Технология и устройство буровых опор

Для выполнения буровых опор применяют машины вращательного, ударного бурения и комбинированные. Вращательные рабочие органы чаще всего выполнены в виде шнека или ковша. Ударные – в виде бурового долота. Машины, у которых имеется вращательный буровой орган и долото – комбинированные.

Существуют 3 технолог. схемы устройства буровых опор:

1,«сухой» способ – применяется в связных сухих и маловлажных грунтах, где бурение можно вести без крепления стенок скважин;2,с креплением скважин обсадной трубой – применяется в любых геол. и гидрогеол. условиях обсадные трубы защищают стенки пробуренной скважины от обрушения.;3,с бурением под глинистым раствором – используют в водонасыщенных связных грунтах.

Сухой способ

В грунте буровой установкой пробуривается скважина. При необходимости в готовую скважину устанавливается армокаркас. В зависимости от инженерно-геологических условий, особенностей здания и нагрузок, буровые опоры армируются на полную L, часть L или только в верхней части для связи с ростверком. Затем скважина бетонируется методом вертикально перемещающейся трубы. Поданная в скважину бетонная смесь уплотняется с помощью вибратора, закрепленного на бетонной трубе , которая извлекается из скважины по мере бетонирования.

С креплением скважин обсадной трубой

Опоры с обсадной трубой бывают 2х видов:- с извлекаемой;- с неизвлекаемой трубой-оболочкой

С извлекаемой трубой (сваи Страуса, сваи Франки). В процессе бурения в скважину погружается обсадная труба. После ее погружения до проектной отметки в скважину порциями, с трамбованием, подается бетонная смесь. По мере заполнения обсадная труба извлекается.

Диаметр 0,4-1,5 м, длина до 100м. Диаметр 0,6-2м, длина до 60м.

С неизвлекаемой трубой – при глинистых грунтах текучей консистенции, с прослойкой песков и супеси, где под напором подземных вод ствол опоры на отдельных участках может быть разрушен во время твердения бетонной смеси. Такие сваи (опоры) очень дороги и используются в основном в гидротехн. и трансп. строительстве (опоры мостов).

С бурением под глинистым раствором

Используют в водонасыщенных глинистых грунтах. При устройстве безоболочковых опор глинистый раствор, подаваемый при бурении, создает избыточное давление в скважине и препятствует обрушению ее стенок. После выполнения работ по бурению в забой скважины через бетонолитную трубу подается бетонная смесь, которая вытесняет раствор глины.

Оболочки

Они погружаются в грунт вибропогружателями. В зависимости от плотности грунта могут погружаться без выемки или с выемкой грунта. При расчете оболочек эти 2 способа необходимо учитывать.(Рисунок)1-оболочка,2-выбропогружатель,3-грейфер для выемки грунта

Опускные колодцы

Они устраиваются при строительстве подземных сооружений, насосных станций, водозабора, гаражей, мостов…

Устройство опускного колодца

На поверхности грунта вначале выполняют работы по устройству некоторой части по высоте колодца. Затем внутри него разрабатывают грунт, под ножом колодца. Теряя опору, колодец под действием собственного веса опускается до тех пор, пока не заглубится в незатронутый разработкой грунт. Наращивают стенки колодца и работу повторяют. Все это выполняется до тех пор, пока не будет пройдена толща слабых грунтов и колодец не достигнет проектной отметки заложения . после чего бетонируют днище колодца.(Рисунки)

В настоящее время устраивается диаметр от 6 до 45 метров и глубина до 45 метров.

Плюсы опускных колодцев:-не требуется крепление стенок,-уменьшается объем земляных работ, -снижается расход материалов по сравнению с обычными ф-ми.

Опускные колодцы подразделяются:

1,по форме колодца в плане:-круглые,-прямоугольные,-квадратные,-с закругл. торцевыми стенками.2,по материалу:-бетонные,-металл,-каменные,-кирпич

Кессоны

Кессоны (кессонные фундаменты) – опускные сооружения, в отличие от опускного колодца отжатие грунтовых вод при погружение производится сжатым воздухом. Основная часть кессона – это рабочая камера (для рабочих). Давление в ней повышают по мере погружения в грунт. Это давление уравновешивает давление от столба грунт. воды и не пропускает ее в рабочую камеру. Максимальная глубина погружения кессона 35-40 м в связи с ограничением давления в рабочей камере кессона. В связи с этими сложностями кессонные фундаменты выполняют редко, только при наличии в грунтах крупных включений, либо в случае необходимости опирания фундамента на наклонную поверхность скалы.

Расчет глубоких опор

Особенности работы глубокой опоры: 1. подошва работает в условиях большого пригруза и возможность выбора грунта отсутствует(Рисунок1)2. большие силы трения грунта на боковой поверхности опоры; 3. гл. опора – это жесткая конструкции, вследствие чего имеет большое сопротивление горизонтальным нагрузкам.

Расчет глубоких опор на вертикальную нагрузку

Расчет ведется по формуле: Fd=гама с(гамаcr*RA+Uсума(отnдо i=1)*гамаcf*fi*hi)-формула 8 снип

Гамма с – коэфф. условий работы опоры в грунте, =1,Гамма CR и гамма cf - коэфф. условий работы соответственно под нижним концом и на боковой поверхности опоры, принимаются по таблице 5 (для опор, заполненных бетоном) и таблице 3 (для опор без выемки грунта). Например, для опор, погружаемых вибрированием с выемкой грунта гамма CR в песках=1; в супесях=0,9; в суглинках=0,7.R-расчетное сопротивление грунта под нижним концом опоры. Для глинистых грунтов принимается по таблице 7 СНиПа, для крупнообломочных и песчаных по формуле 12 СНиПа. R=0,75*а4(а₁ гама_I’d+ а ₂ а₃ гама_Ih) - формула 12 СНиПа где а – безразмерные коэффициенты, принимаются по таблице 6 снипа, в зависимости от величины расчетного значения < внутреннего трения грунта. гама_I – расчетное значение удельного веса грунта в основании опоры с учетом взвешивающего действия воды;гама_I’- тоже, но осредненное по слоям, расположенным выше подошвы опоры; d- диаметр опоры, в метрах;h- глубина от уровня планировки до подошвы опоры, в метрах; А – площадь опирания опоры в метрах квадратных;u- периметр поперечного сечения опоры в метрах;fi – расчетное сопротивление i-того слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью опоры.(Рисунок2)При наличии уширения опоры часть ее, показанная на рисунке и обозначенная высотой h в расчете на боковое трение не учитывается.