Вибронабивные и виброштампованные сваи

Разработанные в Советском Союзе вибрационные методы по­гружения свай используются в стране и за рубежом для устройства вибронабивных свай.

Вибронабивные сваи, предложенные Е. М. Перлеем и А. М. Рукавцовым, применяют в отечественном строительстве с 1960 г. Сваи диаметром 40 см, длиной до 9 м с уширенной пятой уст­раивают в последовательности, показанной на схеме рис. 13.5. На схеме приняты следующие обозначения:

Рис. 13.5. Последовательность работ по устройству вибро­набивных свай с уширенной пятой: / — труба, установленная вибропогружателем; // — заполнение трубы бетоном на высоту 0,8-1,0 м; III и IV— образование уширения; V — установка арматурного каркаса; VI— заполнение внутрен­ней трубы бетоном и извлечение ее из грунта; / — теряемый желе­зобетонный башмак; 2 — инвентарная стальная труба; 3 — вибро­погружатель типа ВПП-2; 4 — воронка; 5 — трубчатая трамбовка; 6 — арматурный каркас;  7 — уширенная пята

/ — вибропогружение инвентарной   стальной   трубы, закрытой снизу теряемым башмаком;

// — заполнение трубы   пластичным бетоном   на высоту 0,8-1,0 м;

/// и /V— образование уширенной пяты при помощи трамбовки, соединенной с вибропогружателем;

V— установка армокаркаса;

VI— заполнение трубы бетоном и последующее извлечение ее краном и вибропогружателем с одновременным уплотнением грунта.

Этот способ дает возможность изготовлять сваи   при высоком уровне грунтовых вод. Вибрирование позволяет применять жесткие смеси, что обеспечивает качество свайного ствола и сокращает рас­ход бетона. Замена забивных свай вибронабивными позволяет сни­зить стоимость свай в фундаментах жилых и промышленных зда­ний на 35-65%; расход стали при этом уменьшается до 10 раз.
На Украине разработан и внедрен комплект оборудования для устройства виброштампованных свай длиной до 10 мпри диаметре 0,5 м в связных неводонасыщенных грунтах, в частности лёссовых просадочных.

На рис. 13.6 показана последовательность устройства виброштампованных свай. Для образования скважин применяют три варианта механизации: бурильные машины для скважин глубиной до 3,5 м, виброжелонки или

Рис. 13.6. Технологическая схема устройства виброштампованных свай: / — бурение; // — загрузка бетонной смесью из бадьи; /// — погружение виброштампа в бетонную смесь; IV— заполнение скважины бетонной смесью; V— повторное виброштампование; VI— заполнение скважины бетоном после повторного виброштам­пования; VII— погружение арматурного каркаса в смесь при помощи виброштампа; VIII— заполнение смесью полости арматурного каркаса; IX— последний цикл виброштампования; X— окончательное уплотнение бетонной смеси

комплект оборудования для про­бивки скважин при большой глубине разработки. Последние два вида оборудования применяют как навесные на кране-экскаваторе. В оборудование для пробивки скважин (рис. 13.7) входят обсад­ная труба 1, направляющая плита 5, молот 4 и виброустройство для извлечения трубы 8. Направляющая плита обеспечивает вертикаль­ность погружения обсадной трубы и служит основанием для гидро­домкратов при извлечении трубы из грунта.

На практике для свай большой глубины часто применяют комби­нированный способ образования скважин: до глубины 2,5-3,5 м применяют бурильную машину, а для углубления — виброжелонку или обсадную трубу. Перед бетонированием на устье скважины ус­танавливают тяжелый металлический кондуктор, полая направляющая труба которого имеет

Рис. 13.7. Оборудование для пробивки скважин под вибро­штампованные сваи:
а — общий вид; б — схема устройства;  1 — обсадная труба; 2 — упор; 3 -виброустройство для извлечения обсадной трубы; 4 — мо­лот; 5 — направляющая плита; 6 — шарнирное соединение

диаметр на 10 мм больший, чем у вибро­штампа.

Вес кондуктора подбирают из расчета, чтобы его давление на грунт составляло не менее 4-5 кГ/см². Это условие необходимо для удержания бетонной смеси в скважине.

Скважину заполняют бетоном при помощи самоходного бето­ноукладчика. Бетон уплотняют виброштампом, представляющим собой трубу диаметром 0,31 м, нижний конец которой закрыт метал­лическим конусом. Верхний конец вибростержня прикрепляют к мощному вибратору ВПП-2 или ВПП-4.

Длина вибростержня пре­вышает глубину скважины на 0,8 м, благодаря чему при бетониро­вании сваи грунт под ее основанием дополнительно уплотняется.
Виброщтамп погружают в бетон передвижным краном при вклю­ченном вибраторе. Погружаясь в бетон, виброштамп создает давле­ние, превышающее несущую способность грунта. В результате обра­зуется уширенное основание и дополнительно уплотняется приле­гающий грунт.

Диаметр пяты превышает диаметр сваи на 30-40%.

Операцию по бетонированию с применением виброштампа по­вторяют несколько раз. После извлечения вибростержня в бетоне об­разуется трубчатая полость, которая заполняется бетоном до отмет­ки 0,7 м. Полость в длинных сваях остается только в верхней поло­вине сваи на высоту 2,5-3,0 м. В эту полость для сопряжения с ростверком вставляется металлический каркас, а затем полость бе­тонируется вместе с ростверком.

На виброштампованных сваях в Днепропетровской области по­строены жилые дома высотой от 5 до 12 этажей, промышленные корпуса с нагрузками на колонны в диапазоне от 150 до 1000 Т, а также ряд зданий сельского строительства. В основном эти объек­ты сооружены на лёссовых грунтах I и II категории просадочности как с прорезкой просадочной толщи, так и без прорезки.

Применение виброштампованных свай в промышленном строи­тельстве по сравнению со сборными железобетонными фундамента­ми позволяет сократить трудовые затраты почти в 3 раза и снизить стоимость фундаментов в 2 раза (табл. 13.1).
Таблица  13.1 Технико-экономические показатели устройства фундаментов различных типов

 

 

Продолжение

Фундаменты на виброштампованных сваях целесообразны так­же для жилых домов (например, серии 1-480).

Хотя рассматриваемый тип набивных свай сложнее в устройстве по сравнению с другими типами, он дает возможность применять жесткий бетон и обеспечивает высокое качество  бетонных работ.