Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах
Обновлено: 02.05.2024
Сваи для вечномерзлых грунтов!
sasch, не вдаваясь в сущность вопроса, я помню, что вы уже задавали подобный вопрос (или искали книги по этому вопросу). Что там ответили?
Если есть конкретный вопрос, то постараюсь ответить. Если просто разобраться, то см.
Докучаев В. В. Свайные фундаменты в вечномерзлых грунтах1972г.
Торгулян Ю.О. Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах.1978
Может вы уже смотрели
Рекомендации по устройству буронабивных свай в вечномерзлых грунтах (год не помню, но выпускали Норильчане)
ТТК К-1-25 Устройство свайных фундаментов под опоры ВЛ в вечномерзлых грунтах
И инересная для меня, но может вы что-нибудь и найдете для себя из СП 32-101-95 Проектирование и устройство фундаментов опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов
Последний раз редактировалось topos2, 30.08.2009 в 13:51 . Там никто ничего не ответил.В расчетной схеме учитывать сваи или нет? Свая выходит из грунта на 1 м. И если учитывать, то расчетную длину определять как стойки с переменным сечением или брать от верхнего конца сваи. Свая выходит из грунта на 1 м. И если учитывать, то расчетную длину определять как стойки с переменным сечением или брать от верхнего конца сваи. На сколько я помню, там все зависит на какой момент оттаивания ведется расчет. Сейчас ничего нет под рукой посмотреть. Я помню, все эти схемы и номограммы для определений усилий есть в Справочнике по строительству на вечномерзлых грунтах. свая в салехарде в основном железобетон,труба редко,в основном под теплотрассы идет б\у шка.
лидерная скважина не на метр глубже а а метр меньше.
диаметр бура по геологии берется,как правило равен стороне квадратной сваи.
что за бред про отпаривание грунта,расскажу колегам-поржут.
живу с 85 года в салехарде,такого еще не видел.
считаю в "Фундаменте"
свая из грунта 1 метр..хм.
экспертиза требует по СНиП 1.2 метра от расконвертовки до нижней отметки ростверка,т.е. 12метровая свая колотится на 10 метров по проекту.
удачи.
и кстати иногда и по 2му принципу работаем,бывает мерзлоты нет. но это в Салехарде Подмосковье makarkharp "что за бред про отпаривание грунта,расскажу колегам-поржут.
живу с 85 года в салехарде,такого еще не видел." Уважаемый коллега. Мы здесь общаемся не для того, чтобы "ржать" над мнением других коментаторов, а для того чтобы помогать друг другу.
Отпаривание грунта установкой ППУ выполнялось. ЮЖНИИГИПРОГАЗом (генпроектировщик по промыслам Уренгойскому, Медвежьему, Ямбургскому, Бованенковскому) была даже разработана технологическая карта на погружение трубчатой сваи. Сначала применялась труба с закрытым остроконечным концом. Но при забивке копром происходило смятие тела трубы и тогда перешли на метод отпаривания. Мне, как руководителю строительного предприятия пришлось все это пройти.
Касательно расчета свай на воздействие горизонтальных усилий можно сказать следующее. Горизонтальные нагрузки на сваю возникают только в местах "мертвых" (неподвижных) опор между компенсаторами в средине. Повторюсь - труба на ростверках стальных между компенсаторами лежит на сколязящих опорах.
topos2, кто автор справочника? прога Фундамент считает по I принципу - если зайти на вкладку "расчет ВМГ",а если считать по II принципу, то считать как для обычных грунтов. Это так?
Насчет того, что свая на 1 м выходит - нам прислали требования, что свая должна выходить на 1-2 м - не ниже и не выше.
Последний раз редактировалось sasch, 30.08.2009 в 16:31 . отпаривали может где то в районе Бованенково,но в городах такого не делали и не делают,тем более сейчас.и кстати довольно серьезно сейчас домают насчет свай,по тому же бованенково,стоимость фундаментов дикая из за отсыпки и температурной стабилизации,плита на насыпной подушке дешевле и работает не хуже. topos2, кто автор справочника? прога Фундамент считает по I принципу - если зайти на вкладку "расчет ВМГ",а если считать по II принципу, то считать как для обычных грунтов. Это так?
.
Я сечас далеко от книжного шкафа. На память, он так и называется
Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах 1977 (или 76) авторство толпы народа, в том чиле Велли и Докучаева - раньше настольная книга мерзлотников.
ps Я уже 10 лет не касался северов, но тут на форуме точно есть люди специализирующиеся на мерзлоте.
Расчет по II принципу: все же нужно знать глубину оттаивания, а так все как для обычных свай по СП и Пособию. Разница только в том, что для деревянных и закрытых пустых трубчатых свай нужно учитывать эффект всплытия.
Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах
ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
Soil bases and foundations on permafrost soils
Дата введения 2021-07-01*
________________
* См. ярлык "Примечания".
Предисловие
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - АО "НИЦ "Строительство" - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет
Введение
Настоящий документ содержит указания по проектированию оснований фундаментов зданий и сооружений, в том числе подземных, возводимых на территории распространения многолетнемерзлых грунтов.
Пересмотр свода правил подготовлен авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы - канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук А.Г.Алексеев; д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, д-р техн. наук Л.Р.Ставницер, канд. техн. наук С.Г.Безволев, канд. техн. наук Г.И.Бондаренко, канд. техн. наук О.Н.Исаев, канд. техн. наук В.Е.Конаш, канд. геол.-минерал. наук А.В.Рязанов, П.М.Сазонов, А.А.Чапаев, Э.С.Гречищева) при участии МГУ им.М.В.Ломоносова (д-р техн. наук Л.Н.Хрусталев, д-р геол.-минерал. наук И.А.Комаров) и канд. техн. наук В.И.Аксенова.
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых на территории распространения многолетнемерзлых грунтов.
Настоящий свод правил не распространяется на проектирование оснований гидротехнических сооружений, земляного полотна автомобильных и железных дорог, аэродромных покрытий и фундаментов машин с динамическими нагрузками.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил приведены нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 6727-80 Проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент
ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент
ГОСТ 13015-2012 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения
ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
ГОСТ 20295-85 Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия
ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний
ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения
ГОСТ 31357-2007 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия
ГОСТ Р 52544-2006 Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ Р 54864-2016 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные для сварных стальных строительных конструкций. Технические условия
ГОСТ Р 55724-2013 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые
ГОСТ Р 58064-2018 Трубы стальные сварные для строительных конструкций. Технические условия
ГОСТ Р 58961-2020 Грунты. Метод полевых испытаний мерзлых грунтов термостатическим зондированием
СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах" (с изменением N 1)
СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменениями N 1, N 2)
СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"
СП 63.13330.2018 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменением N 1)
СП 116.13330.2012 "СНиП 22-02-2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения"
СП 131.13330.2018 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология"
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.
3 Термины, определения и обозначения
3.1 В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 бугор пучения: Выпуклая форма криогенного рельефа с ледяным или ледогрунтовым ядром, образующаяся в области многолетнемерзлых и сезонномерзлых пород в результате неравномерного льдообразования в породах.
3.1.2 грунт: Горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.
Примечание - Грунты могут служить:
- материалом основания зданий и сооружений;
- средой для размещения в них сооружений;
- материалом самого сооружения.
3.1.3 грунт мерзлый: Грунт с отрицательной или нулевой температурой, содержащий в своем составе видимые ледяные включения и (или) лед-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями.
3.1.4 грунт многолетнемерзлый, грунт вечномерзлый: Грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет.
3.1.5 грунт пластичномерзлый: Дисперсный грунт, сцементированный льдом, но обладающий вязкими свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой.
3.1.6 грунт пучинистый: Дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения 0,01.
3.1.7 грунт сезонномерзлый (сезонноталый): Грунт, находящийся в мерзлом или талом состоянии периодически в течение холодного или теплого сезона.
3.1.8 грунт твердомерзлый: Дисперсный грунт, прочно сцементированный льдом, характеризуемый относительно хрупким разрушением и практически несжимаемый под внешней нагрузкой.
3.1.9 криопег: Высокоминерализованные отрицательнотемпературные подземные воды, залегающие в толще многолетнемерзлых пород, также могут залегать ниже ее подошвы или выше кровли.
3.1.10 лед, грунт ледяной: Природное образование, состоящее из кристаллов льда с возможными примесями обломочного материала и органического вещества не более 10% об., характеризующееся криогенными структурными связями.
3.1.11 морозное пучение грунтов: Процесс увеличения объема и деформирования дисперсных грунтов при промерзании.
3.1.12 слой сезонного оттаивания: Поверхностный слой грунта, оттаивающий летом.
3.1.13 температура начала замерзания (оттаивания): Температура, при которой в порах грунта появляется (исчезает) лед.
3.1.14 термокарст: Образование просадочных и провальных форм рельефа и подземных пустот вследствие вытаивания подземного льда или оттаивания мерзлого грунта.
3.1.15 термостабилизация грунтов: Мероприятие или их комплекс, направленный на обеспечение требуемого температурного режима грунтов в течение срока эксплуатации инженерного сооружения.
3.1.16 термоэрозия: Разрушение и вынос оттаивающих и мерзлых дисперсных грунтов и льдов в результате теплового и механического воздействия водных потоков.
3.1.17 солифлюкция: Смещение (течение, оползание, соскальзывание, сплывы, оплывины) оттаивающего переувлажненного тонкодисперсного грунта на склонах в теплое время суток года, обусловленное сезонным промерзанием и оттаиванием.
специализированная организация: Организация, основным направлением деятельности которой является выполнение комплексных инженерных изысканий и проектирование оснований, фундаментов и подземных частей сооружений, располагающая квалифицированным и опытным персоналом, в т.ч. с обязательным привлечением научных кадров, соответствующим сертифицированным оборудованием и программным обеспечением.
Технология погружения буроопускных свай
В последнее время активно ведется жилищное и гражданское строительство в северных районах нашей страны. Для устройства фундаментов зданий и сооружений, возводимых в условиях вечной мерзлоты или других специфических условиях, лучше всего подходят буроопускные сваи. Любые фундаменты возводятся с учетом строгого последовательного исполнения всех звеньев технологической цепочки и соблюдением строительных норм и правил, а в северных климатических условиях при наличии постоянного промерзания грунтов к подбору и устройству свайных фундаментов нужно отнестись более ответственно.
Конструкция буроопускной сваи
Буроопускная металлическая свая представляет собой стальную трубу с толщиной стенок 4-12 мм длиной 4-36 м с различными наконечниками:
- Плоским, с отверстием для отвода воздуха.
- Тупым литым с отверстием.
- Эллиптическим.
- Без наконечника.
Выбирать конструкцию сваи с тем или иным наконечником рекомендуется в зависимости от условий погружения и особенностей возводимого строения. Металлические конструкции обязательно обрабатываются антикоррозийными составами.
Буроопускные сваи могут быть полыми или сплошными.
Схема конструкции буроопускной сваи
Пример маркировки металлической сваи
Для упрощения подбора свайных конструкций изделия обязательно маркируются. В качестве примера можно рассмотреть следующую маркировку, например, SM-426/10/8/Э/Т/У/09Г2С-4/БП. Это означает, что конструкция сваи металлическая с диаметром стволовой части в 426 мм с толщиной стенок 10 мм, длина составляет 8 метров, буква «Э» означает применение электросварной трубы по ГОСТУ10704-91,буква «Т» вид наконечника (тупой), буква «У» обозначает тип хвостовой части сваи (усиленный), «БП» означает, что данная свая выпускается без покрытия.
Преимущество свайного буроопускного фундамента
Буроопускные свайные фундаменты имеют ряд преимуществ:
- Отсутствие земляных работ. Обычно перед началом работ по устройству фундаментов выполняются земляные работы по снятию растительного слоя и разработке котлованов или траншей для последующего монтажа несущих конструкций. Буроопускные сваи в качестве несущего основания не требуют разработки земляных котлованов, которые в условиях постоянного промерзания грунтов технологически тяжело выполнить.
- Отсутствие сезонности выполнения работ. Производство работ по устройству свайного фундамента в вечномерзлых грунтах допускается в любые погодные условия и независимо от времени года, что крайне важно в таких специфических северных условиях.
- Доступная и простая технология. В названии «буроопускные сваи» буквально в двух этих словах заключается вся технология устройства подобного несущего основания дома или сооружения.
Недостатки свайного буроопускного фундамента
К недостаткам этого вида свайного фундамента можно отнести следующее:
- В процессе производства работ по заполнению скважины цементно-песчаным раствором появляется избыточное тепло, что значительно увеличивает длительность вмораживания свайной конструкции, следовательно, увеличивается сроки строительства.
- Необходимость применения специальных авторастворовозов для изготовления и подогрева цементных смесей, что приводит к удорожанию строительства.
- Невозможность контролирования качества заполнения цементным раствором зазоров между стенками пробуренной скважины и телом сваи.
Некоторые недостатки вполне возможно устранить непосредственно на строительной площадке: например, для защиты от появления избыточной теплоотдачи строительных цементных растворов в полость металлической конструкции сваи заливают хладагент или охлаждающую жидкость.
Требования к свайным фундаментам в условиях мерзлоты
В северных климатических районах с постоянным промерзанием земляного основания возможно явление морозного пучения грунтов, которое свойственно глинистым и пылеватым почвам. Такое явление выпучивания замерзшего грунта может вызвать неравномерную осадку во время сезонного оттаивания верхнего слоя мерзлой почвы.
Чтобы исключить опасность неравномерной просадки здания, а, следовательно, возможного перекоса и опрокидывания несущих конструкций постройки, свайные фундаменты на мерзлых грунтах опускают на большую глубину. Поэтому так важно на стадии проектирования выполнить тщательный расчет величины опускания буроопускных свайных конструкций, учесть весь комплекс действующих геологических и гидрогеологических условий во время сезонного промерзания и оттаивания грунтов основания.
Буроопускные сваи обладают значительной способностью сопротивляться силе морозного пучения грунтов в условиях вечной мерзлоты. Правильное устройство свайного фундамента гарантирует устойчивость, прочность и долговечность всего здания или постройки.
Технология устройства буроопускных свай
Свайная технология применения буроопускных конструкций в качестве фундаментов разработана исключительно для сложных климатических условий вечномёрзлых скальных, твердомерзлых грунтов. Погружение свайных конструкций происходит в несколько этапов:
- Устройство скважины в грунте диаметром большим по размеру на 50 или 100 мм, чем диаметр конструкции сваи.
- Опускание опоры с квадратным поперечным сечением в полость подготовленной скважины на проектную глубину.
- Заполнение бетонной смесью марки не менее М 300 с морозостойкими добавками зазоров между телом сваи и боковыми стенками скважины.
- Демонтаж обсадных труб.
Когда буроопускная конструкция установлена, нужно подождать некоторое время для ее смерзания с окружающим грунтом, и лишь после этого свая готова к эксплуатации.
После завершения технологического процесса свайная буроопускная конструкция принимает нагрузку от веса дома или постройки и других факторов, и передает ее на нижние более крепкие грунтовые основания.
Обсадные трубы
Устройство свайных фундаментов буроопускным способом выполняется под защитой металлических инвентарных обсадных труб. Для предотвращения попадания земляной массы и грунтовой влаги, в пространство между телом сваи и скважины размещаются конструкции труб обсадки. После завершения процесса монтажа обсадные конструкции извлекаются.
В особых случаях, согласно проекту производства работ, обсадку оставляют в грунтовом массиве. Обсадные трубы могут иметь разные диаметры и для каждого конкретного случая можно подобрать свой размер. Внешнее сечение может быть в пределах от 620 мм до 2500 мм.
В грунт трубы обсадки погружаются с помощью следующих способов:
- Методом забивки труб.
- С помощью специального оборудования (вибростол).
- С применением бурового оборудования.
Процесс бурения грунта может выполняться ударным или вращательным методом.
Пример бурения скважины с обсадной трубой представлен на видео:
Виды буроопускных свай
Разрешается применять также полые сваи с последующим заполнением бетонной смесью. Размеры буронабивных конструкций подбираются на основании расчетных данных.
Металлические буроопускные сваи
Способы погружения свайных опор
Погружение свайных буроопускных конструкций в промерзшие грунты проводится следующим способом:
- Предварительное устройство скважины методом бурения.
- Очистка пробуренной скважины от снега, воды и шлама. Разрешается оставлять в полости слой не более 150 мм.
- Обязательное устройство песчано-гравийной амортизационной подушки с последующим механическим послойным уплотнением. Вместо мелкого гравия можно использоваться щебень мелкой фракции.
- Заполнение скважины цементно-песчаным раствором в пропорции 1: 5 на 1/3 глубины. В процессе погружения свайной опоры раствор будет выдавливаться и равномерно заполнять пространство вокруг опорной конструкции.
- Погружение металлической конструкции сваи в грунт с помощью специальной технологии. Обычно свая устанавливает в строго вертикальном положении в течение нескольких часов.
- Заполнение зазоров между телом свайной конструкции и скважины цементно-песчаной (глинистой) смесью, которая после замерзания смерзается с грунтом и добавляет дополнительную устойчивость буроопускной конструкции.
При заполнении пазух свайного фундамента следует помнить, что рекомендуется использовать для этих целей мерзлый материковый грунт.
Процесс монтажа буроопускной сваи
Механизированный способ уплотнения амортизационной подушки заключается в ударном опускании фундаментной опорной конструкции квадратного сечения с большой высоты в скважину.
Погружение буроопускных свай
Буроопускной способ погружения свай можно проводить следующими методами:
- Механизированный монтаж опор при помощи специальных механизмов. Для этой цели привлекается дорогостоящая грузоподъемная техника.
- Метод предварительного оттаивания мерзлого грунта с помощью установки специальных игл (шпунтов). Размораживание происходит под действием пара или электрической энергии. Такой метод энергозатратный, хотя относится к несложным по исполнению. Метод оттаивания мерзлого грунта требует внимания и продолжителен по времени.
- Использование при монтаже свай скважины меньшего диаметра. Забивка металлической конструкции сваи в мерзлый грунт проводится без предварительных подготовительных работ по устройству скважины. Такой метод рекомендован в пластичных мерзлых грунтах.
Погружение сваи механизированным способом
Каждый из этих методов погружения следует выбирать в соответствии существующих условий строительства домов и сооружений.
Если мерзлые грунты имеют пластичную структуру, то использование буроопускных свай является достойной альтернативой бурозабивной технологии устройства свайных фундаментов в условиях вечной мерзлоты.
Рекомендации по устройству свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах
Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"
Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.
Способы доставки
- Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
- Курьерская доставка (7 дней)
- Самовывоз из московского офиса
- Почта РФ
Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников организаций, занимающихся проектированием и строительством фундаментов на вечномерзлых грунтах и распространяются на устройство свайных фундаментов при использовании вечномерзлых грунтов основания при условии, что грунты основания используются в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации здания или сооружения.
- Заменяет РСН 14-62
- Заменяет РСН 41-72
Оглавление
1. Общие положения
2. Подготовка скважин для погружения свай в вечномерзлые грунты
3. Буроопускной способ погружения свай
4. Опускной способ погружения свай
5.Бурозабивной способ погружения свай
6. Контроль качества и приемка работ
| Дата введения | 01.02.2020 |
|---|---|
| Добавлен в базу | 01.09.2013 |
| Актуализация | 01.02.2020 |
Этот документ находится в:
- Раздел Экология
- Раздел 91 СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И СТРОИТЕЛЬСТВО
- Раздел 91.060 Строительные элементы
- Раздел 91.060.99 Строительные элементы прочие
- Раздел Строительство
- Раздел Справочные документы
- Раздел Директивные письма, положения, рекомендации и др.
Организации:
Нормативные ссылки:Разработан НИИОСП Госстроя СССР Разработан ПСМО Норильскстрой Утвержден НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ НИИОСП ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ нмеии Н.М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ имени Н.М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
свая в зависимости от способа их погружения и способа подготовки скважин*
2. ПОДГОТОВКА СКВАЖИН ДНЯ ДОГРУЖЕНИЯ СВАЙ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ
2*1* Ударно-канатное бурение (станками ЕС-I, ВС-IM, УЖ) и др.) заключается в разрушении и измельчении Мерзлого грунта кромками до-дота бурового снаряда, сбрасываемого с высоты 0,5-1 м, ваяивке в скважину воды для получения бурового шлама и удаления из скважины жидкого бурового шлама желонировашгем*
Буренке является калспроизводятельным и трудоемким процессом* поэтому его рекомендуется применять щщ подготовке скважин в вечно-мерзлых грунтах с большим содержанием крушообяоночнйго материала и валунов при подтоке грунтовых вод, при прослойках талого грунта, когда требуется обсадка х в других случаях, когда бодее экономичные я производительные способы бурения неприменимы.
2*2. Качество стенок скважшш при ударно^канатном бурении зависит от состава и температуры пробуриваемых вечномерзлых грунтов* В однородных низкотемпературных грунтах без хрупнообломочнкх включений скважины получаются вертикальными, правильной формы, с ровными стенками* В грунтах с большим количеством кругаообяомочинх включений и валунов скважины могут отклоняться от вертикали, иметь изломы продольной оси, эллиптичность, каверны* На дне скважины обычно остается слой шлама глубиной 15-30 см* Прогрев мерзлых грунтов, прилегающих в стенкам скважины, значительный, в особенности в местах, где встречаются валуны и прослойки гравия и гальки, поэтому при заливке в скважину воду в процессе бурения необходимо регулировать ее температуру с учетом температуры и состава грунта. Оборудование для ударно-канатного бурения предусматривает возможность обсадки как устья, так и ствола скважины.
2.3. Вращательное резцово-шнековое бурение скважин бурильно-крановыми машинами ЕМ-8020, ШК-1501, Ш-2000 ш др. заключается в разрушении мерзлого грунта ре гнием и отчасти сколом и в удалении сравнительно крупных кусков мерзлого грунта механическими способами.
Вращательное бурение является высокопроизводительным, малоэнергоемким процессом, его рекомендуется применять в однородных вечно -мерзлых грунтах с ограниченным количеством крушообломочкого материала.
2.4. Вращательное шарошечное бурение е пневмошнековой системой очистил скважин (станками ЕГС-500, ЕГС-350, НГС-600 к до.) замечается в разрушении * измельчении мерзлого грунта шарошками и удалении разрушенной порода с помощью шнеков» сжатого воздуха. Бурение наиболее эффективно при проходке скважин в твердомерзлых грунтах с содержанием валунов до 5СЙ (размером до 30 см) и гравнйно-галечникових грунтах. Такое бурение как более производительное рекомендуется применять вместо ударно-канатного.
2.5. При вращательном резцово-шнековом я шарошечном бурении скважины получаются вертикальными, правильной формы, с ровными стенками. На дне скважин обычно остается небольшое количество неизвлеченной разрушенной породы. Как устье, тал и ствол скважины при враща -тельном бурении обсаживать можно, но это достаточно трудоемкая операция. Прогрев мерзлых грунтов, прилегающих к стенкам скважин, незначителен и не оказывает существенного влияния на продолжительность вмерзания свай.
2.6. При комбинированном бурении мерзлый грунт разрушается в результате совместного теплового и механического воздействия .
2.7. Комбинированное огневое териомеханхческое бурение термомеханическим буровым станком ТБС заключается в разрушении мерзлого грунта в результате воздействия на забой скважины высокотемпературной газовой струн (800-1400°С), подаваемой со сверхзвуковой скоростью, и механического вращательного воздействия шарошками. Разрушенный, раздробленный и истертый до состояния мелкого песка и пыли грунт удаляется восходящей струей отработанного газа. Огневое термомеханическое бурение скважин под свая на однородных вечномерзлых грунтах с ограниченным количеством крупнообломочного материала является достаточно производительным и может быть сопоставимо с враща -тельным резцово-шнековым бурением. Однако стоимость станков ТБС и их эксплуатации примерно в Ю раз превосходит таковую по сравнению с бурильными машинами вращательного действия (БМ-802С).
При наличии в вечномерзлом грунте валунов и крупнообломочного материала огневое термонеханическое бурение можно сопоставить с ша-рошечнш бурением (станками EFC-500). Однако термическое разрушение валунов и крупнообдоиочных включений связано с резким замедлением бурения, образованием увирений скважины и значительным обогревом вечномерзлых грунтов. Это повышает расход раствора для заполнения скважин и значительно увеличивает продолжительность вмерзания свай. Вследствие
очень быстрого выхода хз строя шарошек в большого расхода горючего обычно в практике строительства на таких грунтах термомеханические буровые станки (ТБС) переоборудуются на простое шарошечное бурение к работают без подачи к забою горючей смеси.
2.8. Комбинированное п&роввбролндерноа бурение заключается в погружения с вибрацией в мерзлый грунт трубчатой конструкции (трубчат того 6ypaJ с открытым нижним торцом, по кольцевому сечению которого непрерывно под давлением: подается пар. Благодаря колебаниям, вызываемый вибропогружателем, паровой вибролидер непрерывно перемещается вслед аа границей оттаивания, и струи пара из буровой коронки попадают непосредственно в поверхности мерзлого грунта. Грунт разрушают, оттаивают и прорезают коронкой по кольцевому сечению. Керн мерзлого грунта извлекают из скважины или оттаивают и оставляют в ней в виде грунтового шлама, заменяющего раствор для заполнения пазух между стенками скважины и сваей»
Скважина подучается вертикальной, правильной Форш?, стеши ровные. Вечномерзлые грунты, прилегающие к стенкам скважины, оттаивают на толщине 2-3 см и еще на несколько сантиметров переходят из твердомерзлого в пдастичномерэлое состояние.
Способ отличается высокой производительностью. Применим в вечномерзлых грунтах независимо от их температур? я состава с содержанием крупнообломочных включений до 30$.
2.9» Отличием тепловых способов подготовки скважин от механических способов бурения является то, что трудоемкое механическое разрушение вечномерзлых грунтов заменяется их оттаиванием. Высокопрочный мерзлый грунт превращается в разжиженную и разогретую до 100° массу оттаянного грунта, заполняющую скважину примерно на 0,9 ее глубины. Скважины под свая при использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований по I принципу, как правило, оттаивают паром, подаваемым под давлением через паровую иглу (см.равд.4).
Скважины часто получаются неровными, с уширеняяыя на отдельных горизонтах, обогрев стенок значительный.
2.10. Способ бурения скважин под сван выбирается с учетом мерзлотно-грунтовых условий строительной площадки и технологических возможностей строительной организации. В таблицах 2.1-2.3 приводятся также условия для рационального применения способа подготовки скважин протайванием их паром.
Мерзлотно-грунтовые условия для рационального применения способов бурения скважин» а такие для пропаивания скважин паром
Мерзлотно-грунтовые условия для рационального применения способа подготовки скважин
Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах
![]()
Устройство свайных фундаментов в вечномёрзлых грунтах требует знания технической стороны вопроса. На Крайнем Севере суровый климат и устройство свай в вечномерзлых грунтах, а также строительство свайных фундаментов проводится в соответствии с технологическими требованиями по монтажу буронабивных и буроопускных опор. При проектировании и проведении монтажных работ, учитываются особенности и свойства земли на строительной площадке.
Характеристики пород
К вечномёрзлым относятся породы, находящиеся в мёрзлом состоянии от 3-х и свыше лет. Они характеризуются нестабильной структурой: в период оттаивания значительно оседают из-за нарушения естественной структуры. К деятельной полосе земли относится верхний слой, который оттаивает летом, а и с приходом зимы замерзает. Периоды обильного оттаивания и замерзания приводят к её пучению. Это ухудшает устойчивость, и снижает прочность домов, возведённых на таком покрытии.
На глубину деятельного слоя влияют климатические условия и геологический тип залегающей земли. В зависимости от этих факторов его мощность может колебаться в пределах от 0,3 до 4 метров. По мере продвижения к югу, глубина деятельного слоя увеличивается. Максимальную глубину поверхностного слоя имеет земля с открытыми порами, в структуре которых преобладают куски скальных пород и песок.
Деятельные покрытия делятся на:
- Сливающиеся – в период зимних холодов поверхностный грунт промерзает на всю глубину, и смерзается со своим вечномёрзлым основанием;
- Не сливающиеся – наличие незамерзающей перемычки между поверхностным слоем и материковым основанием.
Вечномёрзлая толща делится:
- Непрерывно мёрзлый грунт – состоит из однородной массы земли;
- В состав слоистой толщи входят прослойки из смёрзшихся пород, льда или слоёв, подверженных воздействию подпочвенных вод.
Земля под основание сооружения может состоять из покрытий любого вида, среди которых наибольшее распространение получили основные типы. К редко встречающимся типам мерзлотных покрытий относятся скальные породы.
В зависимости от состояния, мёрзлые почвы делятся на такие типы:
- Твёрдомёрзлая порода – относится смерзшийся песок, который в мёрзлом виде обладает характеристиками скальной подошвы.
- Пластичномёрзлые слои. В их состав входят глинистые почвы. Вследствие содержания в них замёрзшей воды, они подвержены сжатию под воздействием определённой нагрузки;
- Сыпучемёрзлые покрытия – относится песчаный и гравийный слой. Они даже в мёрзлом виде не скреплены льдом и достаточно рыхлые.
В процессе возведения здания следует учитывать особенности и структуру земли, чтобы построенное здание было надежным и долговечным.
Возведение фундаментов в условиях вечной мерзлоты
Для возведения дома используются специальные технологии. На стадии проектирования конструкций сооружения, необходимо предусмотреть такие моменты:
- Разработать меры по снижению износа постройки вследствие деформаций;
- Тщательно рассчитать глубину закладки фундамента;
- Выбрать тип конструкции, учитывая местные особенности грунта;
- Технологический проект по монтажу опор здания, рассчитанный на строительство в сложных природных условиях. Определить метод заглубления деталей.
Независимо от климатических условий, в которых ведётся строительство, в процессе возведения здания требуется соблюдать строительные стандарты и нормы. Особо тщательно контролируется правильность выполнение технологии работ. На вечномёрзлых грунтах строительству домов необходимо уделять еще больше внимания, подбирая соответствующие несущие конструкции постройки.
Фундамент на сваях
При возведении ленточного основания здания на вечной мерзлоте возникает много вопросов: вынуть большой объём грунта, сложность рытья траншеи и другие моменты. В отличие от остальных видов, столбчатая конструкция обладает значительными достоинствами:
- Нет необходимости в выемке грунта из котлована. Это экономит средства на дорогостоящих работах в тяжёлых естественных условиях;
- Возможность возведения при любой погоде, в любой период года;
- Технологически, обустройство свайного фундамента методом погружения столбов, является простым и доступным мероприятием;
- В условиях мерзлоты столбы обычно монтируются на значительную глубину. Такой подход исключает риск неравномерного оседания дома и опрокидывания сооружения.
Расчётная величина заглубления деталей учитывает показатели по результатам геологических и гидрологических изысканий, а также сезонные колебания величины толщины грунта, подверженного промерзанию и оттаиванию. С особым вниманием следует отнестись к пучению из-за морозов, которое имеет место на пылеватых и глинистых смесях. При выпучивании замёрзшего грунта нарушается равномерность осадки опор во время сезонного таяния поверхности мёрзлой почвы.
Важно знать
Опоры более приспособлены к сопротивлению силе морозного пучения, чем прочие типы фундаментов. Установка СВФ для дома в замёрзшей земле, гарантирует постройкам долговечность и высокие прочностные характеристики.
Фундамент на буроопускных сваях
Технология обустройства фундамента с помощью буроопускных столбов рассчитана именно на районы с вечномёрзлыми почвами. Метод заглубления свай включает в себя основные технологические этапы:
- Заглубление квадратных опор в пробуренную скважину, размеры которой превышают опускаемую сваю;
- Наполнение бетонной смесью полостей между столбом и стенами скважины.
Столбы эффективно перераспределяют массу дома на нижние горизонты глины и на боковые стенки, сжатые породой. Выпускаемые заводом буроопускные столбы прямоугольного сечения изготавливаются из металла. Низ ствола оборудуется уширением с прикреплённой опорной деталью и рёбрами жёсткости. Установленный между телом сваи и наконечником специальный технологический элемент, влияет на несущие характеристики всей конструкции.
Важно
Квадратные детали и опоры-оболочки также используются для обустройства свайного основания. Сваи-оболочки необходимо усиливать бетонным раствором, заливаемым в полости после окончания строительных работ.
Размеры элементов принимаются в соответствии с проектными расчётами. Увеличенная прочность свайной конструкции достигается при использовании составных опор. При этом они обязательно должны опираться на твёрдую поверхность.
Технология и методы погружения столбов
Установка свай в вечномёрзлом грунте делится на несколько подготовительных операций. Технология возведения основания из буроопускных конструкций выглядит так:
- Подготовительное бурение отверстий;
- Создание амортизационного слоя из песчано-гравийного материала – в отверстие закладывается крупнозернистый песок и утрамбовывается. Затем закладывается мелкий гравий с последующим уплотнением;
- Опускание металлической сваи в подготовленное отверстие с использованием специальной техники;
- Заливка пазух вокруг внешней поверхности опоры раствором цемента с песком или глиной.
Песчано-гравийная смесь утрамбовывается с помощью квадратной детали. Она опускается в отверстие с большой высоты, уплотняя гравийно-песчаную смесь.
На выбор способа погружения деталей в мёрзлую почву влияет комплекс условий, включающий состояние покрытия. В различных ситуациях используются такие способы погружения столбов:
- Механизированный монтаж элементов – при этом методе буроопускные сваи устанавливаются в отверстия с помощью подъёмных механизмов. За счёт привлечения дорогостоящей техники этот способ монтажа не дёшев;
- Установка столбов в предварительно оттаянную почву. Оттаивание осуществляется с помощью использования источника пара или электричества. Это сложный и дорогостоящий метод;
- Установка конструкций в заведомо зауженные предварительно пробуренные скважины бурозабивным методом;
- Забивка деталей без подготовительных работ.
Первые два метода нашли своё применение на твёрдомёрзлых почвах. Технология установки основания дома забивкой обычно используется в пластичной породе. При выборе метода заглубления свай необходимо учитывать особенности, плюсы и минусы каждого метода, а также изучить местные условия на строительной площадке.
Читайте также:
- Раздел Справочные документы
- Раздел 91.060 Строительные элементы
- Раздел 91 СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И СТРОИТЕЛЬСТВО
