Охлаждение грунтов при устройстве свайных фундаментов

Обновлено: 02.05.2024

«Российское могущество прирастать будет Сибирью и Северным океаном» – это пророческое высказывание великого М.В.Ломоносова было, есть и будет определяющим для экономического, политического и хозяйственного развития России.

Что такое область вечной мерзлоты для России? Это прежде всего 65 % территории страны, ее стратегический тыл, топливно-энергетическая база и валютный цех. Это стратегический запас гидроресурсов и пресной воды, острая нехватка которой в скором времени может стать предметом военных конфликтов.

Все вышесказанное, а также глобальные планы России по освоению энергоресурсов в зоне вечной мерзлоты и на шельфе Ледовитого океана требуют больших вложений для обустройства месторождений, организации их инфраструктуры, строительства объектов военного и гражданского назначения, укрепления и расширения заполярных портов и береговой линии стратегических объектов. В этой связи особую актуальность приобретают инновационные и энергоэффективные методы строительства в специфической зоне вечной мерзлоты.

Что диктует практика?
В многолетней зарубежной и отечественной практике освоения зоны вечной мерзлоты известны два основных метода строительства зданий, сооружений, спецобъектов и трубопроводных систем: с сохранением природного мерзлого состояния грунтов или с частичным их оттаиванием. В естественной природе в зоне вечной мерзлоты поверхностный слой претерпевает сезонные колебания замораживания зимой и частичного оттаивания летом. Это сопровождается неустойчивым состоянием верхнего горизонта грунтов (текучесть, расползание, влагонасыщение летом и вспучивание зимой), что приводит к деформации опорных конструкций зданий, сооружений и трубопроводных систем.

В зоне вечной мерзлоты для обеспечения устойчивости наземных сооружений и многочисленных трубопроводных систем (нефтепроводы, газопроводы и др.) наиболее часто применяют методы свайного строительства (сваи «намертво» вмораживаются в вечномерзлотный слой), которые более других приемлемы для сохранения вечномерзлого состояния грунтов.

В общем случае при проектировании фундаментов зданий и опор на основе заглубленных в вечную мерзлоту свайных конструкций их устойчивость к деформационным нагрузкам определяется из условий [1], достаточно хорошо согласующихся на практике с формулой
γ_cQ + γ1(N + q) > γ₂τ_смF, (1)
где γ_c – коэффициент однородности и условий работы;
Q – нормативная сила, удерживающая фундамент от выпучивания вследствие смерзания его боковой поверхности с многолетнемерзлым грунтом, кг;
γ₁ – коэффициент перегрузки постоянной нагрузки, равный 0,9;
N – нормативная нагрузка от массы сооружения, кг;
q – нормативная нагрузка от массы сооружения и грунта на его уступах, кг;
γ₂ – коэффициент перегрузки сил пучения, равный 1,1;
τсм – касательные напряжения пучения – нормативная величина сил смерзания грунта с боковой поверхностью фундамента или сваи, кг/см2;
F – площадь смерзания грунта со сваей или фундаментом, см2.

Расчетная схема устойчивости фундамента представлена на рис. 1.

В правой части приведенного неравенства представлены силы, вызывающие деформацию сооружения в связи с пучением грунта. Для нейтрализации этих воздействий рекомендуется использовать специальные мероприятия.

Традиционный метод свайного строительства фундаментов и опор в зоне вечной мерзлоты предусматривает применение железобетонных свай (буроопускных, опускных и бурозабивных). В любом случае для установки свай на месте дислокации и последующей эксплуатации бурят скважины на расчетную глубину погружения в вечную мерзлоту, используя механические, тепловые или комбинированные способы бурения. Буроопускные сваи погружают в заполненные грунтовым раствором скважины, диаметр которых на 5 см больше максимального размера сечения сваи. Их применяют в твердомерзлых (с температурой ниже –1,5 оС) и в пластично-мерзлых грунтах (с температурой до –1,5 оС). Опускные сваи используют в твердомерзлых грунтах, ибо скважина, пробуриваемая паровой иглой, нарушает большой объем мерзлого грунта, что приводит к замедлению последующего смерзания сваи с вечномерзлым монолитом.

Бурозабивные сваи применяют преимущественно в пластично-мерзлых грунтах. Их забивают механическим способом в предварительно пробуренные скважины, диаметр которых на 1–2 см меньше наименьшего размера сечения сваи. Допускается погружение полых стальных свай при условии сохранения их целостности в процессе забивки. Известны также трубобетонные сваи – опоры (металлические трубы, заполняемые бетоном с возможным его армированием).

Методы и устройства термостабилизации вечномерзлых грунтов.
Для сохранения в мерзлом состоянии (термостабилизации) грунтов в свайном основании применяют капсулированные трубчатые погружные жидкостные либо парожидкостные устройства –термостабилизаторы, которые помещают в специальные скважины, пробуренные рядом с опорным фундаментом для создания мерзлотного экрана. В зимнее время конвекционная циркуляция хладоносителя (в простейшем варианте это керосин) в жидкостных устройствах и паров пропана в парожидкостных термостабилизаторах обеспечивает охлаждение грунтов основания. С наступлением летнего периода, как только температура верхнего, находящегося на наружном воздухе, конуса (конденсатора) устройства становится выше температуры хладоносителя, циркуляция прекращается и процесс приостанавливается с частичным инерционным оттаиванием верхнего слоя грунта до следующего похолодания [6].

По принципу работы принято подразделять термостабилизаторы грунтов (ТСГ) на конвективные (газовые, жидкостные и газожидкостные) и испарительные (двухфазные). По способу монтажа и конструктиву закладки различают горизонтальную систему (ГСТ), так называемую систему «ГЕТ», и вертикальную – «ВЕТ».

Современные ТСГ используют наиболее эффективные по термодинамическим свойствам хладоносители – сжиженные аммиак или диоксид углерода. Керосин и фреоны (обычно R22) не рекомендуются, так как первый пожароопасен и травмирует экологию, а вторые запрещены из-за их озоноразрушающих и «парниковых» свойств. Таким образом, ТСГ представляют собой трубчатую бескомпрессорную холодильную машину, использующую естественные конвекционные свойства хладагента при наличии градиента температур между слоем вечной мерзлоты и наружным воздухом.

Хладагент в ТСГ при низких температурах воздуха конденсируется в ребристом радиаторе-конденсаторе, расположенном в верхней части ТСГ, затем естественным путем стекает в нижнюю, испарительную часть ТСГ, где отбирает теплоту грунта, охлаждая его ниже температуры замерзания, и одновременно испаряясь, попадает в верхнюю часть ТСГ. Иногда для расширения сезонной эксплуатации ТСГ их снабжают термоэлектрическим модулем, что заметно повышает стоимость ТСГ. Стандартный ТСГ монтируется в скважине и действует как теплообменник. Теплоприток от грунта через металлическую стенку корпуса ТСГ поступает к хладагенту, а затем выносится им в конвективном потоке через конденсатор в атмосферу.

Схема работы стандартного ТСГ показана на рис. 2.

По сведениям производителя [5] радиус зоны замерзания грунта вокруг подобного ТСГ при среднезимней температуре –15 оС составляет 1,5 м.
Выпускаются ТСГ с суммарной длиной испарителя и конденсатора 5…14 м при диаметре корпуса 25…60 мм. Работать подобный ТСГ начинает при температуре воздуха –5 оС.

Разработано и выпускается также целое семейство ТСГ вертикального, наклонного и слабонаклонного типов из различных углеродистых, хладостойких и нержавеющих сталей. Наиболее эффективны ТСГ из легких антикоррозионных алюминиевых сплавов.
Даже при наличии хороших по термодинамическим качествам хладагентов подобные ТСГ недостаточно эффективны. Неровности прилегания
грунта в скважине к корпусу ТСГ, неравномерность грунта по высоте скважины искажают и снижают интегральное значение теплового потока и коэффициента теплопередачи вследствие турбулентности и хаотичности процесса испарения – конденсации в системе «грунт – корпус ТСГ – хладагент – конденсатор». Как следствие этих процессов, наблюдается относительно малая величина пятна промерзания грунта вокруг опоры, повышается вероятность его растепления в летнее время, т.е. в конечном итоге ослабления устойчивости свайной конструкции. Для повышения эффективности подобного технического решения необходимо увеличивать либо объем циркулирующего хладагента (а значит, и диаметр ТСГ), либо количество ТСГ на единицу полезной площади свайного сооружения.

Новое техническое решение термостабилизации вечномерзлых грунтов.
В настоящее время разработан и успешно применяется на практике инновационный, высокоэффективный метод термостабилизации вечномерзлых грунтов, лишенный указанных недостатков и позволяющий существенно расширить зону промораживания при значительной экономии материально-технических средств, трудозатрат и времени строительства. Его «секрет» заключается в том, что обычный ТСГ помещают в полугерметичную гильзу, в которую заливают нужное количество низковязкого хладоносителя типа ХНТ-НВ в качестве буферного теплообменного агента. Он позволяет повысить интегральное значение теплоотдачи от грунта и коэффициент теплопередачи ТСГ, а также выравнивает теплоотдачу по всей площади теплообмена как со стороны испарителя, так и от грунта через гильзу.
В целом это существенно повышает эффективность работы ТСГ. Такого рода комбинированный ТСГ используют по традиционной схеме. Экологически безопасные и энергоэффективные хладоносители класса ХНТ-НВ разработаны ООО «Спектропласт» на основе экологически чистого пропиленгликоля с ПАВами, снижающими вязкость, и гибридными ингибиторами коррозии, обеспечивающими стабильную, эффективную и длительную работу ТСГ (ТУ 2422-011-11490846-07). Эти хладоносители доступны по цене и выпускаются в промышленных масштабах на российских заводах.

Механизм работы подобной схемы ТСГ хорошо согласуется с теоретическим обоснованием теплообмена в комбинированной системе «труба в трубе», схематично показанной на рис. 3.

В нашем случае донная часть внутренней трубы (стандартный ТСГ) заполняется требуемым количеством хладагента, а кольцевой воздушный промежуток между корпусом стандартного ТСГ и полугерметичной гильзой заливается до определенного уровня специальным хладоносителем ХНТ-НВ. Далее отбор тепла новым, комбинированным ТСГ от замораживаемого грунта происходит через стенку гильзы.
Теоретически теплопередачу в системе «вечномерзлый грунт – новый комбинированный ТСГ» можно описать формулами расчета коэффициента теплопередачи и теплового потока в комплексе «вечномерзлый грунт – стенка гильзы – хладоноситель – стенка стандартного ТСГ – хладагент – вынос тепла в атмосферу».
В общем случае для расчета количества теплоты Q, передаваемого через теплообменную поверхность S, справедлива формула [3]:
Q = ∫_s kΔTdS, (2)
где k – коэффициент теплопередачи между начальным источником тепла (грунт) и конечным поглотителем тепла (хладагент) через разделяющую их преграду (в нашем случае – стенка гильзы и промежуточный хладоноситель ХНТ-НВ либо стенка испарителя – хладагент с выводом тепла в атмосферу), Вт/(м2·К);
ΔT – разность температур грунта и хладагента, К. Коэффициент теплопередачи k для цилиндрических стенок рассчитывается по формуле:

где λст – теплопроводность стенки, Вт/(м·К);
d1, d2 – внутренний и наружный диаметры трубы, м;
α1,2 – коэффициенты теплоотдачи, Вт/(м2·К);
l – длина трубы, м.

Конкретные значения коэффициента теплопередачи для теплообменника типа «труба в трубе» в нашем случае вычисляются на основе аналогичной формулы для стандартного ТСГ и ТСГ новой конструкции.
Расчетные значения коэффициента теплопередачи от грунта к хладагенту для стандартного ТСГ (см. рис.2) составили 5,7 Вт/(м2·K), а с хладоносителем ХНТ-НВ (новый ТСГ, см. рис. 3) – 12,1 Вт/(м2·K).
Расчет теплового потока системы ТСГ с ХНТ-НВ показал, что отбор тепла от грунта у нового ТСГ в 2 раза выше, чем у стандартного, и соответственно больше радиус промерзания грунта. Практические испытания подтвердили эффективность работы нового ТСГ.

Применение нового ТСГ позволило существенно увеличить площадь пятна заморозки вокруг изделия, уменьшить количество ТСГ на единицу замораживаемой площади и, как следствие, обеспечить значительную экономию материальных и трудовых ресурсов, а также сократить время строительных работ.

В 2012 г. ТСГ с ХНТ-НВ успешно прошли промышленную апробацию. Система показала высокую эффективность при прокладке магистрального нефтепровода на трассе Ванкор – Пурпе (журнал «ТСР» № 5/2009). Площадь замороженного вокруг нового ТСГ пятна удалось увеличить в 1,5–2 раза, что позволило уменьшить количество ТСГ на единицу замораживаемой площади. В целом достигнута значительная экономия опорных труб, крепежного металла и монтажных материалов. Соответственно уменьшились и трудозатраты строителей и монтажников нефтепровода, сократилось время строительства и ввода в эксплуатацию объектов, что исключительно важно в условиях короткого заполярного лета. Данная система принята для промышленного использования и эксплуатации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеев С.И. Основания и фундаменты. Ч. 12//
BuildCalc – расчеты в строительстве.
2. Волковский Н., Пронин А. Война в Арктике//Военно-
промышленный курьер. 2013. № 4.
3. Гуляев В.А., Вороненко Б.А. и др. Теплотехника.
Учебник для вузов. – СПб.: Изд-во «РАПП», 2009.
4. Девятова Т.А. Энергетика и северный транзит//
Атомная стратегия. 2010. № 46.
5. Долгих Г.М., Окунев С.Н., Кинцлер Ю.Э. Прак-
тический опыт строительства оснований зданий и
сооружений в условиях ВМГ. – Тюмень: ООО НПО
«Фундаментстройаркос», 2002.
6. Литвинов О.О., Беляков Ю.Н. Технология строи-
тельного производства. – Киев: Высшая школа, 1985.

1.1.Требования настоящей Инструкции должны выполняться при проектировании иустройстве фундаментов из буронабивных свай-стоек в вечномерзлых грунтах сучетом их последующего оттаивания для зданий и сооружений, возводимых в районеНорильска.

1.2.При проектировании и устройстве буронабивных свай-стоек в вечномерзлых грунтахследует руководствоваться, кроме настоящей Инструкции, соответствующими главамиСНиП.

1.3. Буронабивныесваи-стойки, в зависимости от своего конструктивного исполнения, подразделяютсяна:

а)буронабивные железобетонные, выполняемые из монолитного бетона враспор сгрунтом без обсадных труб или с обсадными трубами, извлекаемыми в процессебетонирования свай;

в) трубобетонные,выполняемые из монолитного бетона в отельной обойме из неизвлекаемых обсадныхтруб, учитываемых в расчете несущей способности свай-стоек.

1.4.Исходя из условия экономии металла и обеспечения наибольшей долговечностисвайных фундаментов, эксплуатируемых в агрессивной среде, при прочих одинаковыхусловиях (требуемая длина свай, расчетная нагрузка на сваю и т.п.), следуетотдавать предпочтение варианту буронабивных свай, предусмотренному в подпункте"а" п. 1 настоящейИнструкции.

2.1. Изыскания должны обеспечивать получение полныхисходных данных по инженерно-геологическим, гидрогеологическим и мерзлотнымусловиям площадки проектируемых зданий и сооружений, возводимых на буронабивныхсваях-стойках с учетом возможного последующего оттаивания вечномерзлых грунтовсогласно главе СНиП по инженерным изысканиям для строительства.

2.2. Для опальных грунтов, принимаемых в качествеоснования свай-стоек, должны быть определены следующие характеристики:

а) глубина залегания его верхней границы (кровли);

б) степень выветрелости, размокаемости,растворимости в воде и другие данные, необходимые для определения глубинызаделки свай в этот слой;

в) временное сопротивление одноосному сжатию вводонасыщенном состоянии;

г) температурный режим в природном состоянии;

д) изменение механических свойств при переходе измерзлого в талое и увлажненное состояние.

2.3. Для нескальных грунтов, прорезаемыхсваями-стойками, при изысканиях должны быть определены их физико-механическиехарактеристики (том числе: номенклатурные наименования, влажность, льдистость,заторфованность, засоленность, криогенная текстура, просадочность приоттаивании и др.), на основе которых могут быть определены требуемые длярасчета параметры, включая продольный изгиб свай-стоек и величиныотрицательного трения оттаивающего грунта по боковой поверхности свай-стоек.

2.4. Разведочные скважины для свай-стоек размещаютсяпо сетке со стороной квадрата от 30 до 40 м в пределах габаритов в планепроектируемых зданий и сооружений, уширенных в каждую сторону на 3 м. Принеоднородном грунтовом основании или меняющейся глубине его залегания шаграсположений разведочных скважин следует уменьшить.

2.5. Разведочные скважины необходимо заглублять внесущий пласт ниже проецируемого основания сваи не менее, чем на 3 м в невыветрелые (монолитные) ислабовыветрелые (трещиноватые) скальные грунты и не менее 5 м в грунты свременным сопротивлением одноосному сжатию менее 50 кгс/см 2 .

2.6.При изысканиях должна определяться и, соответственно, отражаться влитологических колонках температура грунта в различных условиях. Температурныеизмерения проводятся не ранее 4 суток после окончания ручного бурения скважин ине ранее 8 суток по окончании механического бурения. При этом следует:

а)скважины, предназначенные для измерения температуры, обсаживать стальнымитрубками, оборудованными колпачками, исключающими попадание в них воды;

б) накаждом сооружении или здании сохранять до его сдачи в эксплуатацию 2-4температурные скважины (в зависимости от его размера в плане), располагаемые в наиболее характерных и доступных дляизмерения местах.

2.7.При наличии грунтовых вод следует определять:

а)глубину их появления в скважине;

г)степень химической агрессивности воды по отношению к металлу и бетону.

2.8.Для сооружений, располагаемых в зоне действующих электролизных цехов и другихобъектов, использующих постоянный ток, следует устанавливать наличие иплотность блуждающих токов в грунте.

2.9. Нановых строительных площадках со сложными инженерно-геологическими условияминеобходимо провести статические испытания предельными нагрузками не менее двухопытных буронабивных свай-стоек; результаты испытаний должны учитываться припроектировании оснований и фундаментов.

2.10.Испытания свай должны проводиться применительно к методам, установленным ГОСТ 5686-69"Сваи и сваи-оболочки. Методы полевых испытаний", при этом необходимоисключить влияние на несущую способность свай сил смерзания их с прилегающиммерзлым грунтом, что достигается путем его предварительного электропрогрева.

3.1.Буронабивные сваи-стойки (п. 1.3."а" настоящей Инструкции) применяются:

а) припрорезании сваями твердомерзлых неосыпающихся наносных грунтов;

б) приневозможности изготовления в районе строительства железобетонных свай исложности их доставки из отдаленных баз стройиндустрии;

в) приотсутствии строительных кранов с грузоподъемностью, необходимой для установкибуроопускных свай расчетной длины.

3.2.Буронабивные сваи-стойки следует выполнять как железобетонные с армированием навсю их длину. Частичное армирование буронабивных свай-стоек (в зоне влиянияизгибающих усилий) допустимо только при расчетных нагрузках на сваю до 100 тс иглубине их заложения не более 10 м.

Приагрессивной к бетону грунтовой среде буронабивные сваи следует выполнять изсульфатостойкого цемента.

3.3.Трубобетонные сваи-стойки следует применять:

а) вовсех случаях, когда прорезаемые сваями наносные грунты (пластично-мерзлые,сыпуче мерзлые, водонасыщенные промышленными сбросами и т.п.) при бурениитребуют обсадки скважин трубами, последующее извлечение которых непредставляется возможным;

б) приглубине залегания грунта, используемого в качестве основания, превышающей длинуизготавливаемых предприятиями железобетонных свай, либо предельную длинувозможного погружения буроопускных свай, стыкуемых по длине;

в) счастичным армированием бетонного ствола - только для сопряжения с ростверкомпри диаметре свай-стоек не менее 700 мм и расчетных нагрузках не более 400 тс.С армированием всего бетонного отвода для фундаментов ответственных сооруженийили при расчетных нагрузках на сваю-стойку, превышающих 400 тс.

1. Коррозия трубобетонныхсвай-стоек при неагрессивной и слабо агрессивной к стали грунтовой среде должнаучитываться расчетом при проектировании (п. 3.18настоящей Инструкции)

2. При средней и сильноагрессивной к стали грунтовой среде применение трубобетонных свай-стоек недопускается.

3. При наличии в грунте блуждающихэлектротоков в проекте следует предусматривать средства защиты свай-стоек отэлектрокоррозии согласно "Инструкции по защите железобетонных конструкцийот коррозии, вызываемой блуждающими токами" (СН 65-67).

3.4.При гибкости свай-стоек ℓ ₀ /Д≤ 8,5и расчетном эксцентрицитете относительно центра тяжести сечения (п. 3.14 настоящей Инструкции) ℓ₀≤Д/20 (где ℓ₀ - расчетнаядлина сваи, определяемая по п. 3.20настоящей Инструкции, и Д - диаметрполного сечения сваи) поперечное армирование буронабивных свай-стоекдопускается выполнять с применением расчетной спиральной арматуры, повышающейих несущую способность.

3.5.Для армирования свай-стоек следует применять сборные каркасы. Примеры конструкциисекций арматурных каркасов дня буронабивных свай-стоек с диаметром от 800 до1000 мм даны в приложении 1 .

3.6.Диаметр буронабивных и трубобетонных свай-стоек по технологическим итеплофизическим условиям должен быть не менее:

придлине до 10 м - 500 мм

то жеболее 10 до 30 м - 700 мм

то жеболее 30 до 45 м - 800 мм

то жеболее 45 до 60 м - 1000 мм

3.7.Величины нагрузок и воздействий, значения коэффициентов перегрузок икоэффициентов сочетаний нагрузок, а также подразделение нагрузок на постоянныеи временные - длительные, кратковременные и особые должны приниматься всоответствии с требованиями главы СНиП по проектированию нагрузок ивоздействий.

Крометого, при расчете несущей способности свай-стоек согласно требованиям п. 3.8настоящей Инструкции в качестве внешней продольной нагрузки необходимоучитывать усилие Р_от передаваемое оттаивающим грунтом на сваю-стойку (отрицательное трение),которое определяется по формуле:

где P _от - величина отрицательного тренияоттаивающего грунта;

R_cg = 0,1 кгс/см 2 - удельноезначение отрицательного трения грунта по боковой поверхности сваи-стойки;

R_cg- площадь боковой поверхностисваи-стойки в пределах слоя наносных грунтов.

3.8.Несущую способность свай-стоек Рследует определять как наименьшее из значений, полученных при расчете по двумусловиям:

посопротивлению грунта основания сжатию (пп. 3.9 и 3.10 настоящей Инструкции);

посопротивлению материала свай-стоек (пп. 3.15-3.19 настоящей Инструкции).

Несущаяспособность свай-стоек Ррассчитывается из условия:

где N - расчетная продольная нагрузка наодну сваю-стойку (первая группа предельных состояний) с учетом воздействияоттаивающего грунта (п. 3.7 настоящейИнструкции).

3.9.Несущая способность сваи-стойки по грунту P определяетсяпо формуле:

где F _ст- площадь опирания сваи-стойки на скальныйгрунт в пробуреннойскважине;

K _н= 1,4 - коэффициент надежности;

R ₀ - расчетное сопротивление скального грунта под торцомсваи-стойки, определяемое по формуле:

здесь m и K _г- соответственно коэффициенты условий работы и безопасности по грунту,отношение которых принимается m / K _г = 0,7;

R _сж - среднеарифметическое значение временногосопротивления скального грунта одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии,определяемое по данным инженерно-геологических изысканий;

h _з - расчетная глубина заделки сваи-стойки в скальный грунт;

Д _з - диаметр сваи-стойки, заделанной в опорный грунтовый пласт.

Сваи-стойкиследует считать защемленными в основании при их заглублении в скальныеневыветрелые (монолитные) или слабовыветрелые (трещиноватые) грунты не менее,чем на два диаметра сваи. Если сваи-стойки не удовлетворяют этому требованию,расчетное, сопротивление грунта основания сжатию следует определять по формуле(4), принимая выражение:

3.10. При размягченных или сильновыветрелых скальных грунтах (рухляк),в основании свай-стоек, либо скальных грунтах с прослойками нескальныхвозможность их использования в качестве оснований свай-стоек и назначениевеличины расчетных сопротивлений грунта должна решаться по результатамисследований, в том числе статических испытаний свай осевыми нагрузками.

3.11.Расчет буронабивных и трубобетонных свай-стоек из условия сопротивленияматериала следует производить в соответствии с требованиями главы СНиП попроектированию бетонных и железобетонных конструкций с учетом дополнительныхтребований, приведенных в настоящей Инструкции. Для наиболее частовстречающихся случаев свай-стоек, указанных в п.3.15, расчет несущей способности (прочности) допускается по формулам,приведенным в пп. 3.16-3.19 настоящей Инструкции.

3.12.При проектировании буронабивных и трубобетонных свай-стоек должны применяться:

а)батон по прочности на осевое сжатие не ниже М 300 и по морозостойкости для зданий и сооружений классов I и II не нижеМрз 300; в остальных случаях не ниже Мрз 200 с противоморозными и пластифицирующимихимическими добавками, приведенными в п.4.27 ( табл.6 ) настоящей Инструкции;

б) дляпоперечного армирования - арматурная сталь класса A - I марокСт3сп3, ВСт3сп2 и ВСт3Гпс2, а для продольных стержней каркасов - арматурнаясталь класса А- III марки25Г2С;

в) для обсадных труб, а также для промежуточных иконцевых колец арматурных каркасов:

свай-стоек, полностью заглубленных в грунт, - стальмарок ВСт3сп5 или ВСт3пс5;

свай-стоек, выступающих из грунта (выше отметкипланировки), - сталь марок 09Г2-6 или 10Г2С I -6.

1.Указания настоящего пункт распространяются на районы с расчетной температуройвоздуха не ниже минус 50°С.

2.Забивка обсадных труб трубобетонных свай-стоек при температуре ниже минус 40°Сне допускается.

3.13. Расчетные сопротивления бетона и арматуры, атакже коэффициенты условий работы следует принимать в соответствии стребованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонныхконструкций. Расчетное сопротивление стали труб (при трубобетонных сваях)следует принимать в соответствии с главой СНиП по проектированию стальныхконструкций. Кроме того, дополнительно необходимо вводить в расчет следующиекоэффициенты условий работы бетона и обсадных труб трубобетонных свай:

m _бн1 = 0,75,учитывающий замедленное твердение бетона, в контакте с вечномерзлым грунтом;

m _бн2 = 0, 6,учитывающий условия бетонирования конструкций глубокого заложения иотносительно малого поперечного сечения;

m _т = 0,8,учитывающий условия забивки труб в скважины.

3.14. При расчете несущей способности (прочности)свай-стоек на воздействие сжимающей продольной силы должен приниматься вовнимание случайный эксцентрицитет е _о сл ,обусловленный неучтенными в расчете факторами. Эксцентрицитет е _о сл в любомслучае принимается в одном из следующих значений:

1/600 всей длины сваи или длины ее части,учитываемой в расчете (п. 3.20 настоящейИнструкции);

1/30 диаметра всего сечения сваи-стойки.

Расчетная величина эксцентрицитета продольной силыотносительно центра тяжести сечения - e _o принимается равнойэксцентрицитету, полученномуиз статического расчета конструкции, но не менее е _о сл .

3.15.Несущую способность (прочность) свай-стоек из бетона марок М 300 и М 400, длякоторых величина расчетного эксцентрицитета е _о , определенная в соответствии с п. 3.14, не превышает Д /10 , допускается рассчитывать в соответствии с требованиями пп. 3.16-3.19настоящей Инструкции. В этих случаях следует расчетные сопротивления бетона дляпредельных состояний первой группы умножать на произведение соответствующихчастных коэффициентов условий работы бетона, которое принимается равным m _бс = 0,36.

3.16.Несущая способность (прочность) буронабивных свай-стоек Р определяется по формулам:

а) припоперечном армировании, не учитываемом в расчете,

б) припоперечной армировании, учитываемом в расчете (косвенное армирование в видеспирали),

Вформулах (5) и (6):

φ - коэффициент продольного изгиба,определяемый по п. 3.19, и с учетомуказаний п. 3.20 настоящей Инструкции;

F - площадь бетона впоперечном сечении сваи;

F _я - то же, ограниченная осью стержня спиральной арматуры (ядросечения);

F _a - площадь сечения всей продольнойарматуры;

R _ac - расчетное сопротивление арматурысжатию;

- приведеннаяпризменная прочность бетона, определяемая по формуле:

здесь R _пр - расчетная признанная прочность бетона;

- расчетноесопротивление растяжению арматуры спирали;

e _o - расчетный эксцентрицитет;

Д _я - диаметр ядра бетонного сечения;

- коэффициентпоперечного армирования, равный:

здесь f _сп - площадь поперечного сечения стержняспиральной арматуры;

S - шаг навивки спирали.

1.Косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что несущаяспособность сваи-стойки, определенная по формуле (6), превышает ее несущую способность, определенную пополному сечению - по формуле (5).

2.Косвенное армирование должно удовлетворять конструктивным требованиям п. 3.22 настоящей Инструкции.

3.17.При расчете свай-стоек с косвенным армированием (формула (6)) должно соблюдаться условие, обеспечивающеетрещиностойкость защитного бетонного слоя:

P = φ ·1,8 m _бс · R _пр · F _п ,

гдеφ - коэффициент, определяемый по указаниям п. 3.19 настоящей Инструкции;

F _п - площадь полного приведенного сечения сваи-стойки,определяемая по формуле:

3.18.Несущая способность (прочность) трубобетонных свай-стоек в общем случае (приналичии наряду со стальной трубой арматурного каркаса) определяется по формуле:

гдеφ - коэффициент продольного изгиба, определяемый по п. 3.19;

R- расчетное сопротивление сжатию стали обсадной трубы;

- приведеннаяпризменная прочность, определяемая по формуле (7), при:

но не более 0,06;

здесьF_я - площадь сечения бетонного отвода;

F_тр - площадь сечения трубы,определяемая с учетом многолетней коррозии по формуле:

F _тр =πД(δ– nη );

здесьД и δ - соответственно диаметр и толщина стенки трубы;

n- расчетное число десятилетней эксплуатации свайного фундамента;

η= 0,02 см - глубина коррозии стенки трубы в течение десятилетия.

Примечание . При применениитрубобетонных свай-стоек без арматурного каркаса слагаемое R _ас· F _а в формуле (11) принимается равным нулю.

3.19. Значения коэффициента продольного изгиба φ при расчете по прочности свай-стоекв соответствии с пп. 3.15-3.18 настоящей Инструкции определяются:

а) для буронабивных свай-стоек

при поперечном армировании, не учитываемом в расчете(формула (5)), по зависимости:

φ = φ _мин +( φ _макс - φ _мин )·50μ_а,

ноне более φ_макс,

гдеφ_мин и φ_макс - минимальные имаксимальные значения φ определяемые по табл. 1.

μа- коэффициент продольного армирования:

Таблица 1

Расчетный эксцентрицитет e _о

коэффициенты продольного изгиба φ _мин и φ _макс для расчета по формуле (5) при ℓ ₀ /Д равном

Для строительства дорог и зданий активно используют грунтовые сваи для усиления грунтов. Это одна из технологий глубинного уплотнения просадочных и крупнопористых грунтов. Методика разработана Ю.М. Абелевым.

По сути, грунтовые сваи – это просто уплотненный грунт, расположенный в скважинах, которые создают набивным методом. Механическая трамбовка происходит под сваей и вокруг нее. Технология проста и эффективна. Наша задача – разобраться, как сваи формируют, какие проводят подготовительные работы и какую технику задействуют при этом.

Подготовительные работы по устройству грунтовых свай

Специалисты проводят геологические изыскания: изучают характеристики грунта, рассчитывают уплотняемый объем и нужную плотность. На основе этих данных получают сведения об усадке и необходимом количестве почвы для заполнения скважины.

Инженеры разрабатывают проектную документацию, на основании которой выполняются строительные работы.

Эксперты берут во внимание следующую информацию:

Результаты геологического исследования . Проводят замеры, изучают территорию и ландшафт, отбирают пробы для лаборатории. С помощью бурильных установок определяют расположение подземных вод.
Данные о сейсмической активности района, риске оползней или начала карстово-суффозионных процессов.
Сведения о предназначении будущего сооружения, конструктивных и технологических особенностях и условиях эксплуатации.
Данные о нагрузках, действующих на фундамент. Это важный показатель, потому что неправильные расчеты приведут к трещинам, деформациям, перекосам и даже разрушениям фундамента или самого здания.
О санитарных нормах и требованиях, экологических актах.

После подсчетов разрабатывают схему расположения свай. Специалисты проводят пробное бурение, которое позволяет вносить корректировки в процесс и ускорять расчеты.

В результате пробного бурения специалисты получают точные данные о:

составе почвы, ее плотности и влажности;
степени промерзания;
уровне залегания подземных вод.

Преимущества грунтовых свай

К неоспоримым достоинствам относятся:

продуктивность;
экономичность;
экологичность;
эффективность;
ускоренное выполнение работ;
улучшение характеристик грунтового массива, на котором предполагается строительство.

Об используемом оборудовании для грунтовых свай

Скважины создают с помощью буровых установок, пробивкой лидером или посредством взрывов цепных зарядов с заранее установленными шпурами.

Для образования скважин задействуют ударно-канатное оборудование по типу БС-1 и другие станки, работающие со снарядом массой не меньше 3 тонн.

Скважины пробивают поочередно, а после набивают их грунтом. Для пробивки применяют снаряд, представляющий собой штангу с наконечником и направляющим кондуктором.

Одновременное формирование скважины и уплотнение почвы может быть основано на энергии взрыва. Для этого используют лидерные шпуры. В них закладывают цепной заряд и производят взрыв. Для возникновения последнего применяют детонирующий шнур. В результате формируется скважина цилиндрической формы. Выполнить работу качественно таким методом можно лишь в условиях влажного грунта.

Описание технологии грунтовых свай

Целесообразно применять метод для упрочнения маловлажных и очень влажных почв. Причем толщина крупнопористого грунта у основания должна быть примерно 5-18 м. Если толщина больше, тогда путем проведения опытных работ определяют, эффективно ли будет использование данного способа.

Устройство грунтовых свай обеспечивают с помощью пробивки скважины в почве трамбовкой. Она имеет цилиндрическую форму (диаметр 0,4-0,6 м и вес 1,5-3,5 т). После формирования скважины в нее засыпают грунт и уплотняют его опять же трамбовкой.

На поверхность земли устанавливают стальную трамбовку для уплотнения основания. После этого ее погружают на необходимую глубину до отметки и извлекают. Так образуется скважина.

Циклы засыпки и утрамбовки повторяют столько раз, сколько нужно для создания прочного стержня. Формируется грунтовая свая, а вокруг нее – свайное пространство. Частота расположения свай влияет на степень уплотнения, которую получает укрепляемый грунт.

Если упрочнению подлежат влажные связные почвы, то сваи изготавливают с применением пневмопробойника. Полость скважины заполняют смесью щебня и песка или только мелкой щебенкой с добавлением цементного раствора.

Разновидность грунтовых свай – грунтоцементные опоры

Принцип метода заключается в следующем: одновременно с бурением скважины в грунт нагнетают под высоким давлением цементный раствор. Так почва смешивается с цементом. В результате этого образуется свая, в основе которой лежит грунтобетон. Жидкий раствор под давлением разрушает почву, перемешивая ее и пропитывая.

Способ активно используют для строительства подземных конструкций, укрепления торфяных и других подвижных грунтов, насыпей и склонов. Еще одна функция технологии – увеличение несущей способности самой сваи.

Технологические схемы грунтоцементных опор

Для обустройства грунтобетонных свай используют 3 технологии:

1. SOILMIX – в почву погружают специальное оборудование с наконечником. Он бурит грунт с помощью режущих лопастей. В процессе лопасти режут земляные пласты, перемешивая их, а в отверстие наконечника впрыскивают цементный раствор;

2. JET GROU TING – подразумевает реактивную подачу цемента. Грунт проходит два этапа цементации. На первой стадии образуется небольшая скважина, после чего вращающуюся бурильную установку поднимают. А на второй – оборудование поднимают с одновременной подачей раствора;

3. Высоконапорная инъекция – в небольшую скважину погружают трубку, через которую в почву вводят цементную суспензию под высоким давлением.

Перечисленными способами укрепляют сваи на пылевидных, заиленных и торфяных грунтах. Методика популярна из-за того, что обустройство таких свайных столбов не создает дополнительных нагрузок. Поэтому технологию успешно используют в стесненных условиях, для исправления положения наклоненных конструкций в черте города.

Преимущества грунтоцементных свай

Как уже сказали, методика позволяет работать в стесненных условиях, где применение традиционных технологий затруднено.

Цементизация струйным методом способствует эффективному и надежному закреплению разных почв, от песчаных до скальных. Даже для мерзлых почв можно обустраивать свайные фундаменты с небольшими трудозатратами и высокой эффективностью.

Так как монтаж грунтоцементных свай не способствует возникновению вибрационных и ударных нагрузок, то работы успешно проводят вблизи уже стоящих зданий и даже внутри жилых кварталов.

Вращающиеся лопасти оборудования создают волнообразную спираль в почве, что улучшает сцепление грунта и сваи.

Недостатки опорных столбов

На фоне большого списка достоинства единственный отрицательный момент не сказывается на снижении популярности обсуждаемого метода.

Минус технологии заключается в том, что в рабочем процессе грунт чрезмерно насыщается водой, находящейся в цементном растворе. Из-за этого временно повышается уровень подземных вод, но постепенно он приходит в норму.

Контроль выполненных работ

По завершении всех работ проводят контроль качества обустройства грунтовых свай. За это ответственность несет человек, который вел журнал работ. Выборочный контроль проводят автор проекта и технический надзор заказчика.

Качество уплотнения изучают в лабораторных условиях. Составляют акт по скрытым работам глубинного уплотнения после осмотра открытого котлована.

Заключение

устройство грунтовых свай позволяет достичь необходимого укрепления почвы, при этом улучшается несущая способность, устраняются и просадочные, и деформационные свойства. А использование грунтоцементных свай дает возможность работать в условиях высокого уровня подземных вод, а также возводить конструкции и строить дороги на болотистых территориях.

Строительная лаборатория ООО “Бюро “Строительные исследования” занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве

Основная специализация лаборатории:

Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:

Люди селятся не только в южных районах и средней полосе, огромная часть населения нашей страны проживает в суровых районах Крайнего Севера, где очень сложные климатические условия. Но даже в таких районах жизнь не останавливается – растут города и поселки, где больше половины жилья возводится частным образом. В этом случае очень актуальным становится возведение фундаментных оснований, способных выдержать сложные условия. Тема этой статьи – фундаменты на вечномерзлых грунтах, их устройство и технология работ.

Вечномерзлые грунты: характеристики, свойства

Вечномерзлыми считаются такие грунты, которые находятся в мерзлом состоянии 3-х и более лет, они имеют неустойчивую структуру, при оттаивании подвергаются значительной просадке в результате нарушений природного структурного состояния.

Срез вечномерзлого грунта

Вечномерзлый слой разделяется на две части по вертикали:

Деятельный слой – поверхностный слой мерзлого грунта подвергается частичному оттаиванию во время летнего сезона и снова замерзает с наступлением зимы. Интенсивные процессы оттаивания и замерзания почвы вызывают пучение, что негативно сказывается на устойчивости и прочности зданий, построенных на этом грунтовом основании.

Мощность деятельного слоя зависит от климата местности и геологического состава залегающего грунта, может составлять от 0,3 до 4,0 метров, при этом при продвижении к югу, толщина деятельного слоя значительно возрастает. Наибольшей толщины поверхностный слой достигает в почвах, сложенных их песка и осколочных скальных пород, имеющих открытые поры.

Различают два типа деятельных грунтов:

Сливающиеся – в условиях зимних холодов почва деятельного слоя промерзает на всю толщину, и смерзается с вечной мерзлотой основания, на которое опирается.
Несливающиеся грунты – между деятельным грунтовым слоем и вечномерзлым материковым, существует незамерзающая перемычка.

Вечномерзлая толща – этот грунтовый слой принято подразделять на два вида:

Непрерывная мерзлая толща – состоит из сплошного однородного слоя мерзлого грунта.
Толща слоистая – представлена прослойками из смерзшихся почв, льдистых включений или слоев, которые размываются подпочвенными водами.

Вечная мерзлота может быть сложена из грунтов любого типа, среди которых наиболее широко представлены основные группы почв. Самый наименьший процент в мерзлотных почвах составляют скальные породы.

Твердомерзлый грунт

По состоянию вечномерзлые грунты принято подразделять на следующие виды:

Твердомерзлые – этот вид представлен смерзшимся песком, который в замерзшем состоянии приобретает все свойства и характеристики скального грунта.
Пластичномерзлые – состоят из глинистых пород, которые в результате глубокого промерзания, содержат замерзшую воду, и могут сжиматься при воздействии определенных нагрузок.
Грунты сыпучемерзлые – эту группу составляют песчаные и гравийные грунты, которые даже в замерзшем состоянии не скованы льдом, находятся в достаточно рыхлом состоянии.

Особенности фундаментов на вечной мерзлоте

Фундаменты на вечномерзлых грунтах требуют особого подхода, для их возведения применяется специальная технология. Уже в момент проектирования опорного основания в условиях вечной мерзлоты, следует предусмотреть ряд аспектов:

Разработка мероприятий по уменьшению возможных деформаций постройки.
Тщательный расчет глубины заложения фундамента.
Выбор вида фундаментного основания с учетом местных условий.
Технология возведения опоры здания, разработанная для строительства оснований здания в вечной мерзлоте (способ погружения опор).

Строительство дома в любых условиях – ответственный процесс, требующий тщательного выполнения строительных норм и правил, с особой тщательностью следует выполнять технологию работ. В условиях вечной мерзлоты к строительству зданий следует подходить еще более ответственно, выбирая подходящее основание для опоры постройки.

Свайные фундаменты

Оголовки свай для мерзлых грунтов

По сравнению с другими типами оснований, фундамент на вечной мерзлоте (свайный), имеет значительные преимущества:

Исключается необходимость разработки природного грунта в котловане, что достаточно тяжело выполнить в силу природных условий местности.
Свайные фундаменты в мерзлоте допускается возводить при любых погодных условиях, в любое время года.
Технология устройства свайных фундаментов (способ погружения) отличается простотой, доступностью.
Свайные основания в условиях мерзлоты обычно заглубляют на большую глубину, поэтому исключается опасность неравномерной осадки здания и опрокидывания конструкций.

Необходимо выполнять тщательные расчеты величины заглубления свайных опор, учитывая весь комплекс действующих факторов по геологическим и гидрогеологическим показателям, в том числе – глубины сезонного промерзания и оттаивания грунта.

Особое внимание следует уделять морозному пучению почв, которые возникают в пылеватых и глинистых почвах. Выпучивание замерзшей почвы чревато неравномерной осадкой при сезонном оттаивании верхних слоев мерзлой породы.

Свайные опоры в большей мере, чем другие виды фундаментных оснований, способны сопротивляться силам морозного пучения. Устройство основания из свай под здания в условиях вечной мерзлоты, соблюдая необходимую технологию, гарантирует зданию устойчивость, прочность и долговечность.

В настоящей статье рассмотрим подробно технологию возведения свайных фундаментов в районах вечной мерзлоты.

Буроопускные сваи

Каркас буроопускной сваи

Технология устройства фундаментов из буроопускных свай разработана специально для районов с вечномерзлыми грунтами.

Способ погружения опор включает выполнение основных технологических операций:

Погружение свай квадратного сечения в заранее приготовленную скважину, превышающую по размерам погружаемую опору.
Заполнение зазора между свайной опорой и стенками скважины бетонным раствором.

Свайные опоры, принимая нагрузку от веса здания и прочих воздействий, перераспределают ее на нижние слои почвы, а также на боковые поверхности, сжимаемые грунтом.

Промышленность выпускает прямоугольные буроопускные опоры из металла. Внизу ствола имеется уширение с закрепленным опорным элементом и ребрами жесткости. Между телом сваи и наконечником устанавливается специальная цилиндрическая вставка, которая определяет несущую способность всей опорной конструкции.

Допускается применять для устройства фундаментного основания сваи квадратного сечения и сваи-оболочки. Для повышения прочности последних опор, требуется выполнить бетонирование внутренней полости после завершения монтажных работ.

Габариты свайных опор принимаются согласно проектным расчетам. Для обеспечения повышенной прочности могут быть применены составные опоры, при условии их обязательного опирания на твердое основание.

Рекомендуем посмотреть видео, рассказывающее о процессе монтажа опор в мерзлых почвах.

Технология и способы погружения свай

Способ погружения свайных опор в мерзлые грунты при использовании технологии строительства оснований из буроопускных свай, включает следующие операции:

Предварительное бурение скважин в вечномерзлом грунте.
Устройство амортизационной песчано-гравийной подушки – в скважину послойно засыпается крупный песок с проведением тщательного уплотнения слоев. Второй слой подушки выполняется из мелкого гравия или щебня мелкой фракции. Устройство песчано-гравийной подушки предполагает выполнение тщательного уплотнения слоев песка и щебня.

Способ уплотнения подушки состоит в следующем: с большой высоты в скважину опускается фундаментная опора квадратного сечения, которая уплотняет слой песка или щебня.

Погружение металлической сваи в подготовленную скважину (существует специальная технология).
Заполнение пазух свайного фундамента грунтом или раствором – устройство основания под здание в вечномерзлых грунтах предполагает заполнение пространства вокруг наружных поверхностей свайной опоры мерзлым материковым грунтом; цементно-песчаным или цементно-глинистым раствором.

При заполнении пустого пространства раствором, важно помнить, что состав должен заполнить скважине не более 1/3 от ее глубины.

Посмотрите видео, как производится установка буроопускных опор.

Способ погружения свайных опор в мерзлые грунты выбирается в зависимости от комплекса условий, которые включают состояние мерзлых грунтов. В зависимости от ситуации, могут применяться следующие варианты погружения опор:

Механизированная установка опор – при этом варианте буроопускные опоры монтируются в скважины при помощи специальных механизмов. Способ монтажа опор нельзя назвать экономичным, так как привлекается дорогая грузоподъемная техника.
Устройство фундаментного основания методом погружения свай в предварительно оттаянный грунт (оттаивание проводится специальными иглами с помощью пара или электричества). Этот способ отличается сложностью и сопряжен с высокими затратами.
Монтаж свай в скважины заведомо меньшего диаметра (бурозабивной способ).
Забивка свайных опор в вечномерзлые грунты без проведения предварительной подготовки.

Два первых способа применяются в твердомерзлых грунтах, технология забивного погружения свай применяется обычно в мерзлых пластичных грунтах. Каждый способ имеет свои особенности, преимущества и недостатки, выбирая технологию погружения свай, следует всесторонне оценить существующие условия строительства.

Погружение висячих свай в вечномерзлые грунты, используемые по I принципу (в мерзлом состоянии), осуществляется буроопускным, опускным и бурозабивным способами.

Буроопускной способ погружения свай применяется при средней температуре вечномерзлого грунта по длине сваи -0,5 °C (и ниже). Сваи погружаются в предварительно пробуренные скважины, диаметр которых на 5 см и более превышает наибольший размер поперечного сечения сваи. Полость между стенками скважины и сваей заполняется грунтовым или специальным раствором.

Скважины перед погружением в них свай должны быть очищены от воды, шлама, льда или снега. Толщина слоя жидкого шлама или воды на дне скважины при погружении свай не должна превышать 15 см. Наличие на дне скважины замерзшего или сухого шлама, льда или вывалов грунта не допускается.

Сваи перед погружением в скважины следует очищать от льда, снега, комьев мерзлого грунта и жировых пятен.

Сваи должны быть погружены в сроки, исключающие оплывание стенок скважин. Как правило, это делается не позднее чем через 4 ч после их зачистки и приемки.

Заливают в скважину грунтовый или специальный раствор, как правило, непосредственно перед погружением сваи. После погружения сваи проверяется соответствие отметки нижнего концасваи проектной отметке, а также правильность расположения сваи в плане и по вертикали.

При буроопускном способе погружения висячих свай должны быть приняты меры, обеспечивающие полное заполнение грунтовым раствором пазух между стенками скважины и сваей (погружение свай методом вытеснения предварительно залитого грунтового раствора, дополнительное уплотнение раствора вибрацией и др.).

Опускной способ погружения свай применяется в твердомерзлых глинистых грунтах, мелких и пылевидных песках, содержащих не более 15 % крупнообломочных включений, со средней температурой вечномерзлых грунтов по длине сваи от -1,5 °C и ниже.

Сваи погружаются с оттаиванием грунта, причем диаметр зоны оттаивания должен быть не более удвоенного размера большей стороны поперечного сечения сваи. Для ускорения вмерзания свай допускается применять искусственное охлаждение грунтов.

Железобетонные сваи допускается погружать в оттаявшие грунты зимой не ранее чем через 20 ч после окончания оттаивания, летом – не ранее чем через 12 ч.

Бурозабивной способ погружения свай допускается применять в пластично-мерзлых грунтах без крупнообломочных включений. Сваи погружаются забивкой в предварительно пробуренные скважины диаметром на 1–2 см меньше минимального размера поперечного сечения сваи.

Возможность применения бурозабивного способа устанавливается по материалам инженерно-геокриологических изысканий, а также пробной забивки свай с измерением температуры грунтов на день забивки.

Контрольная добивка свай после их вмерзания не допускается.

Бурозабивным способом следует погружать только сваи со сплошным поперечным сечением. В отдельных случаях допускается погружение бурозабивным способом полых стальных свай при условии сохранения их целостности в процессе забивки, с обязательным извлечением и освидетельствованием контрольных свай.

В зимнее время не допускается, чтобы перед погружением бурозабивных свай грунт на стенках скважины перешел из пластично-мерзлого в твердомерзлое состояние.

Расчетная загрузка свайных фундаментов допускается только после достижения расчетного температурного режима грунтов оснований.

При погружении свай-стоек в вечномерзлые грунты, используемые по II принципу, буроопускным способом диаметр скважин должен превышать наибольший размер поперечного сечения сваи не менее чем на 15 см. При этом минимальное заглубление дна скважины под сваи-стойки в практически не сжимаемые при оттаивании грунты определяется проектом, но должно быть не менее 0,5 м. Зазор между стенкой скважины и боковой поверхностью сваи-стойки в пределах заглубления ее в практически не сжимаемые грунты должен заполняться цементным, цементно-песчаным или другими растворами согласно проекту.

При бурении скважин под сваи-стойки следует производить дополнительный контроль скважин, заключающийся в том, что с глубины, соответствующей проектной глубине залегания практически не сжимаемых при оттаивании грунтов, отбираются образцы грунта. Грунты маркируются и сохраняются до оформления акта приемки скважин. В случае несоответствия полученных результатов проектным данным следует изменить проектную глубину скважины или способы заделки нижнего конца сваи в практически не сжимаемый при оттаивании грунт (по согласованию с проектной организацией).

Читайте также: