Технологическая карта на устройство буронабивных свай в водонасыщенных грунтах
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕ КТ НО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛ ЬНЫ Й ИНСТИТУТ ОРГАНИЗАЦИИ, МЕХАНИЗАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ СТРОИТЕЛЬСТВУ
АОЗТ ЦНИИОМТП
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ
КАРТА
НА УСТРОЙСТВО
Б У РОН АБИВНЫ Х СВАЙ
В ВОДО Н АСЫ ЩЕННЫ Х ГРУНТАХ
Москва
2002
Рекомендовано к распространению решением Научно-технического Совета АОЗТ ЦНИИОМТП.
Технологическая карта составлена на процесс устройства буронабивн ы х свай в водонасыщ енны х (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 ор гт ехст роями, 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 б у ронабивны х 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. Бу роинъекционны е 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 мя гкопл астичной конструкции (ИГЭ-2 ), крупнозернистых песков (ИГЭ-3 ), средних и мелких пыл еваты х 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 водонасы щенны х 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 п окрытии с помощ ью штырей или несмываемой краской.
2.1 .3 . В процессе производства работ ведется «Журнал изготовления бу ронабивны х 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 пропу щ енные 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 соответствующи е 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 зад авливан ием 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 мал ов одопрон ицаемая 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 у ши рени я (5 ) используется щебень крупностью 20 - 40 мм и прочн остью не менее 30 МП а. 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 щебн я 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 втрамбовыв анию 2 -й порции щебн я до состояния «отказа».
д ) установка в скважину (1 ) внутри обсадной трубы (2 ) арматурного каркаса (7 ) с его частичным зад авливани ем в уши рени е (5 ) и заливка в скважину через воронку (8 ) литого бетона (9 ) с осадкой конуса 18 - 20 см класса В15 путем свободног о е го сброса на проектную высоту.
Арматурные каркасы перед их установкой в скважины должны быть очищены от ржавч и ны и грунта. Основные параметры по установке арматурных каркасов в скважины з аноси т в графы 18 , 19 «Журнала …».
Рис. 1 Технологи ческая схема устройства бу ронабивной 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 - бу ронабивная 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 осу щ ествл яться 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 буронабивны х 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 № ___)
|
Начало _______________ Окончание _______________ 1. Тип бурового станка (оборудования) __________________________________ 2 . Обсадная труба: длина ________ диаметр (наружный/внутренний) ________ 3 . Трамбовка для уплотнения щебня: диаметр __________ масса ____________ 4 . Щебень для создания уширения: фракция _________ прочность __________ |
||||||||||||||||||||||||
|
№ пп. |
№ пор ц ии щебня |
Дата, смена |
Абсолютная отметка поверхности (котлована) |
Диаметр, см |
Бурение скважин |
Отсыпка и втрамбовывание 1- й/2 -й порции щебня |
У становка армокаркаса |
Бетонирование ствола сваи |
Исполнитель (подписи) |
|||||||||||||||
|
Глубина от поверхности, см |
Глубина погружения в н е сущ ий слой, см |
Глубина обсадки от поверхности, см |
Глубина расположения уровня подземных вод, м |
Объем засыпаемого щебня, м 3 |
Глубина скважины после засыпки щебня, см |
Величина подъема обсадной трубы , см |
Высота сбрасывания трамбовки, м |
Количество ударов трамбовки |
Глубина скважины после уплотнения щебня, см |
Полная величина понижения щебня, см |
Величина понижения |
Длина каркаса, см |
Глубина установки каркаса, см |
Марка бетона |
Осадка конуса, см |
Объем бетона в скважине, м 3 |
Абсолютная отметка головы сваи |
|
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель: должность _________________ Ф. И. О. |
Замечания контролирующих организа ц ий ______________________________________ |
|||||||||||||||||||||||
Форма 2
АКТ № ___освидетельствования и приемки буровых скважин и арматурных каркасов для буронабивных свай № ____«___» ____________ 200__ г. Мы , нижеподписавшиеся, __________________________________________________ (представители заказчика, генподрядчика, исполнителя работ, авторского надзора) произвели освидетельствование скважины под сваи № __________________________ на строительной площадке _________________________________________________ (наименование об ъ екта) При этом уста н овлены следующие данные: |
|||||||||||
|
№ свай |
Диаметр скважины, м |
Отметка поверхности котлована |
Отметка низа скважины |
Отметка горизонта подзем ны х вод |
Отметка верх н ей границ ы уш ирения из щебня |
Отклонение скважин ы от вертикали, мм |
Состояние дна скважины |
Конструкц и я армату рного каркаса |
|||
|
Диаметр арматуры, мм |
Число стержней |
Диаметр каркаса, мм |
Отметка верха каркаса |
||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На основании рассмотрения приведенных выше данных постановили: 1 . Отметки, размеры скважин, состояние их нижней части соответствуют проектным. 2 . Считать скважины с арматурным каркасом готовыми к бетонированию. 3 . Начать бетонирование свай не позднее __________ 200 __ г. Подписи: |
|||||||||||
Форма 3
АКТ № ___приемки свайного поля из буронабивных свай для бетонирования ростверков«___» ____________ 200 _ г. Мы, нижеподписавшиеся, __________________________________________________ (представите л и заказ чика, генподрядчика, исполнителя работ, авторского на дзора) установили, что буронаб и вны е сваи на строительной площадке _________________________________________________________________________ (наи м енование объ екта) выполнены в соответствии с проектом и дополнительными ука з аниями авторского надзора. На данной площадке разрешается приступить к устройству ростверков. Приложение к Акту: 1. Акт приемки котлованов до начала работ со схемой геодезической разбивки и закрепления осей фундаментов. 2 . Исполнительные схемы расположения свай с привязкой их к осям здания ____ шт. 3 . Журнал изготовления буронабивных свай с уширенным основанием из щебня. 4 . Акт освидетельствования и приемки пробуренных скважин и арматурных каркасов _____ шт. 5 . Паспорт на бетонную смесь ______ шт. 6 . Акт лабораторных испытаний контрольных бетонных кубиков ______ шт. 7 . Сводная ведомость буронабивных свай ______ листов. Подписи: |
СОДЕРЖАНИЕ
|
Общие положения . 1 1. Область применения . 2 2. Технология и организация изготовления буронабивных свай . 2 3. Требования к качеству и приемке работ . 5 4. График производства работ при устройстве БСИУ диаметром 325 мм станком ПБУ .. 6 Приложение . 6 |