Сооружение «стены в грунте» из свай

Возведение ограждающих конструкций из свай большей частью связано с выполнением свайных работ, достаточно хорошо известных в строительной практике. Они подробно описаны в учебниках «Технология строительного производства» различных авторов. Однако практически отсутствует информация о способах возведения «стены в грунте» с помощью свай.

Прежде всего, выбор наиболее приемлемой конструкции стены, типа свай и способа производства работ зависит от грунтовых условий и мощности всего сооружения. С этой точки зрения можно предложить следующую классификацию возводимых сооружений:

1. По виду применяемого материала сооружаемые стены могут быть железобетонные, известковые, глинистые и стены, сооружаемые в виде химически закрепленного грунта.
2. По способу производства работ. При сооружении подобных стен могут применяться «мокрый» и «сухой» способы производства работ.
3. В зависимости от условий залегания грунтов. В этом случае различают высокие (свыше 12 м) и низкие (меньше 12 м) стены.
4. По способу образования свайной полости различают буронабивные, пневмотрамбованные, вибротрамбованные и часто трамбованные сваи.

При сооружении высокой стены в слабых грунтах наиболее приемлемы железобетонные сваи, изготовленные «мокрым» способом. В плотных грунтах рационально применять стены из железобетонных свай, но сооруженные «сухим» способом. При необходимости строительства низких стен в слабых грунтах, наиболее рациональны, могут быть известковые и глинистые сваи.

Технологии возведения стен из свай различного вида несколько отличаются друг от друга, однако их объединяет одно: расстояние между центрами соседних свай l_Ц должно быть равно диаметру сваи, уменьшенному, в зависимости от диаметра сваи, на 10-15 см., т.е. 1ц = Д - (10...15). Такие сваи называют секущими. Рис. 3.19.

Рис. 3.19. Буровая установка и схема расположения секущих свай

Сооружение армированных свай осуществляют с помощью бурения скважин до проектной отметки с применением бентонитовой растворной смеси или без нее (сухой способ). В случае необходимости низ скважины расширяют, устанавливают арматурный каркас.

При необходимости низ скважины расширяют. Затем устанавливают арматурный каркас и в случае его наращивания - вывешивают, как это отмечалось выше. При этом условии арматурные каркасы железобетонных свай, образуя сплошной каркас стены, касаются друг друга, если не считать промежутка, равному толщине стенки обсадной трубы.

Бетонирование свай осуществляют методом вертикально поднимающейся трубы, как это показано на рис. 3.16., вытесняя из скважины глинистую растворную смесь. Так как арматурные каркасы свай образуют замкнутые объемы и сдерживают растекание бетонной смеси, требуется ее дополнительное уплотнение. С этой целью на нижний конец трубы устанавливают навесной вибратор.

Рис. 3.20. Общий вид «стены в грунте» из свай

Если приближенно принять, что вибратор уплотняет бетонную смесь вокруг себя в объеме шара, то за радиус такого сферического объема можно принять величину прорабатываемого слоя поверхностными вибраторами. Тогда производительность такого вибратора может быть определена как

(3.27)

где R - радиус действия вибратора, К_в - коэффициент использования по времени ( 0,75 - 0,85), t₁ - продолжительность вибрирования бетонной смеси, зависящая от ее подвижности, t₂ - время перестановки трубы.

При таком способе производства работ весь участок необходимо делить на захватки.

Однако не все виды железобетонных свай могут быть эффективно использованы при сооружении «стены в грунте». Одной из причин является применение при их изготовлении обсадных труб. К таким относятся буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные и часто трамбованные сваи. Практика показывает, что при сооружении таких стен не удается обеспечить достаточную герметичность всего сооружения. Так, например, при строительстве здания аэровокзала в г. Милане и производственной площадки фирмы «Кумагаи» в Японии уже через год эксплуатации сооружений потребовалось усиление стен и нанесение на них дополнительной гидроизоляции.

В последние годы, при сооружении «стены в грунте», стали успешно применять грунтобетонные сваи. Для их устройства применяют бурильно-канатные машины с пустотелой бурильной штангой, через которую, при ее обратном ходе, с помощью растворонасоса нагнетают в грунт или цементное тесто, или известковую, или глинистую растворную смесь. Для этих целей могут быть использованы силикатные соединения, обычно применяемые при химическом закреплении грунтов. Большой вклад в развитие этого способа внес выдающийся ученый профессор В.В.Чепелев.

Буровая штанга с буром на конце при обратном вращении послойно уплотняет грунт, насыщенный необходимой растворной смесью. В результате образуется грунтобетонная свая, изготовленная на месте работ без выемки грунта. При такой технологии возведения сооружения может быть использована одно захватная система.

Одним из немногих недостатков грунтобетонных свай является ограниченность их по высоте, что связано с техническими характеристиками бурильно-канатных машин.