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

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

МОСКВА 1988

ново элемента в монолитном бетоне упшрения. Сборный элемент следует выполнять с выпуском арматуры*

ЗДО. При выполнении бетонных работ следует руководствоваться положением главы СНиП Ш-15-76 "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные”, а также "Руководством по бетонированию фундаментов и комадишсациб в вечномерзлых грунтах с учетом твердения бетона яри отрицательных температурах" (М. ,Стройиздат, 1982), BCfr-OI~

-76 и другими Есрматшзно^етодическими документами по укладке бетона в распор с вечномерзлым грунтом*

3.11.    Для бетонирования уширений в монолитных частей свай рекомендуется применять бетоны марок не ниже М 200 с начальным водоцементным отношением 0,45*0,6 и удобоукладываемостью смеси 03fc=I4*

18 см*

3.12.    В качестве вяжузцего должен применяться портландцемент марки Мц 400*500 с расходом 400-500 кг/м³. При температуре вечномерзлого грунта вше -3°С следует применять цементы с умеренной экзотермией (С₃А 6$). Шсокоалшинатные цементы с С₃А до 8-10# допускается применять при температурах грунта ниже -5°С.

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

3.14.    Качество монолитного бетона уширений и тела свай должно контролироваться согласно требованиям главы СЕзП Ш-15-76,

4. 0ШНЙЗА1Щ РАБОТ И ТШША БЕЗОПАСНОСТИ

4.1,    При организации строительных работ с применением гидро-струйной технологии следует руководствоваться положениями главы СЕиД Ш-15-76 и я.д. 1.4-1,6 настоящих Рекомендаций,

4.2.    Количество и комплектация необходимого оборудования устанавливается расчетом с учетом местных условий строительства, общих объемов и плановых сроков выполнения фундаментных работ. В 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 быо* тромовтируемнх шлангов и т.д.

4.5.    Выполнение работ в зимних условиях допускается при температуре наружного воздуха вше -35°С, Цри этом должна быть предусмотрены дополнительные мероприятия по предотвращению 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 внсоконапорные) и других наружных трактов и узлов, а также обеспечен быстрый слив воды из всей системы при остановках агрегата о 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 цри использовании гидро-струйной 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 инструктаже.

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). Бее электрооборудование должно быть тщательно заземлено с учетом особых условий Севера (наличке вечномерзлых грунтов*

II

высокая влажность и т.д.).

4 ДО. 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 6282-73,

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 гщцю-струя высокого давления может нанести серьезные транш,и ее попадание на людей в радиусе 2-3 м должно быть полностью исключено*

5* РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ СВАЙНЫХ ФУЩАМЕНТСЕВ С УШИРйШОЙ ПЯТОЙ

5*1. Основным типом фундаментов зданий и сооружений при использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований по I принципу согласно СНиП E-I8-76 должны быть свайные фундаменты (п*ЗЛ7), Для повышения несущей споообности основания при сложных мерзлотногрунтовых 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 свай** ные 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 упшрения и отвода скважины (для

12

буронабивных свай), наименование и состав раствора, заполняющего онолосвайное щ>остранство выше уширения (для буроопускннх свай)*

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

5.5.    Цри устройстве свай с уширенной пятой должно быть обесточено 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 уширением малого диаметра, поскольку в этом случае набор прочности бетона при естественном твердении, как правило, не обеспечивается, и требуется применение специальных мероприятий при одновременном обеспечении расчетной несущей способности свай и грунтового основания.

5.6.    При 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 П-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 груша) - для Твердомерзлых грунтов; по несущей способности (I груша) и по деформациям (Пгрут-па) - для пластичномерзлых и сильнольдистых грунтов, а также подземных льдов.

13

5*9. Дня буроопускннх свай с уширенной пятой заполнять скважину следует специально изготовленным раствором (известково-песчаным, грунтовым, песчано-цементным и т.д.), в соответствии с п.4»8*

•8 "руководства до проектированию оснований и фундаментов на веяно-мерзлых грунтах"*

5*10* Расчет оснований свайных фундаментов с уширенной пятой по I группе предельных состояний (по несущей способности) производится в соответствии с требованиями ш.4.6 х 4*7 главы СшП П-18--76 "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах".

5*11. Несущая способность основания (но прочности) вертикально погруженной сваи с уширенной пятой определяется по формуле:

Ф*/п(Фу +%),    (5.1)

где /7? = 1,1 - коэффициент условий работы грунтового основания;

в соответствии о п.4.9 СНиП Б-18-76 доцускается увеличение Ш в зависимости от отношения полной нагрузки на фундамент к суше постоянных и длительных долей временных нагрузок до 1,2;

% - значение несущей способности исходя из учета сопротивления нормальному давлению под подошвой и сопротивления сдвиху пс боковой поверхности уширен-#* ной пяты;

значение несущей способности исходя из учета сопротивления сдвигу по боковой поверхности неударенной части (ствола) овал.

5*12. Величина ^ вычисляемся но формуле

% -    +2    Ryi    (5.2)

где /77 _й - коэффициент условий работы под уширенной пятой,

принимаемый при условии полного удаления пулыш из ударения равным I; во всех других случаях 0,9; ft - расчетное давление на мерзлый грунт под подошвой ударения пяты, МПа, определяемое до прил.6 табл. 1.5 и 8 СЕиц В-18-76 при температуре £& на глубине j? , равной заглублению подошвы пяты в вечномерзлый грунт_t значение расчетной температуры вечномерзлого грунта ifa для определения ft рассчитывается в соответствии с п.4.10 СНиП П-18-76;

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

Ucai- 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 ДО СНиП П-18-

-76) в середине L -го слоя на глубине 2 , отсчитываемой от верхней поверхности вечномерзлых грунтов; площадь смерзания t-ro слоя грунта с боковой поверх-

*    ностью уширения оваи

= ;

di - диаметр уширенной части в середине    i-го    слоя, см;

hi - толщина г-го слоя грунта, см;

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

5.13. Величина Ф_с ДОя буронабивных свай определяется по фор-

муле:

расчетное сопротивление природного грунта сдвигу по ° поверхности смерзания ствола сваи для середины i -го слоя» МПа, определяемое по табл.4,6,8 прил.6 СНиП П-18~ -76 при температуре грунта tzi (п.4Д0 СНиП П-18--76) в середине с-го слоя на глубине 2 , отсчитывав емое от поверхности вечномерзлых грунтов; ft I- толщина С -го слоя грунта, см; ill - диаметр скважины в середине L -го слоя, см;

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

5.14. Если при бетонировании уширенной пяты фундаментов применяются химические добавки, то при определении несущей способности основания по формуле 5.3 (пп.5.13 и 5.16) величина расчетного сопротивления мерзлых грунтов сдвигу &сй _t определяемая по табл. 4,6,8 дрил.6 СНиП D-I8-76, умножается на понижающий коэффициент /7Ь * 0,75.

* 5.15. Величина Фс ДО* буроопускных свай с уширенной пятой определяется условием равнопрочности

15

Фгр,    (5.4)

где *Рс1 “ значение несущей способности исходя из учета сопротивления 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 *Pd определяется по форетле

⁽⁵'⁵⁾

Где &сн1 ~ расчетное сопротивление сдвигу, МПа, по поверхности

смерзания заводской сваи с раствором, заполняющим око-лосвайяое пространство, определяемое по табл,3.6 и 8 прил.6 СНиП П-18-76 при температуре грунта t zi (п.4,

10 СНиП П-18-76) в середине i-ro слоя на глубине 2 , отсчитываемой от верхней поверхности вечномерзлого грунта;

Fori “ площадь поверхности смерзания i-то слоя раствора с боковой поверхностью сваи, см²;

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

5.17,    Величина Фгр вычисляется по формуле 5.3 при Фгр -    .

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.5Л).

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 палевых испытаний в вечномерзлых грунтах", а также п.1 црил.6 и п.4,7 СНиП П-18-76, Определение несущей способности одиночной сваи с уширенной пятой по результатам испытан кия 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 фундаментов на вечномерзлых грунтах".

16

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

в)    г)

о -/ -ztt?Co fo гоХуА

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

5.21.    Железобетонная свая заводского изготовления заглубляется в бетон уширения не менее чем на 0,5 м; под нижним концом сваи еле* дует выполнять расчет бетона пяты на цродавливание.

5.22.    Расчет оснований свайник фундаментов с уширенной пятой

по П группе предельных состояний (по деформациям) производится в со-* ответствии с лп.4.18 и 4.19 СйиП 1Ы8-76.

ШШР РАСЧЕТА

Требуется определить несущую способность буронабивной сваи с уширенной пятой. Диаметр ствола сваи 0,6 м, длина сваи 5 м, диаметр уширения I м_у 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 Wс= 0,3, льдистость Ag- 0*2, засоленность Z = 0,3%, подстилаемыми с глубины 3 м незаселенными суглинками с льдистостью 0,3. Расчетная глубина сезонного оттаивания Нт-» 2 м. Температура грунтов в естественных условиях t_Q на глубине 10 м равна 1Д°С, Температура начала замерзания засоленных супесчаных грунтов "tut s ЧЗ,9°С, суглинистых грунтов iн,Ь = -0,3°С. Объемные теплоемкости и коэффициенты теплопроводности супесчаных грунтов Сц~ 2,48 Дц/м³. °С и А*~ 1,37 Бт/м"°С суглинистых См-2,06 Дя/м^3в0С и Л« = 1,51 Вг/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 смерэания ствола сваи подразделяем вечномерзлую толщу в зоне ствола на четыре (рис.5.2) слоя толщиной I и 0,9 м.

Значения расчетных температур в середине каждого из этих слоев ^z£ * вычисленные по СНиП П-18-76 пп.4.10-4.13. равны - 1,2; -1,4; г-1,8; -2,1°С, значение расчетной температуры lm под подошвой уширенной пяты составляет -1,6°С. Расчетные сопротивления сдвигу мерзлого грунта по поверхности смерзания со сваей в середине I-го слоя    при    данных    значениях    температуры, согласно табл.6 и 4

ярил.6, равны соответственно 0,066; ОД42; 0,160; 0,172 Ша. Расчетное давление на грунт (суглинок) пои обшей глубине погружения сваи

19

УДК 624*139.2/3:624.154

В настоящих Рекомендациях обобщен опыт применения гвдроструй-ной 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.Михальчуксм, С.Г.Кнсловцом; раздел 4 - Л.Р.Петросяном, Д.И.Федоровичем, И.В.Ротару, Н.Б.Кутвиц-кой, Е.А.Левкович, М.Ю.Комаровым; раздел 5 - С*С.Вяловым, Н.Б.Кут-ьвдкой, 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 НЙИОСП и рекомендованы к изданию*

Замечания и предложения по содержанию Рекомендаций просим направлять по адресу; 109389, Москва, 2-я Институтская, д.6,НИИ0СП*

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

б мерзлый грунт 4,2 м составит, согласно табл.I прил.6 £= 0,77 МПа.

Несущая способность уширенной пяты при площади ее опирания на грунт Р =0,78 иг, площади смерзания по боковой поверхности сваи С I = 4) Рыв- 3,14 м², вычисленная по форьделе (5,2) при 0,9 равна:    ⁰

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 М.

Общая несущая способность сваи при /Я = 1,1

Ф в 1,1 (1,08*1,0 + 0,64) = 1,89 МЫ.

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

^— = 1,58 МИ.

1.2

Пешее 2. Требуется определить несущую способность сваи с уширенной пятой для тех же условий, что и в примере I, но в случав! 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

^СРф=Фс = 0,64 МН.

Расчетное сопротивление сдвигу по поверхности смерзания типовой сваи о раствором, заполняющим околосвайное пространство, определяем для слоев I « 1,2,3 (см.рис.5.3) соответственно но табл.6 и 3 прил.6 CJMI Л-18-76 R,_CH~ 0,66; Исн₂= 0,122; Рему² 0,141 МПа.

Фее “ 4*0,4*Ю⁴ (0,66*1 + 0,122*0,85 + 0,141*0,85) = 0,46 МН.

Как видно; ^сё < Фгр , поэтому при определении об общей несущей способности сваи принимается Ф_с - Ф^ *= 0,46 МН.

Несущая способность уширенной части при толщине слоя смерзания ( L — 4), равной 0,9 м по формуле (5.2) составляет

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

20

ВВЕДЕНИЕ

Применение гцдроструи 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 технологий сооружения тонких противофильтрационных завес, опор и разработки мерзлых грунтов", составленных КЙИОСПом совместно с Гидроспещгроек-том к Гидроспецстроем Минэнерго СССР.

Б 1981г. НШОСП совместно с УНР-54 Гл&вянутстроя Минвооток-строя СССР начал опытно-экспериментальные работы по применению гидроструйной технологии при устройстве свайных фундаментов в сложных мерзлотно-грунтовых условиях. Эти исследования подтвердили эффективность использования высоконалорной гицроструи для проходки скважин под сваи в вечномерзлых грунтах с образованием в них уширений заданных размеров и формы. Была отработана технология погружения свай и устройства свайных фундаментов с ушренной пятой монолитного .к сборно-монолитного типа. Проведенные испытания показали, 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. ОБЩЕ пшюдаш

1.1.    Настоящие Рекомендации составлены в развитие соложений главы СШиП П-18-76 “Основании и фундаменты на вечномерзлых грунтах" и СНиП 3,02.01-83 “Основания и фундаменты" х отражают особенности проектирования и производства работ при устройстве свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах с применением гндроструйной технологии.

1.2.    Приводимые в настоящих £акомекдэдшсх указания по применению гидроструйной технологии распространяются на устройство свайных фундаментов во всех видах вечномерзлых грунтов песчано-глнжнс-того состава» включая пластичномерзлые, засоленные и заторфованнне грунты при содержании в них не более 2C# крушообломочного материала,

1.3.    Гидроструйная технология основана на использовании внсо-коналорной гидроструи направленного действия для разрушения мерзлого грунта, С помощью гвдрострул можно выполнять следующие работы:

проходку скважин сод сваи;

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

бетонирование ударений под слоем пулыш.

В зависимости от конкретных условий строительства эти работы могут выполняться либо полностью на основе гдцроструйной 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-зкспвримеятальнне работы по уточнению особенностей и эффективности применения гидроструйной технологии в данных мерзлотно-грунтовых л технико-экономических условиях. На стадии технического задания для ориентировочных технико-экономических оценок можно исходить из следующих осредвенннх показателей (в расчете на один агрегат о учетом его перебазировок и выполнения других вспомогательных операций):

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

средняя продолжительность устройства уширений диаметром до I м - 45 м⁸ в смену.

4

1.5.    Перед началом работ строительная площадка должна быть оборудована шламоприемниками и организованным отводом пульпы иэ скважины» а в зимнее время года - специальными тепляками и средствами подогрева воды.

1.6.    В ходе производства работ должен осуществляться системаг тический контроль за температурным режимом грунтов основания н качеством выполнения работ» в том числе за соблюдением заданного диаметра скважин и устарений в них, отелены) очистки забоев перед погружением сваи и бетонированием таврений 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 иэ фактических трудозатрат и других стоимостных показателей, как при опытно-экспериментальном строительстве.

2. ТЕШШОГШ ПРОХОД СКВАЖИН ПОД СВАЙ

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

Мониторный снаряд с вертлюгом и подводящими высоконапорными шлангами монтируется на базе буровых установок УГБ-50 м жди Ш-802 , ЕМ 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 веданного 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 2Л

Вид грунта Давление, МПа Угол между насадками, град Скорость подачи монитора, м/мин Частота вращения монитора, об/мин Диаметр скважины, ш Пески 30,0 two 1.5 60 100-200 Супеси 30,0 5-10 1,4 60 IOO-2GO Суглинки 30,0 10-15 1,33 60 120-160 Глины 30,0 15-20 1.2 60 120-160

до 20 м в песчано-глшгастых грунтах удаление продуктов разрушения почтя полностью обеспечивается их выносом в виде разжиженной пульпы 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 крупнообломочных включений должны проходиться на 1,5-2 и глубже проектных отметок в связи с неизбежным оседанием крупных продуктов разрушения.

2,7. Расширение лидерной скважины до заданного диглетра (600 мм) производится монитором с горизонтальным расположением сопел (см.прши3,рис*3) не позднее чем через 30 мин после ее проходки.

Разбуривание производится снизу вверх. Оптимальные режимы разбуривания в зависимости от вцца 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 Диаметр образуемой скважины,мм грунта вода, МПа вращения монитора, об/мин 400 600 Глина 30 60 тй-еАВА Суглинок 1 30 60 2*0 215 3,0 ЪЖ птйг 0723

6

Жzt насадок, мм, в знаменателе - скорость подачи монитора,

. 2. Данные приведены для двухкоюгонентных 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 осадхга на дне скважины рекомендуется производить его барботироваяие.

2.9. При работе струи в затопленном состоянии во время разбуривания лидерных скважин для увеличения дальности ее действия вок-руг 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 чаек ти в слое сезонно-талого грунта необходимо предусматривать закрепление стенок в атом 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 требования)! 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

3.1» В вечномерзлых грунтах могут применяться монолитные комбинированные и сборно-монолитные сван с умиренной пятой, с проходкой уширений под пяту гидроструей высокого давления.

3.2.    Применение свай о 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 я засоленных грунтах, где прочность смерзания свай но боковой поверхности о грунтом, как правило, не обеспечивается.

3.3.    Устройство уишреиий под пяту иадроструей высокого давления может производиться как в скважинах, пройденных обычными способами (ударно-канатное, вращательное оборудование и т.д»), так и в скважинах, пройденных гидроструйным 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 гидроструйный монитор оснащается горизонтально расположенными удлинителями, приближающими струю к забою (см.прил.З, рис.5).

3.5.    В зависимости от вида грунта и диаметра упшрения парамет*-ры гидроструй и режимы резания определяются по табл. 3.1.

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

3.7.    Перед бетонированием механическим каверномером проверяется соответствие основных размеров упшрения проектным значениям.

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

3.8.    Бетонирование следует выполнять методом вибро-погружной трубы (ВИГ) с подачей смеси через бетонолитную 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-

8

Вид мерзлого	Давление воды»	Частота	Диаметр образуемой скважины, мм
грунта	МПа	вращения монитора» об/мин	800	1000	1200
Суглинок	30	60	2»5 0,13 0,16 0,19	-	-
Супесь	I 30	60	2.0 2.5 3.0 0,17 0,21 0,26	2.0 2.5 3.0 0Д0 ОДЗ 0Д6	2.Q _ 2.-5 __3.0_ 0,07 0,08 0,09
Песок	30	60	2.0 2.5 3.0 0,21 0,26 0,32	2.0 2.5 3.0 ОДЗ ОДв 0,20	2 ш 0_ 2.5 0,08 0Д0 0Д1

См.примечание табл. 2.2,

CD