При устройстве свайных фундаментов в многолетнемерзлых грунтах допускается применять виды и конструкции свай, предусмотренные СП 24.13330, в том числе буронабивные, сваи-оболочки, а также составные (комбинированные) сваи из разных материалов.

6.2.5 Ленточные и столбчатые фундаменты должны быть выполнены из монолитного или сборного железобетона. Для зданий, строящихся с использованием оснований фундаментов по принципу I, предпочтительно использовать сборные элементы фундамента.

Ленточные и столбчатые фундаменты под малоэтажные здания до трех этажей допускается не заглублять в грунт, а располагать на подсыпке или в теле подсыпки. Подсыпка выполняется из крупноскелетного непучинистого материала. Для определения глубины оттаивания следует проводить теплотехнический расчет и расчет по второй группе предельных состояний и, при необходимости, применить слой теплоизоляции под сооружением в теле подсыпки.

При устройстве свайных фундаментов в многолетнемерзлых грунтах допускается применять виды и конструкции свай, предусмотренные СП 24.13330, в том числе буронабивные, сваи-оболочки, а также составные (комбинированные) сваи из разных материалов.

Свод правил СП 25.13330.2020 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Свод правил СП 25.13330.2020 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 30 декабря 2020 г. N 915/пр)

Soil bases and foundations on permafrost soils

Дата введения - 1 июля 2021 г.

В соответствии с распоряжением Правительства РФ от 6 апреля 2021 г. N 887-р датой вступления в силу настоящего свода правил является 8 апреля 2021 г. Части (разделы 4 (абзац шестой пункта 4.2), 5 (пункты 5.5, 5.7), 6 (пункт 6.3.9), 7 (пункты 7.2.6, 7.2.8, 7.2.10, 7.3.5, 7.3.6, 7.3.10, 7.4.2), 12 (пункты 12.2, 12.7, 12.8, 12.11, 12.15, 12.16), приложения Г, Д, Е (за исключением пункта Е.2)) настоящего документа включены в Перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Технического регламента о безопасности зданий и сооружений Настоящий документ включен в Перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Технического регламента о безопасности зданий и сооружений с 1 июля 2021 г.

6.2.6 В проекте свайных фундаментов должны быть указаны способы устройства свай, а также температурные условия, при которых разрешается нагружение свай.

6.2.7 Полые сваи и сваи-оболочки следует заполнять бетоном класса не ниже В7,5, а в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания и выше - бетоном класса не ниже В15 для обеспечения прочности и долговечности. Допускается заполнять внутреннюю полость полых свай и свай-оболочек сухой цементно-песчаной смесью (ЦПС) или цементно-песчаным раствором при соблюдении следующих требований:

- конструкция сваи должна быть герметичной;

- качество сварных швов должно проверяться визуально и ультразвуковым контролем (УЗК) по ГОСТ Р 55724 и ГОСТ 23118;

- не допускается наличие в свае посторонних предметов, воды, снега и льда;

- должно обеспечиваться 100% заполнение внутреннего пространства сваи с учетом самоуплотнения ЦПС и изменения объема цементно-песчаного раствора при его замерзании.

Дополнительно при применении сухой ЦПС:

- необходимо предусматривать мероприятия по исключению попадания воды и снега в сухую ЦПС;

- соотношение цемента и песка в сухой ЦПС должно определяться проектом с учетом условий строительства, а также размещаемых на фундаменте конструкций, но не менее 1:5;

- для приготовления сухой ЦПС с целью исключения коррозии изнутри следует использовать портландцемент общестроительного назначения без минеральных добавок и непучинистый незасоленный песок;

- при приготовлении сухой ЦПС необходимо обеспечить допустимый уровень ее влажности согласно ГОСТ 31357.

Дополнительно при применении цементно-песчаного раствора:

- следует применять цементно-песчаный раствор марки по прочности на сжатие не ниже M100 с пределом прочности на сжатие не менее 10 МПа, пределом прочности на растяжение при изгибе не менее 3 МПа, морозостойкостью не менее 50 циклов (F50);

- при заполнении сваи раствором в зимнее время монтаж оголовка допускается выполнять после полного замерзания или твердения раствора.

6.2.8 При устройстве буронабивных свай в многолетнемерзлых грунтах, используемых в качестве оснований по принципу I, применение химических добавок для ускорения твердения бетона, уложенного в распор с мерзлым грунтом не рекомендуется.

6.3.7 При использовании многолетнемерзлых грунтов в качестве оснований по принципу I могут применяться свайные, столбчатые и другие типы фундаментов, в том числе фундаменты на искусственных (насыпных и намывных) основаниях. Выбор типа фундамента и способа устройства основания устанавливается проектом в зависимости от инженерно-геокриологических условий строительства, конструктивных особенностей сооружения и технико-экономической целесообразности.

6.3.8 По условиям применимости и способам погружения в многолетнемерзлый грунт сваи подразделяются на:

а) буроопускные - сваи сплошные и полые, свободно погружаемые в скважины, диаметр которых превышает (не менее чем на 5 см) размер их наибольшего поперечного сечения, с заполнением свободного пространства раствором цементно-песчаным, глинисто-песчаным, известково-песчаным или другого состава по проекту, принимаемым по условиям обеспечения заданной прочности смерзания сваи с грунтом; допускаются к применению в любых грунтах при средней температуре грунта по длине сваи минус 0,5°С и ниже, полезную нагрузку на буроопускную сваю можно передавать только после достижения расчетных температур грунтов основания;

б) опускные - сваи сплошные и полые, свободно (или с пригрузом) погружаемые в оттаянный грунт в зоне диаметром до двух наибольших поперечных размеров сваи: допускаются к применению в твердомерзлых грунтах песчаных и глинистых, содержащих не более 15% крупнообломочных включений при средней температуре грунта по длине сваи не выше минус 1,5°С;

в) бурозабивные (забивные) - сваи сплошные и полые, рассчитанные на восприятие ударных нагрузок и погружаемые забивкой в лидерные скважины (без лидерных скважин), диаметр которых меньше наименьшей стороны сваи прямоугольного поперечного сечения или диаметра сваи круглого поперечного сечения; допускаются к применению в пластичномерзлых грунтах с содержанием крупнообломочных включений до 10% на основании пробных погружений свай на данной площадке;

г) бурообсадные - полые сваи и сваи-оболочки, погружаемые в грунт путем его разбуривания в забое через полость сваи с периодическим осаживанием погружаемой сваи; применяются при устройстве свайных фундаментов в сложных инженерно-геокриологических условиях и при наличии межмерзлотных подземных вод;

д) винтовые - полые сваи с винтом или одной или несколькими лопастями, погружаемые завинчиванием с контролируемым вдавливанием в лидерные скважины (без лидерных скважин), диаметр которых меньше наибольшего поперечного сечения ствола сваи; допускаются к применению в пластичномерзлых грунтах с содержанием крупнообломочных включений до 10% на основании пробных погружений свай на данной площадке.

Допускается применять другие способы погружения или устройства свай в многолетнемерзлые грунты (буронабивные, буроинъекционные и др.), если это не приводит к недопустимому повышению температуры грунтов основания и недопустимому понижению несущей способности свай, что должно быть подтверждено полевыми испытаниями, экспериментальными данными и теплотехническим расчетом. При устройстве буронабивных, буроинъекционных свай должны изготовляться опытные сваи, в которых контролируется набор прочности тела сваи, определяются сопротивление мерзлого грунта сдвигу по бетону, температура по длине сваи и ее сплошность, а также проводятся испытания таких свай на действующие при эксплуатации вдавливающие, выдергивающие и горизонтальные нагрузки. Количество испытаний должно составлять не менее двух для каждого характерного геологического разреза и типоразмера сваи.

6.3.9 Расстояние между осями свай следует принимать равным:

для буроопускных и бурообсадных свай - не менее двух диаметров скважины при ее диаметре до 1 м включительно и не менее диаметра скважины плюс 1 м при ее диаметре 1 м и более:

для опускных, бурозабивных и забивных свай - не менее трех наибольших размеров поперечного сечения сваи.

Размещение свай в плане, их число, размеры и способы устройства ростверков назначаются в зависимости от конструкции здания, размещения технологического оборудования и нагрузок на фундаменты в соответствии с требованиями СП 24.13330 с учетом расчетной несущей способности свай, определяемой согласно 7.2.2, высоты холодного подполья (6.3.2) и температурно-влажностных воздействий; укладка ростверков по грунту или с зазором менее 0,15 м от поверхности грунта, а для устоев мостов - менее 0,5 м не допускается.

Проходку лидерных скважин для установки буроопускных свай допускается выполнять с помощью струйной технологии при условии отсутствия в геологическом строении валунов размерами, сопоставимыми с диаметром скважин. Вода должна иметь положительную температуру, в летний период - это температура наружного воздуха (но не ниже 10°С), в зимний период воду следует подогревать до 20°С в зависимости от температуры наружного воздуха. Диаметр скважины должен превышать минимум на 5 см наибольший размер поперечного сечения сваи.

Несущую способность винтовых свай по грунту следует определять по результатам полевых испытаний, учитывающих реологические свойства мерзлых грунтов (критерий стабилизация деформации должен составлять менее 0,2 мм за последние 24 ч). Сваи должны быть рассчитаны по материалу как на момент устройства (завинчивание-погружение), так и на период эксплуатации. Применение винтовых свай допустимо для сооружений нормального и пониженного уровней ответственности.

Винтовые сваи, устраиваемые в многолетнемерзлых грунтах, используемые по принципу II, следует рассчитывать по требованиям СП 24.13330 с учетом изменения свойств грунтов при оттаивании.

6.3.10 Столбчатые или плитные фундаменты, возводимые на естественном многолетнемерзлом основании, следует устраивать сборно-монолитными и монолитными. Глубина заложения фундаментов, их размеры и несущая способность устанавливаются расчетом согласно указаниям 7.2.2-7.2.4, с учетом требований 6.2.1 и 6.2.2.

Обратную засыпку котлованов под фундаменты следует производить талым (непучинистым при промерзании) грунтом. При льдистости грунтов основания под подошвой фундаментов следует устраивать песчаную подушку толщиной не менее 0,2 м.

6.3.11 При проектировании сооружений на искусственных основаниях (насыпях или подсыпках) следует предусматривать устройство фундаментов мелкого заложения (столбчатые, ленточные, плитные, с вентилируемыми каналами и др.). Фундаменты следует закладывать в пределах высоты подсыпки, определяемой теплотехническим расчетом с учетом дополнительных мероприятий по сохранению мерзлого состояния грунтов оснований, предусмотренных 6.3.3 и 6.3.10.

Подсыпку следует устраивать из непучинистого песчаного или крупнообломочного грунта, укладываемого после промерзания сезоннооттаивающего слоя; допускается для устройства подсыпок применять шлаки или другие отходы производства, если их осадки под нагрузками от сооружений не больше расчетных, и если они не подвержены морозному пучению и разрушению, растворению и размоканию.

При устройстве фундаментов на подсыпках основания и фундаменты следует рассчитывать по несущей способности и деформациям в соответствии с требованиями СП 22.13330 и с учетом результатов прогнозных теплотехнических расчетов.

Свод правил СП 25.13330.2020 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Свод правил СП 25.13330.2020 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" (утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 30 декабря 2020 г. N 915/пр)

Soil bases and foundations on permafrost soils

Дата введения - 1 июля 2021 г.

В соответствии с распоряжением Правительства РФ от 6 апреля 2021 г. N 887-р датой вступления в силу настоящего свода правил является 8 апреля 2021 г. Части (разделы 4 (абзац шестой пункта 4.2), 5 (пункты 5.5, 5.7), 6 (пункт 6.3.9), 7 (пункты 7.2.6, 7.2.8, 7.2.10, 7.3.5, 7.3.6, 7.3.10, 7.4.2), 12 (пункты 12.2, 12.7, 12.8, 12.11, 12.15, 12.16), приложения Г, Д, Е (за исключением пункта Е.2)) настоящего документа включены в Перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Технического регламента о безопасности зданий и сооружений Настоящий документ включен в Перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Технического регламента о безопасности зданий и сооружений с 1 июля 2021 г.

6.1.1 При строительстве на многолетнемерзлых грунтах в зависимости от конструктивных и технологических особенностей зданий и сооружений, инженерно-геокриологических условий и возможности целенаправленного изменения свойств грунтов основания применяется один из следующих принципов использования многолетнемерзлых грунтов в качестве основания сооружений:

принцип I - многолетнемерзлые грунты основания используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации сооружения, или с допущением их промораживания в период строительства и эксплуатации;

принцип II - многолетнемерзлые грунты основания используются в оттаянном или опаивающем состоянии (с их предварительным оттаиванием на расчетную глубину до начала возведения сооружения или с допущением их оттаивания в период эксплуатации сооружения).

6.1.2 Принцип I следует применять, если грунты основания можно сохранить в мерзлом состоянии при экономически целесообразных затратах на мероприятия, обеспечивающие сохранение такого состояния. На участках с твердомерзлыми грунтами, а также при повышенной сейсмичности района следует принимать использование многолетнемерзлых грунтов по принципу I.

При строительстве на пластичномерзлых грунтах следует предусматривать мероприятия по понижению температуры грунтов (6.3.1-6.3.4) до установленных расчетом значений, а также учитывать в расчетах оснований пластические деформации этих грунтов под нагрузкой согласно указаниям 7.2.16-7.2.18.

6.1.3 Принцип II следует применять при наличии в основании скальных или других малосжимаемых грунтов, деформация которых при оттаивании не превышают предельно допустимых значений для проектируемого сооружения, при несплошном распространении многолетнемерзлых грунтов, а также в тех случаях, когда по техническим и конструктивным особенностям сооружения и инженерно-геокриологическим условиям участка при сохранении мерзлого состояния грунтов основания не обеспечивается требуемый уровень надежности строительства.

6.1.4 Выбор принципа использования многолетнемерзлых грунтов в качестве основания сооружений, а также способов и средств, необходимых для обеспечения принятого в проекте температурного режима грунтов, следует производить на основании сравнительных технико-экономических расчетов.

6.1.5 В пределах застраиваемой территории (промышленный узел, поселок, микрорайон и т.д.) следует предусматривать, как правило, один принцип использования многолетнемерзльгх грунтов в качестве оснований. Это требование следует учитывать также при проектировании новых и реконструкции существующих зданий и сооружений на застроенной территории, размещении мобильных (временных) зданий и прокладке инженерно-технических сетей.

Применение разных принципов использования многолетнемерзльгх грунтов в пределах застраиваемой территории допускается на обособленных по рельефу и другим природным условиям участках, а в необходимых случаях на природно-необособленных участках, если предусмотрены и подтверждены расчетом специальные меры по обеспечению расчетного теплового режима грунтов в основании соседних зданий, возведенных (или возводимых) по принципу I (резервирование зон безопасности, устройство мерзлотных и противофильтрационных завес и т.п.).

6.1.6 Линейные сооружения допускается проектировать с применением на отдельных участках трассы разных принципов использования многолетнемерзльгх грунтов в качестве основания. При этом следует предусматривать меры по приспособлению их конструкций к неравномерным деформациям основания в местах перехода от одного участка к другому, а при прокладке их в пределах застраиваемой территории следует соблюдать требования, предусмотренные 6.1.5.

6.2 Глубина заложения и конструкции фундаментов

6.2.1 Глубина заложения фундаментов, считая от уровня планировки (подсыпки или срезки), назначается с учетом требований СП 22.13330 и принятого принципа использования многолетнемерзлых грунтов в качестве основания сооружения и должна проверяться расчетом по устойчивости фундаментов на действие сил морозного пучения грунтов согласно 7.4.2 и 7.4.6.

6.2.2 При использовании многолетнемерзлых грунтов в качестве основания по принципу I минимальную глубину заложения фундаментов Dmin рекомендуется принимать по таблице 6.1 в зависимости от расчетной глубины сезонного оттаивания грунта Dth, определяемой согласно приложению Г.

Таблица 6.1

6.2.3 При использовании многолетнемерзлых грунтов в качестве основания по принципу II минимальную глубину заложения фундаментов Dmin  следует принимать в соответствии с требованиями СП 22.13330 в зависимости от расчетной глубины сезонного промерзания грунта Df, определяемой согласно приложению Г, и уровня подземных вод, который принимается с учетом образования под сооружением зоны оттаивания грунта.

Допускается закладывать фундаменты в слое сезонного промерзания-оттаивания грунта, если это обосновано расчетом оснований и фундаментов (7.4.6).

Допускается устройство фундаментов малоэтажных зданий на поверхности грунта или на подсыпке при обосновании расчетом по второй группе предельных состояний, учитывающим возможное оттаивание грунтов и морозное пучение слоя сезонного промерзания-оттаивания.

6.2.4 Конструкции фундаментов должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к материалу фундаментов по прочности в соответствии с требованиями СП 24.13330, СП 28.13330, СП 35.13330, а элементы фундаментов, находящиеся в пределах слоя сезонного промерзания и оттаивания грунта и выше, - также требованиям по морозостойкости, водонепроницаемости и устойчивости к воздействию агрессивных сред в соответствии с требованиями СП 28.13330 и СП 35.13330.

Металлические сваи следует проектировать из стальных электросварных прямошовных и бесшовных труб в соответствии с ГОСТ 20295, ГОСТ 10704, ГОСТ 8732, ГОСТ Р 54864, ГОСТ Р 58064 и их аналогов.

Назначение марок сталей и категорий сталей по ударной вязкости свай следует осуществлять в соответствии с требованиями СП 16.13330.

Электросварные трубы, сваренные высокочастотной сваркой (ВЧС), следует применять только после объемной термической обработки (ОТО). Для электросварных труб допускается не предусматривать ОТО при условии, что они изготавливаются с применением дуговой сварки под флюсом.

Металлические и деревянные конструкции фундаментов в слое сезонного промерзания и оттаивания грунта должны быть защищены от коррозии и гниения. Антикоррозионную защиту следует выполнять для всех металлических поверхностей подземных конструкций в слое сезонного промерзания-оттаивания и ниже на 1 м.

Для забиваемых свай антикоррозионная защита должна быть устойчивой к механическому воздействию. Возможность применения антикоррозионной защиты должна быть подтверждена лабораторными и полевыми исследованиями. В случаях, когда слой сезонного промерзания-оттаивания грунта не сливается с многолетнемерзлыми грунтами, следует также выполнять антикоррозионную защиту свай до глубины на 1 м ниже отметки залегания кровли многолетнемерзлых пород.

Для железобетонных конструкций, сооружаемых в климате со среднемесячной температурой наиболее холодного месяца ниже минус 20°С и на многолетнемерзлых грунтах, следует применять тяжелый бетон со средней плотностью 2200-2500 кг/м3, который в зависимости от условий работы отвечает требованиям по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости, изложенным в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Требования к бетону по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости

В условиях климата со среднемесячной температурой наиболее холодного месяца ниже минус 20°С следует применять следующую стальную арматуру:

- горячекатаную гладкую класса A-I (А240) по ГОСТ 34028;

- горячекатаную кольцевого периодического профиля классов А-II (А300), А-III (А400) по ГОСТ 34028;

- термомеханически упрочненную серповидного профиля классов А500С по ГОСТ Р 52544;

- термомеханически упрочненную и горячекатаную серповидного профиля класса А500С по ГОСТ Р 52544;

- холоднодеформированную волочением с последующей накаткой периодического профиля класса Вр-1 по ГОСТ 6727;

- холоднодеформированную прокаткой периодического профиля класса В500С по ГОСТ Р 52544.

Рекомендуется применять арматуру с гарантией ударной вязкости северного исполнения горячекатаную класса Ас-II (Ас300) по ГОСТ 34028 и термомеханически упрочненную класса Ас500С по ГОСТ 13015.

При низкой температуре до минус 60°С увеличивается предел текучести арматуры в среднем на 8%-10% и модуль упругости арматуры на 2%-3%, но эти данные допускается не учитывать в расчете железобетонных конструкций, и расчетные сопротивления и модуль упругости принимают по [2],

6.2.5 Ленточные и столбчатые фундаменты должны быть выполнены из монолитного или сборного железобетона. Для зданий, строящихся с использованием оснований фундаментов по принципу I, предпочтительно использовать сборные элементы фундамента.

Ленточные и столбчатые фундаменты под малоэтажные здания до трех этажей допускается не заглублять в грунт, а располагать на подсыпке или в теле подсыпки. Подсыпка выполняется из крупноскелетного непучинистого материала. Для определения глубины оттаивания следует проводить теплотехнический расчет и расчет по второй группе предельных состояний и, при необходимости, применить слой теплоизоляции под сооружением в теле подсыпки.

При устройстве свайных фундаментов в многолетнемерзлых грунтах допускается применять виды и конструкции свай, предусмотренные СП 24.13330, в том числе буронабивные, сваи-оболочки, а также составные (комбинированные) сваи из разных материалов.

6.2.6 В проекте свайных фундаментов должны быть указаны способы устройства свай, а также температурные условия, при которых разрешается нагружение свай.

6.2.7 Полые сваи и сваи-оболочки следует заполнять бетоном класса не ниже В7,5, а в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания и выше - бетоном класса не ниже В15 для обеспечения прочности и долговечности. Допускается заполнять внутреннюю полость полых свай и свай-оболочек сухой цементно-песчаной смесью (ЦПС) или цементно-песчаным раствором при соблюдении следующих требований:

- конструкция сваи должна быть герметичной;

- качество сварных швов должно проверяться визуально и ультразвуковым контролем (УЗК) по ГОСТ Р 55724 и ГОСТ 23118;

- не допускается наличие в свае посторонних предметов, воды, снега и льда;

- должно обеспечиваться 100% заполнение внутреннего пространства сваи с учетом самоуплотнения ЦПС и изменения объема цементно-песчаного раствора при его замерзании.

Дополнительно при применении сухой ЦПС:

- необходимо предусматривать мероприятия по исключению попадания воды и снега в сухую ЦПС;

- соотношение цемента и песка в сухой ЦПС должно определяться проектом с учетом условий строительства, а также размещаемых на фундаменте конструкций, но не менее 1:5;

- для приготовления сухой ЦПС с целью исключения коррозии изнутри следует использовать портландцемент общестроительного назначения без минеральных добавок и непучинистый незасоленный песок;

- при приготовлении сухой ЦПС необходимо обеспечить допустимый уровень ее влажности согласно ГОСТ 31357.

Дополнительно при применении цементно-песчаного раствора:

- следует применять цементно-песчаный раствор марки по прочности на сжатие не ниже M100 с пределом прочности на сжатие не менее 10 МПа, пределом прочности на растяжение при изгибе не менее 3 МПа, морозостойкостью не менее 50 циклов (F50);

- при заполнении сваи раствором в зимнее время монтаж оголовка допускается выполнять после полного замерзания или твердения раствора.

6.2.8 При устройстве буронабивных свай в многолетнемерзлых грунтах, используемых в качестве оснований по принципу I, применение химических добавок для ускорения твердения бетона, уложенного в распор с мерзлым грунтом не рекомендуется.

Устройство буронабивных свай

Источник: studfile.net

Набивные сваи изготавливают непосредственно в грунте путем бу­рения скважин и заполнения бетонной смесью или другими материалами. В зависимости от материала и способов изготовления различают следующие виды набивных свай: по материалу - бетонные, железобетонные, песко- и грунтобетонные, песчаные, грунтовые и комбинированные; по грунтовым условиям строительства – без крепления стенок скважины (маловлажные прочные грунты) и под защитой обсадных труб, глинистого раствора или воды (водонасыщеные грунты); по технологии изготовления - набивные бетонные, пневмонабивные, частотрамбованные, вибронабивные, буронабивные, набивные с уширением (пя­той), с уплотненным забоем, выштампованные, вытрамбованные, набивные песчаные или грунтовые (применение грунтонабивных свай см. раздел 4).

Технологические способы устройства буронабивных свай в устойчивых маловлажных грунтах (без крепления стенок скважины) отличаются тем, что проходка скважин в таких грунтах возможна без применения обсадных труб, когда обеспечены условия для устойчивости стенок и исключаются обрушение или осыпание грунта со стенок. К таким грунтам могут быть отнесены, преимущественно, глинистые от пластичной до твердой консистенции и маловлажные песчаные средней плотности или плотные.

При проходке скважин в глинистых грунтах пластичной, полутвердой и твердой консистенции следует применять вращательный (роторный) способ бурения. Для разработки крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов в текучепластичном и пластичном состоянии следует применять ударный (грейферный) способ бурения.

После проходки скважин шнеком на требуемую глубину забой нужно обязательно очищать от шлама и уплотнять за счет втрамбовывания порции щебня или бетонной смеси слоем от 120 до 200 мм. При этом устье скважин должно крепиться не менее чем на один метр за счет установки трубчатого элемента соответствующего диаметра с раструбом, чтобы исключать осыпание и обрушение грунта при погружении арматурного каркаса и последующей подаче бетонной смеси.

При устройстве набивных трамбованных свай полость в грунте образуют методом ударно-вращательного бурения и креплением скважины обсадной трубой, заглубляемой в опорный пласт на 0,2...0,5 м (рис. 8.8, а). Затем скважину заполняют жесткой бетонной смесью (осадка конуса 3...4 см) на высоту 0,8...1 м, после чего ее уплотняют тяжелой трамбовкой с одновременным подъемом обсадной трубы, следя, чтобы ее конец был заглублен в смесь не менее чем на 0,3...0,4 м. Далее укладывают и уплотняют очередной слой, повторяя операцию до полного заполнения скважины.

Литые сваи устраивают в тех случаях, когда грунтовые воды рас­слаивают трамбуемую бетонную смесь. В этих условиях скважины заполня­ют литым бетоном (осадка конуса 12 ... 16 см). Бетонная смесь, вытесняя воду, заполняет освобожденную при подъеме обсадной трубы скважину.

Пневмонабивные сваи применяют при большом притоке грунто­вых вод. Их устраивают с помощью специальной обсадной трубы, оборудо­ванной шлюзовым аппаратом, верхним и нижним клапанами. Подавая в ос­вобожденную от грунта обсадную трубу сжатый воздух давлением до 0,4 МПа, из нее удаляют воду, а затем через шлюзовой аппарат скважину за­полняют бетонной смесью. Далее операции повторяют при одновременном извлечении обсадной трубы и снижении давления.

Частотрамбованные сваи устраивают с помощью копра с блоком на укосине (для подъема арматурных каркасов и бадей с бетоном), а также молота двойного действия и инвентарной обсадной трубы (рис. 8.8, б), ко­торую перед забивкой оснащают чугунным наконечником (башмаком), ос­тавляемым в скважине (рис. 8.8, в). Ударами молота трубу погружают до заданной отметки (рис. 8.8, г), после чего молот поднимают и закрепляют в крайнем верхнем положении, а в трубу опускают арматурный каркас (ес­ли сваи армируются, рис. 8.8, д). Далее трубу заполняют бетонной смесью (рис. 8.8, е, ж), причем вначале только до половины высоты, а затем трам­буют смесь молотом двойного действия, который крепят к обсадной трубе через подбабок (рис. 8.8, з). Молот обеспечивает одновременное уплотне­ние бетона и извлечение трубы.

Рис. 8.8 – Технология изготовления набивных свай

1 – бурение скважины и погружение обсадной трубы, 2 – заполнение скважины бетоном, 3 – трамбование смеси и извлечение обсадной трубы, 4 – готовая трамбованная свая, 5 – воронка обсадной трубы, 6 – соединительная муфта, 7 – трамбующий ободок, 8 – обсадная труба, 9 – уплотнение, 10 – теряемый металлический башмак, 11 – молот двойного действия, 12 – основной трос с блоками, 13 – двухбарабанная лебедка, 14 – ходовой путь копра, 15 – арматурный каркас, 16 – трос с блоком для подъема материалов, 17 - воронка, 18 – бадья для бетонной смеси, 19 – обсадная труба, заполненнея смесью, 20 - подбабок наголовника обсадной трубы, 21 – готовая часть сваи, 22 – серьги, 23 - амортизационные пружины, 24 - упоры

Буронабивные сваи устраивают путем заполнения бетоном (осад­ка конуса 18 см) методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) сква­жин, пробуренных без обсадной трубы. Буронабивные сваи изготавливают диаметром 600 ... 1200 мм, глубиной до 30 м и применяют их при больших сосредоточенных нагрузках. Для увеличения несущей способности сваи в нижней части пробуренной скважины устраивают уширение с помощью специального уширителя или взрыва. Общим для устройства набивных свай всех типов является основное технологическое требование о необходимос­ти их бетонирования без перерыва.

При устройстве буронабивных свай применяют установки враща­тельного, ударно-канатного и грейферного бурения, а также шнековые бу­рильные установки. На мачте копрового типа установки размещен электропри­вод вместе со шнековой буровой колонной. В процессе бурения скважины привод и колонна передвигаются вдоль направляющих мачты.

На практике применяют различные технологии устройства бурона­бивных свай, в том числе так называемый «сухой» способ, при котором бе­тонную смесь подают в нижнюю часть сваи по бетонолитной трубе (мето­дом ВПТ) и ее конец в процессе подачи смеси обязательно все время дол­жен быть погружен в нее. Иначе не получится однородной прочной бетон­ной сваи. Применяют также технологию устройства буронабивных свай способом свободного сброса бетонной смеси как без уплотнения, так и с уп­лотнением. Иногда сваи устраивают под глинистыми растворами с приме­нением обсадных труб. Полые буронабивных свай устраивают по специаль­ной технологии с использованием внутри них вибросердечников.

Изготовление свай в буровых скважинах с уплотненным забоем и вытрамбованной уширенной пятой производится в технологичес­кой последовательности, указанной соответственно на рис. 8.9, 8.10.

Бурение скважин для свай производится с использовани­ем лопастных или шнековых буров. В качестве трамбовки могут использоваться любые кон­струкции трамбовок как из металла и железобетона, так и комбини­рованные (металлические с железобетонным заполнителем). Диа­метр трамбовки должен быть на 80-120 мм меньше диаметра обсадной трубы.

Для установки трамбовки и обсадной трубы в скважину, уплотнения забоя или вытрамбовки пяты используются краны, экс­каваторы, оборудованные фрикционными лебедками и тракторы со специальным навесным оборудованием. Уплотнение грунта в основании скважины и вытрамбовка пяты осуществляются ударами трамбовки, свободно сбрасываемой с определенной высоты.

Вытрамбовка пяты производится песчано-гравийной (ще­беночной) или жесткой бетонной смесью, которая порциями загру­жается в обсадную трубу. Засыпка песчано-гравийной (щебеночной) смеси в сква­жину производится с использованием дозаторов (автопогрузчики или экскаваторы с ковшами вместимостью 0,25 м3, а также бадьи). Трамбование каждой порции следует производить до тех пор, пока высота пробки в трубе не уменьшится до 50 мм (рис. 8.10). Цикл работ повторяемся до получения проектного размера уширения пяты, определяемого количеством втрамбованного в основа­ние материала.

Рис. 8.9 – Технологическая схема изготовления свай в буровых скважинах уплотненным забоем

а - бурение скважины, б - установка в скважину обсадной грубы и уплотнение забоя скважины, в - армирование и бетонирование скважины, г - извлечение обсадной трубы; 1 - бур; 2 - контрольной планка; 3 - штанга трамбовки; 4 - обсадная труба; 5 - трамбовка; 6 - бадья; 7 - тело сваи

Изготовление свай в выштампованном и вытрам­бованном ложе производится в технологи­ческой последовательности, указанной соответственно для свай:

- в выштампованных скважинах всех типов – на рис. 8.11;

- в вытрамбованных скважинах всех типов – на рис. 8.12.

Выштамповка скважин производится забивкой сваебойными молотами в основа­ние инвентарного штампа проектных размеров, извлекаемого из грунта после образования скважины. Извлечение забитых штампов из грунта осуществляется с помо­щью лебедки сваебойного агрегата или крана. Если усилие лебедки или крана недостаточно для извлечения штампа, то его следует доставать с использованием приспособления из гидроцилиндров или домкратов (см. рис. 8.11).

Рис. 8.10 – Технологическая схема изготовления свай в буровых скважинах с вытрамбованной уширенной пятой

а - бурение скважины, б - установка обсадной трубы и засыпка в скважину дозированной порции песчано-гравийной или жесткой бетонной смеси, в - втрамбование в основание смеси, г - армирование и бетонирование ствола сваи, д - извлечение обсадной трубы; 1 - бур; 2 - обсадная труба; 3 - трамбовка; 4 - песчано-гравийная или жесткая бетонная смесь; 5 - контрольная планка; 6 - тело сваи; 7 – бадья

Рис. 8.11 – Технология изготовления свай в выштампованных скважинах

а - установка и забивка штампа сваи; б - извлечение штампа гидроцилиндрами до момента освобож­дения его от сцепления с грунтом; в - извлечение штампа из скважины краном и лебедкой сваебойной установки; г - армирование и бетонирование скважины; 1 - молот; 2 - штамп; 3 - извлекающее устройство из двух гидродомкратов (цилиндров) 4 - скважина; 5 - загрузочная воронка и щит; 6 - бадья

Рис. 8.12 – Технология изготовления свай в вытрамбованных скважинах

а - установка штампа-трамбовки над местом устройства скважины; б - вытрамбование скважины циклическим подъемом и сбрасыванием штампа-трамбовки в одно и то же место; в - армирование и бетонирование скважины; 1 - штамп-трамбовка с грузом; 2 - скважина; 3 - тело сваи; 4 - загрузочная воронка и щит; 5 - бадья

Вытрамбовка скважин производится многократным сбрасыванием с определенной высоты с помощью на­весного оборудования к трактору, экскаватору, крану или другому механизму, оборудованному фрикционными лебедками в одно и то же место инвентарного штампа, исполь­зуемого в качестве трамбовки, до образования скважины проектных размеров.

Уширение скважины в основании (пяте) свай осуществляют специальными уширителями вращательного действия снабженными раздвижными ножами и приемника грунта, что обеспечивает разрушение и удаление грунта из скважины (рис. 8.13) либо трамбованием.

Уширение ствола трамбованием производится в верхней части или в уровне пяты. Технологическая схема изготовления одного из вариантов ком­бинированной сваи с уширением в уровне пяты приведена на рис. 8.14.

Изготовление комбинированных свай с уширением в верхней части осуществляется с добавлением следующих операций:

- в скважину, на 3/4 заполненную бетонной смесью, установить уширитель (например, штамп для изготовления скважин свай в выштампованном ложе 1 типа) и произвести его погружение любым из известных способов (забивка, вибропогружение) до образования уширения требуемого размера. Возможно устрой­ство уширения с использованием опалубки;

- в готовую полость уширения, в случае необходимости, устано­вить арматурные изделия и забетонировать ее враспор.

Рис. 8.13 – Технология изготовления буронабивных свай без крепления стенок скважины

1 - бурение скважины диаметром 600 - 1700 мм; 2 - устройство уширения механическим способом, 3 - установка арматурного каркаса, 4 - опускание в скважину бетонолитной трубы с приемной воронкой, 5 - заполнение скважины бетонной смесью, 6 - извлечение бетонолитной трубы с вибрацией и формование головы сваи в инвентарном кондукторе

Рис. 8.14 - Технология изготовления свай с уширением в уровне пяты

а - установка штампа (штампа-трамбовки) над местом устройства скважины, б - выштамповка или вытрамбовка скважины, в - засыпка в скважину порции песчано-гравийной или жесткой бетонной смеси, г - вытрамбовка уширенной пяты трамбовкой или штампом-трамбовкой, д - армирование и бетониро­вание сваи; 1 - молот, 2 - груз, 3 - штамп или штамп-трамбовка, 4 - скважина, 5 - порция песчано-гравийной или жесткой бетонной смеси, 6 - уширенная пята, 7 - загрузочная воронка и щит, 8 - бадья, 9 - тело сваи

Технологическая последовательность изготовления одного из вариантов сваи с уширением в верхней части приведена на рис. 8.15.

Изготовление свай с уширением как в верхней, так и в нижней частях скважины производится в следую­щей последовательности: сначала, выполняется уширение в уровне пяты, затем, уширение в верх­ней части сваи.

Рис. 8.15 —Технология изготовления свай с уширением в верхней части

+а - установка штампа (штампа-трамбовки) и устройство скважины, б - бетонирование скважины на 3/4 ее высоты (подвижность бетонной смеси не ниже 16 см стандартному конусу), в - установка уширится и его погружение в скважину, заполненную бетонной смесью, г - извлечение уширителя и установка вкладыша стакана (в случае необходимости), д - армирование и бетонирование уширения скважины; 1 - молот, 2 - груз, 3 - штамп или штамп-трамбовка, 4 - бадья, 5 - тело сваи, 6 - уширитель, 7 - вкладыш стакана