Способы борьбы с грунтовыми водами при производстве земляных работ.

Выемки от поверхностных вод защищают путем устройства водоперехватывающих нагорных и водоотводящих канав или системы дренажей. Водоотлив применяют при незначительном притоке воды в выемки. Осушение выемки открытым водоотливом заключается в том, что при разработке котлована в водоносном грунте подошве выемки придают небольшой уклон к устаиваемому в самой пониженной части приямку (зумпфу), из которого воду откачивают насосами поршневым, диафрагмовым или центробежным, и отводят по лоткам или водоотводным канавам от выемки. Затем разработку котлована ведут наклонными слоями с заглубленным зумпфом. При разработке траншей зумпф устраивают в спец отсеке траншеи, называемым усом.

Открытый водоотлив исп-ют в глинистых грунтах и песчаных пылеватых грунтах с коэффициентом фильтрации менее 1м/сут. Применение его ограничено, т.к. в выемке практически всегда присутствует вода, усложняющая производство работ.

Искусственное понижение является более совершенным и более сложным методом борьбы. Понижение уровня грунт вод обеспечивают путем непрерывной откачки из спец скважин, оканчивающихся ниже дна выемки.

Иглофильтровые установки: состоят из ряда стальных труб, погружаемых в грунт по периметру котлована или вдоль траншеи. К нижней части трубы присоединено звено для фильтра, состоящее из наружной перфорированной и внутренней глухой труб. Наружная труба внизу имеет наконечник с шаровым и кольцевым клапанами. На поверхности земли иглофильтры присоединяют водосборным коллектором к насосной установке. При работе насосов уровень воды в иглофильтрах понижается, и из-за дренирующих свойств грунта он понижается и в окружающих грунтовых слоях, образуя новую границу угв. Иглофильтры погружают в грунт через буровые скважины или путем нагнетания в трубу иглофильтра воды под давлением до 0,3МПа. Применение наиболее эффективно в чистых песках и песчано-гравелистых грунтах.

Эжекторные иглофильтровые установки и глубинные насосы: при разработке больших выемок и при необходимости понижения угв на глубину 2 и 30м. Фильтровое звено эжекторного иглофильтра устроено по принципу легкого иглофильтра, а надфильтровое звено состоит из наружной трубы и внутренней с эжекторной насадкой. Вакуум создается в глубине иглофильтра, что обеспечивает более интенсивный отсос воды и имеет исключительно важное значение при осушении грунтов с незначительной фильтрационной способностью.

Для расширения области применения иглофильтров в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,1м/сут исп-ся явление электроосмоса. Наряду с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5…1м от иглофильтров в сторону котлована погружают стальные трубы или стержни. Иглофильтры подключают к отрицательному , а трубы – к положительному полюсу источника пост тока. Под действием электрич тока вода, содержащаяся в порах грунта, освобождается и перемещается в сторону иглофильтра. За счет движения этой воды коэфф-т фильтрации увелич в 5…25раз.

Для понижения угв на глубину более 20м применяют водопонижающие скважины. Их устраивают в обсадных трубах диаметром до 400мм и оборудуют фильтрами. Воду из скважин откачивают высоконапорными насосами.

14. Назначение свай, их классификация.

Сваи испо-ются для устройства фундаментов под различные здания и сооружения, повышение несущей спос-сти слабых грунтов, а также для укрепления стенок котлованов от обрушения.

Свая – элемент, который погружается в грунт для передачи нагрузки от сооружения на грунт (деревянные, ж/б, бетонные, металлические).

Сваи классифицируют по способу передачи нагрузок, материалу, форме ствола, поперечного сечения и методам производства работ.

По методам производства работ сваи делят на:

1.) Погружаемые – заранее изготовляют на поверхности земли и затем ударным методом или безударным погружают их в грунт в вертикальном положении или наклонном.

2.) Набивные – устраивают непосредственно в самом грунте.

По передаче нагрузки на грунт: сваи-стойка и висячие (удерживаются за счет сил трения)

По расположению в грунте: вертикальные и наклонные

Расположение свай: одиночное (под отдельно стоящими опорами), ленточное (под стержень), кустовое (под тяжелые колонны, опоры), сплошные свайные поля (под спец сооружения)

Материал свай: деревянные, ж/б, металлические, грунтовые бетонные, комбинированные.

Конструкции ствола сваи: цельные (короткие, длинные, микросваи), составные, сваи-колонны.

Форма продольного сечения сваи: с вертикальными гранями (призматические, цилиндрические), с наклонными гранями (пирамидальные,конические), гафрированные (ребристые), плоскопрофилированные, с местным уширением.

Вид поперечного сечения: сплошные, полые(трубчатые), с пустотами, сваи-оболочки.

Форма поперечного сечения: многоугольная (квадратные, треуг-ые, прямоуг-ые), круглые, фасонные, крестообразные.

Тип и форма острия: с неподвижным наконечником, с подвижным (раскрывающиеся), с раскрывающимися лопастями.

Вид и способ армирования свай: ненапряженные, предварительно напряженные.

Направление погружения свай: вертикальные, наклонные, горизонтальные (боковое)

Способ погружения свай: забивной, бурозабивной, буроопускной, завинчивание, вибропогружение, вдавливание, с подмывом грунта, комбинированный.

Тип свайных сооружений: с ростверком и без.

Расположение ростверка по высоте: низкий и высокий.

Конструкция ростверка: сборный, монолитный, сборномонолитный.

Вид сопряжения ростверка со сваями: со свободным опиранием ростверка на сваи, с жестким сопряжением, с антисейсмическим поясами и связями.

15. Способ погрузки свай. Выбор оборудования для забивки свай.

Выбор оборудования зависит от грунтовых условий, конструкции, длины и массы сваи.

Способы:

1. Ударный (молот) (размер стороны сечения сваи 20-40см, до 20м). – основан на забивке свай молотами, можно погружать различные сваи (ж/б – сплошные, трубчатые, крестообразные, деревянные.
2. вибропогружение: эффективно в рыхлых песчаных грунтах и супесчаных водонасыщеных.
3. вибровдавливание: для погружения в мягкопластичные, текучепластичные, текучие суглинки и глины.
4. вдавливание статической нагрузкой: в глинистых грунтах текучей консистенции. бесшумность,не передается вибрационная ударная нагрузка, меньше разрушение сваи, уменьшение расхода аратуры.
5. вибрационный и виброударный: используются вибропогружатели низкочастотные (до 10 кол-ий в сек) для погружения тяжелых свай, высокочастотные для легких. Соотношение массы погружателя к массе сваи: при вибрационном и виброударном=1,3-1,5, вибровдавливание=4,5-6, статическое вдавливание=26-35

У ударно-вибрационных методов ряд минусов: необходимо усиленное армирование свай, значительное влияние ударных нагрузок на рабочие органы машины и на близко стоящие здания, нарушение структуры грунта, отсюда неравномерная осадка фундамента, высокий уровень шума и вибрации.

1. Способ гидроподмыва: для погружения свай в плотнопесчаные и глиностные грнуты, вода подается под давлением да 2МПа, 2-3мин до проектной отметки свая доводится забивкой, нельзя использоать если рядом здания и в просадочных грунтах. Грунт разрыхляют и частично вымывают струями воды, вытекающими под давлением из трубок (диаметр 38…62мм), укрепленных на свае.
2. электроосмос – погружают в глинистые грунты. После кратковременного действия пост тока вокруг забиваемой сваи, подключенной в сеть в качестве катода, влажность грунта возрастает и в нем возникают водонасыщенные зоны. Уменьшается боковое и лобовое сопротивление грунта. У ранее забитой сваи, служащей анодом, образуется зона грунта со сниженной влажностью. После прекращения поддачи тока происходит восстановление первоначального состояния грунтовых вод и несущая способность свай, являющихся катодом, возрастает.
3. завинчивние: для винтовых свай, применяют для устройства фундаментов под мачты линий электропередачи, радиосвязи. Сваи со стальными наконечниками. Установки имеют рабочий орган, 4 гидравлических аутригера, привод вращения и наклона раб органа, гидросистему, пульт управления и вспомогательное оборудование.
4. погружение свай в полимерной бумажке (в качестве смазки – бетонитовые глины).

При погружении свай основными факторами, определяющими выбор метода, являются физико-механические свойства грунта, вид свай, глубина погружения, производительность применяемых сваепогружающих установок и свайных погружателей, а также объем свайных работ.

От длины, формы и массы погружаемых свай зависит вы основ параметров сваепогружающего оборудования. Кроме того, для правильноiю выбора оборудования следует опреде лить необходимую производительность установки. Выбор молота производят предусматриваясь проектом несущей способности сваи, ее массы и плотности грунта. Масс ударной части молота при длин сваи до 12 м не менее 1,5 массы сваи если забивка в плотных гунтах и не менее 1,25 массы сваи, если в глинистых.

3 способа забивки: последовательно-рядовая схема( в несвязных грунтах), концентрическая ( от края к центру) (в слабонасыщенных) и от центра к краю в слабосжимаемых, секционная в связных грунтах.