Понижение грунтовых вод при помощи легких иглофильтровых установок (ЛИФ)

Схема понижения грунтовых вод при помощи ЛИФ(одноярусное понижение вод):

1. Иглофильтр с фильтрующим звеном 6

2. Водосборный коллектор

3. Задвижка

4. Вихревой самовсасывающий насос

5. Трубопровод

Двухъярусное понижение грунтовых вод при помощи иглофильтра

1. Иглофильтр

2. Фильтрующее звено

Иглофильтры в основном применяют для осушения песчаных грунтов (в комплект входит до 100 иглофильтров).

Иглофильтр - труба диаметром 38мм длиной до 8,5м к нижнему концу которой присоединяется фильтровое звено, состоящее из 2^х труб:внутренней с диаметром 38мм (продолжение общей трубы) и наружной (диаметром 60мм), с равномерно расположенными отверстиями для пропуска воды. Длина фильтрового звена 1,5м. Наружная труба по спирали обмотана проволокой диаметром 3мм и покрыта защитными сетками. Фильтровое звено заканчивается наконечником внутри, которого размещены шаровой и кольцевой клапаны.

Схема иглофильтра

 

Искусственное замораживание грунтов

Схема установки замораживающих колоннах

1. Замораживающая колонна

2. Зона замораживания грунта (l - шаг колон)

 

Схема замораживающей колонки

1. Подача воды по питающей внутренней колонне 2

3. Внешняя замораживающая колонна

4. Патрубок

 

Даная технология используется для закрепления неустойчивых водонасыщенных грунтов. Вдоль стенок котлована образуются водонепроницаемые зоны. В скважины, по периметру будущего котлована устанавливают замораживающие колонны, шаг которых зависит от вида грунтов. От холодильных установок подается охлажденный раствор с температурой: -20 ᵒС, -25 ᵒС. При этом проходя по внешней трубе 3, грунт замораживается до температуры: -8 ᵒС, -9 ᵒС. Колонны работают одновременно через патрубок 4, раствор возвращается в холодильную установку.

 

Технология свайных работ

Найбольшее распространения получили стандартные сваи квадратного сечения со стороной квадрата 200, 250, 400мм, длиной 3-20м. Применяют также составные сваи квадратного сечения с круглой полостью. Свайные фундаменты, в место традиционных ленточных позволяют уменьшить объем земляных работ на 70-75%, расход бетона на 25-30%, снизить трудоемкость работ на возведение подземной части здания в 1,5-2 раза, сократить сроки строительства.

По методу производства работ сваи делятся на погружаемые и набивные.

Погружаемые сваи заранее устанавливаются, а затем ударным или безударным методами погружаются в грунт в наклонном или вертикальном положении.

Набивные сваи устраивают непосредственно в самом грунте.

Методы погружения заранее установленных свай:

· Ударный - забивка свай молотами, работающими с копрами или мобильными копровыми установками.

Процесс забивки свай включает следующие операции:

ü Перемещение сваебойной установки к месту погружения свай

ü Установка и выверка свай

ü Забивка свай

ü Измерение погружения свай

ü Динамическое испытание

 

Для установки свай используют автомобильный кран или копры оборудованные стрелой. Забивку свай начинают с медленного опускания молота на наголовник. После установки сваи на грунт и ее выверки под действием массы молота свая погружается в грунт по мере углубления сваи, силу удара усиливают, в дальнейшем наступает момент, когда от каждого удара свая опускается на одну и ту же величину называемую - отказом. Отказ принято находить как среднюю величину после замера погружения от 10 ударов. Залог - серия ударов выполненных для замера средней величины отказа. Сваи забивают до достижения расчетного отказа, который принимается по проекту, если средний отказ в 3^х последовательных залогах не превышает расчетного процесс забивки свай считается законченным.

Схемы перемещения свайных установок

До начала погружения свай определяют их точное местоположение в плане. Положение каждой сваи должно быть обозначено колышками. В зависимости от формы и размера свайного поля, вида грунта применяют рядовую спиральную или секционную схему.

Рядовая схема применяется при устройстве свай в несвязных грунтах.

Схема забивки свай - рядовая.

Свайное поле разбивается на захватки. После окончания забивки свай на первой захватке производится в тойже последовательности забивка свай на второй захватке.

 

Спиральная схема используется при кустовом расположении свай (опоры мостов, эстакады) и для забивки свай в слабо сжимаемых грунтах.

Спиральная схема забивки свай:

1й вариант

2ой вариант

При таком способе забивки свай сваи испытывают меньшее сопротивление грунта.

Секционная схема. При устройстве свайных полей на больших площадях в плотных грунтах.

Секционная схема забивки свай

Такая схема исключает неравномерное нарушение структуры грунта.

При погружении свай ударным способом используются различные конструкции молотов (дизельные, паровоздушные, механические).

Подготовка свай к погружению

Чтобы железобетоннаясвая не разрушилась при падении ударной части молота, сверху на нее одевают наголовник, в поперечники он имеет Н образную форму.

Схема установки наголовника на сваи:

Наголовник – 4, в верхней части стакана – 2 (высотой 300мм),вставляется пробка – 2' (из твердых парод древесины), которая защищается сверху от раскалывания металлическим листом – 6, нижнюю часть стакана ‑ 3, одевают на головку сваи – 1, а сверху закрепляют приспособление – 5, для крепления наголовника в направляющих копрах.

Схема забивки свай ударным способом

1. Рельсовый путь

2. Мостовая рама

3. Копровая рама

4. Молот

5. Свая

6. Тележка для перемещения копровой рамы

Данная схема применяется при устройстве свайного поля до 18 м.

 

Кроме ударного способа получили распространение следующие методы погружения свай:

Вибрационный метод, в данном случае свая погружается с помощью вибрационной машины, наиболее эффективно применение данного метода для несвязных водонасыщенных грунтов. Вибропогружатель жестко закрепляют на наголовник сваи и передают ей колебания, что значительно уменьшает трение о грунт, свая под действием собственного веса заглубляется в грунт, на заключительном этапе свая погружается ударным методом.

Схема вибропогружателя для установки свай

1. Ударная часть с электродвигателем

2. Д-балансы

3. Боек

4. Наковальня

5. Свая

6. Пружина

7. Нижняя плита вибропогружателя

 

Если зазор между ударником и сваей меньше амплитуды колебания вибропогружателя ударник периодически ударяет по наковальне наголовника сваи.

Погружение свай при помощи гидроподмыва при погружении свай большого поперечного сечения и на большую глубину, а также в грунтах с включением гальки используется способ подмыва грунта.

Погружения свай с подмывом грунта.

1. Копровая рама

2. Противовес

3. Свая

4. Молот

5. Гибкие шланги

6. Вентиль

Сущность способа. У острия сваи грунт размывают водой которая подается под давлением из насадок труб, прикрепленных к свае, при этом трубки должны располагатьсясимметрично относительно поперечного сечения сваи, в противном случае – отклонение от проектного положения. Восстановление сваи в проектное положение производится уменьшением размыва грунта со стороны, в которую она отклонилась. Недоходя проектной отметки, подмыв прекращают, далее свая погружается только ударным методом или с использованием вибропогружателя, это позволяет повысить несущую способность сваи т.к. нижняя ее часть находится плотно в грунте.

Схемы расположения трубок для подмыва грунта

1. Деревянная свая 1. Полая металлическая свая

2. Трубки, по которым подается вода

 

Метод погружения свай вдавливанием.

Преимущество данного способа:

· Увеличивается точность погружения сваи

· Снижается уровень шума

· Сокращается енергоемкость

Данный способ не получил распространения в связи с несовершенством конструкций вдавливающих установок. Например установка АВС-35 - вдавливающая машина на базе 2х тракторов, давление передается на сваю через систему блоков и полиспастов, эффективно использовать данный способ с гидроподмывом.

Метод завинчивания

Сваи с винтовыми наконечниками погружаются самоходными машинами передающими сваям крутящий момент.

Погружение в полимерных подушках

Полимерная обмазка позволяет ускорить процесс погружения сваи (раствор глины).

 

Набивныесваи

1) Технология изготовления набивных свай:

· Бурение скважины может выполняться в обсобной трубе, или каким либо другим способом

· Очистка забоя

· Бетонирование скважины с трамбованием

· Постепенное извлечение обсобной трубы

 

Способ армирования. Может выполняться армирование по всей длине сваи или только в ее верхней части.

Материал свай. Бетонные, железобетонные и т.д.

Форма ствола: цилиндрическая, коническая ит.д.

Вид и характер уширения ствола. С одним уширением в нижней части, без уширения в нижней части и т.д.

Способ образования ствола. Бурение с извлечением грунта.

Тип крепления стенок. Бескрепление стенок, крепление обсобными трубами, тоже не извлекаемыми обсобными трубами и т.д.

Способ образования уширения. Взрывом, механическим режущим уширителем и т.д.

Способ погружения обсобной трубы: забивка, завинчивание, вибропогружение ит.д.

Способ уплотнения материала ствола: механическое трамбование, тоже с вибрацией.

 

Основные методы устррйства набивных свай:

Киевский ученый Страус впервые в мире в 1899 году применил набивные сваи.

Схема технологического процесса

Устройство набивной сваи Страуса

І. Бурение скважины до проектной отметки с использованием бура. Обсодная труба опускается параллельно с бурением

ІІ. Установка обсодной трубы

1. Бур

2. Обсадная труба

 

Если уровень грунтовых вод высокий необходимо использовать способ пневматического бетонирования, до укладки бетона из скважины воздухом удаляется вода, далее при помощи пневмобетоноукладчика под давлением до 4 атмосфер подается бетон, который в результате избыточного давления уплотняется, а при выходе из трубы образуется утолщение сваи.

 

III. Уплотнение бетона с одновременным подьемом обсадной трубы IV.

V. Схема набивной сваи

Если набивная свая изготавливается без обсадной трубы, то необходимо бетонирование производить под глинистым раствором, который препятствует обрушение стенок скважины.

Технологическая схема устройство буронабивных свай с уширенной пятой под глинистым раствором

 

1. Бурильное долото

2.

3. Насос

4. Глиномешалка

 

Остальные этапы аналогичны установки буронабивных свай страуса