Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Бесшовные мосты

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Сооружение фундаментов опор бурозабивным способом

Конструкции столбов и технологии их возведения неразрывно связаны.

На практике в условиях строительства мостовых переходов на полуострове Ямал был отработан так называемый «горячий» способ погружения полых фундаментных элементов. В качестве несущей конструкции таких элементов применяли металлические трубы диаметром от 630 до 3000 мм с толщиной стенок от 16 до 30 мм. Глубина погружения составляла до 40 м. Этот способ применим при устройстве вертикальных и наклонных столбов (скважин).

Наличие полости в термоопоре существенно повышает возможности технологического процесса в условиях вечномерзлых грунтов, поскольку эта полость позволяет как в процессе погружения столба, так и непосредственно после полного возведения столба вмешиваться в тепловые процессы, вводя в полость либо источники тепла, либо источники холода.

Принудительное погружение металлических труб осуществляли с помощью дизель-молота или вибропогружателя (рис. 6.28). При этом возможна забивка свай с помощью обычного сваебойного оборудования непосредственно в мерзлые грунты без какой-либо их подготовки. Однако это возможно только в пластичномерзлых глинистых грунтах без крупнообломочных включений с температурами не ниже: для супесей — минус 0,3 °С; для суглинков — минус 0,6 °С; для глин — минус 0,9 °С. Для твердомерзлых грунтов применяется описываемый ниже «горячий» способ.

Технология устройства бурозабивного столба опоры включает в себя бурение направляющей скважины, бурение лидерной скважины, свободную установку в направляющую скважину металлической трубы, прогрев металлической трубы и стенок лидерной скважины, принудительное погружение трубы до проектной отметки, извлечение шлама.

После этого выполняются сопутствующие работы, к которым относятся устройство бетонной пробки, заполнение пазухи между столбом и стенками направляющей скважины и искусственная подача холода с целью промораживания грунтов основания (в случае необходимости).

Направляющую скважину 1 (см. рис. 6.28) выбуривают на глубину /j от 6 до 8 м диаметром, не менее чем на 20 см превышающим диаметр столба 2.

Лидерную скважину бурят на проектную глубину столба диаметром на 60—80 мм меньше диаметра столба.

Перерыв между окончанием бурения направляющей скважины и началом бурения лидерной скважины не должен превышать одни сутки.

Перед монтажом полого столба 2 внутреннюю и внешнюю поверхности его тщательно очищают от снега, грязи и наледи.

Полый столб после установки его в направляющую скважину фиксируют в проектном положении. Фиксация осуществляется с помощью деревянных клиньев.

Перерыв между окончанием бурения лидерной скважины и установкой в направляющую скважину сваи с последующей ее забивкой не должен превышать одни сутки.

Принудительное погружение столба до проектной отметки осуществляется механизмами ударного или вибрационного действия 4.

Поскольку погружение столба осуществляется до достижения расчетного отказа, низ столба может быть расположен ниже дна скважины 5. При наличии в основании столба водоносных слоев грунта заглубление трубы в грунт должно быть не менее, чем на 50 см ниже проектной отметки.

Операция прогрева столба и скважины может быть частично совмещена с операцией погружения столба.

Нагреватель 6 может представлять собой оборудование, расположенное вне столба и подающее теплоноситель (горячий воздуха, пар и т.п.) в шланг 7 внутрь полости с выпуском из полости через отверстие 8. Наибольший эффект достигается в случае применения пара за счет его высокой теплотворной способности и высокотемпературного конденсата. Нагреватель может также выполнен, например, в виде электрической спирали и размещен внутри полости. Выступающую над уровнем грунта часть столба утепляют теплоизоляцией 9. Применение теплоносителей для прогрева пробуренной скважины и столба позволяет характеризовать данный способ как «горячее погружение».

Теплопрогрев полости лидерной скважины осуществляется с целью перевода твердомерзлых грунтов в пластичномерзлые.

Время теплопрогрева в часах

Схема погружения сваи

Рис. 6.28. Схема погружения сваи: 1 — направляющая скважина; 2— столб (труба); 3 — лидерная скважина; 4 — механизм для погружения сваи;

5 — дно скважины; 6 — нагревательное устройство; 7 — шланг; 8— выпускное отверстие; 9 — теплоизоляция; /, — глубина направляющей скважины; /2 — глубина лидерной скважины; /— глубина буровой скважины

где 8 — слой прогреваемого грунта, м;

Q — скрытая теплота для перевода грунта из одного фазового состояния в другое, ккал/м3.

Скрытая теплота Q, ккал/м3, определяется по формуле

где у — объемный вес скелета грунта, кг/м3;

w — весовая влажность грунтах в долях единицы;

jPj — вес воды в образце, кг/образец;

Р2 — вес сухого грунта в образце, кг/ образец;

Р = Рх + Р2 общий вес образца, кг;

80 — количество скрытых тепл от в 1 кг воды;

Г„ — температура воздуха (среды) в полости скважины в процессе теплопрогрева, °С.

Пример. При температуре подаваемого пара 100 °С средняя температура t воздуха в полости 4 может быть порядка 50 °С. При толщине прослойки 8 = 0,1 м и Q = 30000 ккал/м3 время прогрева прослойки грунта составит примерно 3,9 ч.

Теплопрогрев в полости столба осуществляется одновременно с теплопрогревом в полости скважины. При этом важно, чтобы наружная поверхность столба имела максимально положительную температуру. Это способствует увеличению эффективности погружения столба, так как в процессе погружения предотвращается возможность смерзания столба с грунтом основания.

Этой же цели служит теплоизоляция той части столба, которая расположена выше уровня грунта.

Процесс теплопрогрева прекращают после того, как твердомерзлый грунт лидерной скважины превращается в пластичномерзлый на глубину 8.

После отогрева грунта на поверхности лидерной скважины на достаточную глубину производится принудительное погружение трубы с помощью вибропогружателя или молота 4 до проектной отметки и получения расчетного отказа.

Далее извлекают из полости трубы шлам и конденсат, образующиеся при паропрогреве лидерной скважины и трубы.

С целью ускорения строительства (при наличии необходимости в этом) после погружения полость трубы искусственно охлаждают. Это способствует более быстрому смерзанию наружной поверхности трубы с грунтом.

Операцию засыпки пазухи между стенками направляющей скважины и столбом сухой цементно-песчаной смесью рекомендуется проводить на заключительной стадии принудительного погружения столба. Это способствует виброуплотнению сухой смеси вибрацией, создаваемой трубой.

После погружения трубы до проектной отметки возможно обустройство столба в соответствии с проектом. Столбы могут быть полыми (с коаксиальной установкой или без нее) либо заполнены бетоном на все сечение или часть его.

Использование грунтов основания может быть принято по принципам I и II.

Использование грунтов по принципу I допускается в случае пере- межения инженерно-геологических элементов в вечномерзлом и талом состояниях, если применяются полые столбы, работающие по принципу термоопор.

В случае применения столбов сплошного сечения использование грунтов по принципу I допускается, когда определяемая по результатам изысканий температура на уровне нулевых годовых амплитуд (на глубине не менее 10 м от поверхности грунтов) должна быть не выше минус 2 °С для незасоленных связных грунтов и не выше—1,5 °С для незасоленных несвязных грунтов.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>