Особенности погружения свай-оболочек

6.73. При достаточной мощности вибропогружающего механизма и прочности сваи-оболочки с целью повышения ее несущей способности погружение рекомендуется вести без извлечения грунта из полости сваи-оболочки.

В противном случае необходимо применять технологические мероприятия, предусмотренные проектом или дополнительно согласованные заказчиком и заключающиеся в снижении сил трения по боковой поверхности и уменьшении сопротивления грунтового сердечника путем применения подмыва или гидравлической или механической его разработки.

Во избежание снижения несущей способности сваи-оболочки гидравлическую или механическую разработку грунта и полости следует производить периодически, по мере возрастания сопротивления и уменьшения скорости погружения до 2 – 5 см/мин. При этом глубина лидирующего подмыва или выемки грунта должна быть по возможности минимальной и устанавливается опытным погружением.

Минимальная высота несущего грунтового ядра назначается проектной организацией в зависимости от грунтовых условий.

Гидравлические способы разработки и удаления грунта из полостей вертикальных и наклонных свай-оболочек рекомендуется применять при погружении в грунт всех категорий, за исключением скальных, глинистых грунтов твердой консистенции и других грунтов, не поддающихся гидравлическому рыхлению.

Эти способы заключаются в периодическом гидравлическом рыхлении грунта внутренними подмывными трубками и удалении его с помощью эрлифтов, гидроэлеваторов и гидрожелонок.

6.74. Оборудование, применяемое для гидравлического рыхления грунта внутри сваи-оболочки, аналогично оборудованию, применяемому для подмыва (см. пп. 6.80 – 6.81). Напор воды устанавливают с учетом физико-механических свойств грунтов, подлежащих рыхлению. Для рыхления мелких и среднезернистых песков давление воды на выходе из подмывных трубок должно быть не менее 0,4 МПа, а пластичных суглинков и глин – не менее 1 МПа. Производительность и тип насосов должны обеспечивать подачу воды в каждую подмывную трубку 0,7 – 1,0 м3/мин.

Для удаления песчаных и других слабосвязанных грунтов применяют эрлифты с диаметром стояка 150 – 200 мм, а для удаления гравелисто-галечниковых грунтов – 200 – 250 мм. При этом необходимо, чтобы высота нагнетания пульпы составляла не более 50 % от глубины погружения эрлифта в воду.

Производительность компрессора определяется необходимым расходом воздуха: для одного эрлифта с диаметром всасывающего отверстия 150 мм – 9 – 12 м3/мин, 200 мм – 15 – 18 м3/мин, 250 мм – 23 – 26 м3/мин; для воздушных трубок, расположенных рядом с подмывными, – 2 – 3 м3/мин на каждую трубку.

6.75. В сваях-оболочках диаметром до 2 м положение всаса эрлифта или гидроэлеватора должно фиксироваться на продольной оси сваи-оболочки, что обеспечивается применением специальных центрирующих приспособлений. При этом должна обеспечиваться возможность вертикального перемещения эрлифта.

Для предотвращения наплыва грунта в сваю-оболочку при работе эрлифта необходимо в ней поддерживать воду на уровне более высоком, чем отметка горизонта воды в водоеме.

В тех же условиях, что и эрлифты, для удаления грунта из свай-оболочек можно применять гпдроэлеваторы с кольцевой насадкой. Преимущество гидроэлеваторов заключается в возможности работы ими без поддержания в свае-оболочке повышенного уровня воды.

Примечание. Гидроэлеваторы и эрлифты применяют также для удаления плотных связных грунтов при предварительном разбуривании их буровыми станками.

Для удаления мелких валунов, оставшихся на забое при разработке грунта эрлифтами и гидроэлеваторами, применяют гидрожелонку, представляющую собой гидроэлеватор с кольцевой насадкой диаметром 25 – 30 см, оборудованную приемным бункером цилиндрической формы.

6.76. Механический способ разработки грунта в полости сваи-оболочки следует применять при вертикально погружаемых сваях-оболочках диаметром более 1 м в тех случаях, когда гидравлические способы разработки и удаления грунта по каким-либо причинам (отсутствие оборудования, плотные грунты и т.д.) не могут быть использованы.

При механической разработке грунта в полости сваи-оболочки наибольший размер грейфера в плане (в раскрытом состоянии) должен быть на 0,3 м меньше диаметра полости сваи-оболочки.

Для выемки грунта следует, как правило, применять одноканатные или четырехканатные многочелюстные грейферы. Двухканатные грейферы могут использоваться при глубине до 20 м при условии снабжения грейфера во избежание вращения дополнительным тросом, закрепленным через блок к противовесу, установленному на мачте крана.

При применении двухчелюстного грейфера последний снабжается дополнительной пригрузкой, а режущей кромке челюстей придается криволинейное очертание.

При работе с грейферами нельзя допускать образования грунтовых пробок, трудно поддающихся разработке, поэтому сито-оболочку погружают ступенями, величина которых (обычно 30 – 200 см) зависит от диаметра сваи-оболочки, вида грунта и возможности разработки его ниже ножа сваи-оболочки с целью увеличения глубины погружения за ступень.

При этом следует иметь в виду, что опережающая разработка грунта наиболее целесообразна в средних и тяжелых грунтах, в легких же грунтах удаление грунта ниже ножа может привести к прорыву его в полость сваи-оболочки.

6.77. Для разработки и удаления тугопластичных глинистых и уплотненных гравийно-песчаных заиленных грунтов из полости свай-оболочек диаметром 1,6 м рекомендуется применять механизм для извлечения грунта и валунов, разработанный ЦНИИСом. Данный механизм представляет собой шестичелюстный грейфер принудительного вдавливания. Грейфер и все приводные механизмы смонтированы на специальном станке, устанавливаемом с помощью крана на верхнем торце сваи-оболочки.

Реактивное усилие при вдавливании грейфера в грунт передается на стенки сваи-оболочки через специальное распорное устройство.

Для разработки и удаления чрезмерно уплотненных грунтовых пробок из полости сваи-оболочки, а также плотных грунтов, валунов и скальных прослоек под ножом сваи-оболочки следует предусматривать выполнение буровых работ.

6.78. При вибропогружении свай-оболочек с удалением грунта с целью ликвидации затрат времени на периодический демонтаж вибропогружателя для освобождения верхнего отверстия сваи-оболочки и пропуска через него грунтоизвлекающего оборудования и последующий монтаж вибропогружателя для продолжения погружения желательно применять вибропогружатели специальной конструкции, имеющие центральное проходное отверстие (ВУ-1,6; ВУ-3). При применении обычных вибропогружателей (без центрального проходного отверстия) и извлечении грунта с помощью эрлифтов или гидроэлеваторов в переходниках-наголовниках вибропогружателей необходимо устраивать прорези для пропуска труб и шлангов, а также отверстия для возможного выпуска напорной воды, общая площадь которых должна быть не менее 1/8 площади поперечного сечения внутренней полости свай-оболочек.