Реферат: Основания и фундаменты промышленных зданий

Набивные сваи, устраиваемые непосредственно в скважинах, можно разделить на четыре основных типа.

1. Сваи с извлекаемой оболочкой, погружаемой бурением. В грунте с помощью обсадной трубы пробуривают скважину, которую после зачистки заполняют бетонном, одновременно извлекая обсадную трубу. Такие сваи могут быть выполнены и из железобетона, для чего в скважину предварительно опускают арматурный каркас. Усовершенствованием этого способа изготовления набивных свай является применение сжатого воздуха. В этом случае бетон поступает в обсадную трубу через специальный шлюзок. Уплотняют бетон и поднимают обсадную трубу автоматически с помощью сжатого воздуха. Сваи этого типа называют пневмосваями.

2. Сваи с извлекаемой оболочкой, забиваемой в грунт. Обсадную трубу снабжают съемным чугунным башмаком и забивают в грунт. Дальнейшее изготовление свай этого типа аналогично изготовлению свай предыдущего типа с той лишь разницей, что съемный башмак остается в грунте. Трамбование бетона в сваях со съемным башмаком можно вести паровым быстроходным молотом так, чтобы при ударе, направленном вверх, обсадная труба извлекалась из грунта на 4—5 см, а под ударами молота, направленными вниз, осаживалась обратно на 2— 3 см. Число ударов молота должно быть 70—80 и минуту. Сваи, изготовленные таким образом, называются часто- трамбованными. Следует отметить, что грунт иод нижними концами частотрамбованных свай уплотняется так же, как и при забивке готовых свай.

3. Сваи с оболочкой, остающейся в грунте. Легкую, слегка коническую оболочку заполняют деревянным сердечником и забивают в грунт. Затем сердечник удаляют, а оболочку заполняют бетоном.

4. Сваи без оболочек. Бурение скважин ведут без обсадных труб. Сохранность стенок скважин в глинистых грунтах обеспечивается связностью самого грунта. В глинистых грунтах бурение ведут под глинистым раствором. Для заполнения скважин применяют литой бетон. Сваи этого типа называют буронабивными. В настоящее время буронабивные сваи получили наибольшее распространение. Есть и другой способ изготовления свай без оболочек. Тяжелую (до 2 т) коническую трамбовку сбрасывают с высоты до 10 м и таким образом постепенно пробивают в грунте скважину. Чтобы стенки скважины лучше держались, под падающий конус подкладывают ком мятой глины в пластичном состоянии. Скважины для набивных свай без оболочек можно устраивать забивкой и последующим извлечением специальных легких сердечников. Затем скважину заполняют бетоном, который при укладке трамбуют.

Каждый из этих типов набивных свай имеет преимущества и недостатки. Основной недостаток всех типов - отсутствие надежного контроля качества изготовления сваи. Выбор того или иного типа набивных свай при проектировании свайного фундамента зависит от плотности грунта, его способности держать вертикальные стенки скважины, агрессивности грунтовых вод по отношению к бетону, степени нежелательности сотрясения грунта при изготовлении свай и т. д.

Один из вариантов набивных свай — устройство их с уширенной пятой. Уширение пяты достигается механическими приспособлениями, разбуривающими грунт ниже конца обсадной трубы. Другой способ устройства уширенной пяты — использование энергии взрыва. Заряд взрывчатого вещества с электродетонатором опускают до забоя скважины, нижнюю часть оболочки заполняют литым бетоном (рис. 30.5). При взрыве заряда в грунте под давлением газов образуется шаровидная полость, в которую сползает бетон из оболочки (рис. 30.5,6). В результате на конце сваи образуется уширение, сильно повышающее несущую способность сваи. Уширения, изготовленные при помощи взрыва, называются камуфлетными. Камуфлетные уширенные пяты могут быть образованы у железобетонных и у стальных трубчатых свайных оболочек.

IV.устройство искусственных основаниЙ

1. виды искусственных оснований

Несущая способность слабых грунтов может быть повышена различными техническими приемами. Массив грунта, природные свойства которого искусственно изменены, называют искусственным основанием. Технические приемы, с помощью которых устраивают искусственные основания, можно разделить на три основные группы:

1) уплотнение грунтов механическими воздействиями;

2) частичная или полная замена грунта или его переработка;

3) закрепление грунтов различными физико-химическими воздействиями.

В результате применения того или иного метода грунты напряженной зоны изменяют свои свойства. В случае применения различных физико-химических воздействий по большей части происходит окаменение грунта, т. е. превращение в твердое тело с прочными цементационными связями между частицами. При применении механических воздействий происходит только уплотнение грунта и вследствие этого повышение его несущей способности.

2. УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТОВ МЕХАНИЧЕСКИМИ ВОЗДЕЙСТВИЯМИ

Уплотнение грунта механическими воздействиями может быть достигнуто с помощью трамбования, укатки. втрамбовывания щебня, применения поверхностных и глубинных вибраторов. Трамбование выполняется тяжелыми трамбовками массой от 1 т и более, сбрасываемыми с высоты 3—4 м кранами, оборудованными фрикционными лебедками. Трамбовки из металла или железобетона имеют форму, близкую к конусу или усеченному конусу. Трамбование позволяет уплотнять рыхлые песчаные и слабые глинистые грунты на глубину от 1,5—2,5 м. В среднем можно считать, что глубина уплотнения составляет примерно 1,5—2 диаметра трамбовки. Увеличение глубины уплотнения пропорционально увеличению высоты падения трамбовки. Трамбование производят до тех пор, пока понижение поверхности уплотняемого грумта не достигнет некоторой постоянной величины, равной для песков 0,5—1 см и для глинистых грунтов 1—2 см.

Виброуплотнение — один из лучших методов уплотнения рыхлых песчаных грунтов. В глинистых грунтах виброуплотнение нецелесообразно. Виброунлотнснне может быть поверхностным и глубинным. Для поверхностного виброуплотнения применяют виброплиты, как правило, самоходные. Такие плиты уплотняют рыхлый песчаный грунт на глубину до 70—100 см за один ход. Глубинное виброуплотнение выполняют вибробулавами. Вибробулава, приведенная в действие, погружается в грунт. В образовавшуюся скважину после извлечения вибратора подсыпают песок, и снова включают вибратор. Глубина уплотнения достигает 7—8 м. Расстояние между скважинами (точками погружения вибратора) обычно достигает 0,5—1 м. Уплотнение грунтов песчаными и грунтовыми сваями применимо в рыхлых песчаных и в слабых глинистых грунтах. Этот метод заключается в том, что в грунт забивают или погружают вибрированием металлическую трубу со съемным или раскрывающимся наконечником. После погружения трубу постепенно вытаскивают, одновременно заполняя ее небольшими порциями грунта с тщательной утрамбовкой. Таким образом, устройство грунтовых свай вполне аналогично устройству набивных бетонных свай. Однако работа таких свай в грунте резко отличается от работы бетонных. После устройства песчаная или грунтовая свая физически перестает существовать, образуя вместе с окружающим ее грунтом общую более или менее однородную среду. В песчаных грунтах такие сваи делают песчаными, в глинистых грунтах— песчаными или из глинистого грунта, однородного с грунтом уплотняемого массива.

3. УСТРОЙСТВО ПЕСЧАНЫХ И ГРУНТОВЫХ ПОДУШЕК

Устройство песчаных и грунтовых подушек является одним из распространенных, технически целесообразных и экономически выгодных методов образования искусственных оснований. В качестве материала для устройства подушек применяют пески и крупнообломочные грунты: гравий, щебень и пр. В отдельных случаях, главным образом в гидротехнических сооружениях, применяют подушки из каменной наброски. Кроме того, при устройстве оснований на просадочных грунтах применяют подушки из грунта, однородного с грунтом естественного основания. Устройство песчаных подушек не может быть рекомендовано, если отмечены большие колебания уровня грунтовых вод. Грунтовые воды могут вымывать песок из подушки или заиливать его. В первом случае могут возникнуть большие дополнительные осадки, а во втором в заиленной подушке может возникнуть пучение. Наличие напорных вод в пределах воды песчаной подушки при заложении подошвы фундамента выше глубины промерзания также может привести к пучению подушки при замерзании. Основным вопросом при проектировании песчаных подушек является назначение их размеров в плане и по высоте. На уровне подошвы фундамента песчаная подушка может воспринимать среднее д