Тема 8. Улаштування фундаментів

 Улаштування паль у складних гідрогеологічних умовах, у мерзлих ґрунтах, в умовах реконструкції має свої особливості.

У слабких заводнених ґрунтах улаштування буронабивних паль (рис. 6.4, IV) – складний процес, який потребує спеціального устаткування. Щоб не обвалилася стінка свердловини під час буріння, її підтримують обсадною трубою або глинистим розчином. Спеціальні машини (рис. 6.6) мають обладнання, за допомогою яких обсадна труба одночасно з бурінням опускається у свердловину. Після бетонування обсадні труби виймають для повторного застосування.

Рис. 6.6. Комплексні агрегати для влаштування монолітних паль: а – машина для влаштування паль з обсадною трубою; б – агрегат фірми “Беното”; 1– екскаватор; 2 – стріла; 3 – грейфер; 4 – привід бура; 5 – бур; 6 – вертикальний гідроциліндр; 7 – хомут; 8 – обсадна труба; 9, 10 – горизонтальні гідроциліндри; 11 – відкидний патрубок для розвантаження; 12 – стріла; 13 – гідроциліндр нахилу стріли; 14 – лебідка; 15 – кабіна керування; 16 – дизель; 17 – рама; 18 – гідронасос; 19 – крокохід

У нестійких ґрунтах можна бурити свердловини під глинистим розчином щільністю 1,05–1,15 т/м 3 , що дає змогу спрямувати градієнт напору фільтраційних вод від свердловини у ґрунт, при цьому стінка свердловини не обвалюється навіть тоді, коли ґрунтові води практично розміщені на поверхні ґрунту. Біля свердловини розміщують глинозмішувач, циркуляційні насоси, резервуари, вібросита. Глинистий розчин постійно циркулює і виносить зі свердловини залишки бурового шламу.

 Бетонування підводним способом (під глинистим розчином) ведуть за допомогою вертикальної бетонолитної труби. Верхній кінець труби закінчується бункером для приймання литої бетонної суміші, яка заповнює свердловину знизу і витискує глинистий розчин. Разом з підняттям рівня бетонної суміші піднімають бетонолитну трубу так, щоб її нижній кінець був заглиблений у бетон на 1,5–2,0 м.

У зимових умовах улаштування паль потребує виконання допоміжних робіт із забезпеченням технологічного процесу та роботи машин на холоді. Сам процес заглиблення паль, буріння та бетонування дещо ускладнюється тільки у відносно тонкому шарі мерзлого на поверхні грунту, а тому для запобігання промерзанню ґрунт вкривають.

Якщо товща мерзлого ґрунту до 30 см, то забивна паля його пробиває, а коли більше – ґрунт пробурюють або розморожують лунки для кожної палі.

У вічномерзлих ґрунтах готові палі заглиблюють у свердловини, виконані механічним, тепловим або комбінованим методом. Довжина палі у всіх випадках має перевищувати більше ніж у 2 рази товщу шару ґрунту. Паля обов’язково вморожується в ґрунт. Досить поширене утворення свердловин паровим вібролідером (рис. 6.7, а), який розморожує ґрунт тільки у зоні його дії.

Залежно від методу заглиблення розрізняють палі буроопускні, опускні й бурозабивні.

Буроопускні палі (рис. 6.7, б) заглиблюють у наповнені водноґрунтовим розчином свердловини діаметром на 5 см більшим від найбільшого розміру перерізу палі. Цей метод застосовують як у твердомерзлих (температура яких нижча мінус 15 °С), так і в пластичномерзлих ґрунтах (температура до мінус 15 °С).

Опускні палі (рис. 6.7, в) застосовують у твердомерзлих ґрунтах. Ґрунт розморожують паровою голкою і у створену лунку опускають палю. Цей метод потребує простого обладнання, але його недоліком є те, що паля вморожується у ґрунт протягом кількох 147 місяців, тому що під час створення лунки розморожується великий об’єм ґрунту.

Бурозабивні палі (рис 6.7, г) застосовують тільки в пластично-мерзлих ґрунтах. Бурові лідерні свердловини мають діаметр на 1–2 см менший мінімального розміру перерізу палі. Палі забивають на глибину бурової свердловини.

В умовах реконструкції застосовують переважно монолітні та комбіновані палі, під час улаштування яких не виникає динамічне навантаження на ґрунт та на оточуючу забудову. Готові палі заглиблюють вдавлюванням та загвинчуванням. Якщо неможливо використати звичайні машини і технологічні засоби, застосовують індивідуальне обладнання або палі оригінальної конструкції.

Рис. 6.7. Улаштування паль у складних умовах: а – за допомогою парового вібролідера; б – буроопускна паля; в – паля, опущена у відталу свердловину; г – бурозабивна паля; д – гідровдавлювач паль; 1 – трубоукладач; 2 – стріла; 3 – віброзаглиблювач; 4 – паропровід; 5 – паровий вібролідер; 6 – відталий грунт; 7 – свердловина; 8 – паля; 9 – хомут; 10 – гідроциліндр; 11 – рама; 12 – ростверк; 13 – клиновий анкер; 14 – гідроциліндр клинового затискача

Наприклад, для підсилення стрічкового фундаменту роблять приямок під його підошвою, куди встановлюють гідродомкрат для вдавлювання у ґрунт елементів палі, що стикуються. Застосовують також гідравлічні пристрої для вдавлювання паль через отвори у масивному ростверку або бетонній підлозі із закріпленням до них цих пристроїв (рис. 6.7, д).

Залежно від особливостей ґрунтів буронабивні палі влаштовують одним із таких способів: сухим, без кріплення стінок свердловин, із застосуванням глинястого розчину (для запобігання обвалення стінок свердловини) і з кріпленням свердловини обсадною трубою. Сухий спосіб застосовується під час робіт на стійких ґрунтах (просадкові й глинясті твердої, напівтвердої і тугопластичної консистенції), які укріплюють стінки свердловини. Свердловина необхідного діаметра розбурюється за методом обертального буріння в ґрунті на задану глибину. Після приймання свердловини в установленому порядку за необхідності в ній монтують арматурний каркас і бетонують методом вертикально переміщуваної труби (рис. 6.8).

Рис. 6.8. Технологічна схема влаштування буронабивних паль сухим способом: а – шнекове буріння свердловини; б – розбурювання розширеної порожнини; в – опусканняння арматурного каркаса; г – установлення бетонолитної труби; д – бетонування свердловини й витягання труби