ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ, ПРОЕКТНО-ИЗЫСНАТЕЛЬСНИЙ И НОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ имени Н.М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ УСТРОЙСТВА И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИМ РАСЧЕТАМ БУРОНАБИВНЫХ И КОМБИНИРОВАННЫХ СВАЙ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

СОДЕРЖАНИЕ

1.    Общие положения........................................... 3

2.    Особенности проектирования и устройства свай.

Требования к бетону.................. 4

3.    Укладка и уплотнение бетонных смесей в скважинах...........8

4.    Мероприятия по обеспечению твердения бетона в

контакте с вечномерзлым грунтом ...........................9

5.    Теплотехнический расчет......*......*.....................14

6.    Приложения ................................................24

Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений имени Н.М.Герсеванова

Рекомендации по технологии уотройства и теплотехническим расчетам буронабивянх и комбинированных свай в вечномерзлых грунтах

Редактор Л,В,Пузанова

Подн.к печати 5/УГ 1990 г. Заказ    . Тираж 300 экз.

Формат 60x90 I/I6. бумага офсетная. Набор машинописный.

Уч.-иад.л, 1,81. Усл.кр.-отт. 2,05. Цена 50 коп.

ПЭМ ВНЙИНТПИ Госстроя СССР 121471, Можайское шоссе, 25

транспортирования. Особенно тщательно следует придерживаться этого требования при термосном выдерживании бетона.

3.8.    Уплотнение бетонных смесей в скважинах производится традиционными методами с учетом указаний СНиП Ш-15-76.

3.9.    Верхняя отметка заполнения бетоном скважины цри устройстве комбинированных свай устанавливается по проектной глубине ног*» ружения сборного элемента в монолитный бетон с учетом вытеснения бетона в кольцевой зазор в зоне стыка.

3.10.    Погружение сборного элемента производится под собственным весом или вибропогружением о последущим замедлением его в проектном положении. Фиксация конструкции в проектном положении осуществляется клиньями или закреплением в кондукторе, или хому-таш из уголковой стали.

3.11.    Доставку бетонной омеси к скважинам оледует производить в автобетоновоэах (автобетоносмесителях)» которые в вившее время должны быть утеплены, при этом должны быть исключены перегрузки смеси. Температура бетонной смеси к моменту ее укладки в окважину должна быть не ниже расчетной.

4. ЖРОПРШТШ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТВЕРДШШ БЕТОНА Б КОНТАКТЕ О ВЕЧНОМЕРЗЛЫМ ГРУНТОМ

4.1.    Качество монолитного бетона буронабивных и комбинированных свай в значительной степени определяется температурным режимом его выдерживания. Для создания оптимальных температурных условий твердения бетона применяются следующие методы: термосное выдерживание, предварительный электроразогрев бетонной смеси, электроцрог^ рев уложенного бетона, введение цротивоморозннх и комплексных добавок в бетон, а также сочетание указанных методов (приведенных в указанной последовательности по стоимостному зфитеркю). Метод выдерживания бетона в вечномерзлом грунте определяется в первую очередь сроками нагружения фундаментов проектной нагрузкой и цринятвд в проекте принципом строительства /I ели П принципы/. Цредпочтение оледует отдавать методу термоса как менее труд о- и энергоемкому.

4.2.    Метод выдерживания бетона свай устанавливается теплотехническим расчетом, походя из условий теплообмена бетона с Вечномерзлым грунтом основания.

Применение метода термоса ниже деятельного сдоя грунта допускается: для свай диаметром 800 мм и более - при температуре вечно-

9

мерзлого грунта -3°С и вше; для свай диаметром при температуре вечномерзлого грунта вше -5°С.

В деятельном слое грунта для буронабивных свай требуется электропрогрев бетона или модификация его состава.

Предварительна разогрев бетонной смеси до расчетной температуры (не более 50°С в момент окончания укладки смеси в скважину) позволяет расширить обдаоть применения метода термоса: при температуре вечномерзлого грунта вше -5°С для свай диаметром 1000 мм и более, при температуре вше -3°С для свай диаметром 600 ш и более.

Вашецриведеннне* положения следует учитывать на предварительном этапе проектирования. Окончательное решение должно приниматься на основе теплотехнического расчета.

4.3.    При устройстве стыков кодбшгроваттх свай с применением метода термоса в зимний период для предотвращения образования проо** дойки льда на контакте сборного элемента и монолитной части может быть предусмотрен нагрев замоноличиваемого участка сборного элемента до температуры не ниже начальной температуры укладываемого бето* на.

4.4.    Начальная температура бетона носле укладки в скважину при выдерживании методам термоса определяется теюютехничеокт расчетом, исходя из обеспечения требуемых прочности бетона и сроков передачи на сваю расчетной нагрузки. Б цроекте производства работ следует предусматривать шрощштия по снижению тешопотерь бетона на всех этапах технологической цепи. Тешвр&тура бетонной емвои в момент отгрузки рассчитывается с учетом теплопотерь при транспортировке, перегрузках и упадке,

4.5.    Область применения метода термоса при соответствующем тахШ'Чсо-зкщшйчеоком обосновании может быть существенно расширена путем использования бетонов с повышенной прочностью за счет увели-чевия расхода цемента шш снижения содержания воды.

4.6.    В вшний период при необходимости сокращения ороков заг-ружеяпя свей-отоек расчетной нагрузкой допускается увеличение глубины электропрогрева бетона на 2-3 м по сравнению с расчетной, а при длине свай 6-8 м целесообразен прогрев конструкции на всю высоту.

4.7.    фи электропрогреве бетона его максимальная температура да условия обеспечения требуемой морозостойкости назначается не

вше 60°0. С целью снижения интенсивности деструктивных процессов в твердеющем бетоне вследствие температурных напряжений необходима ограничивать скорость подъема тешвратурн при разогреве до 8,» „5° С/час соответственно при диаметре свай 600-1400 ш,

4*8, Контроль температурного состояния твердещего бетона производится термометрической аппаратурой _в которая устанавливается в температурных трубках, расположенных в периферийных зонах по сечению конструкции (10,..15 см от боковой поверхности), в центре сваи (только для буронабивных свай) и на границе двух сред - бетона и вмещающего грунта. Контрольные точки термометрических наблюдений по глубине назначаются;

при термосной технологии - от поверхности грунта (дат бурона-бйвншс свай) или от стыка комбинированных овай до верхней границу условно стабильных температур вечномерзлого грунта;

при электропрогреве всей монолитной части сваи - лишь на расстоянии I м от дневной поверхности грунта.

4.9.    Термометрические наблюдения в массиве окружающего сваю грунта основания производятся б обязательном порядке при строитель*-стве по принципу I и служат целям контроля величины оттаиваемой локальной зоны грунта и сроков восстановления его природного температурного состояния. Результата наблюдений дают возможность обос -нованной оперативной корректировки режимов прогрева бетона. Такие наблюдения необходимы также для уточнения сроков загружения фундаментов расчетной нагрузкой. Наблюдения проводятся в зоне теплового влияния сваи, границы которой предварительно назначаются в пределах увеличенной в пять раз прогнозируемой толщины оттаивающего слоя грунта (см.раздел 5). Следует учитывать, что тепловые процессы между смежными сваями в ряду и непосредственно в контактной зоне сваи протекают более интенсивно, что определяет более частое размещение в этих зонах температурных трубок.

4.10.    Электропрогрев бетона производится электродным способом с применением одно- шш трехфазной схеш подключения. Цри однофав* ной схеме электродами служат арматурный каркас и дополнительные стальные стержни, укрепленные на армокаркасе или непосредственно на сборной железобетонной вставке с помощью диэлектрических материалов. При трехфазной схеме каждый из электродов подключается к отдельной фазе (рис.2).

II

Psac,2. Схемы размещения и подюгочения электродов щщ прогреве бетона в стыке комбинированных свай при наличии выпусков арматуры в теле сборного железобетонного элемента (а) и без выпусков (б);

I - сборню! элемент, 2-монояитнни бетон, 3 - выступающий арматурный каркас, 4 - стержневые электроды

Для свай диаметром 600, 1000, 1400 т рекомендуется напряжение соответственно 95, ЮЗ и 127 В.

4.11.    Однофазная схема подключения рекомендуется:

для свай диаметром менее ВСЮ мм, для свай диаметром более 800 т при изотермическом режиме прогрева и для групп свай о равными нагрузками по фазам трансформатора.

4.12.    Прогрев бетона следует вести по двух- и трехотадийноаду режиму. Двухстадийный режим включает периоды разогрева и последующего остывания бетона и рекомендуется для участков свай диаметром 800-1600 мм ниже деятельного слоя грунта.

Трехотадийный режим, который включает также период изотермического прогрева, рекомендуется для участков свай диаметром 500 -

12

1600 m, находящихся в деятельном слое грунта* для войн отнка бишрованных свай при низкой температуре грунта.

4*13. Поддержание требуемого температурного режима бетона а процессе электропрогрева можно осуществить одним из следующих сшн-собовг

а)    ишенением величины напряжения, подводимого к электродам;

б)    периодическим кратковременнш отключением электродов (®-яудьсный способ);

в)    отключением и включением отдельные электродов шт ш хрупй* 4*14* Электропрогрев бетона в скважине необходимо начинать

н© позднее чем через 10-15 шш после заполнения скважины бетоном ism установки сборного элемента комбинированной овал* Температура бетонной смеси к началу электропрогрева должна бить не ниже 0°С. Требуемая продолжительность электропрогрева определяется твшютех-? шчесшш расчетом,

4,15* Расчет требуемой мопщости/^кВг для электропрогрев© бетона в скважине определяется по формулам: *

P°i0,5?    ]&01^£1    _<4

дда периода разогрева бетона;

-°= J£kA*1    (4.2)

для периода геотермического прогрева*

где £ ж &    - длина я дщаметр прогреваемого участка сваи, щ

Р' - удельная мощность электропрогрева* кВт/м⁹, определяется по таблице.

Удельная мощность нзот^ршческого прогрева бетона

Диаметр & , МЕЗ	1400	1000	600
Удельная , мощнодть Р1,	1,8	2*2	3,0
кВт/м

4*16* Внбор и расчет оборудования для электропрогрева бетона свай следует производить в соответствии о Руководством по прожз-

J3

водству бетонных работ в тшвх уоловиях, районах Дальнего Востока* Сибири и Крайнего Севера (М., Стройиздат, 1982).

4.17. Бетонирование свай-стоек о применением нротивоморозных зшмических добавок оледует производить в соответствии с Руководством по применению химических добавок в бетоне (М., Стройиздат, 1981).

5. ттотшашскш расчет

5.1.    Набор црочности бетоном буронабиэных и комбинированных свай определяется температурным режимом его твердения в контакте

с мерзлым грунтом. Температурный режим грунта и твердеющего бетона зависит от кягматическнх и ишенерно-геофиологачесвдх условий пяо*-щадки строительства, конструкции и размеров сваи, состава бетона ж принятой те; пологий устройства свай.

5.2.    Технология выдерживания бетона, обеспечивающая достижение им заданной црочности к установленному сроку, а также расчетного температурного режима основания, назначается в соответствии с теплотехническим расчетом,

5,8. Теплотехническим расчетом оценивается взаимное влияние указанных в п.5,1 цриродно-ашшатичеоких, конструктивных и технологических факторов на следующие основные показатели врещесоа теплового взаимодействия твердеющего бетона сваи о мерзлш грунтом:

а) прочность бетона в возрасте , сут -RJS ©тЛ!^);

6} максимальная толщина слоя оттаивания окружающего сваю мерзлого грунта    -    $ (см);

в) время смерзания грунта со сваей (время понижения температуры грунта в цриконтактной со сваей зоне до 0°С) - ^(оут).

5.4.    Срочность бетона & определяется на момент времени #

в относительных показателях (в процентах к прочности бетона заданного состава, твердеющего в течение 28 сут в нормальных температура но-влакностных уоловиях). Величина    определяет средне-интегралы-

ное значение прочности бетона по поперечному сечению буронабивной сваи или по поперечному сечению монолитного участка комбинированной овал в зоне ее стыка со сборной часть».

5.5.    Исходными данными для расчета величин R_T , S' ,    ,

являются следующие две группы факторов:

Группа А

диаметр монолитной части сваи йсв , м; начальная температура уложенного бетона , °С, или время изотермического прогрева бетона^., чао;

температура мерзлого грунта основания i_rp. , °С; объемная влажность мерзлого грунта W_0Et    х<щ/к⁸.

Группа Б

удельный расход, вид и марка применяемого цемента; температурный градиент в грунте по длине сваи; соотношение диаметров сборного элемента и монолитного участка комбинированной сваи.

5*6, Оценка влияния факторов группы А на иекоше величины/?^ / ж *Сем производится путем назсодцения ш промежуточных значений Rx/ , ж Тс£ с использованием соответствующих таблиц (см.тхрззя. 1-3) при следующих фиксированных значениях факторов группа Б;

рассматривается бетон без химических добавок на среднешшо-минатном портландцементе марки йц 400, при расходе цемента 400 кг на I м³ бетона и суммарном тепловыделении I м³ бетона, равном 135*10⁸кДе (при твердении в течение 28 сут в нормальных условиях)!

для комбинированных свай в зимний период значение температура ного градиента в грунте по вертикали составляет 0,5-1,5° С /м на глубине 3-5 м и 1,5-4° с/м на глубине до 3 и;

для буронабивных свай температурный градиент в грунте по вертикали условно отсутствует;

соотношение диаметров оборного элемента и монолитного участка комбинированной сваи равно 0,65.

Здесь -С/ m 14 и 28 сут соответственно ври термосном выдерживании л электропрогреве уложенного бетона,

5.7. Расчет величин Д*/, $ и Ъ* о учетом влияния факторов группы Б производится по следующим формулам:

⁹ /(/Л 'К_ЛА 'Кы *К*А *    3    (5.1)

Тем ~ Kft * К$% * K_sx * К$% * *Есм >    (5*2)

" К? ' Ktr *    *    Kir    ‘    «    (5.3)

Здесь Л/_А , K/z и К/^ - поправочные коэффициенты (см.п.п.5.16-5.21).

5.8. Цои расчете величин k%?, Т& , с использованием таб-

15

яиц прМо1«3 щшшт приведенный в ш.5.9-5.13 порядок задания ша? чений исходных факторов грушш А.

5.9.    За начальную тшперштоу бетона i*#. принимается темпера* тура бетон© та момент заээршетя укдвдш смеси в скважину и ее ун* яотненжя. Дея комбшшроэшннж свай предполагается, что установка сборного элемента в проектное положение производится сразу после выполнения бетонных работ.

5.10.    За вреш изотермического прогрева бетона Ср., час ^занимается условное вршш поддержания в нем постоянной температуры, равной 45®С при разогреве бетона от 5°С в течение 12 час.

Приведение общей дательнооти электропрогрева в решив, близком к изотермическое, в диапазоне температур 30-60°С к вели-чине Ць цроиаводитоя по фовдрге:

ма электропрогрева бетона, численно равная площади под кривой фактического тешгеразурного состояния бетона, построенной в координатах %>р ~~    «

45 - расчетная температура изотермического электропрогрева бетона, °С;

240 - сума градусочаоов, необходимая для равномерного подъема температуря бетона от 5 до 45°С в течение 12 чао.

5.11.    Тешеразура мерзлого грунта l_rfi, для буронабианнх свай определяется послойно в соответствии с выделенными по глубине сваи участками (см*п.2.4), что предполагает возможность применения различной технологии выдерживания бетона в ввделяемнх зонах по глубине сваи. № комбинированных свай за температуру грунта принимаем ся его средняя театерагура в воне стыка монолитного и сборного участков свай. Ниже этой зоны располагается монолитная часть сваи для которой озхраведжиЕй вое положения настоящих Рекомендаций, относящихся к буронабивнша свата ниже деятельного слоя грунта,

5.12.    Температура грунта ip для предварительных расчетов принимается по данным метеорологических и мерзлотных станций ж уточняется по результатам температурных наблюдений за фактическим термическим состоянием грунта на площадке строительства. Температурные наблюдения являются обязательными* 9Css перед бвтонлроввнв**

16

ем Ерададоз?рэво проведение технологичешта мэрощжятий по охлаж-данш шш оттаиванию гранта, а такае при нашшш дяштеяьБнзс пере» рнвов ме^ окончанием буровнк работ и бетонированием скаешшш.

5» 13, Тепловыделения щ»к фазовнзс вереяодшс вода при оттаивавши и промерзании грунта учитшаются в расчетах через величину объемной влажности грунта определяемой по формуле

Wos^sfe»('¹K-VT_M)_f    0.5)

где ^ - плотность окелета грунта, кг/м⁸;

^ - суммарная вяаянооть грунта, доли единвдн;

- весовое оодераание незамерзией води в грунте, доли единица, оцределяемое согласно п.2.12 глава СНиП Д-18-76 "Основания и фундаменты на вечномерзяш: грун-тал" дяя температуры, равной 0,5 4_V.

5.14.    Таблицы величин    и    ЧЦ в зависимости от факто

ров и,», is.». , £4,, , Irp. , vf_c приведены в прил.1 и 3 для буро-набивннх свай я в прил.2 и 3 дяя комбшшрованннх овай.

5.15.    Таблицы построены при фиксированных значениях перечисленных факторов. Цри значениях этих факторов, отличных от приведенных в таблицах, значение искомого параметра определяется методами линейной интерполяции и зкстрапояяции. Метод экстраполяции монет быть применен цри отклонении значений факторов от нищей и верхней драниц раочетного диапазона их изменения не более чем на 10-Щ«.

6.16.    Отклонение значений факторов группы g от принятых в к.5.6 учитывается введение» в формула (Х)-(З) шйравочннх ковффи-циентов Кщ р Кйъ , (где I т I...4).

5.17.    Изменение состава бетою приводит в изменения суммарно

го тепловыделения бетою, что в одою термосного еотнвенвя бетою существенно влияет на величины Им н & в в меньшей степени влияет на Я* . Это влияние учитывается введением коэффициентов К_а , Л/_с,^(рио.З в 4,црил.4). Црй ятем дяя буровабивннх овай:&=1,0; 0,75 < Кп *>Ка <    1,25,    дяя    комбинированных овай: М_м “ 1,0 цри

Л? <    50н 0,95 < К_№ < 1,05 цри    kg    ;

0,85 ^ в ^ 1,15.

При еяектроцрегреве бетона буроюбивннх овай в отличие от метода термоса изменение суммарного тепловыделения бетона шло до сравнению о общим количеством тепла, вносимого в оиотему овая-

17

too m m m т ^{m m} Щ № да

, t Ряо.З, Е&ачеше коэффшхиента Kf для показателей Я (a) и.*^ (б) ковдбйнироваЕншс свай, где 100-180 « оутарное тепювтеленив бетона за период 28 сут твердевш в нормальных условиях (I * 10кДд/ ms) «Показатели £ # f , т приведены в табл Д-3.

Рио * 4 о Значение коэффициента К< для показателей *£ и Р бу-Р9набивннг свай, где 100-180 - суммарное тевловнделани© .бетона за период 28 сут твердения в нормальных условиях (1*10 e№vw*)

мерзлый грунт, при этом щжншается

^в К(% * К<& »    .

5.18. Сличив температурного градиента в грунте ло вертикали при устройстве буронабивннх свай методом термоса учитывается с помощью коэффициента К_г . Величине температурного градиента 1,б-3°С/м соответствуют следующие значения коэффициента ** :

К* ^в 0.95-0,9; ^ т 0,85-0,7    1,0.

Цри устройстве комбинированиях свай принимается

* Ai < ^я ^ * W .

Тй

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ. ЛРОЕКТНО—ИЗЫСКАТЕЛЬСКИЙ И КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГНЧЕСННЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ Н ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ имени Н.М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ УСТРОЙСТВА И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИМ РАСЧЕТАМ БУРОНАБИВНЫХ И КОМБИНИРОВАННЫХ СВАЙ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

М0СНВА-1990

5,19, Изменение соотношения диаметров сборного элемента и монолитного участка комбинированной сваи по сравнению о величиной 0,65 учитывается в расчетах с помощью коэффициента    (рже*5    при

ложения 4)* Цри использовании в верхней части комбинированной свар железобетонного элемента некруглого поперечного сечения в расчета?: учитывается диаметр эквивалентного по площади круглого оечения*

Б расчетах буронабивннх свей коэффициент К_А принимается равным единице

5.20* Коэффициентом оцениваются конкретные технолохчзчес-кие условия производства работ, уменьшающие ^    ^    и с , к

которым относятся: снижение фактической активности цемента в результате дательного хранения, несоблюдение дозировки составляющих при приготовлении бетонной смеои и другие возможные незначительные нарушения технологии производства работ.

При термосном выдерживании бетона^ =?- 0,7-0,95, при электропрогреве    «0*85-1,0*

5.21.    При электротермоо бработке бетона вшеодкне показатели процесса теплового взаимодействия сваи с грунтом подлежат уточнению только е помощью коэффициента /С* * Коэффициенты , K_z , &₃ в ©том случае приншаютоя равными единице.

5.22.    При расчете показателей R_z и £см следует учитывать по-шшенноа охлаждение нишей части сваи на высоту 1-1,5 А* , вследствие которого бетон в этой зоне сваи отстает в наборе прочности в 14 еут на 5-10$ но ораэненш с основной частью сван, а срок смерзания свш с грунтом уменьшается на 15-25$.

5.23.    Б том случае, когда эреш смерзания бурояабивной сван

с грунтом Ъгм превышает 14 сут при термосном выдершвании и 28 cyt цри электропрогреве бетона, определение относительной прочности бетона в возрасте С , где 14(28) < £ < %># , производится по формулам

;    (5.6)

R* *R_is+A R_x._Si ,    ^<5*⁷⁾

где Л (а    -    прирост    прочности    бетона    за    период

(т~£з) _? оут определяется по графикам забора бетоном данного состава прочности при нормальных условиях твердения с учетом достигнутой прочности за период 14(28) сут ш средней температуры твердения sa время Ъ -14( С - 28), Время твердения бетона в указанный

19

Уда 624Л 39

Рекомендации содержат основные положения по технологии устройства и тешютехяическим расчетам буронабивных и комбинированных свай, сооружаемых в вечншерашх грунтах*

Теплотехнический расчет включает в себя определение относительной прочности бетона как функции температурного ракша его твердения, толщина слоя оттаивающего грунта вокруг сваи и времени восстановления температурного режима основания, а также выбор технологических мероприятий по обеспечению оптимальных температурных условий твердения бетона. В работе излагаются основные требования к материалам для бетона и технологии выполнения строительных процессов: транспортирования, укладки, уплотнения; и выдерживания бетона.

Рекомендации разработаны канд.тежн.яаук М.Р.Гохманом/ШШОСГУ ияж,А.К.Комаровым и каяд.техн.наук А.В.Петровнм /Иркутский политехнический институт/, каяд.техн.наук А. А. Гончаровым /ЙИСИ/ под общей научной редакцией кавд.геол.-шнерая.неук Д.И.Федоровича /ВНЙЙОСЦ/ и предназначена для специалистов, занимающихся вопросами проектирования и строительства буронабивных и комбинированных свай, сооружаемых на вечномерзлых грунтах.

Рекомендации рассмотрены на секции Еаучно-твхничеокого совета ВЙЙЙОСД и рекомендованы к изданию.

Замечания и предложения следует направлять по адреоу:

109389, Москва, 2-я Институтская ул., д.6, ВНИИОСП*

Ордена Трудового Красного Знамени Всесоюзный научно-исследовательский , проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений имени Н.М.Герсеванова Госстроя CCCJ

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1- Для ускорения внедрения в практику строительства последних достижений науки и техники и установления прямых связей между научно-исследовательскими и проектными организациями Госстрой СССР разрешил при разработке рабочих чертежей применять рекомендации головных институтов Госстроя СССР до включения sac в нормативные документы. При этом соответствующая часть проекта, в которую вошли разработки научно-исследовательского института, должна быть выполнена о участием головного НИИ - автора работы (директивное письмо Госстроя СССР й ИМ410-15 от 14,05,88).

1.2.    Настоящие рекомендации составлены в развитие положений глав СНиД Ш-15-76 "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные, Правила производства и приемки работ” и СНиП П-18-76 "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" и распространяются на устройство буронабивных и комбинированных сборно-монолитных свай большого диаметра цри укладке бетона в распор о вечномерзлым грунтом.

1.3.    К буронабиввш и комбинированным сваям большого диаметра относятся сваи с диаметром монолитной части более 500 мм. При этом поперечные размеры сборных железобетонных элементов комбинированных свай не должны превышать 0,8 диаметра скважины.

1.4.    Буронабивные и комбинированные сваи могут применяться

цри использовании вечномерзлых грунтов в качестве основания по принципу I (в мерзлом состоянии) и по принципу П (в оттаявшем состоянии) . При этом Гфедьявлшотся различные требования к технологии их устройства, что должно быть отражено в проектной документации.

1.5.    Работы по устройству буронабивных и комбинированных свай в вечномерзлых грунтах должны выполняться на основе проекта производства работ, который составляется проектной или строительной организацией по данным изноканий с учетом принятого принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве основания.

1.6.    Б проекте производства работ должны быть отражены: рекомендуемая технология проходки скважин под оваю, включая

очистку и подготовку их призабойной части;

способы армирования овай и опоообн устройства стыков отдельных элементов конструкция;

состав, технология укладки и уплотнения бетонной смеси в скважинах;

3

организация процесса траноиортировайдя бетонной смеси, особенно в ашний период;

мероприятия по обеспечению оптшадьншс температурных условий твердения бетона в контакте с вечномерзлым грунтом;

способы бетонирования надэешшх частей фундаментов в зимний период.

1.7.    При выполнении строительных работ должен быть организован систематический контроль 8а качеством бетонной смеси, температурой и прочностью бетона в процессе его твердения, а также наблюдения за температурным режимом грунтов основания. Контролю подлежит также соответствие объема уложенного бетона объему забетонированного участка скважины.

1.8.    фи использовании вечномерзлых грунтов по принципу I в проекте производства работ следует предусматривать меры, обеспечивающие восстановление нарушенного в процессе строительства температурного режима грунта до загружения фундаментов расчетной нагрузкой»

2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВШЙ И УСТРОЙСТВА СВАЙ.

ТРЕБОВАНИЯ К БЕТОНУ

2.1.    Экономичность и надежность свай из монолитного бетона в вечномерзлых грунтах определяется выбором их рациональной конструкции, технологии работ и подбором состава бетона, обеспечивающих расчетную прочность, устойчивость и долговечность свай при минимальных затратах энергетических, материальных и трудовых ресурсов.

2.2.    Сваи в вечномерзлых грунтах можно устраивать полностью из монолитного бетона /буронабивные/ иля в виде комбинированной сборно*-монолитной конструкции, включающей готовые железобетонные элементы. Конструкция свай устанавливается проектом в зависимости от характера нагрузки и мерзлотно-грунтовых условий района строительства (рио.1).

2.3.    В качеотве сборных элементов комбинированных овай можно применять изготавливаемые на заводах ЖБЙ сваи, столбы и трубобетонные вставки, стыкуемые с монолитной частью сваи. Сборные железобетонные конструкции устанавливают в верхней части сваи, расположенной в слое сезонного оттаивания грунта, и выше, где наиболее сияьн проявляются процессы морозной деструкции бетона. Для обеспечения н дежного стыка сборной и монолитной частей сваи элемент заводского изготовления целесообразно выполнять с выпусками арматуры.

4

Рею.I* Конструктивные схемы комбинированных свай (а,б,в,г,д): I-оборннй железобетонный элемент, 2-раотвор, 3-монолит-ннй бетон

2,4. Состав бетонов, применяемых для изготовления монолитной касти оЕаи, должен подбираться о ужатом принятой технологии бетонирования и конкретных температурно-влажностных условий, в которых находятся овш или их отдельные участки, выделяемые по глубине сваи в зависимости от мерзлотно-грунтовых условий и принятого црян»-щша использования вечномерзлых грунтов в качестве основания*

2.5.    Цри устройстве свай в зоне сезонного оттаивания и промер*-зания грунта следует применять бетоны с морозостойкостью Мрз 300.

К бетону свай на глубине более 2-3 м ниже подошвы слоя сезонного оттаивания требования по морозостойкости не щ)едьявляются.

2.6.    При строительстве с использованием вечномерзлых грунтов по принципу 1 проектную прочность бетона свай нике глубины сезонного оттаивания грунта допускается назначать переменной по длине овал с учетом разгружающего влияния сил смерзания боковой поверхности сваи о грунтом, находящимся в твердомерзлом состоянии.

2.7.    Понижение фактический прочности бетона сверку вниз по стволу сваи может быть обеспечено:

термообработкой бетона только в верхней части буронабивннх свай (в пределах деятельного слоя плюо два диаметра сваи) Или зоны стыка комбинированных свай;

заланнем^ааной _ж> высоте сквакит^чвльнпй температуры

укладываемого бетона;

снижением сверху вниз по высоте сваи проектной марки бетона по прочности.

2.8.    При строительстве о использованием вечномерзлых грунтов по принципу П проектная прочность на ожатие бетона свай должна цри»-ниматьоя о учетом восприятия сваей значительных дополнительных нагрузок за счет сил негативного (нагружающего) трения оттаиваемого грунта и ее следует принимать не менее 20^30 МПа, а в зоне заделки свай в грунт опорного горизонта - выше на одну марку по прочности на сжатие,

2.9.    Проектная прочность бетона должна быть экономически обоснована с учетом условий твердения бетона, сроков загрудения фундаментов и принятого принципа использования вечномерзлого грунта в качестве основания.

2.10.    Замораживание бетона до набора им менее 5$ марочной прочности на сжатие при температуре вмещающих грунтов ниже - 3°С не допускается. Ерм температуре грунтов вше - 3°С, а также при строительстве с сохранением мерзлого состояния грунтов может быть допущено замерзание бетона свай ниже подошвы деятельного слоя шюо два диаметра скважины при достижении бетоном не менее 4($ марочной прочности на сжатие, так как дополнительный прирост прочности происходит при длительном выдерживании бетона в диапазоне температур 0 ... - 3°С. Цри этом до передачи на сваю расчетной нагрузки должна быть обеспечена проектная прочность бетона.

2Л1. Передача на оваю расчетных нагрузок при использовании вечномерзлых грунтов по принципу I до полного смерзания свай с грунтом не допускается.

2.12.    Определение несущей способности свай о переменной по длине отвода прочностью бетона по данным полевых испытаний является обязательным и производится после восстановления природной температуры грунта по стандартной методике /ГОСТ 24546-81/, Количество и местоположение испытываемых свай на объекте указывается в проекте производства работ,

2.13.    Увеличение расхода цемента, его активности, применение электретершобработжи бетона или других методов интенсификации процесса твердения бетона могут быть предусмотрены в случае, если расчетная прочность бетона к моменту его замерзания не может быть обеояечена за счет термосного выдерживания бетонов экономичных составов.

6

2.14.    Материала, применяемые для приготовления (бетонных смесей, должны удовлетворять требованиям стандартов на вдаущке материалы, инертные заполнители и добавки для бетонов.

2.15.    Подбор состава бетонных омеоей выполняется строительной лабораторией в соответствии с заданной проектной прочностью бетона на сжатие и морозостойкостью с учетом обеспечения требуемых техно** логических свойств смеси.

2.16.    Бетонная смесь должна быть однородной и не расслаиваться при транспортировании и укладке в скважину и обладать требуемой подвижностью /в соответствии с технологией бетонирования/ при мини -мальном водосодержавии. При перевозках без автобетоносмесителей следует учитывать, что по условиям сохранения однородности смеси к моменту укладки время транспортирования не должна древншать 30 мин при средней температуре емеои 40°С и 2 ч - при 5...Ю°С,

2.17.    При диаметре буронабивных свай более 1000 ж и температуре вмещающих грунтов выше -3°С для приготовления бетонных омеоей следует применять обычные портландцемента о умеренной экзотермией. При диаметре свай менее 800 ш и температуре грунта ниже -3°С рекомендуется применять бнстротвердеющие высокое ллшинатше порт-ландцементы.

2.18.    Целесообразно использование в составе бетона пластифицирующих и воздухововлекающих добавок. При этом проектирование состава бетона оледует осуществлять с учетом требований соответствующих нормативных документов.

2.19.    В целях обеспечения твердения бетона при отрицательных температурах в состав бетонных омеоей могут вводиться лротквшороз-нне добавки. При устройстве свай с использованием вечномерзлых грунтов в качестве основания по принципу П, а также в пределах слоя сезонного оттаивания грунта состав и количество химических добавок следует принимать согласно положениям СНнП Ш-15-76 и других нормативных документов. При устройстве висячих свай с использованием вечномерзлых грунтов по принципу I введение цротивоморозных химических добавок в бетон, укладываемый ниже слоя сезонного оттаивания грунта, не рекомендуется, так как это приводит к существенному снижению несущей способности свай.

2.20.    Для буронабивных, а особенно комбинированных овай, должен применяться крупный заполнитель размером не более 40 мм.

7

3, УКЯАДКА И УПЛОТНЕНИЕ БЕТОННЫХ СМЕЙЕЙ В СКВАЖИНАХ

3.1.    Укладка бетона в скважину производится в распор с веяно-мерэяш грунтом без обсадных труб в устойчивых грунтах и с обсадными трубами, извлекаемыми в процессе бетонирования, в неустойчивых грунтах. Бетонирование монет производиться как традиционным методом БИТ (вертикально перемещаемой трубы), так и наиболее прогрессивными методами - напорным бетонированием или методом свободного сброса (в устойчивых сухих скважинах).

3.2.    Методом напорного бетонирования укладываются пластичные и литые смеси (0Кв8-20 см) в обводненные и сухие окванины. фи зтом достигается эффект самоуплотнения смеси. В зимнее время должны быть предусмотрены мероприятия по утеплению бетовоцодов и другого технологического оборудования*

3.3.    При методе свободного сбрасывания устье скважины необходимо оборудовать приемной воронкой, а высоту падения смеси ограничивать величиной 3-5 м посредством применения технологического оборудования - хоботов, виброхоботов.

3.4.    Перед укладкой бетона скважина должна быть очищена от шлама, льда и вывалов грунта и оборудована армокаркаоом и средствами термоконтроля согласно проекту, а в случае предусмотренного проектом электропрогрева должны быть установлены электроды и проверена схема их подключения.

3.5.    Ори наличии в основании свай сияьжииьдистнх грунтов, используемых по принципу I, в забое скважины следует устраивать уплотненную грунтовую подушку толщиной не менее 0,5 м.

Ори устройстве свай с использованием вечномерзлых грунтов по принципу П грунты в забое скважины и в зоне заделки свай в скальные или малоожииаемне грунты следует предварительно оттаять и уплотнить на глубину не менее половины диаметра сваи.

3.6.    Подготовленная к бетонированию скважина должна быть освидетельствовала комиссией и принята по акту в соответствии с существующим положением по исполнительской документации в строительстве.

3.7.    Укладку бетонной смеси в скважину осуществляют сразу после подготовки и очистки скважины, фи наличии перерывов в бетонировании продолжительность их не должна превышать срока окончания схватывания цемента, используемого в бетоне, с учетом времени 8