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

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

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

МОСКВА-1985

свая в зависимости от способа их погружения и способа подготовки скважин*

2. ПОДГОТОВКА СКВАЖИН ДНЯ ДОГРУЖЕНИЯ СВАЙ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ

2*1* Ударно-канатное бурение (станками ЕС-I, ВС-IM, УЖ) и др.) заключается в разрушении и измельчении Мерзлого грунта кромками до-дота бурового снаряда, сбрасываемого с высоты 0,5-1 м, ваяивке в скважину воды для получения бурового шлама и удаления из скважины жидкого бурового шлама желонировашгем*

Буренке является калспроизводятельным и трудоемким процессом* поэтому его рекомендуется применять щщ подготовке скважин в вечно-мерзлых грунтах с большим содержанием крушообяоночнйго материала и валунов при подтоке грунтовых вод, при прослойках талого грунта, когда требуется обсадка х в других случаях, когда бодее экономичные я производительные способы бурения неприменимы.

2*2. Качество стенок скважшш при ударно^канатном бурении зависит от состава и температуры пробуриваемых вечномерзлых грунтов* В однородных низкотемпературных грунтах без хрупнообломочнкх включений скважины получаются вертикальными, правильной формы, с ровными стенками* В грунтах с большим количеством кругаообяомочинх включений и валунов скважины могут отклоняться от вертикали, иметь изломы продольной оси, эллиптичность, каверны* На дне скважины обычно остается слой шлама глубиной 15-30 см* Прогрев мерзлых грунтов, прилегающих в стенкам скважины, значительный, в особенности в местах, где встречаются валуны и прослойки гравия и гальки, поэтому при заливке в скважину воду в процессе бурения необходимо регулировать ее температуру с учетом температуры и состава грунта. Оборудование для ударно-канатного бурения предусматривает возможность обсадки как устья, так и ствола скважины.

2.3. Вращательное резцово-шнековое бурение скважин бурильно-крановыми машинами ЕМ-8020, ШК-1501, Ш-2000 ш др. заключается в разрушении мерзлого грунта ре гнием и отчасти сколом и в удалении сравнительно крупных кусков мерзлого грунта механическими способами.

Вращательное бурение является высокопроизводительным, малоэнергоемким процессом, его рекомендуется применять в однородных вечно -мерзлых грунтах с ограниченным количеством крушообломочкого материала.

10

2.4.    Вращательное шарошечное бурение е пневмошнековой системой очистил скважин (станками ЕГС-500, ЕГС-350, НГС-600 к до.) замечается в разрушении * измельчении мерзлого грунта шарошками и удалении разрушенной порода с помощью шнеков» сжатого воздуха. Бурение наиболее эффективно при проходке скважин в твердомерзлых грунтах с содержанием валунов до 5СЙ (размером до 30 см) и гравнйно-галечникових грунтах. Такое бурение как более производительное рекомендуется применять вместо ударно-канатного.

2.5.    При вращательном резцово-шнековом я шарошечном бурении скважины получаются вертикальными, правильной формы, с ровными стенками. На дне скважин обычно остается небольшое количество неизвлеченной разрушенной породы. Как устье, тал и ствол скважины при враща -тельном бурении обсаживать можно, но это достаточно трудоемкая операция. Прогрев мерзлых грунтов, прилегающих к стенкам скважин, незначителен и не оказывает существенного влияния на продолжительность вмерзания свай.

2.6.    При комбинированном бурении мерзлый грунт разрушается в результате совместного теплового и механического воздействия .

2.7.    Комбинированное огневое териомеханхческое бурение термомеханическим буровым станком ТБС заключается в разрушении мерзлого грунта в результате воздействия на забой скважины высокотемпературной газовой струн (800-1400°С), подаваемой со сверхзвуковой скоростью, и механического вращательного воздействия шарошками. Разрушенный, раздробленный и истертый до состояния мелкого песка и пыли грунт удаляется восходящей струей отработанного газа. Огневое термомеханическое бурение скважин под свая на однородных вечномерзлых грунтах с ограниченным количеством крупнообломочного материала является достаточно производительным и может быть сопоставимо с враща -тельным резцово-шнековым бурением. Однако стоимость станков ТБС и их эксплуатации примерно в Ю раз превосходит таковую по сравнению с бурильными машинами вращательного действия (БМ-802С).

При наличии в вечномерзлом грунте валунов и крупнообломочного материала огневое термонеханическое бурение можно сопоставить с ша-рошечнш бурением (станками EFC-500). Однако термическое разрушение валунов и крупнообдоиочных включений связано с резким замедлением бурения, образованием увирений скважины и значительным обогревом вечномерзлых грунтов. Это повышает расход раствора для заполнения скважин и значительно увеличивает продолжительность вмерзания свай. Вследствие

II

очень быстрого выхода хз строя шарошек в большого расхода горючего обычно в практике строительства на таких грунтах термомеханические буровые станки (ТБС) переоборудуются на простое шарошечное бурение к работают без подачи к забою горючей смеси.

2.8. Комбинированное п&роввбролндерноа бурение заключается в погружения с вибрацией в мерзлый грунт трубчатой конструкции (трубчат того 6ypaJ с открытым нижним торцом, по кольцевому сечению которого непрерывно под давлением: подается пар. Благодаря колебаниям, вызываемый вибропогружателем, паровой вибролидер непрерывно перемещается вслед аа границей оттаивания, и струи пара из буровой коронки попадают непосредственно в поверхности мерзлого грунта. Грунт разрушают, оттаивают и прорезают коронкой по кольцевому сечению. Керн мерзлого грунта извлекают из скважины или оттаивают и оставляют в ней в виде грунтового шлама, заменяющего раствор для заполнения пазух между стенками скважины и сваей»

Скважина подучается вертикальной, правильной Форш?, стеши ровные. Вечномерзлые грунты, прилегающие к стенкам скважины, оттаивают на толщине 2-3 см и еще на несколько сантиметров переходят из твердомерзлого в пдастичномерэлое состояние.

Способ отличается высокой производительностью. Применим в вечномерзлых грунтах независимо от их температур? я состава с содержанием крупнообломочных включений до 30$.

2.9» Отличием тепловых способов подготовки скважин от механических способов бурения является то, что трудоемкое механическое разрушение вечномерзлых грунтов заменяется их оттаиванием. Высокопрочный мерзлый грунт превращается в разжиженную и разогретую до 100° массу оттаянного грунта, заполняющую скважину примерно на 0,9 ее глубины. Скважины под свая при использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований по I принципу, как правило, оттаивают паром, подаваемым под давлением через паровую иглу (см.равд.4).

Скважины часто получаются неровными, с уширеняяыя на отдельных горизонтах, обогрев стенок значительный.

2.10. Способ бурения скважин под сван выбирается с учетом мерзлотно-грунтовых условий строительной площадки и технологических возможностей строительной организации. В таблицах 2.1-2.3 приводятся также условия для рационального применения способа подготовки скважин протайванием их паром.

12

Таблица. 2 Л

Мерзлотно-грунтовые условия для рационального применения способов бурения скважин» а такие для пропаивания скважин паром

		Мерзлотно-грунтовые условия для рационального применения способа подготовки скважин
		Температура мерзлого грунта. °С			Содержание включен^	} на скважину
		песчаные грунты	глинистые грунты		I о о	JSWWS; ШТ
Ударно-канатный		ниже - 0,5	ниже	-0,3	30-70 в тл. забуривание в свальные ПОРОДЫ	большое количество
Враща тельный	резцово шнековый	без ограничений	ниже	-0,2	до 30	L-2
	шарошеч ный	без ограничений	ниже	-0,2	свыше 30 в т.ч.чисто скальные породы	большое количество
Огневой термомеханичесннй		ниже - I	ниже	-0,5	до 20	~~ 1-2 ' "
Паровибро лидерный		ниже - 0,5	ниже	-0,2	до 30	2-4 ~
Протаивание скважин паровой иглой		ниже - 1,5	ниже	-1,0	до 15	2-4

Технические характеристики различных способов подготовки скважин

Таблица 2.2

Размеры скважин, м Скорость бурения скважин диаметром 0,4-0,5 м Способы бурения глубина диаметр Песчаные грунты без включений Глинистые грунты без вкдюче - НИЙ Песчаные и глинистые грунты с крупнообломочными включениями Ударно-канатный более 200 до 0,9 2,5 - 3,5 1,5-2 I - 1,5 Враща- резцово-тельный шнековый 8-20 до 0,65 до 15 до Ю до 5 шарошеч ный до 15 до 0,5 до 15 ДО 12 до Ю Огневой термомеханический до 12 до 0,5 до 8 до Ю до 4 Даро ви бро ли д ерный до 10 до 0,5 30-40 1 20-30 20 Протаивакие скважин паровыми иглами до 10 до 0,8 1 .................. 1 1 до 20 8-12 8-16

/nv

Таблица 2.3 Ориентировочная продолжительность вмерзания одиночных свай в зависимости от способа подготовки скважин и погружения свай

Продолжительность вмерзания свай, ют Среднегодовая температура грун* ров. °С Бурооптскные сваи Бурозабивные сваи -0,5 -I -1.5 -3 -0.5 -I -1,5 -3 Ударно-канатный 50-70 50-40 15-25 6-12 - ' - - Вращательный 30-45 15-25 8-12 4-5 2-3 1-2 - - Огневой термомеханический - 320-140 80-100 40-60 10-20 8-10 5-7 2-4 Паровибродидерный 40-60 20-40 12-20 6-10 8-12 5-10 3-6 1-2 Протаиваете скважин паро вой иглой 120-140 50-70 — — -

свай энной и весной* вторые - летом и осенью.

э. вуроешшюй СПОСОБ ПОГОНЕНИЯ СВАЙ

ЗЛ. Буроопускной способ погружения свай в вечномерзлые грунты заключается в том, что свая погружаются в предварительно пробурённые скважины, диаметр которых превышает (на 5 см и более) наибольший размер поперечного сечения сваи, с заполнением скважины грунтовым раствором. К буроопускным относятся все виды свай, в том числе свая- оболочки и сваи -столбы. Буроопускные сваи следует применять в твердо-мерзлых и шгасткчкомерэянх грунтах, в том числе содержащих крупнооб-домочнне включения, при средней температуре вечномерзлых грунтов по длине сваи - 0,5°С и ниже.

Пре средней температуре грунтов вше - 0,5°С для погружения бу-роопускных свай требуется искусственное охлаждение грунтов.

Полость погруженных полых свай н свай-оболочек заполняется грунтов или бетоном марки MI00, а при железобетонных сваях в пределах размещения сваи в сдое сезонного промерзания-оттаивание грунта - бетоном марки не ниже 11300.

3.2.    К преимуществам буроопускного способа погружения свай следует отнести возможность его применения почти при всех иерзлотно -грунтовых условиях. Кроме того, при этом способе можно применять сваи различного поперечного сечения и разной длины,в том числе составные и комбинированные из разных материалов. Другие достоинства этого способа: малая вероятность повреждений при погружении; точность установки сваи по глубине (при ее вывешивании); возможность применения растворов, повышающих несущую способность свай по грунту и защищающих верхнюю часть сваи от морозного разрушения; возможность охлаждения грунтов основания через скважины, подготовленные для погружения свай.

К недостаткам способа относятся: высокая стоимость и трудоем -кость бурения скважин, большой объем бурения, значительно превышающий объем сваи, необходимость приготовления, подвоза и заливки в окваки-ну грунтового раствора, т.е. "мокрые процессы¹¹.

3.3.    Нижний торец буроопускных свай обычно устраивается плоским (без острия).

Дня свободного погружения свай и заполнения пазух грунтовым раствором диаметр скважин должен быть не менее чем на 5 см больше максимального размера поперечного сечения сваи.

Б засоленных вечномерзлых грунтах для повышения несущей способности буроопускных свай диаметр скважины может быть увеличен до размера, цревышаадего поперечное сечение сваи на 7-15 см, а скважины

16

заполняются песчано-известковым раствором вместо грунтового песчано-глинистого раствора.

Для круглых свая диаметром от 60 см и вше диаметр скважины должен быть на 10 см больше диаметра сваи.

Несовпадение оси скважины с осью сваи в уровне подошвы ростверка должно быть не более 5 см. Недобур скважины по сравнению с проектной глубиной допускается не более нем на 5 см при монолитном на 3 см при сборном ростверке.

Расстояние между осями буроопускных свай должно составлять не менее двух диаметров скважины ори диаметре ее до I м включительно и не менее диаметра скважины плюс I н при диаметре ее более I и.

В случае устройства монолитного ростверка при одноосном расположении свай (цри согласовании с проектной организацией) допускается отклонение свай в поперечном направлении до величины, вря которой контур сваи не выходит за обрез ростверка» а в продольном направлении не превышает 0,3 размера стороны (или диаметра) свая.

3.4.    Для заполнения пазух между стенками скважины и сваи применяют песчано-глинистые, песчано-известковые, песчано-аольные и другие грунтовые растворы (см.таблицу 3.1), а также спецрастворы (например, песчано-цементный), заливаемые в скважину перед погружением свая. Применяется также песчаное заполнение пазух (песчаный раствор ), после погружения свай с обязательным вибрированием.

3.5.    Раствор должен приготавливаться на растворном узле и транспортироваться к скважинам специальным авторастворовоэом. Состав раствора, его температура и качество подбираются и контролируются строительной лабораторией.

Температура раствора, заливаемого в скважину в теплое время года соответствует температуре наружного воздуха, но должна быть не ниже +5°С. При отрицательных температурах наружного воздуха температура грунтового раствора при его укладке должна быть не менее 420°С, Осадка конуса (конус ОтройЦЙИИД) - 12-14 см; при подготовке раствора на строительной площадке осадка конуса допускается от 10 до 16 см.

3.6.    Растворы для заполнения пазух (все, кроме песчаного) заливают бадьей перед погружением сваи или подаются с помощью растворена-coca. В тех случаях, когда в скважине имеется вода, которую трудно удалить (например, подток межмерэлотных вод), грунтовый раствор при заливке из бадьи подают ко дну скважины побегонолитной трубе, чтобы

&ща отжималась на поверхность. Объем раствора назначается из расчета полного заполнения пазух между сваей и стенками скважин. Контролем

17

качества заполнения пазух является отя&тне раствора до поверхности грунта ори погружении свай.

Сваи следует погружать в скважины непосредственно после заливки раствора*

При длине свай более 12 ы допускается заливка в скважину перед установкой сваи частя раствора из расчета заполнения пазух на глубине 10 м от дна скважины. Остальная часть раствора доливается в пазухи между стенками скважины н сваей после ее установки. При этом консистенция раствора должна быть такой, чтобы осадка конуса бша не менее 14 см (но не более 16).

Перед погружением поверхность сваи следует очищать от намерзших комьев грунта, льда и снега. Песчаный раствором пазухи между стенками скважины и сваей следует заполнять после ее погружения с обязательным вибрированием раствора.

В отдельных случаях, при достаточной ширине пазух между стенками скважины и сваей, при отсутствии вывалов грунта и др. допускается устанавливать сваи на проектную отметку в сухую скважину с последующим заполнением пазух раствором, например, путем закачивания его растворонасосом по шлангам с инвентарного передвижного растворного узла. Для этого вначале шланг опускается на 0,5 ы выше дна скважины, а затем по мере заполнения пазух извлекается из нее.

3.7. Погружать сваи рекомендуется непосредственно после пробуривают скважины.

Летом промежуток времени между подготовкой скважины и установкой сваи не должен превышать 4 ч. В зимнее время может быть допущена заблаговременная проходка скважин при условии осуществления мероприятий по предохранению от попадания в скважины снега иди воды, образования инея я наледей на стенках скважины и принятия необходимых мер по технике безопасности. Однако во всех случаях необходимо принимать все меры для быстрого завершения работ по погружению свай.

Летом и осенью, когда скважина может заплыть, ее устье при необходимости обсаживают на глубину, равную толщине оттаявшего слоя грунта. Вода, попавшая в скважину, должка быть удалена, а если это трудно осуществить, необходимо проводить мероприятия, исключающие из-за Наличия в скважине воды снижение несущей способности свай, погружение свай не до проектной глубины и разрушение свай*

Во всех случаях не следует допускать замерзания попавшей в скважину воды перед установкой сваи. Образовавшийся в скважине лед обязательно должен быть удален перед установкой сваи.

18

Таблица 3.1

Составы растворов для заполнения пазух между стенками скважины и сваей

Наименование раствора Песчано-известковый (основной) _Состав раствора на I м9_ LПесок воздушно-сухой среднезернистый 820 л, известковое тесто плотностью 1,4 г/см1 2 3 - 300 л, вода 220 -- 320 л

Рекомендуемые условия применения Во всех случаях, кроме высокотемпературных вечномерзлых грунтов

---

2.Песок воздушно-сухой 1750 кг, из -веетковое молоко 180 л, вода добавляется до получения требуемой осадки конуса

При высокотемпературных вечномерэ лнх грунтах основания При наличии глины (для предотвращения отстоя воды в скважинах применяют бентонитовую глину 1-2# или сухой цемент) Разрешается только в теплое время года. Рекомендации по составу раствора и разрешение на его применение даются строительной лабораторией на основании определения состава грунтов площадки. Десчаяо -глинистый

---

УДК 624.154:624.139

Настоящие Рекомендация составлены в развитие глав СНиП П-18-76 "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Норин проектирования* и СНиП 3.02.01-63 "Основания и фундаменты. Дравида производства работ" • Предназначены для инженерно-технических работников организаций» аанимадрпсся щюевтирозавиш и строительством фундаментов на вечномерзлые грунтах.

Рекомендации разработаны кацд.техн.наук Ю_г0.т&ргу1яном₈ ша«

Д.П. &соцкии {НИЙОСЩ, иях. В.С.Неклхдоввм ШОК) Норжльскстрой) ва^.т, научной редакцией канд.геол. -минералог.наук Д.И»йгдсровша& (НИШЗПК -При подготовке Рекомендаций использованы результат исследований ₉ проведенных НИИ оснований н подземных сооружений им. Н.М.Герсевшов^ * Госстроя СССР, Йуидаментцроектом, ДенЭНИИШом, Красноярским Цроштр:Ш ншпфоехтон. Норильским горнометалдургнчесюш комбинатом nt. A.EL3a~ веняпша, ШИИЗешшем» трестом Аркмшстрой, комбинатом Дечорвахто-строй, трестом Норкльсктрубопроводетрой и другими органиэециямн.

Рекомендации рассмотрены на сендеи Научно-технического совета НИИОШ и рекомендована к изданм®.

С выходом в свет настоящих Рекомецдахрй утраянвавт силу "Указа яия да проектированию я устройству свайнмх фундаментов на вечномерв * лих грунтах" (ГСП 14-62) и "Указания по проектировании и устройству ? свайнмх фундаментов в районах распространения шасттаомерзлых грув ^и тов" (РСН 41-72).

Замечания и лредлолення по содержанию Рекомендация просим нЕдортде-лить по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская уд«, 6, НИИОСП.

Ордена Трудового Красного Знамени н&учно-иосдедоватедзд^г£& институт оснований и подземных сооружений имени Н.М. Гареева нова, 1985

Наименование оаствопа	Состав ваствоъа на I	Рекомендуемые условия пвяменения
Песчано-цементный (маржа раствора 100 н выше)	Портландцемент М 300 - 450 кг» вода 4X0 л» песок воздушно-сухой 830 д Примечание. При устройстве висячих свай в вечномерзлых грунтах» используемых по X принципу, щншенеше химических добавок, понижающих темпе ратуру замерзания,недопустш4о	При наличии догруженных на большую глубину неиз вдеваемых обсадных труб при высоте температурных вечномерзлых грунтах основания; при наличии грунтовых вод, агрессивных вод,талых прослоек При наличии расчетного стыка в воне действия изгибающего момента

X. ОБЩИЕ НОШЕНИЯ

1.1.    Строительными нормами и правилами (СНиП Д-18-76) рекомендуется в зависимости от конструктивных и технологических особенностей зданий ц сооружений, мерзлотно-грунтовых условий и возможности направленного изменения свойств грунтов основания применять один

ха двух принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве основания: по принципу 1 грунты основания используются в мерзлом со-стомшш в течение всего периода эксплуатации здания или сооружения, по принципу П грунты основания используются в оттаявшем состоянии (с оттаиванием до начала возведения здания иди в процессе эксплуатации).

Настоящие Рекомендации распространяются на устройство свайных фундаментов при использовании вечномерзлых грунтов основания по принципу I.

1.2.    При использования грунтов основания в мерзлом состоянии (принцип I) основнш, наиболее надежным и индустриальным типом фундаментов являются сван. Свая могут быть железобетонными» металл» -ческими, деревянными и комбинированными.

1.3.    Организация и технология устройства свайных фундаментов зависит от следующих факторов:

мерзлотно-грунтовых условий (температуры грунта, влажности, льдистостн» состава грунта, наличия грунтовых вод, их агрессивности и др. )j

времени года и наличия мазан и механизмов для производства буровых и свайных работ;

конструкция сваи (цельно-сборная, составная, комбинированная, буронабивная, стыкованная);

конструкции стыка элементов свай, который может быть расчетный, воспринимающий нагибающий момент от нагрузки на сваю, монтажный, платформенный на растворе для свай-столбов и др.;

формы поперечного сечения сваи (квадратная, прямоугольная, круглая, полая, с фасками или без них и др.);

шага свай я их длины, кассы отдельных элементов, количества свай в одной скважине;

способа строповки и закрепления сваи в скважине по высоте и в плане;

расположения свая в плане (отдельностоящие, однорядное, кустовое);

расположения свая под несущими конструкциями (отдеяьностоящие

3

опоры, под зданием еле сооружением);

конструкции опорной части сваи (на растворе, щебне, на бето;^ грунте и да.);

конструкции верхней части сваи, входящей в ростверк (шарь^г«*~ нов соединение, монолитное);

способа установки свах на проектные отметки (срубка сваи, вшванке, подсыпка непросадочного материала под торец и да.);

конструкции или способа, защиты свах от температурно-влалнос. гЖ воздействий в зоне над поверхностью грунта и ниже его на 0₉5-0»&- а (цри ваводском изготовлении - в построечных условиях);

способа инженерной подготовки грунта основания (охлаждение ?: _; поверхности, со дна котлована или траншеи, глубинное охлаждение духом через скважины, холодильными колонками, саморегулирующимися; охлаждающими устройствами и да.);

конструкции инженерных сетей и вводов в здания; конструкции подполья здания и покрытия его; способа механизации земляных работ в подполье здания или зодау-аения.

1.4.    Основным материалом при устройстве свайных фундаментов под капитальные здания и сооружения является железобетон и бетон»

Проектная марка бетона по морозостойкости и водощюннэдшюсти * бетонных и железобетонных конструкций свай и ростверков должна ниматься в зависимости от режима их эксплуатации и значений peewit зимней температуры наружного воздуха в района строительства в сиха-ветствяи с главой СНиП П-21-75 (с. 17 и 29) не ниже указанных в ьяайк.. 8 (попеременное замораживание н оттаивание в водонаезденном ®ос&^:/.гж«*-ния конструкций, расположенных в сеаонно-оттаивашем сдое грунт а районах с вечномерзлыми грунтами ори температуре воздуха ниже -для конструкций кя.1 MP3 300 В-6; нд.П - MP3 200, В-4).

1.5.    При наличии агрессивных по отношению к бетону гцнфодн^д грунтовых вод (надмерзлотных, ыежмерэлотных и подмерэлотных), а

же поверхностных промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод-. ? необходимо учитывать, что незащищенные нестойкие против агрессии &Ш-тонные и железобетонные конструкция, подверженные воздействию сивнкхх сред на уровне поверхности земли, теряют несущую способно*шь* из-за уменьшения рабочего сечения на глубину до 60 см от швертам ти грунта в результате коррозионных процессов на поверхности.

Части железобетонных свай, расположенные в зоне воздействие: агрессивной среды, должны быть защищены в соответствии с указашш#

4

главы СНиД Е-28-73, что должно быть отражено в проекте. При этом следует учитывать влияние защитных мероприятий на прочность смерзания и несущую способность свая.

Толщина защитного сдоя арматуры в сваях» предназначенных для эксплуатации в слабо- и среднеагрессивной среде, долина составлять не менее 3 см. Для сильно агрессивных сред рекомендуется применять сваи со специальным армированием, с защитным покрытием или сваи из бетона со специальными добавками, повышающими коррозионную стойкость бетона. Выбор того иди иного вида свая и способа их защиты должен проиэво -дкться на основании технико-экономического сравнения.

1.6.    Железобетонные свая могут быть цельными, составными я комбинированными (верх ха сборного железобетона, низ - из монолитного

и др.}; буронабивными (армированными на всю двину или только в верхней ее части).

1.7.    Цельные сваи по условиям транспортирования и возможностям грузоподъемных машин целесообразно изготовлять длиной не более 16 м. При необходимости большей длины и в случаях, когда к нижней части сваи не предъявляются повышенные требования но прочности и морозостойкости, целесообразно переходить на составные млн комбинированные сваи.

1.8.    Конструкции стыковых соединений секций свай я свай-оболочек могут выполняться на болтах, ребристых вкдаддаах, упругих вкладышах, клиновых соединениях, стальных стержнях; штырях, на железобетонных вкладшах, фланцево-болтовых соединениях, полуавтоматических защелках, сварными и др.

При сваях сечением 800 ш и больше возможно применение составных свай из свай-блоков, укладываемых на раствор М 100 и вше в зависимости от расчетной нагрузки.

1.9.    Длинномерные “висячие" сваи на глубине ниже 8-10 м от поверхности грунта целесообразно выполнять иэ бетона М 100-150 с морозостойкостью MP3 100-150, поскольку нагрузки на сваю в этой зоне и температурно-влажностные воздействия значительно меньше, чем в верхней части свах.

I.X0. Форма поперечного сечения сваи может быть: прямоугольная, трапецеидальная» квадратная, круглая, крестообразная, тавровая, двутавровая. Сечение может быть цельным и иметь полости. Наиболее распространенными являются квадратное, трапецеидальное (с фасками и без фасок) и круглое. Размер поперечного сечения влияет на несущую способность сваи как по материалу, так и по грунту основания. С увеличением поперечного сечения несущая способность сваи возрастает, однако

5

при этой свая недоиспользуется по материалу. Поэтому целесообразно сваи с большим поперечным сечением выполнять полыш или применять сваи-оболочки* Возможна также установка в одной скважине двух и более свай*

Увеличение поперечного сечения сваи при прочих равных условиях позволяет уменьшить ее длину или увеличить шаг свай. В тех случаях, когда затраты на бурение значительны, следует стремиться к уменьшению объемов бурения, что достигается пре переходе на большой шаг свай*

I. XX. Располагать сваи в плане целесообразно всходя из конструктивной схемы здания или сооружения, стремясь передать нагрузку на сваи центрально, своди к минимуму действие изгибающих моментов. Это достигается за счет расположения отдельностоящих свай соосно с направлением вертикальных нагрузок, расположения свай в один ряд под несущими ограждающими конструкциями и кустовом расположении под колонны и другие сосредоточенные нагрузки, превышающие 100 т*

1.12» Правильный выбор конструкции сопряжения свайных фундаментов с недзешивш частями сооружений ившет большое вкаченке для обеспечения нормальной работы сооружения в целом.

Сопряжение сваи с надфундаментннми конструкциями целесообразно обеспечивать железобетонной балкой-ростверком иля заменяющем его элементом (цокольной стеной или панелью на оголовке сваи).

Ростверки выполняют в виде железобетонных балок, шшт, армированных жестких блоков и железобетонных колец, свободно опирающихся на свах (постоянная центральная нагрузка) или эамонолшдаваемых с ними (постоянная или временная боковая нагрузка).

1.13. Для точной установки сваи по высоте целесообразно применять следующие приемы: вывешивание, подсыпку под торец сваи непроса-дочного материала (щебень и др.). Срубка допускается как исключение, и в этом случае сваю следует заводить в ростверк. Наращивание сваи для обеспечения проектной отметки осуществляется с устройством монолитной железобетонной обоймы.

I.I4* Для защиты свай в зоне переменного температурно-влажностного воздействия в случае, если не обеспечивается морозостойкость MF3 300, необходимо предусматривать определенные конструктивные мероприятия.

Для призматических свай сплошного сечения верхнюю часть изготовлять с защитой в заводских условиях металлическим листом (трубой) толщиной 5-6 мм; в построечных условиях применять металлические кожу-

6

хи_# сечение которых на 5*10 см больше сечения свая, я промежуток между сваей и яоДухом заполнять гвдрофобнвм теплоизоляционным матерка -лом»

Дня заняты свай-оболочек и полых свай от разрушения в зоне переменного температурно-влажностного воздействия и при замерзания раствора в полости сваи рекомендуются следуйте конструктивные меры:

замена части сваи ободочки металлической трубой с толщиной стенки, обеспечивавшей расчетную прочность, но не менее 12 мм;

установка утепляющих: скорлуп из битумно-шлаковой смеси или других тешояаодяцаошшх материалов в металлической обойме;

устройство цилиндрических оголовков стаканного типа иа бетона повышенной прочности и морозостойкости U40O, MP3 300, В-8;

заделка ободочек в бетон ростверка не менее чем на 50 см; установка при изготовлении свай металлического бацдажа для восприятия и передачи на арматуру усилий от нагрузки»

Для обеспечения прочности ободочек в зоне аамонодичивавдш головы сваи с ростверком при подборе состава и укладке бетона замонолн-чнванкя рекомендуется: вводить в бетон воздухововдехающне добавки для равномерного распределения по объему бетона пор, амортизирующих давление замерзающей в бетоне воды; назначать минимальное водосодер-жанке бетонной смеси для обеспечения наибольшей плотности и морозостойкости бетона; предусматривать усиленное армирование бетона за-моняичивания спиральной арматурой, так как она препятствует росту остаточных деформаций расширения бетона при цикличном замораживании и оттаивании; защищать бетон аамоноличивания от проникания влаги сверху и снизу в период эксплуатации»

I.I5, Буронабнвнне сваи в зимний период целесообразно выполнять с электропрогревом верхней части и способом термоса в нижней. Верхнюю часть свая целесообразно выполнять из сборных элементов, устанавливаемых в предварительно ухоженный в скважину бетон с заглублением их в бетон на 1-2 диаметра скважины, но не менее 0,5 м»

1*16, При применении составных и стыкованных свай необходимо предусматривать способы строповки нижних частей свай, обеспечивающие автоматическую расстроповку после опускания нижней свая в скважину.

1.17. Трубобетонные сваи целесообразно применять в случаях, когда требуется обсадка скважины, а извлечение труб затруднительно. При необходимости внутри бетонного ядра устанавливается арматура: гибкая ( в виде стержней) или жесткая (уголки, двутавры и др»). Армирование

7

ядра позволяет уменьшить диаметр сваи, что ведет также к снижению затрат на бурение. При этом улучшается использование материала бетонного ядра сваи (бетон в обойме)» а вследствие изоляции бетона от температурно-влажностных воздействий улучшаются также условия его работа под нагрузкой.

Заполнение труб бетоном осуществляется свободном сбрасыванием бетона в трубу и последующим вибрированием глубинными вибраторами» вводимыми в бетон.

1.18.    При I принципе использования грунтов оснований применяются в основном висячие сваи, которые нагрузку на грунта оснований передают как боковой поверхность» за счет смерзадая с вечномерзлыми грунтами» так и торцом. При изготовлении железобетонных свай опалубку не смазывают масляными» наемно-эмульсионными и другими составами» уменьшающий прочность смерзания боковой поверхности сваи с грунтами оснований.

Короткие сваи в крупнообломочных к песчаных грунтах торцом могут передавать до 30£ нагрузки» & в отдельных случаях даже до 50£

(независим© от того» является ля терец сваи плоским или имеет сет= рне).

При устройстве свай-стоек вся нагрузка со сваи передается ее нижним торцом на практически несжимаемые грунты. Сиды трения грунта о боковую поверхность свая (при П принципе) иди прочность смерзания грунта с боковой поверхностью свая (при I принципе) не учитываются Вследствие этого при устройстве свай-стоек часто отпадает необходимость сохранения грунтов оснований в мерзлом состоянии» т.е. применение I принципа.

1.19.    Особенности устройства и работы свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах» используемых по I принципу, определяются следующим:

свах, как правило, нельзя забивать в вечномерзлый грунт - для их погружения подготавливаются скважины;

загружать свая можно только после их вмерзания в грунта оснований» а расчетную нагрузку сваи могут воспринимать лишь после восстановления расчетных отрицательных температур вечномерзлых грунтов оснований;

несущая способность свай в вечномерзлых грунтах зависит от их температуры, которая изменяется в течение всего срока службы свайного фундамента: увеличивается при понижении и уменьшается при повышении температуры вечномерзлых грунтов основания.

В

Поскольку погружение свай в вечномерзлые грунт» обычно связано со значительным нагревом грунтов, вмерзание свай, а особенно восстановление расчетных отрицательных температур грунтов около них. нередко длятся месяцами. Соответственно этому увеличивается общая продолжительность строительства, здания или сооружения. Преждевременное же возведение стен здания и передача нагрузки на сваи могут привести к его неравномерным деформациям я даже к разрушению,

1,20. В соответствии с указаниями главы ШкП П-18-76 по способу погружения в вечномерзлые грунт» свая подразделяются на буроопуск-нне, опускные я буроз&бианне.

При погружении свай в вечномерзлые грунты обычно основной, наиболее дорогостоящей, трудоемкой и продолжительной частью работ является подготовка скважин, В настоящее время применяются механические, тепловые н комбинированные способы подготовки скважин для погружения свай, К механическим способам относятся - ударно-канатное и вращательное бурение (резцово-шнековое и шарошечное); к тепловым - оттаивание скважин паровыми иглами и огневое бурение; к комбинированным - огневое термомеханическое и паровибролидермое бурение.

Вечномерзлые грунты в естественном состоянии часто даже на одной строительной площадке неоднородны по составу и имеют различную температуру по глубине и в плане. По буримости грунты подразделяются на устойчивые и неустойчивые при бурении; при механическом бурении на глубину распространения неустойчивых грунтов используются обсадные трубы. При наличии грунтовых вод бурение также ведется с обсадкой.

При наличии неоднородных по глубине грунтов с валунами и скальными включениями целесообразно применять машины для буровых работ со сменным оборудованием: шнеком, ковшовым буром, грейфером, шарошкой или использовать нескольхо машин, которце бурят скважину, сменяя друг друга в зависимости от вида грунта.

Поскольку технология работы с буровыми станками достаточно полно изложена в соответствующих инструкциях к оборудованию, в настоящих Рекомендациях дается лишь оценка способов подготовки скважин с точки зрения их применимости для погружения свай при различных мерз-дотногрунтовых условиях.

Технология оттаивания скважин паром изложена в разд,4.

Способ бурения обычно определяет и способ погружения свай и интенсивность обогрева грунтов оснований в процессе устройства свайных фундаментов» а следовательно» и продолжительность вмерзания свай. Поэтому в разд.2 дастся также сведения о продолжительности вмерзания

9

1

Глина молотая высушенная (шихта) 300 л, песок 900 л, вода 410 л

2

Мелкий песок и глина в соотношении 5:1-10:1 при консистенции, соответ -ствушей осадно конуса 10-16 и влажности 0,35-0,5

3

Раствор, приготовляемый на месте с использованием бурового шлама