Определение контрольного отказа свай после «отдыха» и назначение продолжительности «отдыха» производится в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-78. Измерение осадок свай при определении отказов производится с точностью до 1 мм.

При регистрации количества ударов молота на каждый метр забивки, а также при определении контрольного отказа фиксируется средняя высота падения ударной части молота.

8.36. Контроль погружения свай-колонн следует вести по заданным проектным отметкам.

8.37. В случае изменения при производстве работ указанных в проекте параметров молота или сваи контрольной остаточный отказ е для свай длиной до 25 м включительно при забивке и добивке должен удовлетворять нижеприведенным формулам (23) или (24), а для свай длиной свыше 25 м новое значение расчетного отказа определяется с использованием программ по волновой теории удара (см. п. 8.11)

                                     (23)

                         (24)

где е - остаточный отказ, см, равный величине погружения сваи от одного удара при забивке ее молотом; с - упругий отказ сваи (упругие перемещения грунта и сваи), см, определяемый с помощью отказомера; п - коэффициент, кН/м2, принимаемый для типа свай:

Железобетонная с наголовником          150

Деревянная:

без подбабка                                        100

с подбабком                                         80

Стальная с наголовником                      500;

F - площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения ствола сваи (независимо от наличия или отсутствия у сваи острия), м2; Эр - расчетная энергия удара, Дж, принимаемая для дизель-молотов (п. 8.8), для молотов подвесных и одиночного действия равной QH, для молотов двойного действия - по паспортным данным; Q - вес ударной части молота, кН; Н - фактическая высота падения ударной части, м; Кн - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,4 в формуле (21) и 1,25 в формуле (22), а для молотов при количестве свай в опоре более 20 - 1,4; при 11-20 - 1,6; при 6-10 - 1,65; при 1-5 - 1,75; Р - несущая способность сваи, указанная в проекте, кН; ε - коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке железобетонных и стальных свай молотами ударного действия с применением наголовников с деревянным вкладышем ε2 = 0,2; q - вес сваи и наголовника, кН; q1 - вес подбабка, кН; h - высота, принимаемая для дизель-молотов, h = 50 см, а в остальных случаях h = 0; Ω - площадь боковой поверхности сваи, м2; п0, пб - коэффициенты, учитывающие необходимость перехода от динамического сопротивления к статическому сопротивлению грунта и равные nб = 0,25 см/кН; n0 = 0,0025 см/кН; g - ускорение силы тяжести (g = 0,0981 см/с2).

8.38. Несущая способность свай и свай-оболочек, погружаемых с помощью низкочастотных вибропогружателей и не опирающихся на скальное или полускальное основание, определяется при средней скорости вибропогружения от 2 до 30 см/мин на контрольном залоге по формуле

Ф = 1500 · КбМбNвn / Аnв + 3,8МлQв) 1 / Кн,                                 (25)

где Ф - достигнутая фактическая несущая способность сваи или сваи-оболочки, кН; Кн - коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,4; Qв - вес вибросистемы, равный суммарному весу сваи, наголовника и вибропогружателя, кН; А - фактическая амплитуда колебаний, принимаемая равной половине полного размаха колебаний сваи и сваи-оболочки на последней минуте погружения, см; nв - частота колебаний вибросистемы в 1 мин, равная фактической частоте вращения дебалансов вибропогружателя в 1 мин; Кб - коэффициент снижения бокового сопротивления грунта в ходе вибропогружения (п. 8.23); Мб - коэффициент влияния вибропогружения на несущую способность сваи по боковой поверхности, принимаемый по табл. 55; Мл - коэффициент влияния вибропогружения на несущую способность сваи под острием или нижним торцом, принимаемый по табл. 56; Nвn - мощность, расходуемая электродвигателем на движение вибросистемы, кВт, определяемая по формуле

Nвn = ηNв - Nx,                                                        (26)

где Nв - потребляемая из сети активная мощность в последнем залоге, кВт; Nx - мощность холостого хода, принимаемая равной 25 % номинальной мощности электродвигателя, кВт; η - КПД электродвигателя, принимаемый по паспортным данным в размере 0,85-0,95 в зависимости от нагрузки.

Таблица 55

Вид грунта по боковой поверхности сваи или сваи-оболочки

Коэффициент Мб

Пески и супеси твердые

1

Супеси пластичные, суглинки и глины твердые

0,95

Суглинки и глины:

 

полутвердые

0,8

тугопластичные

0,7

мягкопластичные

0,6

Примечание. При прорезании сваей слоистых грунтов коэффициент Mб определяется как средневзвешенный.

Таблица 56

Вид грунта под острием сваи или сваи-оболочки

Коэффициент Мл

Гравийный с песчаным заполнителем

1,3

Пески:

 

средней крупности и крупные, средней плотности и супеси твердые

1,2

мелкие средней плотности

1,1

пылеватые средней плотности

1,0

Супеси пластичные, суглинки и глины твердые

0,9

Суглинки и глины:

 

полутвердые

0,8

тугопластичные

0,7

мягкопластичные

0,6

В случае изменения в процессе производства работ параметров вибропогружателя, предусмотренного проектом, или проведения регулирования режима вибрации по частоте или амплитуде при погружении сваи или сваи-оболочки, или, если в проекте поставлено требование о получении в конце вибропогружения амплитуды не выше расчетной Ар, см, значение последней проверяют при средней скорости вибропогружения от 2 до 30 см/мин на последнем залоге продолжительностью не менее 2 мин и не более 5 мин по формуле:

Ар = 1500 · КбМбNвn / (КнФр - 3,8МлQ) nв,                                    (27)

где Фр - расчетная нагрузка на сваю или сваю-оболочку по проекту, кН.

Расчетную амплитуду Ар не разрешается назначать ниже 0,4 см.

8.39. При вибропогружении полых круглых свай и свай оболочек, не опирающихся в конце погружения на скальные и полускальные грунты, для обеспечения несущей способности свай Ф по проекту необходимо, чтобы фактическая измеренная амплитуда колебаний сваи А в конце погружения не превосходила расчетную амплитуду Ар, определяемую правой частью формулы (27). Если А > Ар, что свидетельствует о недостаточной величине сопротивления грунта, погружение сваи должно быть продолжено до тех пор, пока не будет выполнено требование формулы (27) А < Ар, обеспечивающее достижение несущей способности сваи по проекту.

При использовании формулы (27) и п. 8.38 определение амплитуды колебаний А, равной половине полного размаха колебаний вибросистемы, и частоты вращения дебалансов nв рекомендуется производить с помощью вибрографов, например, типа ВР-1 или другого самопишущего прибора. При отсутствии таких приборов величина nв принимается равной номинальному числу оборотов дебалансов для вибропогружателей с фиксированной скоростью вращения дебалансов, что идет в запас несущей способности сваи. При отсутствии вибрографов амплитуду колебаний можно определять с помощью нивелира, теодолита или путем быстрого прочерчивания горизонтальной линии на листе бумаги, прикрепленном к поверхности сваи оболочки. Полученная на бумаге кривая колебаний используется для определения амплитуды следующим образом. Все соседние пики кривой соединяют отрезками прямых линий. То же повторяют для нижних циклов кривой. В результате получается ломаная полоса, высота которой характеризует размахи колебаний, равные двойной амплитуде. Измеряя высоту полосы с точностью до 0,1 см, находят наиболее широкий ее участок и делят эту величину пополам, получая искомое значение А.

Определение потребляемой электродвигателями мощности Nп в конце погружения производится по показаниям ваттметра на пульте управления вибропогружателя, а при отсутствии этого прибора - по показаниям амперметра и вольтметра по формуле

Nп = 0,00173IU cos φ,                                                           (28)

где I - сила тока, A; U - напряжение, В; cos φ - определяется фазометром или принимается равным 0,7. Величины Nп, nв, А, входящие в формулу, определяются на заключительном этапе погружения в течение контрольного залога продолжительностью 2 мин. После заключительного залога вибропогружения необходимо проверить жесткость присоединения вибропогружателя к свае или свае-оболочке, так как при наличии люфтов величина Ар и достигнутая несущая способность завышаются. В случае обнаружения люфтов в наголовнике или переходнике необходимо ликвидировать их затяжкой соответствующих болтов и повторить контрольный залог, заново фиксируя показатели А, nв, Nп.

При контроле фактически достигнутой несущей способности свай и свай-оболочек, погружаемых сочетанием вибрирования с пригрузом в суммарный вес сваи, наголовника и вибропогружателя, включается также усилие от пригруза.

Примеры определения несущей способности свай и свай-оболочек приведены в прил. 50.

8.40. При применении подмыва для погружения свай и свай-оболочек в сочетании с каким-либо другим способом погружения на последних 2 м до проектной отметки подмыв прекращается, после чего свая должна быть добита до проектного отказа.

Применять подмыв при погружении сваи рекомендуется преимущественно в песчаных грунтах.

8.41. При погружении подмывом шпунта установленные в стенку шпунтины или пакеты из них должны опускаться сразу на всю глубину. Подмывные трубы при погружении шпунта необходимо располагать по бокам шпунтовой сваи симметрично относительно продольной оси шпунтового ряда ближе к пазу для создания более плотного их прижатия к погруженным ранее шпунтинам.

Для погружения с подмывом свай допускается применять как центральный, так и боковой подмыв. При большой глубине погружения, особенно при погружении свай с наклоном, рекомендуется применять центральный подмыв. Для железобетонных свай сплошного сечения разрешается укреплять одну боковую подмывную трубу с центральным выходным соплом, забетонировав его в тело сваи около острия. Боковая подмывная труба после погружения сваи должна вывинчиваться и вытаскиваться из грунта для повторного использования.

Для контроля положения наконечников по отношению к длине сваи следует подмывные трубы размечать по длине, начиная от сопла наконечника.

Необходимые величины напора и расхода воды, выходящей из наконечника подмывной трубы, в зависимости от сечения сваи и глубины погружения в различных грунтах приведены в табл. 57.

Диаметр парных подмывных труб должен соответствовать принятым величинам расхода и напора воды.

Подмывные трубы должны быть снабжены коническими наконечниками. Для достижения наибольшего эффекта действия струи воды необходимо, чтобы диаметр выходного отверстия наконечника составил от 0,4 до 0,45 внутреннего диаметра подмывной трубы. При необходимости увеличения интенсивности погружения наконечник помимо центрального отверстия должен быть снабжен рядом боковых, направленных под углом 30-45° к вертикали. Диаметр боковых отверстий принимается равным 6-10 мм.

Таблица 57

Вид грунта

Глубина погружения сваи в грунт, м

Необходимый напор у наконечника

Внутренние диаметры центральных подмывных труб (над чертой), мм, и расход воды на сваю (под чертой), л/мин, при диаметральном сечении сваи, см

30-50

50-70

Илы, супеси текучие

5-15

4-8

37

400-1000

50

1000-1500

Пески мелкие или пылеватые, текучие, текучепластичные или мягкопластичные

15-25

8-10

68

1000-1500

80

1500-2000

Суглинки и глины

25-35

10-15

80

1000-1500

106

2000-3000

Пески средней крупности, крупные и гравелистые

5-15

6-10

50

1000-1500

68

1500-2000

Супеси пластичные

15-25

10-15

80

1500-2000

106

2000-3000

Суглинки и глины тугопластичные

25-35

15-20

106

2500-3000

106-131

2500-4000

Примечание. Для более полного использования энергии удара молота при добивке свай большой длины после прекращения работы центрального подмыва рекомендуется применять дополнительный наружный подмыв в верхней части ствола. Для этой цели целесообразно использовать две подмывные трубы с внутренним диаметром 50-68 мм.

В целях уменьшения потери давления в трубопроводах необходимо располагать насосную установку возможно ближе к месту работы.

Напорный трубопровод должен иметь предохранительный клапан. Для уменьшения напора, расхода воды и мощности насосных средств необходимо сочетать подмыв с забивкой или пригрузкой сваи молотом.

При погружении свай на глубину свыше 20 м подмыв рекомендуется сопровождать нагнетанием в зону подмыва сжатого воздуха в объеме порядка 2-3 м3/мин.

Нижние концы воздухопроводных трубок следует располагать на 1 м выше подмывных.