Строительство и ремонт фундаментов

С помощью пневмопробойника

Пневмопробойники – это пневматические машины импульсного действия, применяющиеся для устройства свайных оснований при возведении фундамента. Они предназначены для пробивки в грунтах вертикальных, горизонтальных и наклонных скважин, которые могут быть сквозными (при устройстве проколов) либо глухими (при пробивке скважин для образования свай с целью усиления фундаментов и оснований). Конструкция пневмопробойника включает в себя самодвижущуюся реверсивную пневматическую машину ударного действия, имеющую сигарообразный наконечник (корпус), внутри которого расположены механизм воздухораспределения и реверсирования хода и ударник (рис.99). Сжатый воздух в рабочий орган пневмопробойника подается по гибкому шлангу диаметром 25 мм, длина которого находится в прямой зависимости от глубины скважины, подлежащей образованию пневмопробойником.

Рис. 99. Конструкция пневмопробойника

Рис. 100. Разрез сваи: а – цилиндрическая полая свая: 1 – полость для фундамента, 2 – зона уплотненного грунта; б – заполненная полость: 1 – щебень, песок; 2 – зона уплотненного грунта; в – полость с заполненными боковыми гранями: 1 – полость, 2 – зона уплотненного грунта; 3 – уплотненный щебнем или песком грунт; г – полость, заполненная бетоном: 1 – бетон, 2 – зона уплотненного грунта, 3 – уплотненный щебнем или песком грунт.

Сущность этой технологии заключается в устройстве набивных свай в вертикальных скважинах, образованных пневмопробойниками, с последующим заполнением бетонной
смесью влажностью 6–8%.

При повторном прохождении пневмопробойника эта смесь вдавливается в грунт, расположенный по боковой поверхности скважины. Последующая работа пневмопробойника приводит к втрамбовыванию бетона в боковую поверхность, уже уплотненную бетоном.

Повтор описанных операций производится до тех пор, пока не будет получена свая такого диаметра, который определен расчетом и указан в проекте. Скважина от последнего прохождения пневмопробойника заполняется литым бетоном или же остается незаполненной. Образуется цилиндрическая полая свая или имеющая сердечник из бетона (рис. 100). В тех случаях, когда необходимо получить железобетонную сваю, производится армирование ее пространственным каркасом. Эта работа производится следующим образом. После образования первой уплотненной оболочки пневмопробойник (рабочий орган) извлекается из скважины и туда вставляется арматурный каркас со сжатой поперечной арматурой, а затем подается бетон. Формирование сваи сопровождается перемещением арматурного каркаса с бетоном по радиусу. При этом поперечная арматура расправляется и занимает проектное положение.

Это объясняется тем, что при устройстве скважины происходит выпучивание грунта по ее боковой поверхности. В результате уменьшается прочность бетона в ее верхней части, чему способствует также возврат рабочего органа пневмопробойника из скважины. Заметное снижение прочностных свойств ствола сваи, образованного таким образом, наблюдается до глубины ее, равной 1–1,5 диаметра.

Как уже указывалось выше, полученная полость при последней проходке скважины может остаться полой. Однако в целях повышения несущей способности рекомендуется ее заполнить бетоном с последующим уплотнением (рис.101).

Рис. 101. Конструктивная схема набивной сваи с расположением на ней балок или плит основания дома

Устранить вышеописанное явление можно статической нагрузкой, приложенной на поверхность грунта вокруг образованной скважины на период устройства сваи. Следует иметь в виду, что диаметр погрузочной площадки должен быть равен трем диаметрам формируемой сваи, а давление статической нагрузки на грунт равно бытовому давлению его на глубине, равной пяти диаметрам формируемой сваи. Такая нагрузка входит в комплект навесного оборудования ОН–15, разработанного для формования сваи. Размер этой плиты в плане – 0,8х0,8 м. С помощью навесного оборудования она устанавливается по центру формируемой сваи (в центре плиты имеется отверстие для прохождения рабочего органа пневмопробойника). Давление плиты на около свайную зону грунта варьируется в пределах 0,030–0,045 МПа, что соответствует бытовому давлению грунта на глубине 1,8–3 м.

Скважина заполняется монолитным бетоном при угле наклона лотка к вертикали 12–150. При этом плотность полусухой смеси, уплотненной собственным весом при его опускании (падении) на ранее опущенный бетон, по опытным данным, равна 0,68–0,8 по отношению к уплотненному глубинными вибраторами либо трамбовками. При этом размеры наружного ствола сваи находятся в прямой зависимости от количества проходов в ранее образованной скважине по бетону.

Серийно выпускаемые отечественной промышленностью пневмопробойники ИГ 46–03 используются в настоящее время для устройства рассматриваемых свай на многих объектах. Однако необходимость в частом реверсированном ходе пневмопробойников (при извлечении из образованных скважин) приводит к быстрому их износу.

Следует иметь в виду, что рассматриваемая технология позволяет устраивать сваи с переменным диаметром по длине. В их верхней части образуется уширение, что целесообразно применять при усилении фундаментов существующих зданий. Оно образуется при повторном заполнении скважины и прохождении рабочего органа пневмопробойника в тех местах, где такое уширение необходимо выполнить.

Указанный способ образования скважин (например диаметром 130 мм) способствует получению свай диаметром 200, 250 и 300 мм, длиной 5 м с повышенной удельной несущей способностью, превышающей в 1,5–2,5 раза этот показатель для забивных свай сечением 300х300 мм при глубине погружения 7 м и в 2,5–4 раза – для буронабивных свай.

Для устройства свай Институтом горного дела предложен следующий состав бетона (в %): цемента М300, М400 ГОСТ 10178–62–15–25, песка ГОСТ 8736–62–35–40, щебня 5–20 мм ГОСТ 8267–62–35–40. Подбор составляющих бетонной смеси производится на основе имеющейся в распоряжении строителей марки цемента, а также гранулометрического состава щебня и песка. В качестве возможного варианта состава бетонной смеси на 1 м3 изготовленного бетона можно принять: цемента М300 – 530 кг, песка – 920 кг и воды – 160 л. При этом влажность полусухого бетона, исходя из технологических соображений, должна варьироваться в интервале 6–7%. Более сухая бетонная смесь не обеспечивает целостности боковых граней отформованной скважины пневмопробойника. Бетон же с большей влажностью не обладает способностью оказывать достаточное сопротивление реактивным усилиям, возникающим при движении пневмопробойника.

Предложенный состав бетонной смеси более технологичен и в то же время создает достаточно прочный ствол сваи. Опытным путем установлено, что кубиковая прочность испытанных образцов, взятых из ствола образованной вышеописанным способом сваи, колеблется в интервале 23-28 МПа, что выше прочности бетона марки М200. Однако необходимо иметь в виду то, что прочность бетона в верхней части сваи меньше в сравнении со стволом ее.

До начала работы шланг пневмопробойника подключается к машине и компрессору, устанавливается в стартовое устройство в заданное положение с последующей подачей сжатого воздуха. В работе корпус рабочего органа под воздействием ударника перемещается в грунте в нужном направлении. Образуется скважина с уплотненными бетонными поверхностями.

По мере погружения рабочего органа пневмопробойника до определенной отметки при отклонении его от заданного направления или встрече с непреодолимым препятствием (валуны больших диаметров и размеров, другие прочные предметы) производится реверсирование хода машины. Условный сигнал, команда на реверсирование, подается с помощью шланга, отсоединенного от источника образования сжатого воздуха. При этом шланг вращается против часовой стрелки до ограничителей примерно на 10,5 оборота. После подачи сжатого воздуха ударник хвостовой частью наносит удары по задней стенке машины, что и приводит к выходу ее из образованной скважины.

К ОГЛАВЛЕНИЮ

---

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Проект L-317-1K