Примечания: 1. Максимальная высота падения ударной части молотов всех типов ограничивается из условия максимальной скорости соударения не более 6 м/с. Соблюдение этого условия обеспечивается конструктивно во всех отечественных моделях паровоздушных и дизельных молотов. При работе с подвесными молотами максимальная высота падения не должна превышать 1,5 м.
2. Запрещается погружать железобетонные сваи трубчатым дизель-молотом с вывернутой декомпрессионной пробкой, работающим в режиме простого свободнопадающего молота.
6.60. Одной из причин появления поперечных трещин в железобетонных свайных элементах является их изгиб.
Чрезмерные напряжения от изгиба могут возникнуть из-за поперечных колебаний свайного элемента вследствие нецентрального удара и нарушений в наголовнике, указанных в п. 6.58.
Наличие изгиба, связанного с отклонением свайного элемента или копровой установки от первоначального положения, следует устанавливать по отходу головы свайного элемента в сторону после снятия с нее молота с подвешенным к нему наголовником.
Другой причиной появления поперечных трещин являются растягивающие напряжения, которые могут возникнуть в свайном элементе в начале забивки, при нахождении его нижнего конца в зоне слабых грунтов и при забивке с применением подмыва или лидерного бурения.
Свидетельством слабого сопротивления грунта является большой отказ сваи, поэтому в тех случаях, когда поперечные трещины не допускаются, необходимо ограничивать максимальный отказ во время погружения железобетонных свайных элементов следующими величинами при длине свайных элементов до 10 м - 5 - 6 см; от 10 до 15 м - 4 - 5 см; от 15 до 20 м - 3 - 4 см; более 20 м - 2 - 3 см.
При отказах более указанных следует уменьшить высоту падения ударной части молота. При этом разрешается ограничивать высоту падения для паровоздушных молотов до 0,3 м, а для трубчатых дизель-молотов до 1,5 м вне зависимости от величины последующих отказов. Другой мерой снижения растягивающих напряжений является применение менее жестких амортизаторов в наголовнике.
6.61. Наклонные трещины (обычно под углом, близким к 45°) в железобетонных свайных элементах появляются в результате действия скручивающих усилий, возникающих из-за препятствия, создаваемого наголовником, свободному повороту свайного элемента вокруг своей оси, или совместного действия скручивающих усилий и растягивающих напряжений.
Признаком действия крутящего момента является поворот головы свайного элемента после снятия наголовника и наличие следов трения от углов головы на внутренней стороне нижней выемки наголовника.
При обнаружении поворота свайного элемента необходимо развернуть копровую стрелу или всю копровую установку вокруг сваи; при забивке свай трубчатым дизель-молотом и наголовнике без хвостовика достаточно отсоединить подвеску наголовника к молоту.
Вибропогружение свайных элементов
6.62. Крепление вибропогружателя к свайным элементам должно быть жестким, соосным и обеспечивать установку и снятие его с погружаемого элемента в кратчайший срок. Для свай и свай-оболочек следует применять преимущественно безболтовые самозакрепляющиеся наголовники.
6.63. Для обеспечения плотного контакта головы свайного элемента с вибропогружателем и во избежание ее нарушения затяжку гаек фланцево-болтового соединения нужно производить равномерно по всей окружности в несколько проходов накидными ключами с длиной рычага не менее 1 м, после чего включить на 10 - 15 секунд вибропогружатель, и затем произвести окончательную затяжку гаек с постановкой контргаек.
6.64. Эксплуатацию вибропогружателей и вибромолотов, а также их текущее содержание и ремонт следует осуществлять в соответствии с заводской инструкцией по эксплуатации вибропогружателей и «Указаниями по эксплуатации и ремонту вибропогружателей и вибромолотов в транспортном строительстве» Минтрансстроя СССР.
6.65. Пульт управления вибропогружателя следует подключать к шинам низкого напряжения понизительной подстанции отдельным кабелем, падение напряжения в котором не должно быть более 20 В при номинальном напряжении 380 В.
Мощность подстанции или передвижной электростанции, обслуживающей вибропогружатели, имеющие двигатели с фазным ротором, должна быть в 1,5 раза, а при обслуживании вибромолотов с электродвигателями с короткозамкнутыми роторами - 1,5 - 2 раза больше номинальной мощности двигателей.
6.66. При подготовке вибропогружателя к пуску необходимо проверить состояние болтовых соединений и их шплинтовки, убедиться в наличии заземления корпуса вибропогружателя и пульта управления, а также исправности щеточной системы.
6.67. В целях предотвращения работы электродвигателя на недопустимо пониженном напряжении в питающей сети (ниже 360 В) запрещается работать вибропогружателями, не имеющими на пульте управления вольтметры и амперметры на каждой фазе.
Напряжения на трех фазах пульта управления при работе вибропогружателя не должны отличаться более чем на 5 %.
6.68. После включения вибропогружателя, установленного на свайный элемент, погруженный ранее на некоторую глубину, время, необходимое для его срыва и дальнейшего погружения, может колебаться от нескольких секунд в водонасыщенных песках до 15 - 30 мин в глинистых грунтах. Для уменьшения этого времени следует, доведя обороты дебалансов до максимума, периодически их уменьшать и увеличивать, переключая контроллер. После срыва свайного элемента могут резко повыситься скорость погружения, сила тока, нагрузка на двигатель и амплитуда колебаний. В этом случае следует уменьшить обороты, а затем привести их к номиналу в соответствии с величиной потребляемой мощности или силы тока.
6.69. Нормальные условия погружения свайных элементов характеризуются амплитудами их колебаний не менее 5 - 8 мм и скоростью погружения не менее 5 см/мин. Если скорость погружения свайного элемента при постоянном режиме вибрации и отсутствии твердых препятствий становится по мере заглубления в грунт менее 5 см/мин (за исключением последнего залога) с одновременным снижением силы тока, потребляемой мощности и амплитуды колебаний (до 3 - 4 мм), то для увеличения глубины погружения следует принудительно повышать потребляемую мощность (силу тока), используя для этого конструктивные особенности вибропогружателей (переход на более высокие ступени частоты вращения дебалансов, увеличение статического момента их массы, безинерционная пригрузка). При этом следует учитывать, что повышение частоты вращения дебалансов может быть эффективно в грунтах легких и средних, а тяжелые грунты (особенно тугопластичные и полутвердые глины и суглинок) требуют повышения амплитуды колебаний за счет увеличения статического момента массы дебалансов при невысоких частотах их вращения порядка 300 - 420 в мин.
При недостаточной эффективности этих мер и снижении скорости погружения ниже 2 см/мин следует ориентироваться на применение более мощного вибропогружателя, подмыв или разработку грунта в полости свайных элементов.
6.70. Для обеспечения целостности свайного элемента в ходе его погружения необходимо следить за напряжением питающей сети, величинами тока, амплитуд колебаний и скорости погружения. Внезапное повышение амплитуд, силы тока и потребляемой мощности может возникнуть при встрече свайного элемента с плотным грунтом или валуном, при расстройстве крепления вибропогружателя или же из-за входа нижнего конца свайного элемента в слой слабого грунта, что сразу сопровождается ростом скорости погружения. Если повышение потребляемой мощности, тока и амплитуд не сопровождается ростом скорости погружения, причина заключается во встрече с твердым препятствием, которое может представлять опасность для целостности свайного элемента или же в ослаблении крепления вибропогружателя к свайному элементу.
В этом случае вибропогружатель следует выключить и, устранив люфты и неплотности в креплении, возобновить погружение. Если и после этого повторяется прежняя картина, следовательно нижний конец свайного элемента встретился с твердым препятствием и нужно принять меры по его устранению.
6.71. Если в процессе вибропогружения возникают горизонтальные колебания верха незаглубленной в грунт части свайного элемента (при свободной длине его, превышающей в 5 и более раз размер поперечного сечения) с амплитудой 2 - 3 см и более, погружение должно быть приостановлено для принятия мер по уменьшению величин амплитуд колебаний путем сокращения зазора в ячейках направляющего каркаса или изменения частоты колебаний вибропогружателя, а также проверки и устранения возможной несоосности вибропогружателя и свайного элемента.
6.72. В процессе вибропогружения свайных элементов необходимо вести журнал по форме, указанной в справочном приложении 2, ч. III, в который дополнительно заносят все существенные факты, наблюдаемые в период производства работ.
Ориентировочная оценка несущей способности сваи и свай-оболочек, погружаемых с применением вибропогружателей, производится в соответствии с методиками, приведенными в приложении 5 СНиП 3.02.01-87.
Особенности погружения свай-оболочек
6.73. При достаточной мощности вибропогружающего механизма и прочности сваи-оболочки с целью повышения ее несущей способности погружение рекомендуется вести без извлечения грунта из полости сваи-оболочки.
В противном случае необходимо применять технологические мероприятия, предусмотренные проектом или дополнительно согласованные заказчиком и заключающиеся в снижении сил трения по боковой поверхности и уменьшении сопротивления грунтового сердечника путем применения подмыва или гидравлической или механической его разработки.
Во избежание снижения несущей способности сваи-оболочки гидравлическую или механическую разработку грунта и полости следует производить периодически, по мере возрастания сопротивления и уменьшения скорости погружения до 2 - 5 см/мин. При этом глубина лидирующего подмыва или выемки грунта должна быть по возможности минимальной и устанавливается опытным погружением.
Минимальная высота несущего грунтового ядра назначается проектной организацией в зависимости от грунтовых условий.
Гидравлические способы разработки и удаления грунта из полостей вертикальных и наклонных свай-оболочек рекомендуется применять при погружении в грунт всех категорий, за исключением скальных, глинистых грунтов твердой консистенции и других грунтов, не поддающихся гидравлическому рыхлению.
Эти способы заключаются в периодическом гидравлическом рыхлении грунта внутренними подмывными трубками и удалении его с помощью эрлифтов, гидроэлеваторов и гидрожелонок.
6.74. Оборудование, применяемое для гидравлического рыхления грунта внутри сваи-оболочки, аналогично оборудованию, применяемому для подмыва (см. пп. 6.80 - 6.81). Напор воды устанавливают с учетом физико-механических свойств грунтов, подлежащих рыхлению. Для рыхления мелких и среднезернистых песков давление воды на выходе из подмывных трубок должно быть не менее 0,4 МПа, а пластичных суглинков и глин - не менее 1 МПа. Производительность и тип насосов должны обеспечивать подачу воды в каждую подмывную трубку 0,7 - 1,0 м3/мин.
Для удаления песчаных и других слабосвязанных грунтов применяют эрлифты с диаметром стояка 150 - 200 мм, а для удаления гравелисто-галечниковых грунтов - 200 - 250 мм. При этом необходимо, чтобы высота нагнетания пульпы составляла не более 50 % от глубины погружения эрлифта в воду.
Производительность компрессора определяется необходимым расходом воздуха: для одного эрлифта с диаметром всасывающего отверстия 150 мм - 9 - 12 м3/мин, 200 мм - 15 - 18 м3/мин, 250 мм - 23 - 26 м3/мин; для воздушных трубок, расположенных рядом с подмывными, - 2 - 3 м3/мин на каждую трубку.
6.75. В сваях-оболочках диаметром до 2 м положение всаса эрлифта или гидроэлеватора должно фиксироваться на продольной оси сваи-оболочки, что обеспечивается применением специальных центрирующих приспособлений. При этом должна обеспечиваться возможность вертикального перемещения эрлифта.
Для предотвращения наплыва грунта в сваю-оболочку при работе эрлифта необходимо в ней поддерживать воду на уровне более высоком, чем отметка горизонта воды в водоеме.
В тех же условиях, что и эрлифты, для удаления грунта из свай-оболочек можно применять гпдроэлеваторы с кольцевой насадкой. Преимущество гидроэлеваторов заключается в возможности работы ими без поддержания в свае-оболочке повышенного уровня воды.
Примечание. Гидроэлеваторы и эрлифты применяют также для удаления плотных связных грунтов при предварительном разбуривании их буровыми станками.
Для удаления мелких валунов, оставшихся на забое при разработке грунта эрлифтами и гидроэлеваторами, применяют гидрожелонку, представляющую собой гидроэлеватор с кольцевой насадкой диаметром 25 - 30 см, оборудованную приемным бункером цилиндрической формы.
6.76. Механический способ разработки грунта в полости сваи-оболочки следует применять при вертикально погружаемых сваях-оболочках диаметром более 1 м в тех случаях, когда гидравлические способы разработки и удаления грунта по каким-либо причинам (отсутствие оборудования, плотные грунты и т.д.) не могут быть использованы.
При механической разработке грунта в полости сваи-оболочки наибольший размер грейфера в плане (в раскрытом состоянии) должен быть на 0,3 м меньше диаметра полости сваи-оболочки.
Для выемки грунта следует, как правило, применять одноканатные или четырехканатные многочелюстные грейферы. Двухканатные грейферы могут использоваться при глубине до 20 м при условии снабжения грейфера во избежание вращения дополнительным тросом, закрепленным через блок к противовесу, установленному на мачте крана.
При применении двухчелюстного грейфера последний снабжается дополнительной пригрузкой, а режущей кромке челюстей придается криволинейное очертание.
При работе с грейферами нельзя допускать образования грунтовых пробок, трудно поддающихся разработке, поэтому сито-оболочку погружают ступенями, величина которых (обычно 30 - 200 см) зависит от диаметра сваи-оболочки, вида грунта и возможности разработки его ниже ножа сваи-оболочки с целью увеличения глубины погружения за ступень.
