У11. 2. Погружение свай

Забивка свай сопровождается изменениями естественной структу­ры грунта, что может увеличить или уменьшить его прочность, а следовательно, и несущую способность сваи. Большое значение при этом имеют не только свойства самих грунтов, но и способы погружения свай.

При погружении свая должна вытеснять грунт в объеме, рав­ном объему сваи. Это происходит за счет уплотнения грунта и ча­стичного выпирания его на дневной поверхности, достигающего не редко 10—40 см.

В сваях с закрытым нижним концом в процессе забивки вокруг сваи образуются четыре зоны деформированного грунта (рис. VII. 19). Первая зона толщиной 2—10 мм представляет собой ру­башку из деформированного плотного грунта. Вторая зона, рас­пространяющаяся на 0, 7—3 диаметра ствола сваи, характеризу­ется переменной плотностью. По контакту с первой зоной струк­тура грунта нарушена, плотность весьма велика, влажность мини­мальна; по мере удаления от сваи структура грунта постепенно приближается к естественной. Слои грунта во второй зоне сильно искривлены, вблизи сваи, следуя ее движению, опущены вниз,, а на границе зоны несколько приподняты, выпучены. Третья зона характерна некоторым снижением плотности и увеличением влаж­ности. Это объясняется отжатием воды в третью зону и растяги­вающими и сдвигающими усилиями, вызванными вспучиванием грунтов второй зоны. Ширина третьей зоны составляет около 5— 6 диаметров ствола. Четвертая зона, распространяющаяся на 8— 12 диаметров сваи, имеет незначительные, но все же заметные на­рушения естественной структуры грунта. Практического значения эта зона не имеет.

Под острием сваи образуется сфера уплотненного грунта тол­щиной, приблизительно равной двум диаметрам сваи.

При погружении полой сваи с плоским концом без удаления из нее грунта внизу создается конусообразное грунтовое ядро, выпол­няющее роль заострения сплошной сваи. Если же в процессе по­гружения грунт удаляется из сваи, то уплотнение окружающего грунта почти не происходит и грунт сохраняет структуру близкую к природной.

Интенсивность погружения сваи характеризуется величиной ее перемещения от воздействия сваебойного механизма. В начале свая погружается быстро, затем по мере возрастания сил трения и сопротивления грунта под ниж­ним концом погружение замед­ляется и, наконец, практиче­ски прекращается. При молотах ударного действия интенсивность погружения 'принято измерять

величиной перемещения сваи от одного удара. Это 'перемещение носит название отказа сваи. По величине отказа можно су­дить о качестве забивки сваи: чем меньше отказ, тем, очевид­но, больше ее несущая способ­ность по грунту.

Грунт, окружающий сваю, уплотняется тем легче, чем он рыхлее, а в водонасыщенных грунтах чем больше и его водо-

проницаемость. Поэтому погружение свай в рыхлые грунты с • большим коэффициентом фильтрации осуществляется быстрее и на большую глубину, чем в грунты плотные.

Маловлажный песчаный грунт, особенно плотного сложения, оказывает значительное сопротивление погружению. При некото­рой глубине забивки отказ практически становится равным нулю и дальнейшая попытка забить сваю приводит к разрушению ее ствола. При этом сопротивление грунта часто носит временный ха­рактер, и в результате релаксации (рассеивания) внутренних на­пряжений оно постепенно снижается. Поэтому, если возобновить забивку сваи через два-три дня, она опять легко погружается в грунт. Это явление носит название ложного отказа. При погружении свай в пески, а также супеси нужно через несколько дней производить повторную добивку контрольных свай, на основе которой устанавливать истинный отказ, характеризующий дейст­вительную несущую способность свай в фундаменте.

В песчаные грунты значительно легче погрузить сваю частыми ударами и вибрацией. При сотрясениях, вызванных частыми уда­рами, под острием сваи не образуется переуплотненной грунтовой зоны; при вибрации преодолеваются силы внутреннего трения и песок становится подвижным, теряет устойчивость и приобретает свойства жидкости. Поэтому погружать сваи в песчаные грунты рекомендуется молотами двойного действия или вибропогружате­лями.

В песчаных грунтах эффективен подмыв.

Чем крупнее частицы несвязного грунта (песчано-гравийного и т. п.) и чем больше его плотность, тем труднее погрузить сваю, тем большую мощность должны иметь сваебойные снаряды и под-мывные устройства.

Погружение свай в глинистые грунты в большей степени зави-. сит от их консистенции. В водонасыщенных глинах поры полностью заполнены свободной водой и уплотнить их можно только за счет вытеснения воды. Так как коэффициент фильтрации глины весьма мал и скорость движения воды внутри грунтового массива низка, на ее вытеснение требуется некоторое время. В этих условиях боль­ший эффект можно ожидать от задавливания сваи статической нагрузкой, чем от забивки.

В глинах с неполным водонасыщением уплотнение происходит за счет свободных пор. В процессе забивки свай часть связной во­ды переходит в свободную, которая уменьшает силы трения между. грунтом и сваей. При этом нарушаются внутренние связи между частицами грунта и грунт ра'зжижается, значительно теряя свою несущую способность. Разжижение может быть особенно значи­тельным при динамическом воздействии, например при забивке мо­лотом двойного действия или вибропогружателем.

Низкая уплотняемость и разжижение глин определяют выбор сваебойного снаряда: как правило, забивать сваи в глинистые грунты рекомендуется молотами одиночного действия с большим весом ударной части и небольшой частотой ударов.

Применение подмыва в глинистых грунтах нерационально: по­мимо того, что глины с трудом поддаются размыву, излишняя вода будет только снижать их прочность.

Забивка свай в глинистые грунты сопровождается тиксотроп-ными явлениями: нарушением связности (разжижением) и после­дующим восстановлением ее. Практически это выражается в том, что грунт, разжиженный забивкой сваи, слабо сопротивляется ее погружению, но после прекращения забивки, в течение некоторого времени происходит упрочнение грунта, и несущая способность сваи значительно (в 1, 5—2 раза и более) возрастает. Происходит явление, называемое засасыванием сваи.

Истинный отказ сваи, забитой в глинистый грунт, нужно опре­делять после ее «отдыха». Продолжительность «отдыха» зависит от вида грунта: для супесей она составляет 5—10 сут, для суглин­ков— 15—20 сут, для глин — 25—30 сут и более (для тощих глин меньше, для жирных больше).

Для возможности погружения всех свай фундамента на про­ектную глубину большое значение имеет последовательность их забивки. Рекомендуется, в особенности в плотных грунтах, вести забивку от середины котлована к его периметру. При забивке в обратной последовательности — от периметра к середине — сред­ние сваи из-за значительного уплотнения грунта бывает трудно по­грузить и их концы оказываются расположенными на более вы­соких отметках.

Для забивки необходимо иметь молоты и вибропогружатели, соответствующие размерам свай.

Вес ударной части молота одиночного действия, а также дизель-молота при длине сваи 12 м и более должен быть не менее веса

Таблица У11.4

Таблица УП.б

Таблица УИ.6

сваи с наголовником, а при длине до 12 м больше этого веса на 20—25% (в зависимости от плотности грунта). Энергия удара мо­лота Э (в кгс-м) должна при этом удовлетворять неравенствам:

Э»25Ф_пр; Э> ® ^{+ д}, к

где Ф_пр — предельная несущая способность сваи по грунту, равная расчетной нагрузке на голову сваи, возникающей от действия на фундамент внешних сил и умноженной на переходной коэффициент К\, завися­щий от числа свай в фундаменте (значения коэффициента К\ приведе­ны в табл. \Ш.4), тс; < 2 — вес молота, кгс; ц — вес сваи с наголовником, кгс;

к — эмпирический коэффициент применимости молота, принимаемый по табл. УП.5.

Для забивки наклонных свай энергия удара молота должна быть увеличена на коэффициент:

Наклон сваи.................................. 5: 1 4: 1 3: 1

Коэффициент увеличения..1, 10 1, 15 1, 25

По вычисленной энергии удара подбирают тип молота, пользу­ясь характеристиками молотов, выпускаемых промышленностью.

Тип вибропогружателя-для погружения свай с закрытым ниж­ним концом ориентировочно можно подбирать по возмущающей силе, пользуясь табл. УИ.6.

УП.З. ПОГРУЖЕНИЕ И БЕТОНИРОВАНИЕ СВАЙ-ОБОЛОЧЕК

Оболочки диаметром 1 м и более погружают в грунт с открытым нижним концом. В практике отечественного строительства погру­жение осуществляют преимущественно вибропогружателями.

Погружение оболочек возможно только при соответствующих параметрах вибропогружателя: возмущающей силе и статического момента дебалагнсов. Ориентировочные значения этих параметров в зависимости от размеров оболочек и грунтовых условий приве­дены в табл. УП.7.

Статический момент М дебалансов должен при этом удовлет­ворять требованию

где < 2 — вес вибропогружателя, оголовка (переходника) и оболочки, тс;

ц — коэффициент, равный 0, 7 для рыхлых и пластичных грунтов и 1, 1 для плотных грунтов.

Если один.вибропогружатель не обеспечивает погружение, то применяют спаренные синхронно работающие вибропогружатели.

Выбирая тип вибропогружателя, необходимо учитывать также частоту развиваемых им колебаний. Опытом установлено, что при погружении в легко проходимые грунты — рыхлые пески, текуче-пластичные и мягкопластичные связные грунты — нужно применять вибропогружатели с частотой колебаний 500—600 об/мин, тогда как при плотных грунтах, особенно глинах, частота колебаний не должна превышать 300—500 об/мин.

В рыхлые несвязные грунты оболочки удается погрузить без удаления грунта из ее полости, что значительно ускоряет сооруже­ние фундамента. Однако чаще процесс вибропогружения слагает­ся из опускания оболочки и удаления грунта.

Непосредственное опускание под воздействием вибропогружа­теля протекает быстро. Средняя скорость погружения при нор­мальной амплитуде колебаний 5—10 мм в песчаные грунты состав­ляет 40—60 см/мии, в глинистые и гравелисто-песчаные—10— 30 см/мин. Таким образом, при непрерывной работе вибропогру­жателя оболочка может быть погружена в течение нескольких ми­нут на значительную глубину.

В процессе погружения обо­
лочек необходимо следить за
нормальным режимом вибропо­
гружения, нарушение которого
может привести к разрушению
оболочек, а также к поломке
вибропогружателя. Для обеспе­
чения нормальной работы вибро­
погружателя необходимо систе­
матически подтягивать гайки
болтов, которыми он 'присоеди­
нен к фланцу оболочки, наблю­
дать за состоянием стенок обо­
лочки и фланцев, не допускать
асимметрии фазовых напряже­
ний свыше 5%, не перегревать
электромоторы. Время непрерыв­
ной работы вибропогружателей
ограничивается паспортными

указаниями (2—15 мин); пере­рывы в работе должны быть до­статочными для полного остыва­ния электромоторов.

Нормальное погружение обо­лочек может быть нарушено при встрече жесткого препятствия в виде валунов, топляков и пр. При встрече препятствия скорость погружения резко снижается, амплитуда колебаний возрастает и в оболочке возникают боль­шие. динамические усилия.

Как показали теоретические и экспериментальные исследова­ния, произведенные в ЦНИИСе, наступление ненормального виб­роударного режима погружения характеризуется резким возраста­нием ускорения при движении оболочки вниз. При встрече оболоч­ки с жестким препятствием энергия вибропогружателя затрачи­вается только на колебания вибросистемы, оболочка своим ниж­ним концом отрывается от грунта и при движении вниз испытыва­ет значительной силы удар, величина которого зависит от массы вибросистемы и ускорения ее движения. При таких условиях по­гружение должно быть прекращено для выяснения и ликвидации причин ненормального режима.

В производственных условиях возникновение виброударного режима устанавливают с помощью специального прибора — фик­сатора порога замедления (рис. УН.20). Датчик прибора состоит из металлического цилиндрического корпуса, крышки с сальни­ком, через который проходят электропровода, рабочей массы, пружины, регулировочного винта и пробки из электроизоляцион­ного материала. Рабочая масса регулировочным винтом прижата

к пружине. При колебаниях в массе возникают силы инерции, ко­торые при определенном ускорении превысят сжатие пружины, и масса отойдет от винта. В этот момент в сигнализаторе загора­ется запрещающий сигнал (красный свет). Регулировочным вин­том датчик настраивают на определенный режим колебаний, допу­стимый по прочности оболочки. Датчик жестко прикрепляют к стенке оболочки не ближе 0, 5 м от фланца; для прикрепления в оболочке должны быть предусмотрены закладные стальные ча­сти или обрезки круглой арматуры.

По мере опускания оболочки сопротивление грунта возрастает главным образом за счет резко увеличивающегося трения между внутренней поверхностью оболочки и грунтом. Скорость погруже­ния снижается до 2т—5 см/мин, и при амплитуде колебаний менее 5 мм погружение практически прекращается. Для дальнейше­го погружения необходимо уменьшить сопротивление грунта, что достигается удалением его из внутренней полости оболочки.

Разработка грунта в оболочке — наиболее трудоемкий и про­должительный процесс, от которого зависит успешное погружение оболочки на заданную глубину.

Грунты, не поддающиеся размыву, — тяжелые, плотные глины и суглинки, отложения крупного гравия и гальки и т. п. — удаляют преимущественно грейферами. Тип и емкость грейфера назначают в зависимости от плотности разрабатываемого грунта и диаметра оболочки: размер грейфера в раскрытом виде должен быть меньше диаметра оболочки по крайней мере на 30 см.

Кроме грейферов, применяют также оборудование вращатель­ного действия — винтовые буры, фрезы-желонки и т. д., — которы­ми удается извлечь труднопроходимые грунты, например мягкопла-стичные вязкие глины, плотные гравийно-галечные смеси и др. Связные грунты удаляют не только в пределах погруженной части оболочки, но и ниже ножа на глубину, определяемую опытным пу­тем в зависимости от устойчивости стенок забоя.

Удаление грунта ниже ножа значительно ускоряет погружение оболочки; в глинистых грунтах обычно удается выбрать грунт на глубину от 1, 5 до 4 м ниже ножа, а иногда и более (до 12 м).

Для извлечения грунта грейфером приходится вибропогружа­тель снимать с оболочки и затем вновь устанавливать, на что рас­ходуется немало времени. Этого можно избежать, применяя вибро­погружатели с проходным отверстием (см. рис. VII.10).

Грунты несвязные — песчаные, гравелистые, легкие супеси, или­стые, песчаные и супесчаные легко удаляются эрлифтами, сугли­нистые— эрлифтами с предварительным рыхлением подмывными трубами при давлении воды от 5 до 10 кгс/см², песчано-галечные—■ гидроэлеваторами и гидрожелонками.

Схема эрлифта, применяемого при опускании оболочек диамет­ром 1 м и более, приведена на рис. УП.21. В конструкцию установ­ки входит смесительная камера, пульповодная труба диаметром 150—300 мм, воздуховодная труба и четыре подмывиых трубы

8—2644

/7~/7

ё)

50 80 100 150 V

—I----------- 1---- 1--------------- 1---------

50

15 О

Рис. УП.21. Схема эрлифтирования (а) грунта и технические характеристики (б)

эрлифта:

1 —воздуховодная труба; 2 — переходник; 3 — оболочка; 4 — подмывные трубы; 5 — эрлифт;

б — наконечники подмывиых труб; 7 — пульповод; С — производительность эрлифта, м³/ч;

V — расход воздуха, м³/ч; N — расход воды, м³/ч; И — глубина воды в оболочке, м

Рис. УП.22. Гидрожелонка с бункером:

I — труба для подачи воды; 2 — отбойная сетка; 3 — бункер

диаметром 56 мм с выходными отверстиями насадок диаметром 15 мм. Трубы наращивают секциями длиной по 5 м; между собой их соединяют хомутами на болтах и выводят наружу через стенки переходника вибропогружателя. Эрлифт может работать при глу­бине воды не менее 3 м; если глубина недостаточна, то воду под­качивают в оболочку, поддерживая ее на возможно более высоком уровне.

Гидрожелонка, применяемая для извлечения грунта с крупны­ми фракциями, представляет собой гидроэлеватор с кольцевой на­садкой, -снабженный приемным бункером (рис. УН.22). Вода под давлением 5—8 кгс/см² в количество до 150 м³/ч, выходя из коль­цевого зазора всасывающей трубы, засасывает гравий и гальку, зерна которых, встречая на своем пути отбойную сетку, отклады­ваются на дно приемного, бункера. После заполнения бункер под-

нимают наружу и.опорожняют. При успешной работе на заполне­ние бункера объемом 0, 8 м³ требуется 5—7 мин. Гидрожелонкой удавалось извлекать отдельные валуны массой до 20 кг.

При очистке внутренней полости оболочки от грунта эрлифта­ми или гидроэлеваторами нужно обеспечить центральное положе­ние всасывающей трубы, что особенно необходимо при погружении наклонных оболочек.

Несвязный грунт извлекают до уровня, при котором практиче­ски исключается его наплыв через нижний открытый конец обо­лочки. Для предупреждения прорыва разжиженного грунта внутрь оболочки ее заливают водой до уровня воды снаружи или несколь­ко выше.

Повышенное по сравнению с наружным давление воды внутри оболочки позволяет удалять песчаные, а также крупнообломоч­ные с песчаным заполнением грунты ниже оболочки на 2—3 м. Устойчивость поверхности, создаваемой таким образом выработки обеспечивается избыточным давлением, ориентировочные величи­ны которого приведены в табл. VII.8. При избыточном давлении воды оболочку нужно заглублять ниже поверхности наружного грунта не менее чем на 4 м. В противном случае вода может прор­ваться из-под ножа оболочки наружу. Для предупреждения наплы­ва грунта в оболочку при отключенном вибропогружателе и отсут­ствии избыточного давления, когда, например, наращивают оче­редную секцию или производят какие-либо другие работы, нож оболочки нужно заглубнить в грунт на глубину не менее 0, 5—1 м.

Если удаление грунта ниже ножа оболочки не обеспечивает ее погружение, то при больших глубинах погружения (20 м и более) прибегают к подмыву грунта водой.

Подмывные трубы могут быть расположены как по внутренне­му, так и по внешнему контуру оболочки. Внутренний подмыв мо­жет быть применен в любых грунтах; его обычно объединяют с эрлифтированием грунта. Наружный подмыв применяют только в несвязных или слабосвязных грунтах при амплитудах колебания оболочки менее 5 мм.

Для подмыва пользуются трубами диаметром 50—75 мм, снаб­женными насадками с центральным и боковыми отверстиями, (см. рис. VII.12, б). Число труб назначают из расчета одной трубы на 1—1, 5 м периметра оболочки. Расход воды на каждую трубу со-

Таблица УИ.8

ставляет 40—50 м³/ч, при давлении на выходе из наконечника от 4 до 10 кгс/см² в зависимости от плотности грунта. Нижние концы подмываемых трутбок не доводят до ножа оболочек на 0, 5—1, 5 м, чем предотвращают чрезмерное разжижение грунта и опасность наплыва его внутрь оболочки. Для повышения эффективности под­мыва рекомендуется совместно с водой подавать в зону размыва воздух (2—3 м³/мин). Сжатый воздух подают по воздуховодным трубам, скрепленным с подмывными.

При погружении наклонных оболочек подмывные трубы распо­лагают только на верхней половине наружной поверхности оболоч­ки, обычно в количестве 3 шт. — две с боков по диаметральному сечению и одна сверху.

На последнем этапе погружения, вблизи проектной отметки, необходимо удалять грунт с особой осторожностью, не допуская нарушения его природной структуры. Как показывают испытания, разрыхление грунта в основании может снизить несущую способ­ность оболочки на 20—30%.

Для сохранения природной плотности несвязных грунтов виб­ропогружение оболочки прекращают после образования в ней грун­тового ядра высотой не менее 2 м. Уплотнение ядра и окружающе­го оболочку грунта достигается вибрированием оболочки без ее погружения в течение 10—15 мин. В связных грунтах излишне виб­рирование может вызвать их разжижение и разуплотнение. Поэто­му при этих видах грунтов вибропогружатель отключают, когда скорость погружения оболочки становится не более 2 см/мин.

При вибропогружении оболочки испытывают ряд усилий, на которые они должны быть рассчитаны. Вся вибросистема — виб­ропогружатель, наголовник, оболочка и примыкающий к ней грунт — подвержена динамическим усилиям растяжения и сжатия, действующим вдоль оси оболочки. Растяжение вызывает горизон­тальные (нормальные к оси оболочки) трещины, сжатие верти­кальные (продольные,) трещины. Рассчитывают сечения оболочки, крепления звеньев оболочки между собой, а также крепления на­головников (переходника) к оболочке и вибропогружателю. Для низкочастотных вибропогружателей приближенное значение этих усилий, согласно методике ЦНИИСа, определяют по следующим формулам.

Растягивающая сила для расчета креплений наголовника к виб­ропогружателю и оболочке

Р_рас^=\, 4N--0₁.

Растягивающая сила для расчета сечений оболочки и стыков ее секций

Р_раст=\, 2М~с₂.

Максимальное сжимающее усилие в сечениях оболочки

Р_сж = кО_усл, но > N + О

прн к = 0, 025ал_вл₀,

8*—2644

Вес условной вибросистемы

Здесь N — возмущающая сила вибропогружателя;

01 — вес вибропогружателя при расчете его прикрепления к наголов-

нику и суммарный вес вибропогружателя и наголовника при расчете крепления последнего к оболочке;

0₂ — вес вибропогружателя и наголовника;
Оусл — условный вес вибросистемы;

О — истинный вес виброснстемы, равный суммарному весу вибропо­гружателя, наголовника и оболочки, погруженной на проектную глубину; а — размах колебаний вибросистемы (удвоенная амплитуда), см; п_ж — максимальная частота вращения вибропогружателя, об/с; п₀ —величина, характеризующая динамические свойства виброси­стемы; О'гр — вес колеблющегося грунта, примыкающего к наружной поверх­ности оболочки, принимаемый равным весу кольца грунта тол­щиной 0, 15 м и высотой, равной глубине нагружения оболочки в грунт;

О_гр — вес заключенного внутри оболочки столба грунта высотой не более 10 м прн оболочках с внутренним диаметром не больше 0, 5 м и 6, 2, 5, 1 м при оболочках с внутренним диаметром соот­ветственно 1, 2 и 5 м (для промежуточных значений внутреннего диаметра высоту неизвлеченного грунта находят по линейной интерполяции).

Вес грунта снаружи и внутри оболочки при отсутствии натур­ных данных принимают равным 1, 7 тс/м³. При определении весов оболочки и грунта взвешивающее действие воды не учитывают.

При глубине погружения оболочки в грунт до 10 м расчетный размах а колебаний принимают равным 2 см; до 30 м — а=1 см. Для промежуточных глубин а находят по линейной интерполяции.

Величину п₀ определяют по формуле

п

" п = ~ .

У\ + 0, 3 (пН: 1000)2

где Н — полная длина оболочки, м;

п — частота собственных колебаний оболочки, погруженной в грунт, прини­маемая равной: прн рыхлых грунтах — 20 Гц, при грунтах средней плот­ности — 30 Гц, при плотных грунтах — 50 Гц.

Кроме продольных сил, при определенных условиях могут воз­никнуть радиальные силы от гидравлического удара. Гидравличе­ский удар возникает тогда, когда вместе с оболочкой перемеща­ется грунтовая пробка, прочно связанная с нижним концом оболочки и создающая > как бы дно вибрируемого стакана, запол­ненного водой.

Вблизи нижнего положения вибросистемы, когда ускорение ее движения достигает максимальной величины, возникают наиболь­шие инерционные вертикальные силы, которые в воде (по зако­нам гидростатики) передаются в радиальных направлениях, вызы­вая продольные трещины в оболочке. Величина этих сил зависит

от ряда факторов и прежде всего от количества воды (глубины воды), содержащейся внутри оболочки.

Глубина воды, при которой возможно образование трещин,

Ну— 0, 5си

при

1425
_{с =} ---------- — ----,

]/_{1 +} М

где с — скорость распространения гидравлического удара, м/с; т — продолжительность удара оболочки о грунт, с;

^_в — модуль объемной упругости воды, равный 2, 1-10⁴ кгс/м² (при темпе­ратуре 10—20° С), кгс/см²; Ее — модуль упругости бетона оболочки, зависящий от марки н, следова­тельно, прочности бетона, кгс/см²; Е_а —модуль упругости арматуры (2, 1-10⁶), кгс/см²;

/сп — площадь сечения поперечной (спиральной) арматуры на 1 пог.м вы­соты оболочки, см²; й — внутренний диаметр оболочки, см; б — толщина стенки оболочки, см.

Время т удара принимается равным:

Прн плотных песках, полутвердых суглинках н глинах, глинистых грунтов с включением гальки

и гравня....................................................................... (0, 05-=-0, 08) Т

При песках средней плотности, пластичных супе­
сях, тугопластнчных супесях и глинах...................... (0, 10-г-0, 14) Т

Прн рыхлых песках, илах, торфах, плывунов, мягкопластнчных н текучепластнчных глинах н

суглинках..................................................................... (0, 34-0, 5) Т

Здесь Т период колебаний оболочки, равный 60/и (где п — число колебаний вибропогружателя, мин).

Таблица УИ.9

Для снижения гидравлического удара, когда глубина воды в оболочке больше Я_у, применяют пневматические амортизаторы, поглощающие энергию удара. Пневматический амортизатор, на­пример из заполненных воздухом автомобильных камер, погружа­ют возможно глубже. Пневмоамортизаторы применяют при грун­тах плотных и средней плот­ности. Снижение гидравличе­ского удара при проходке рых­лых песков, а также связных грунтов текучей и тугоплас-тичной консистенции дости­гается разуплотнением их пу­тем нагнетания в грунт сжа­того воздуха. Воздух в коли­честве 3—7 м³/мин под дав­лением 4—6 кгс/см² подают по трубке с обратным клапа­ном, загрубляемой в грунт на 2—3 м ниже ножа оболочки. Нарушение нормального внбропогружения крайне опас­но, так как приводит к раз­рушению оболочек. В табл. VII.9 приведены наиболее ча­сто встречающиеся признаки и • причины нарушения нор­мального вибропогружения, а также, виды возможных по­вреждений оболочек и меры по их предупреждению.

После погружения оболоч­
ки на проектную глубину ее.
внутреннюю полость а так­
же скважину в скальной по­
роде, если последнюю разбу­
ривали, заполняют бетоном на
всю высоту оболочки или ча­
стично, только в нижней ее
части. Бетонируют способом
ВПТ. Для этого применяют
компактное оборудование,

обеспечивающее очистку обо­лочки и скважины от грунта и шлама и подачу бетонной смеси (рис. У11.23). Бетоно-литную трубу диаметром 200— 300 мм из листовой стали тол­щиной 3—5 мм собирают из звеньев с герметическими

фланцевыми соединениями. К верхнему звену трубы присоединя­ют приемную воронку или бункер для бетонной смеси. Для фик­сирования центрального положения трубы служат фонари, сде­ланные из «руглой арматурной стали.

К бетонолнтной трубе хомутами прикрепляют подмывные тру­бы диаметром 50 мм с центральным отверстием 10 мм, по которым подается вода с напором до 10 кгс/см² и расходом 150—300 м³/ч. Вода служит для промывки скважины и удаления из нее шлама перед ее бетонированием. Если в основании оболочки залегают не­связные. или слабосвязные грунты, то внутреннюю полость очищают грейфером или эрлифтом без применения напорной воды.

Бетонирование способом ВПТ полостей оболочек обычно ос­ложняется большой глубиной воды в них. Для получения качест­венного бетона заполнения, кроме основных правил производства этих работ (см. п. У.9), необходимо соблюдать следующие допол­нительные требования.

Бетонную смесь нужно приготовлять на цементах марки не ниже 300 с началом схватывания не менее 3 ч. Для необходимой подвижности смеси в качестве крупного заполнителя необходимо применять преимущественно гравий или смесь гравия с щебнем. Расход цемента при этом составляет 300—350 кг/м³ (воздухововле-кающие н пластифицирующие добавки позволяют снизить расход цемента на 8—10%). Подвижность смеси, характеризуемая сохра­нением осадки стандартного конуса не менее 14—15 см в течение времени, считая от момента приготовления смеси до ее укладки, должна быть не менее 40 мин.

Для предупреждения расслаивания объемное водоотделение смеси в течение 2 ч спокойного отстаивания должно быть в преде­лах 1, 2—2%.

Минимальное погружение в смесь бетонолнтной трубы должно быть не менее 0, 8—1, 2 м. Уровень бетонной смеси в трубе нужно по возможности поддерживать выше уровня воды в оболочке на величину

/2= Г— 0.6Я,

где г — радиус действия бетонолнтной трубы, м; Н —глубина бетонирования м.

Собранные на полную длину трубы до установки пх в оболочки должны быть опрессованы под давлением:

При длине трубы до 20 м........................................................ 3 кгс/см²

»»»» 30»............................................... 4, 5»

»»»» 40».................................................... 6»

Интенсивность бетонирования должна быть не менее 0, 3м³/(м²-ч).

При неполном заполнении полости оболочки после бетонирова­ния пробки в ее нижнем конце воду откачивают и последующие работы, если они необходимы, ведут насухо. При этом проверяют

достаточность заделки оболочки в грунт, так как в рыхлых грун­тах при небольших силах трения оболочка, освобожденная от во­ды, может всплыть.

Если откачать воду не удается, то бетонирование ведется под­водным способом на полную высоту оболочки.