ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ОРГАНИЗАЦИИ, МЕХАНИЗАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ СТРОИТЕЛЬСТВУ

АОЗТ ЦНИИОМТП

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
НА УСТРОЙСТВО
БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ
В ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГРУНТАХ

Москва

2002

Рекомендовано к распространению решением Научно-технического Совета АОЗТ ЦНИИОМТП.

Технологическая карта составлена на процесс устройства буронабивных свай в водонасыщенных (обводненных) грунтах для малоэтажных зданий и сооружений гражданского и промышленного назначения, в том числе при их реконструкции в инженерно-геологических условиях Москвы. Карта содержит вариант устройства буронабивных свай отечественными машинами и механизмами.

Предназначена для использования оргтехстроями, строительно-монтажными организациями при разработке проектно-сметной документации и проектов производства работ.

Карта разработана в ЦНИИОМТП канд. техн. наук А.С. Ковалевым при участии зав. сектором компьютерных и информационных технологий Л.М. Ягудаева.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Устройство свайных фундаментов из буронабивных свай, в том числе при реконструкции существующих зданий, связанной с их надстройкой, пристройкой новых частей, в сложных грунтовых условиях с применением традиционных конструкций и технологий на базе громоздкого оборудования оказывается практически неприемлемым из-за высокой плотности городской застройки и тем самым стесненности производства работ. Буроинъекционные сваи и набивные сваи, выполняемые по электроимпульсной технологии, а также с использованием пневмопробойников и раскатчиков, особенно при небольших объемах работ, оказываются экономически нецелесообразными.

Предполагаемая технология устройства буронабивных свай с уширенным основанием из щебня впервые была применена при надстройке двух этажей с мансардой над существующим двухэтажным административным зданием по Садовнической улице в Москве. Инженерно-геологические условия площадки характеризуются залеганием сверху - вниз насыпных грунтов (ИГЭ-1), суглинков и глин пластичной и мягкопластичной конструкции (ИГЭ-2), крупнозернистых песков (ИГЭ-3), средних и мелких пылеватых песков средней плотности (ИГЭ-4) с толщиной слоя соответственно до 3,2, 3,8, 2,0, 6,0 м, а ниже с глубины 14 - 15 м залегают мергели и мел (ИГЭ-5).

Подземные воды располагаются на глубине 1,8 - 2,5 м, т.е. в слое насыпных грунтов.

С учетом конструктивных особенностей существующего задания, надстройки, действующих нагрузок в данном случае были приняты свайные фундаменты из буронабивных свай с уширенным основанием с опиранием их на слой крупных песков (ИГЭ-3), залегающих на глубине 6,8 - 7,0 м.

Устройство свайных фундаментов осуществлялось с помощью буровой установки типа ПБУ отечественного производства, которая обеспечила проходку скважин на глубину до 7,0 - 7,5 м диаметром 325 мм. Установка снабжена буровой коронкой, шнеком, ударной штангой-трамбовкой с заостренным под углом 90° наконечником диаметром 275 мм и общей массой 250 кг.

На начальном этапе работ были выполнены опытные работы по отработке технологии втрамбовывания сухой бетонной смеси и щебня в нижнюю часть скважины с учетом возможного влияния динамических воздействий при трамбовании на соседние здания. Было установлено, что в данных условиях вполне допустимо и наиболее целесообразно высоту сбрасывания трамбовки принять равной 3,5 - 4 м. При этой высоте возникающие при ударах трамбовки динамические воздействия практически не влияют на соединение здания, а для полного втрамбовывания одной порции щебня до состояния «отказа» требуется всего лишь 8 - 15 ударов трамбовки.

Все работы при устройстве свайных фундаментов осуществляют в соответствии с требованиями действующих нормативных документов: СНиП 2.02.03-85; СНиП 2.02.01-83*; СНиП 3.02.01-87; Пособия по производству и приемке работ по основаниям и фундаментам (к СНиП 3.02.01-87) и др.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Технологическая карта составлена на процесс устройства буронабивных свай в водонасыщенных грунтах для малоэтажных зданий и сооружений, в том числе при их реконструкции в условиях плотной городской застройки.

1.2. В качестве объекта-представителя при разработке карты принят свайный фундамент из буронабивных свай с уширенным основанием из втрамбованного щебня, длиной 6 м и диаметром 325 мм.

1.3. Работы выполняются в летний период.

1.4. При привязке технологической карты к конкретному объекту и условиям строительства определяют объемы работ, калькуляцию затрат труда и график выполнения работ.

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ

2.1. Подготовительные работы

2.1.1. Подготовительные работы включают:

уточнение расположения инженерных коммуникаций в пределах расположения свай (свайного поля);

удаление асфальтовых, бетонных и др. прочных (твердых) покрытий;

уточнение расположения наружных граней существующих фундаментов зданий (в условиях плотной застройки и реконструкции);

разбивку осей свай.

2.1.2. Разбивка осей свай выполняется с точностью ±10 мм с закреплением их на прилегающих стенах здания смываемой краской и на асфальтобетонном покрытии с помощью штырей или несмываемой краской.

2.1.3. В процессе производства работ ведется «Журнал изготовления буронабивных свай с уширенным основанием из щебня» (приложение, форма 1).

2.1.4. На начальном этапе рекомендуется выполнить опытные работы по отработке технологии втрамбовывания щебня в нижнюю часть скважины и необходимого количества ударов трамбовки, времени для втрамбовывания щебня, общего понижения и «отказа» и др. параметров, в т.ч. оптимальной высоты сбрасывания трамбовки с учетом возможных динамических воздействий.

2.1.5. Все работы выполняются с учетом требований СНиП 3.02.01-87, СНиП III-4-80* и др. нормативных документов по технике безопасности в строительстве.

2.2. Технологическая схема устройства буронабивных свай с уширенным основанием из втрамбованного щебня

2.2.1. Технология изготовления свай включает следующие основные операции (рис. 1):

а) установка бурового станка на ось скважины с последующим бурением скважины (1) в пределах асфальтобетонного покрытия буровой коронки, а ниже шнеком диаметром 325 мм до несущего слоя (ИГЭ-3) и заглублением в него не более, чем на 10 - 15 см. При этом верхний асфальтобетонный слой выполняет роль кондуктора.

Бурение скважин и устройство буронабивных свай производят, как правило, через одну с возвращением на пропущенные скважины после окончания схватывания бетонной смеси в выполненных сваях, но не ранее чем через 24 часа или набора прочности бетоном не менее 25 % от проектной;

Основные данные по бурению скважин заносят в соответствующие графы «Журнала изготовления буронабивных свай с уширенным основанием из щебня» (приложение, форма 1).

б) установка в скважину (1) обсадной трубы (2) диаметром 325 мм длиной 8 м с частичным задавливанием ее в несущий слой грунта (ИГЭ-3) с последующей откачкой воды из скважины насосом типа «Гном» и частичной зачисткой забоя желонкой, после чего в скважину отсыпается порция сухой бетонной смеси (3) на высоту 35 - 40 см объемом 0,025 - 0,035 м³;

в) подъем обсадной трубы (2) на высоту 20 - 35 см и втрамбовывание трамбующим снарядом (4) сухой бетонной смеси в забой скважины до уровня первоначальной глубины скважины, в результате чего в нижней части скважины создается маловодопроницаемая бетонная пробка-уширение (5) и уплотненная зона (6), практически полностью исключающие в последующем приток воды в скважину (1);

г) послойные отсыпка при поднятой трамбовке щебня и втрамбовывание его в дно скважины (1) трамбовкой (4) до состояния «отказа». Объем каждой порции отсыпаемого щебня составляет 0,020 - 0,025 м³, т.е. на высоту 30 - 35 см. Для создания уширения (5) используется щебень крупностью 20 - 40 мм и прочностью не менее 30 МПа. За состояние «отказа» принимают понижение уплотняемой поверхности равным 0,8 - 1 см за 1 удар трамбовки. В результате втрамбовывания 3 - 4 порций вначале сухой бетонной смеси, а затем щебня в нижней части скважины создается уширенное основание (5) свай диаметром до 0,45 м и высотой до 0,50 м, а также уплотненная зона (6).

В процессе отсыпки и втрамбовывания щебня замеряются, вычисляются и заносятся в «Журнал …» основные параметры, указанные в соответствующих графах. Эти параметры определяются следующим образом: высота сбрасывания трамбовки по меткам, наносимым на трос с точностью ±10 см; полная величина понижения щебня по разности между данными граф 15 и 11; количество ударов (графа 14) непосредственным их подсчетом; величина «отказа» S_а (графа 17) как средняя величина понижения поверхности щебня на последних 5 ударах трамбовки.

В том случае, если 1-я порция щебня полностью втрамбована в грунт, то необходимо приступить к втрамбовыванию 2-й порции щебня до состояния «отказа».

д) установка в скважину (1) внутри обсадной трубы (2) арматурного каркаса (7) с его частичным задавливанием в уширение (5) и заливка в скважину через воронку (8) литого бетона (9) с осадкой конуса 18 - 20 см класса В15 путем свободного его сброса на проектную высоту.

Арматурные каркасы перед их установкой в скважины должны быть очищены от ржавчины и грунта. Основные параметры по установке арматурных каркасов в скважины заносит в графы 18, 19 «Журнала …».

Рис. 1 Технологическая схема устройства буронабивной сваи (БСИу)

1 - скважина; 2 - обсадная труба; 3 - сухая бетонная смесь; 4 - трамбующий снаряд; 5 - маловодопроницаемая бетонная пробка; 6 - уплотненная зона; 7 - арматурный каркас; 8 - воронка; 9 - литой бетон; 10 - буронабивная свая

е) извлечение обсадной трубы (2), в т.ч. с вибрацией, и образование буронабивной сваи (10) с последующим удалением верхнего слоя грунта и устройством ростверка.

В зависимости от конкретных грунтовых условий и оснастки бетонирование ствола сваи может осуществляться после извлечения обсадной трубы или с одновременным ее извлечением.

Не допускаются перерывы в укладке бетонной смеси в скважину на время не более 0,5 часа.

Верхняя опорная часть свай в случае отрывки котлована до отметки низа подготовки под ростверк бетонируется в специальном оголовке.

Бетон приготовляется на месте в малогабаритной бетономешалке.

3. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ И ПРИЕМКЕ РАБОТ

3.1. В процессе изготовления буронабивных свай с уширенным основанием представителями заказчика, технического и авторского надзора осуществляется постоянный, поэтапный контроль за:

а) планово-высотной привязкой осей отдельных свай и их фактическим положением в плане;

б) вертикальностью пробуренных скважин, их глубиной, величиной заглубления в несущий слой;

в) технологией и основными параметрами втрамбовывания щебня в дно скважины;

г) установкой арматурных каркасов в скважины;

д) технологией бетонирования ствола свай;

е) правильностью и своевременностью заполнения «Журнала изготовления буронабивных свай с уширенным основанием из щебня» (см. приложение, форма 1).

3.2. Контроль качества выполненных работ осуществляется в соответствии с требованиями СНиП 3.02.01-87, Пособия по производству и приемке работ при устройстве оснований и фундаментов (к СНиП 3.02.01-87), а также проекта свайных фундаментов.

3.3. Приемка-сдача готовых буронабивных свай выполняется комиссией в составе заказчика, генподрядчика, исполнителя работ, авторского надзора в два этапа:

1 этап - приемка-сдача скважин после устройства уширенных оснований;

2 этап - приемка-сдача готовых свай.

3.4. Приемка выполненных буронабивных свай производится на основании следующих материалов:

а) проекта свайных фундаментов;

б) проекта производства работ (ППР) по устройству буронабивных свай с уширенным основанием;

в) исполнительной схемы расположения свай;

г) актов на скрытые работы по п. 3.3;

д) журнала изготовления буронабивных свай с уширенным основанием из щебня;

е) актов приемки материалов (бетон, арматура, щебень).

3.5. Приемка буронабивных свай оформляется актами:

а) освидетельствования и приемки пробуренных скважин и арматурных каркасов для буронабивных свай (см. приложение, форма 2);

б) приемки свайного поля из буронабивных свай для бетонирования ростверков (см. приложение, форма 3).

В этих актах указываются все выявленные отступления от проекта, предусмотренные способы и сроки их устранения, дается общая оценка качества выполненных работ.

Определение несущей способности одиночной сваи

3.6. Несущую способность одиночной буронабивной сваи определяют в соответствии с ГОСТ 5686-94 (Грунты. Методы полевых испытаний сваями).

3.7. Допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании с учетом расчетных данных в соответствии с СНиП 2.02.03-85 (Свайные фундаменты) несущую способность свай определять по величине суммарной энергии, затраченной на втрамбовывание щебня в дно скважины. Эта методика определения величины несущей способности разработана ЦНИИОМТП на основании многочисленных исследований, выполненных в различных инженерно-геологических условиях на территории РФ и ближнего зарубежья при устройстве фундаментов в втрамбованных котлованах и набивных свай. В частности, минимальная несущая способность буронабивных свай на объекте-представителе составила 250 - 300 кН, что на 10 - 25 % превышает расчетное их значение.

4. ГРАФИК ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПРИ УСТРОЙСТВЕ БСИУ ДИАМЕТРОМ 325 мм СТАНКОМ ПБУ

Приложение

Форма 1

ЖУРНАЛ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ С УШИРЕННЫМ ОСНОВАНИЕМ ИЗ ЩЕБНЯ

(с № ___ по № ___)

Форма 2

Форма 3

СОДЕРЖАНИЕ