтовым» песчано-цементным и т.д.)» в соответствии с п.4.8. .8 "Руководства по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах" •

5.10.    Расчет оснований свайных фундаментов с уширенной пятой по I груше предельных состояний (по несущей способности) производится в соответствии с требованиями пп.4.6 и 4.7 главы СНиП Q-I8--76 "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах".

5. II. Несущая способность основания (по прочности) вертикально погруженной сваи с уширенной пятой определяется по формуле:

Ф*т(Фу +Фс),    (5.1)

коэффициент условий работы грунтового основания; в соответствии с п.4.9 СНиП П-18-76 допускается увеличение to в зависимости от отношения полной нагрузки ва фундамент к суше постоянных и длительных долей временных нагрузок до 1,2; значение несущей способности исходя из учета сопротивления нормальному давление под подошвой и сопротивления сдвигу по боковой поверхности уширенной пяты;

значение несущей способности исходя из учета сопротивления сдвигу по боковой поверхности неуширен-ной части (ствола) сваи.

5.12. Величина Фу вычисляемся по формуле

Ф_у - ftlfiRF + 2 Rcfi, ficfi    (5.2)

Где    hig    - коэффициент условий работы под уширенной пятой,

принимаемый при условии полного удаления пульпы из унирения равным I; во всех других случаях /П^= 0,9;

R, - расчетное давление ва мерный грунт под подошвой уширения пяты, МПа, определяемое по прил.6 табл.1.5 и 8 СНиП В-18-76 при температуре in, ва глубине J , равной заглублении подвиги пип в вечномерзлый грунт, значение расчетной температуря вечномерзлого грунта iff! для определения R, рассчитывается в соответствии с п.4.10 СНиП В-18-76;

il

P - площадь поперечного сечения уширенной пяты в месте наибольшего диаметра» см^;

Heal- расчетное сопротивление природного грунта сдвигу по ® поверхности смерзания уширенной пяты для середины /-го слоя» МПа» определяемое по табл.4,6,8 прил.6 СНиП П--18-76 при температуре грунта (п.4.10 СНиП П-18--76) в середине 6-го слоя на глубине Ъ , отсчитываемой от верхней поверхности вечномерзлых грунтов; площадь смерзания /-го слоя грунта с боковой поверх-* ностью уширения сваи

Р I ~    ^    *    j

d_L - диаметр уширенной части в середине /-го слоя, см; hi - толщина i-го слоя грунта, см;

Н - число слоев вечномерзлого грунта, на которое по расчетной схеме разделяется основание в зоне уширения.

5.13. Величина Ф_с для буронабивных свай определяется по форт*

<Р_гр,    (5.4)

где    - значение несущей способности исходя из учета сопротив

ления сдвигу раствора, заполняющего околосвайное пространство, по боковой поверхности сваи;

Фу> - то же, из учета сопротивления сдвигу природного грунта, по контакту с этим раствором.

5.16.    Величина определяется по формуле

9^=1 R-CMI • FtMi,    (5.5)

i4

где РенL “ расчетное сопротивление сдвигу, МПа, по поверхности

смерзания заводской сваи с раствором, заполняющим околосвайное пространство, определяемое по табл.3.6 и 8 прил.6 СНиП П-18-76 при температуре грунта t (п.4. 10 СНиД П-18-76) в середине 6-го слоя на глубине 2 , отсчитываемой от верхней поверхности вечномерзлого грунта;

Fctfi - площадь поверхности смерзания £-го слоя раствора с боковой поверхностью сваи, стл^;

П - число слоев вечномерзлого грунта, на которое по расчетной схеме разделяется основание в зоне неуширенной части (ствола) сваи.

5.17.    Величина фгр вычисляется по формуле 5.3 при Фгр = Ф_с *

5.18.    В формулах 5.2, 5.3 и 5.5 сопротивление сдвигу по поверхностям смерзания ствола и пяты сваи должны учитываться на участках показанных на расчетных схемах (рис.5.1).

5.19.    Несущая способность свай с уширенной пятой проверяется и корректируется данными их полевых испытаний, проводимых во время строительства в количестве 1% общего числа свай, в соответствии с ГОСТ 24546-81 "Сваи. Методы полевых испытаний в вечномерзлых грунтах", а также п.1 прил.6 и п.4.7 СНиП П-18-76. Определение несущей способности одиночной сваи с уширенной пятой по результатам испытания вдавливающей статической нагрузкой выполняется по указаниям п.4.14 СНиП П-18-76.

5.20.    Расчет свайных фундаментов с уширенной пятой на действие горизонтальных нагрузок должен производиться в соответствии с п.4. 17 СНиП П-18-76 и "Руководством по проектированию оснований и фун-

16

Рис. 5.2

Схема расчета буронабивной сваи с уширенной пятой: а - геологическая колонка, б - свая, в - расчетные температуры грунта, г - эпюра расчетных сопротивлений сдвигу

Рис. 5.3

Схема к расчету буроопускной сваи с уширенной пятой: а - геологическая колонка, б * свая, в - расчетные температуры грунта, г - эпюра расчетных сопротивлений сдвигу

18

5.21* Железобетонная свая заводского изготовления заглубляется ев бетон уширения не менее чем на 0,5 м; под нижним концом сваи следует выполнять расчет бетона пяты на продавливание.

5.22. Расчет оснований свайных фундаментов с уширенной пятой По П группе предельных состояний (по деформациям) производится в со-ртветствии с лп.4.18 и 4.19 СНиП П-18-76.

ПРИМЕР РАСЧЕТА

Требуется определить несущую способность буронабивной сваи с уширенной пятой. Диаметр ствола сваи 0,6 м, длина сваи 5 м, диаметр уширения I м, высота уширения 1,2 м. Охлаждение грунтов основания предусматривается с помощью вентилируемого подполья. Ширина здания 16 м.

Грунты площадки представлены мерзлыми супесями, имеющими суммарную влажность    0,3, льдистость Ag = 0,2, засоленность

2 = 0,3$, подстилаемыми с глубины 3 м незаселенными суглинками с льдистостью 0,3. Расчетная глубина сезонного оттаивания Д-= t= 2 м. Температура грунтов в естественных условиях t₀ на глубине 10 м равна 1,1°С. Температура начала замерзания засоленных супесчаных грунтов f и.з = -0,9°С, суглинистых грунтов te.t> - -0,3°С. рбъемные теплоемкости и коэффициенты теплопроводности супесчаных грунтов См~ 2,48 Дж/м³. °С и Хм- 1,97 Вт/м*°С суглинистых См =2,06 Дд/м³ * °С и Хм — 1,51 Вт/м*°С.

При расчетной глубине оттаивания 2 м глубина погружения сваи в вечномерзлый грунт А - 5-2=Зм.

Расчет выполняем по формуле (5.1) при коэффициенте условий работы /Я= 1,1.

Для определения расчетных сопротивлений природного грунта сдвигу по поверхности смерзания ствола сваи подразделяем вечномерзлую голщу в зоне ствола на четыре (рис.5.2) слоя толщиной I и 0,9 м.

Значения расчетных температур в середине каждого из этих слоев izi » вычисленные по СНиП П-18-76 лн.4.'10-4.13. равны - 1,2; -1,4; -1,8; -2,1°С, значение расчетной температуры Гм под подошвой уширенной пяты составляет -1,6°С. Расчетные сопротивления сдвигу Мерзлого грунта по поверхности смерзания со сваей в середине t-го слоя Qccji при данных значениях температуры, согласно табл.6 и 4 прил.6, равны соответственно 0,066; 0,142; 0,160; 0,172 МПа. Расчетное давление на грунт (суглинок) пои обшей глубине погружения ешь

19

УДК 624.139.2/3:624.154

В настоящих Рекомендациях обобщен опыт применения гидроструйной технологии при устройстве свайных фундаментов в сложных мерзлотно-грунтовых условиях, а также данные испытания свай с уширенной пятой в вечномерзлых грунтах.

Разделы 1,2,3 настоящих Рекомендаций составлены Л,Р.Петросяном, Д.И.Федоровичем, И.В.Ротару, К.П.Михальчуком, С.Г.Кисловцом; раздел 4 - Л.Р.Петросяном, Д.И.Федоровичем, И.В.Ротару, Н.Б.Кутвшь кой, Е.А.Левкович, М.Ю.Комаровым; раздел 5 - С.С.Вяловым, Н.Б.Кут-вицкой, Л.Р.Петросяном; приложения - Л.Р.Петросяном и И.В.Ротару.

Общая редакция осуществлена Б.С.Федоровым.

Рекомендации одобрены секцией "фундаментостроение на вечномерзлых грунтах'¹ научно-технического совета НИИОСП и рекомендованы к изданию.

Замечания и предложения по содержанию Рекомендаций просим направлять по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская, д.6,НИИОСП.

® Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследователь-Ский институт оснований и подземных сооружений им* Н.М.Гер-севанова, 1986

в мерзлый грунт 4,2 м составят, согласно табл.1 прил.6 И= 0,77 МПа.

Несущая способность уширенной пяты при площади ее опирания на грунт Р =0,78 м², площади смерзания по боковой поверхности сваи ( £ = 4) Fea.H= 3,14 м², вычисленная по формуле (5*2) при /7?^= 0,9 равна:

Фу= 0,9-0,77*0,78 + 0,172*3,14 = 1,08 МН.

Несущая способность сваи за счет сопротивления смерзанию по боковой поверхности ствола по формуле (5.3) равна:

Ф_с = 3,14-0,6(0,066*1,0+0,142*0,9 + 0,16*0,9) - 0,64 МН. Общая несущая способность сваи при tn = i,i

Ф *= 1,1 (1,08*1,0 + 0,64) = 1,89 МН.

Принимая в условии коэффициент надежности кн = 1,2, по п.4.6 СНиП П-18-76 находим расчетную нагрузку на основание

Jf ^    ^-=    1,58 МН.

1,2

Поимев 2. Требуется определить несущую способность сваи с уширенной пятой для тех же условий, что и в примере I, но в случае> когда в скважину до отметки - 5,5 м опускается типовая железобетон* ная свая сечением 0,4x0,4 м, длиной 6 м. Разбивка вечномерзлого грунта на слои такая же, как в примере I (рис.5.2). Расчет несущей способности сваи производим по указаниям п.5.15, исходя из условия (5.4). Величина Фгр равна Ф_с , вычисленной в примере I

Фгр^Фс = 0,64 МН.

Расчетное сопротивление сдвигу по поверхности смерзания типовой сваи с раствором, заполняющим околосвайное пространство, определяем для слоев L = 1,2,3 (см.рис.5.3) соответственно по табл.6 и 3 прил.б СНиП П-18-76 Я_сн= 0,66; &* = 0,122; Я_см= 0,141 МПа.

Ф_С6 = 4*0,4*I0⁴ (0,66*1 + 0,122*0,85 + 0,141*0,85) = 0,46 МН.

Как видно,- Ф_с& < Фгр , поэтому при определении об общей несущей способности сваи принимается ф_с = Феб = МН.

Несущая способность уширенной части цри толщине слоя смерзания (    6,    =    4),    равной 0,9 м по формуле (5.2) составляет

= 0,9-0,77*0,78 + 0,172*3,14-0,3 = 1,03 МН.

20

ВВЕДЕНИЕ

Применение гидроструи высокого давления (30-50 МПа) для разработки грунтов, в том числе мерзлых, является новой перспективной технологией, позволяющей значительно повысить производительность работ при устройстве фундаментов и других подземных сооружений. В настоящее время имеется опыт ее успешного применения в практике строительства, в частности, при сооружении противофильтрационных завес Загорской ГАЭС, при устройстве трехлопастных грунто-бетонных свай, а также для разработки мерзлых грунтов в северных районах. Этот опыт получил обобщение в "Рекомендациях по струйной технологии сооружения тонких противофильтрационных завес, опор и разработки мерзлых грунтов", составленных ШЭДОСПом совместно с Гвдроспецпроек-том и Гидроспепстроем Минэнерго СССР.

В 1981г. ЕШОСП совместно с УНР-54 Главякутстроя Минвосток-строя СССР начал опытно-экспериментальные работы по применению гидроструйно й технологии при устройстве свайных Фундаментов в сложных мерзлотно-грунтовых условиях. Эти исследования подтвердили эффективность использования высоконалорной гидроструи для проходки скважин под сваи в вечномерзлых грунтах с образованием в них уширений заданных размеров и формы. Была отработана технология погружения свай к устройства свайных фундаментов с уширенной пятой монолитного и сборно-монолитного типа. Проведенные испытания доказали, что фундаменты из таких свай обладают повышенной несущей способность... особенно на пластичномерзлых и засоленных грунтах, где не обеспечивается надежное смерзание свай по боковой поверхности.

В настоящих Рекомендациях изложены результаты проведенных экспериментов, опыт применения гидроструйной технологии на других объектах, а также данные испытания свай с уширенной пятой в вечномерзлых грунтах.

I. ОНЦИБ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящие Рекомендации составлены в развитие положений главы СНиП П-18-76 "Основания ж фундаменты на вечномерзлых грунтах" ■ СНиП 8.02.01-83 "Основания н фундаменты" н отражают особенности проектирования н производства работ при устройстве свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах с применением гидроструйной технологии.

1.2.    Приводимые в настоящих Жекомевдацнях указания по применен-иго ищроструйной технологии распространяются на устройство свайных фундаментов во всех видах вечномерзлых грунтов песчано-глинистого состава, включая пластичномерзлые, засоленные и заторфоваянне грунты при содержании в них не более 2($ крупнообломочного материала.

1.3.    Гидроструйная технология основана на использовании высоконапорной гидроструи направленного действия для разрушения мерзлого грунта. С помощью гидроструи можно выполнять следующие работы:

проходку скважин под сваи;

образование в скважинах уширений для устройства свай с уширенной пятой и в других целях;

бетонирование уширений под слоем пульпы.

В зависимости от конкретных условий строительства эти работы могут выполняться либо полностью на основе гидроструйной технологии» либо в сочетании с обычными способами проходки скважин.

1.4.    Для обоснования проекта производства работ» составления технологических карт и в других практических целях в составе изысканий должны предусматриваться опытно-экспериментальные работы по уточнению особенностей и эффективности применения гидроструйной технологии в данных мерзлотно-грунтовых и технико-экономических условиях. На стадии технического задания для ориентировочных технико-экономических оценок можно исходить из следующих осредненных показателей (в расчете на один агрегат с учетом его перебазировок и выполнения других вспомогательных операций):

средняя производительность проходки скважин в мерзлых грунтах диаметром до 600 мм - 100 м в смену при среднем расходе воды 0,15--0,18 м³ на I м скважины;

средняя продолжительность устройства уширений диаметром до I м - 45 м³ в смену.

4

1.5* Перед началом работ строительная площадка должна быть оборудована шламоцриемниками и организованным отводом пульпы из скважины» а в зимнее время года - специальными тепляками и средствами подогрева вода*

1.6* В ходе производства работ должен осуществляться систематический контроль за температурным режимом грунтов основания и качеством выполнения работ» в том числе за соблюдением заданного диаметра скважин и уширений в них» степенью очистки забоев перед погружением сваи и бетонированием уширений и т.д.

1.7. Гидроструйная технология является новой и находится в стадии производственного освоения» поэтому при составлении смет и расценок на производство работ допускается исходить из фактических трудозатрат и других стоимостных показателей, как при опытноэкспериментальном строительстве.

2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОХОДКИ СКВАЖИН ПОД СВАИ

2.1.    Для проходки скважин под сваи в вечномерзлых грунтах с помощью гддроструи высокого давления применяются специальные вращающиеся мониторы с диаметром сопел от I до 3 мм при рабочем давлении вода 20 + 40 МПа» что обеспечивается применением серийно выпускаемых насосов типа УН 100/320 (см. табл. I прил.1).

Мониторный снаряд с вертлюгом и подводящими высоконапорными шлангами монтируется на базе буровых установок УГБ-50 м или Ш-802|» Ш 802 С или на других аналогичных станках» обеспечивающих регулируемую скорость вращения и погружения снаряда.

2.2.    Проходка скважин под сваи гидроструей высокого давления состоит из следующих основных операций: бурения лидерных скважин диаметром 100+150 мм; расширения пройденной лидерной скважины до заданного диаметра; удаления продуктов разрушения.

2.3.    Для проходки лидерных скважин применяется монитор с нижним расположением двух сопел» из которых одно расположено вертикально, а второе образует с ним угол 5+20° (см.прил.З,рис.З).

2.4.    Оптимальная скорость вращения и погружения монитора» а также угол между насадками устанавливаются по данным опытно-экспериментальных работ. При отсутствии соответствующих экспериментальных данных значения указанных параметров можно принимать в зависимости от вида грунта и диаметра скважины по данным табл. 2.1.

2.5.    При проходке лидерных скважин малого диаметра глубиной

5

Таблица 2 .1

Вид грунта Давление, МПа Угол между насадками, град Скорость подачи монитора, м/мин Частота вращения монитора, об/мин Диаметр скважины, мм Пески 30,0 0-10 1,5 60 IGG-20C Супеси 30,0 5-10 1.4 60 100-200 Суглинки 30,0 IG-I5 1,33 60 I20-I6C Глины 30,0 15-20 I 1,2 ео I20-160

до 20 м в песчано-глинистых грунтах удаление продуктов разрушения почти полностью обеспечивается юс выносом в виде разжиженной пуль-пы через зазор между стенкой скважины и мониторами.

При наличии в разрезе крупнозернистых лесков рекомендуется применять мониторы с дополнительными воздушными соплами, что улучшает вынос частиц за счет эрлифтного эффекта.

2.6.    Скважины при наличии в грунтах крупнообломочкых включений должны проходиться на 1,5-2 м глубже проектных отметок в связи с неизбежным оседанием крупных продуктов разрушения.

2.7.    Расширение лидерной скважины до заданного диметра (600 мм) производится монитором с горизонтальным расположением сопел (см.прил.З,рис.З) не позднее чем через 30 мин после ее проходки.

Разбуривание производится снизу вверх. Оптимальные режимы раз*+ буривания в зависимости от вцда грунта и диаметра скважины можно принимать по данным, приведенным в табл.2.2 с их последующим уточнением по опытным данным.

Таблица 2.2

Вид мерзлого ; Давление Частота j j Диаметр образуемой скважины,мм грунта воды, МПа вращения | монитора, об/мин 400 " 600 Глина 30 60 1 I 2J3 ,2.5 ЗХ ; | ИдЗ ЩТГ U7T5 I 2,0 2.5 3.0 ПТтг птй П7Г7 Суглинок 30 ео ! 1 | тй: urdbuA ,,2.0 2.5 3.0 ПГГГ и,21 (J,24

i    1

Продолжение таблицы 2.2

Вид мерзлого Давление Частота Диаметр образуемой скважины,»» грунта воды, МПа вращения монитора, об/шп» 400 600 Супесь 30 60 ■ AQ. 3 .5 &fl- 0,28 0,32 0,36 2.0 2.5 3.0 0,24 0,28 0,33 Песок 30 60 2.0 2.5 3.0 0,35 0,40 0,45 2.0 2.5 3.0 0,30 0,35 0,40

Примечание: I. В числителе даны размеры выходных отверстий насадок, мм, в знаменателе - скорость подачи монитора, м/мин. 2. Данные приведены дли двуххоиаоиентных мониторов

2.8.    Поскольку из скважин большого диаметра не обеспечивается полный вынос продуктов разрушения за счет их гидравлического выноса с пульпой, то при расширении скважин необходимо предусматривать дополнительные мероприятия по механической очистке скважин (жело-нирование, откачка пульпы с помощью шламовых насосов).

Желонирование должно производиться не позднее, чем через I ч после остановки монитора. В случае образования плотного осадка на дне скважины рекомендуется производить его барботирование.

2.9.    При работе струи в затопленном состоянии во время разбуривания лидерных скважин для увеличения дальности ее действия вокруг струи создают рубашку из сжатого воздуха. Воздух подается с помощью компрессора под давлением 0,7 ♦ I МПа через кольцевую щель шириной I мм, расположенную вокруг выходного отверстия насадки (конструкция монитора с воздушной щелью приведена в црил.З,рис.З),

2.10.    Для исключения размыва стенок скважины в ее верхней чао-ти в слое сезонно-талого грунта необходимо предусматривать закрепление стенок в этом интервале обсадными трубами.

2. II. В пройденные скважины сваи погружаются после полной очистки скважин с последующей заливкой пазух буровым раствором согласно общепринятой технологии.

2.12. Допускается погружать сваи непосредственно в заполненную пульпой скважину, если состав и консистенция пульпы соответствуют требованиям к буровым растворам, применяемым в данных условиях.

7

В этих случаях следует предусматривать догружение свай до проектных отметок с помощью вибратора.

3. УСТРОЙСТВО СВАЙ С УШИРЕННОЙ ПЯТОЙ

3Л. В вечномерзлых грунтах могут применяться монолитные комбинированные и сборно-монолитные сваи с уширенной пятой, с проходкой уширений под пяту гидроструей высокого давления.

3.2.    Применение свай с уширенной пятой позволяет намного повысить передаваемые на них нагрузки за счет более полного использования несущей способности торца, что имеет важное практическое значение при строительстве на пластичномерзлых и засоленных грунтах, где прочность смерзания свай по боковой поверхности с грунтом, как правило, не обеспечивается.

3.3.    Устройство уширений под пяту гидроструей высокого давления может производиться как в скважинах, пройденных обычными способами (ударно-канатное, вращательное оборудование и т.д.), так и в скважинах, пройденных гвдроструйным способом. Целесообразность сочетания механического бурения скважин с гидроструйной технологией устройства уширений определяется на основании технико-экономических расчетов.

3.4.    Для устройства уширений в скважине под пяту гадроструй-ный монитор оснащается горизонтально расположенными удлинителями, приближающими струю к забою (см.прил.З, рис.5).

3.5.    5 зависимости от вида грунта и диаметра уширения п&рамет*-ры гидроструй и режимы резания определяются по табл. 3.1.

3.6.    Удаление продуктов разрушения производится способом же-лонирования (см.п.2.8).

3.7.    Перед бетонированном механическим каверномером проверяется соответствие основных размеров уширения проектным значениям.

Бетон допускается укладывать на очищенный от жидкого шлама забой при толщине песчаного осадка не более 10 см.

3.8.    Бетонирование следует выполнять методе» вибро-погружной трубы (БИТ) с подачей смеси через бетонолитиую трубу, либо методом напорного бетонирования. Метод свободного сбрасывания бетона приме* ним лишь для жестких смесей при глубине скважин не более 10 м.

3.9.    Верхняя отметка заполнения скважин бетоном при устройстве свай с уширенной пятой комбинированного сборно-монолитного типа устанавливается проектом с учетом обеспечения заанкеривания сбор-

Таблица 3.1

Вид мерзлого грунта Давление вода, МПа Частота вращения монитора, об/мин Диаметр образуемой окважины, мм 800 1000 1200 Суглинок 30 60 2.0 2.5 3.0 _ — 0,13 0,16 0,19 Супесь 30 60 -&Д ..«L5., -З.Д. 2.0 2.5 3.0 2.0 2.5 3.0 0,17 0,21 0,26 0,10 0,13 0,16 0,0? 0,08 0,09 Песок 30 60 JLSL -Ьа. .АЛ .,.2^.. „Л£ Ш. ZJL 2Л- —Safl 0,21 0,26 0,32 [ 0,13 0,16 0,20 0,08 0,10 0,11

См.примечание табл. 2.2.

со