Технология устройства фундаментов (лекция 8)

1.

Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра технологии строительного производства
Технологии строительных
процессов
Тема 8
Технологии устройства фундаментов
Тилинин Юрий Иванович
к.т.н., доцент, доцент кафедры

2.

2
ЛИТЕРАТУРА:
1. Технологические процессы в строительстве: учебник для студ.
Учреждений высш. проф. образования/ А.Ф. Юдина, В.В. Верстов, Г.М.
Бадьин, - М.: Издательский центр «Академия, 2013
2. СНиП 10-01-2003. Система нормативных документов в строительстве.
Основные положения.
3. СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Ч.2.
Строительное производство. – М.: Госстрой России, 2003
4. Свод правил СП 48.13330.2019 "СНиП 12-01-2004. Организация
строительства" (утв. приказом Министерства строительства и жилищнокоммунального хозяйства РФ от 24 декабря 2019 г. N 861/пр
5. Строительное производство: основные термины и определения:
учебное пособие / Г.М. Бадьин, В.В. Верстов, А.Ф. Юдина и др. – М.: АСВ;
СПбГАСУ, 2006
6. "Градостроительный кодекс Российской Федерации" от 29.12.2004 N
190-ФЗ (ред. от 01.05.2022)
7. Федеральный закон "Технический регламент о безопасности зданий и
сооружений" от 30.12.2009 N 384-ФЗ

3. Вопросы:

3
Вопросы:
1. Виды ленточных фундаментов и технология их устройства
2. Технология устройства сплошного фундамента в виде
монолитной фундаментной плиты
3. Технологии устройства свайных фундаментов
4. Технология
сооружения
опускных
колодцев
при
возведении фундаментов глубокого заложения
5. Технология строительства подземных этажей здания
методом «сверху вниз»

4. Вопрос 1. Виды ленточных фундаментов и технология их устройства

4
Вопрос 1. Виды ленточных фундаментов и
технология их устройства
Ленточные фундаменты используют для передачи нагрузки на основание от
стен зданий или ряда колонн. В плане они могут состоять из одинарных и
перекрестных лент; первые обычно устраивают под стены, а перекрестные под сетку колонн. Значительное заглубление ленточных фундаментов,
близкое взаимное расположение несущих стен вынуждают разрабатывать
котлованы под всей площадью здания. Ленточные фундаменты возводят
монолитными, сборными или свайными с ленточным ростверком.
Применение свайных фундаментов вместо сборных ленточных фундаментов
позволяет резко сократить объем земляных работ, уменьшить объем
монолитного или сборного железобетона на устройство фундаментов и стен
подвала, сократить сроки работ и стоимость устройства фундаментов.
Свайные фундаменты, в отличие от ленточных, характеризуются меньшими
по величине и более равномерными осадками.

5.

5
Монолитные ленточные фундаменты
Ленточные фундаменты под стены устраивают в основном монолитными
или из сборных блоков. Монолитные железобетонные ленточные
фундаменты выполняют в виде нижней армированной ленты и
неармированной или мало армированной фундаментной стены, выше
которой устраивают стены здания.
Процесс возведения фундаментов и стен из монолитного железобетона
включает разбивку осей фундаментов, устройство опалубки, сборку и
установку арматуры и бетонирование. Выбор технологии возведения
фундаментов зависит от конструктивных решений фундаментов и самих
зданий, а также от имеющегося технологического оборудования и
механизмов.
На выбор типа опалубки влияет вид бетонируемых конструкций и их
повторяемость. Выбирают опалубку на основе технико-экономических
расчетов по возможным вариантам. Определяющие показатели - затраты
материалов и труда, себестоимость одного оборота опалубки.

6. Сборка опалубки ленточных фундаментов

6
Сборка опалубки ленточных фундаментов
Опалубку ленточных фундаментов постоянного поперечного сечения
собирают в зависимости от высоты фундамента. При высоте 2...2,5 м
щиты устанавливают последовательно вертикально, соединяя их между
собой на замках, временно раскрепляют инвентарными, подкосами. К ним
присоединяют схватки, а затем опалубочные плоскости соединяют
стяжками. Щиты второго яруса закрепляют на нижних после рихтовки
установленной опалубки и располагают их горизонтально. При высоте
ленточного фундамента более 2,5 м конструктивное решение опалубки
должно быть предложено в технологической карте.
Щитовая опалубка ленточных фундаментов переменного поперечного
сечения может сначала собираться для нижней части фундамента в виде
плиты, верхняя часть опалубки может быть установлена до и после
бетонирования нижней части фундамента.

7.

Бетонирование ленточных фундаментов
а - столбчатого при непрерывной подаче бетонной смеси; б - то же,
бетонируемого ступенями, в -ступенчатого бетонируемого с
использованием виброхобота; г - конструктивное решение фундамента;
1- опалубка фундамента; 2 - бадья с бетонной смесью; 3 - рабочая
площадка; 4 - вибра¬тор; 5-бетон; 6 - звеньевой хобот; 7 - продольное
армирование; 8 - поперечная арматура, 9 -бетонная подготовка;
10 - уплотненный грунт; 11- оклеечная гидроизоляция
7

8.

Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра технологии строительного производства
Бетонирование –ведущий
процесс, арматурные и
опалубочные работысовмещенные процессы
Ведущим процессом при устройстве фундаментов является
бетонирование, поэтому количество рабочих в каждом потоке
(установка опалубки, укладка арматуры, бетонирование, разборка
опалубки) определяется по ведущему потоку. Необходимо, чтобы
работа во всех потоках шла в одном ритме. Для организации
поточной работы фундаменты и стены разбивают на захватки, в
качестве которых может быть пролет, часть пролета или
фундаменты на одной оси.
Тилинин Юрий Иванович
к.т.н., доцент, доцент кафедры

9.

Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
Сборные ленточные фундаменты
кафедра технологии строительного производства
При песчаных грунтах фундаментные блоки укладывают непосредственно
на выровненное основание, при других грунтах - на песчаную подушку
толщиной 10 см. Под подошвой фундаментов нельзя оставлять насыпной
или разрыхленный грунт, его необходимо удалить и вместо него засыпать
песок или щебень. Углубления в грунтовом основании высотой более 10 см
заполняют монолитным бетоном. Ширину и длину песчаного основания
делают на 20...30 см больше размеров фундамента, чтобы блоки не
свисали с песчаной подушки.
Фундаментные блоки укладывают по схеме их раскладки в соответствии с
проектом, чтобы обеспечить разрывы для прокладки труб водоснабжения,
канализации и других вводов.
Тилинин Юрий Иванович
к.т.н., доцент, доцент кафедры

10.

Монтаж сборных ленточных фундаментов
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра технологии строительного производства
В соответствии с монтажной схемой на
фундаментах размечают положение
стеновых блоков первого (нижнего
ряда), отмечая места вертикальных
швов. Монтаж начинают с установки
маячных блоков в углах и местах
пересечения стен на расстоянии 20...30
м друг от друга. После установки
маячных блоков на уровне их верха
натягивают шнур - причалку, по
которому устанавливают рядовые блоки.
Тилинин Юрий Иванович
к.т.н., доцент, доцент кафедры
1 - фундаментная подушка; 2 - стеновой блок;
3 — песчаная подготовка; 4 - арматурный пояс;
5 - постель из раствора; 6 - заделка стыка монолитным бетоном;
7 — строповка блока

11.

Вопрос 2. Технология устройства сплошного фундамента
в виде монолитной фундаментной плиты
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра технологии строительного производства
Сплошные фундаменты
(монолитная плита)
изготовляют из монолитного
железобетона, по
конструктивному решению
они могут быть выполнены в
виде гладкой плиты (с
устанавливаемыми по
необходимости сборными
стаканами под колонны),
гладкой плиты с
монолитными стаканами,
ребристой плиты и плиты
коробчатого сечения.
Тилинин Юрий Иванович
к.т.н., доцент, доцент кафедры Схема устройства фундаментной плиты:
1 - границы фундаментной плиты по высоте, 2 - продольная арматура;
3 - то же, попе-речная; 4 - оклеенная гидроизоляция; 5 - бетонная подготовка;
6 - уплотненный грунт

12.

Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра технологии строительного производства
Армирование фундаментов, установка
опалубки, включая сетчатую на
границе зон бетонирования, и
непосредственное бетонирование
Фундаментные плиты армируют сварными сетками в два слоя и более.
Арматурные каркасы могут быть образованы разными способами:
укладывают горизонтальные сетки и устанавливают поддерживающие
каркасы или предварительно объединяют плоские горизонтальные сетки и
поддерживающие каркасы в пространственный самонесущий армоблок.
Армоблоки устанавливают с зазорами, которые перекрывают одним или
двумя рядами плоских горизонтальных сеток, опирающихся на армоблоки.
Работы по устройству монолитных фундаментных плит целесообразно
выполнять по поточной организации работ с разбивкой на три ведущих
потока: армирование фундаментов, установка опалубки, включая сетчатую
на границе зон бетонирования, и непосредственное бетонирование. Работы
должны выполняться в одном ритме. Ведущим потоком является
бетонирование, поэтому число рабочих в каждом потоке рассчитывают,
исходя из обеспечения непрерывной работы бетонщиков
Тилинин Юрий Иванович
к.т.н., доцент, доцент кафедры

13.

Вопрос 3. Технологии устройства свайных фундаментов
Виды свай
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
По способу
изготовления
кафедра технологии строительного производства
Погружаемые сваи
По характеру
Набивные сваи
Сваи-стойки, висячие сваи, шпунт
работы
Сваи
широко
применяются
при
По материалу
деревянные
строительстве фундаментов зданий и
сооружений.
Устройство
свайных
фундаментов
взамен
ленточных
позволяет на 70...80 % уменьшить
По форме
бетонных
работ,
резко
сократить их продолжительность
Сплошные, круглые
По конструкции и
форме сечения
Цельные и составные,
призматические,
цилиндрические,
пирамидальные, конические
Цельные цилиндрические и
конические, гофрированные, с
уширенной пятой
По расположению в
грунте
Вертикальные, наклонные
Вертикальные, наклонные,
горизонтальные
сечения
По расположению на
поверхности
Тилинин Юрий Иванович
к.т.н., доцент, доцент кафедры
Бетонные, железобетонные,
грунтовые
Сплошные, полые,
квадратные, круглые,
шпунтовые
объем земляных работ, на 30 % –
объем
Железобетонные, стальные,
Одиночные, кусты, ряды, поля
По способу
Забивка, вибропогружение,
устройства
вдавливание, завинчивание,
погружение в скважины,
комбинированные способы
Бурение с заполнением
скважины, вытрамбовывание,
изготовление в обсадных
трубах

14.

Ростверки
а — по деревянным сваям; б — по железобетонным сваям.

15.

Свайные фундаменты. Виды свай
Такие фундаменты применяются при сооружениях на слабых
грунтах или в водоемах. Термин «свайное основание» неправилен, так как
фундамент на сваях имеет свое грунтовое основание, воспринимающее
нагрузку от свай.
Свайные фундаменты подразделяются в зависимости от уровня
расположения ростверка по отношению к верхней поверхности грунта на
фундаменты с низким и высоким ростверком.
Свайным ростверком называется плита, связывающая все оголовки
сваи, располагающиеся над землей.
По методу погружения или устройства свай в грунте они
разделяются на забивные, буровые-набивные и винтовые.
По материалу сваи бывают деревянные, железобетонные,
бетонные, набивные и комбинированные, и в некоторых случаях стальные.
Деревянные сваи могут применяться лишь в грунтах, насыщенных водой, в
этом случае головы свай всегда располагаются ниже самого низкого уровня
грунтовых вод. В таких условиях деревянные сваи долговечны.

16.

Способы погружения свай
Заранее изготовленные свайные элементы погружают забивкой,
вибропогружением, вдавливанием, завинчиванием, установкой в
заранее пробуренные скважины или комбинированным способом.
Способ погружения выбирают в зависимости от грунтовых и
гидрологических условий, конструкции свайного основания,
технической оснащенности строительства и других факторов.
Набивные сваи выполняют из бетона, железобетона, щебня и
песка. Их ствол может иметь цилиндрическую, коническую или
гофрированную форму.
Для повышения несущей способности монолитные сваи
снабжают уширениями.
Скважину для набивной сваи образовывают бурением,
вытрамбовыванием,
погружением обсадных труб (извлекаемых или не извлекаемых).

17. Виды свай

а – железобетонные; б – металлические; в – деревянные; 1 – призматическая
железобетонная свая; 2 – свая-оболочка; 3 – железобетонный плоский шпунт;
4 – трубчатая завинчиваемая свая; 5 – плоский шпунт; 6 – корытный шпунт; 7
– зетовый шпунт; 8 – шпунт «Ларсен»; 9 – круглая деревянная свая; 10 –
деревянный шпунт

18.

18
Погружаемые сваи чаще всего выполняют из
железобетона
Готовые железобетонные сваи имеют
длину от 4 до 22 м и сплошное
квадратное или прямоугольное сечение
(размеры 20×20, 25×25, 30×30, 35×35,
40×40, 20×30, 20×40, 20×50 см).
Применяют также и другие
железобетонные свайные элементы:
полые сваи диаметром 40…80 см при
длине до 26…48 м соответственно; сваиоболочки диаметром 100, 120, 160 см с
толщиной стенок 12 см и длиной секций
6…12 м; сваи-оболочки диаметром 300
см с толщиной стенок 20 см и длиной
секций 4,8 м; шпунт плоского, таврового,
широкопанельного сечения шириной 50,
158, 314 см, длиной 5… 24 м.
Заранее изготовленные
свайные элементы погружают
забивкой, вибропогружением,
вдавливанием, завинчиванием,
установкой в заранее
пробуренные скважины или
комбинированным способом.
Способ погружения выбирают в
зависимости от грунтовых и
гидрологических условий,
конструкции свайного
основания, технической
оснащенности строительства и
других факторов.

19.

19
Набивные сваи
Набивные сваи выполняют из бетона, железобетона, щебня и
песка. Их ствол может иметь цилиндрическую, коническую или
гофрированную форму. Для повышения несущей способности
монолитные сваи снабжают уширениями.
Скважину для
набивной сваи образовывают бурением, вытрамбовыванием,
погружением обсадных труб (извлекаемых или неизвлекаемых).
Железобетонные сваи и шпунт перевозят и складируют в
горизонтальном положении в штабелях на деревянных подкладках
и прокладках головами в одну сторону.

20.

21.

Комплексный процесс свайных работ
Комплексный процесс свайных работ состоит
из заготовительных, транспортных, подготовительных и основных
производственных процессов.
Заготовительные процессы заключаются в изготовлении готовых свай,
производстве материалов и полуфабрикатов для набивных свай.
К подготовительным процессам относится подготовка площадки для
свайных работ, геодезическая разбивка мест установки свай; выбор
механизмов для свайных работ и подготовка их к работе, подготовка свай к
погружению.
Транспортные процессы включают доставку, приемку и складирование
материалов, полуфабрикатов и свайных конструкций.
Основные процессы свайных работ включают установку механизмов,
оборудования и оснастки; подготовку готовых свай к погружению; устройство
набивных свай в грунте или погружение готовых свайных элементов на
проектную глубину; перемещение свайных механизмов оборудования и
оснастки; испытание погруженных свай; срубку голов свай под ростверк.

22.

Перевозка и складирование свай
Железобетонные сваи и шпунт перевозят и складируют в
горизонтальном положении в штабелях на деревянных подкладках и
прокладках головами в одну сторону.
Подкладки и прокладки размещают под монтажными петлями свай на
расстоянии от торцов, равном 0,207 длины сваи, точно на одной вертикали во
всех рядах. Толщина подкладок и прокладок должна быть не менее 30 мм и на
20 мм больше, чем высота петель, а ширина – не менее 150 мм.
Между
соседними свайными элементами в ряду оставляют зазор не менее 10 см для
обеспечения строповки и предохранения свай от повреждений в ходе
погрузочно-разгрузочных операций.
Подкладки и прокладки для полых свай и свай-оболочек должны иметь
выкружки того же радиуса.
Стальные свайные элементы опирают на
подкладки и прокладки, располагаемые через 2…3 м по длине.

23.

Транспортирование и складирование
готовых свай
а, б – транспортирование железобетонных и металлических свай
соответственно; в, г – складирование железобетонных свай и свайоболочек соответственно; 1 – железобетонные сваи; 2 – свая
металлическая; 3 – свая-оболочка; 4 – подкладки деревянные; 5 –
прокладки деревянные; 6 – транспортное средство; 7 – вкладыш
23

24.

Входной контроль поступающих на
строительную площадку свай
24
При приемке поступающих на строительную площадку свайных элементов
проверяют их соответствие проекту, требованиям ГОСТ и СНиП, наличие
паспортов, сертификатов и других сопроводительных документов, четкой
заводской маркировки. Сваи не должны иметь трещин, изломов, вмятин.
Толщина защитного слоя бетона должна составлять не менее 40…50 мм.
При подготовке к погружению все цельные и составные свайные элементы
осматривают и размечают краской по длине через 1 или 0,5 м, а в самом
верху через 0,1 м. Секции составных железобетонных свай и свай-оболочек
диаметром
до
2
м
стыкуют
по
длине
на
горизонтальном
стенде
укрупнительной сборки. Железобетонные сваи-оболочки диаметром более 2 м
наращивают на месте погружения в вертикальном положении. Стыковые
соединения выполняют на болтах, штырях, сваркой закладных деталей и
накладок.

25.

Забивка свай
25
Забивка свай – наиболее распространенный способ погружения
свай
практически
Достоинствами
сваебойных
во
его
всех
грунтах,
являются
механизмов
кроме
скальных.
универсальность,
простота
(свайных
молотов),
допускающих
использование различных видов энергии. К недостаткам способа
забивки относятся: разрушение голов свай и возможность
повреждения
расположенных
рядом
фундаментов
и
коммуникаций из-за динамических колебаний грунта при забивке.
Для забивки свай используют следующее оборудование: свайный
молот,
копер
направляющие,
с
наголовником
обеспечивающие
и
силовой
точность
установкой;
погружения;
транспортные средства для подачи свай в зону действия копра

26.

Самым популярным и бюджетным
методом считается погружение свай в
грунт ударным способом. Погружение
данным способом выполняют при помощи
динамической нагрузки специальными
молотами.

27.

Забивка свай

28.

Типы свайных молотов
механические; паровоздушные одиночного и двойного действия;
дизельные штанговые или трубчатые; гидравлические одиночного и
двойного действия, электрические.
Особенно эффективны гидромолоты с импульсным подъемом
ударной части (энергия более 100 кДж).
Гидромолоты двойного действия отличаются универсальностью.
Выбор свайного молота для свай длиной до 25 м выполняют в
следующей последовательности.
Сначала определяют необходимую минимальную энергию удара
молота Eh, кДж, по формуле
где N– расчетная нагрузка на сваю, кН.

29.

Затем выбирают тип и марку молота,
исходя из условия
где Ed– расчетная энергия удара молота,
кДж.

30.

после этого проверяют
применимость
выбранного молота по формуле
где K
– коэффициент применимости молота, т/кДж; K =
f(материала сваи), причем K=0,2…0,6;
m1 – масса молота, т;
m2 – масса сваи с наголовником, т;
m3 – масса вкладыша, т.

31.

Проектный (расчетный) отказ при забивке свай длиной до 25 м из
железобетона или дерева определяют по результатам расчета контрольного
остаточного отказа Sa, м (при Sa 0,002 м) по формуле
где – коэффициент, принимаемый по табл. 2 в зависимости от
материала сваи, кН/м2;
A – площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого
поперечного сечения ствола сваи (независимо от наличия или отсутствия
у сваи острия), м2;
Ed – расчетная энергия удара молота, кДж, принимаемая по табл. 3;
m1
– масса молота, т;
m2
– масса сваи с наголовником, т;
m3
– масса подбабка, т;
– коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке
железобетонных свай и свай-оболочек молотами ударного действия с
применением наголовника с деревянным вкладышем, равным 0,2;
Sa – фактический остаточный отказ, равный значению погружения сваи
от одного удара молота;
Fd – несущая способность сваи, кН.

32.

Значения коэффициента для определения отказа сваи
Виды свай
, кН/м2
Железобетонные с наголовником
1500
Деревянные без подбабка
1000
Деревянные с подбабком
800
Расчетная энергия удара молота Еd
Тип молота
Еd, кДж
Подвесной или одиночного действия
GН
Трубчатый дизель-молот
0,9GН
Штанговый дизель-молот
0,4GН

33.

Таблица .2
Значения коэффициента для определения отказа сваи
Виды свай
,
кН/м2
1
Железобетонные с наголовником
500
1
Деревянные без подбабка
000
Таблица 3
Расчетная энергия удара молота Еd
8
Деревянные с подбабком
Тип молота
Подвесной
или
одиночного
действия
Трубчатый дизель-молот
00
Еd, кДж
GН
0,9GН
В Штанговый
случае, если дизель-молот
Sa<0,002 м, предусматривают применение для 0,4GН
погружения свай молот с
бóльшей энергией удара или определяют контрольный остаточный отказ с учетом упругих
перемещений грунта и сваи.
Расчетный отказ для железобетонных свай длиной свыше 25 м, а также для стальных
трубчатых свай определяют специальным расчетом, основанным на волновой теории удара.

34.

Виды копров
Копер служит для установки и удерживания свай в
проектном положении, направления молота, размещения силового и
вспомогательного оборудования, перемещения сваебойного
оборудования с места на место.
Могут применяться копры следующих видов: мостовые,
рельсовые, навесные, подвесные, плавучие. Копры выбирают
исходя из характеристик сваи (длина, масса), параметров свайного
молота (масса, габариты), направления забивки, количества и
размещения свай.
Сначала выбирают вид копра, а затем его рабочие
характеристики. При длине свай 7…8 м рационально применение
самоходной установки на базе гусеничного трактора с навесным
копром; при длине свай 10…16 м – навесные копры на базе
гусеничных кранов и экскаваторов; при количестве свай более 400
шт. – универсальные мостовые и рельсовые копры.
Навесные копровые стрелы обеспечивают погружение свай
на вылетах от оси вращения до 4...6 м.

35.

К рабочим характеристикам копра относятся высота стрелы
Hк и его грузоподъемность Qк.
где m1, m2, m5 – масса молота, наголовника и сваи, такелажных
приспособлений.
Перед монтажом копра площадку выравнивают, допускаемые уклоны
должны быть не более 5°.
По окончании монтажа копра составляют акт, а также заключение о его
технической исправности.
Высота стрелы копра Hк, м, определяется по формуле
где hс
– длина сваи, м;
hм
– высота молота, м;
hн – высота наголовника, м;
hп – высота полиспаста и такелажных приспособлений, м;
hз – запас высоты, hз = 0,5 м.
Грузоподъемность Qк, т, копра определяют по формуле

36.

Сваебойная копровая установка с навесной копровой стрелой
е)
9
6
5
18
19
5 – свая;
6 – наголовник с блоками;
9 – молот;
18 –копровая стрела;
19 – опорная пята

37.

а)
б)
6
2
2
1
9
3
5
4
87
4
6
в)
г)
д)
6
2
13
10
14
5
12
5
6
9
2
2
9
11
5
10
15
10
9
16
17

38.

Сваебойные копровые установки:
а – мостовая; б – рельсовая универсальная; в
– на базе экскаватора; г – на тракторе; д – на
автомобиле; е – с навесной стрелой; 1 –
кабина; 2 – копровая мачта; 3 – мост; 4 –
рельсовый путь; 5 – свая; 6 – наголовник с
блоками; 7 – ходовая тележка; 8 – поворотная
платформа; 9 – молот; 10 – базовая машина;
11 – стрела; 12 – распорка; 13 –
гидроцилиндр; 14 – выдвижной механизм; 15 –
гидроцилиндр подъема и наклона стрелы; 16 –
механизм подъема сваи; 17 – подвижная
рама; 18 –копровая стрела; 19 – опорная пята

39.

По конструктивному исполнению в зависимости от
материала и формы свай и типа молота
а)
1
б)
2
3
7
600
8
9
4
5
6
Наголовники:
а – для погружения призматических свай; б – для погружения
металлического шпунта; 1 – бугель; 2 – дубовый вкладыш;
3 – стальной корпус; 4 – направляющая планка; 5 – амортизирующая
прокладка; 6 – свая; 7 – верхний лист;
8 – гнездо для шпунта; 9 – направляющая планка

40.

Процесс погружения свай
Перед началом устройства свайного поля забивают 5…20 пробных
свай в разных точках строительной площадки с регистрацией числа
ударов на каждый метр погружения. Результаты забивки заносят в
журнал работ.
Процесс погружения свай и шпунта забивкой включает следующие
операции: перемещение копра и его установку над местом
погружения очередной сваи, подъем свайного молота, закрепление
его в верхней части стрелы копра, подачу свай к копру, строповку и
подъем сваи на копровую стрелу, установку сваи в кондуктор на точку
погружения, установку на сваю наголовника и молота, погружение
сваи до проектной глубины и контрольного отказа, демонтаж молота
и наголовника.

41.

а)
б)
2
1
2
3
4
5
6
7
3
lсв
1
5
6
8
[lсв
Схема подтаскивания сваи:
a – при расположения сваи сбоку от продольной оси копра; б – при
расположения сваи около продольной оси копра; 1 – свая; 2 – рабочий
канат; 3 – копровая стрела; 4 – экскаватор; 5 – молот; 6 – наголовник; 7 –
крановая стрела; 8 – опорная пята
4

42.

Технология погружения сваи копровой
установкой
Для погружения сваи копровую установку располагают у места
забивки. Молот и наголовник поднимают и закрепляют в верхней
части вертикально установленной стрелы копра. Затем сваю
устанавливают в стрелу копра самим копром при помощи
копровой лебедки или специальным краном. Подачу сваи к месту
погружения производят копровой лебедкой с предварительной
раскладкой свай краном на расстоянии до 15 м от копра. При
бóльших расстояниях от копра подачу свай выполняют с помощью
рельсоходных тележек или специальных кранов (рис. 8).
Сваи длиной до 16 м поднимают универсальными стропами,
закрепляя их в обхват, ниже головы сваи на 0,2…0,3 от ее длины.
Сваи длиной более 16 м поднимают с помощью балансирных
траверс за две точки, отстоящие от ее концов на расстояние 0,2
длины. Для строповки сваи имеют монтажные петли или
отверстия, в которые вставляют болты с гайками.

43.

Схема транспортирования свай
а)
б)
0,2
4 l св
9
2
,
0
3
07 l с в
3
2
2
1
6
lс в<
м
1
5
6<
16 м
<
lс в
5
3
в)
4
0,207 lсв
0,207 lсв
5
lсв >16 м
а, б, в – со склада при длине свай до 6 м, 6..16 м, более 16 м; 1 –
свая; 2 – подъемная петля; 3 – строп; 4 – траверса; 5 –
подкладки

44.

Схема обеспечения проектного положения сваи
4
4
б)
в)
5
1
23
1
2
5
4
г)
5
6
7
50
а)
д)
8
8
5
5
5
5
9
5
50
5
5
10
11
7
а – укладка шаблона; б – забивка разметочных колышков по шаблону; в – положение в
плане разметочных колышков; г – совмещение острия сваи с разметочными колышками;
д – поворот сваи свайным ключом; 1 – шаблон; 2 – установочный штырь; 3 – центральное
отверстие в шаблоне; 4 – выкружки под колышки; 5 – разметочные колышки; 6 –
отверстие от установочного штыря; 7 – проектный контур сваи; 8 – свая; 9 – риски на
свае; 10 – свайный ключ; 11 – проектное положение оси свайного ряда
Висящую сваю при помощи свайного ключа разворачивают до совмещения нанесенных
краской осевых рисок с разбивочными осями и опускают острием на грунт

45.

Залог и отказ
Затем на голову сваи надевают наголовник.
Зазор между боковой гранью сваи и стаканом наголовника не должен
превышать 10 мм. Наголовники, конструктивно связанные с молотом,
устанавливают вместе с молотами.
Далее сваю погружают на глубину 1…1,5 м.
После этого прекращают забивку, проверяют правильность
погружения, а затем забивают сваи до достижения либо проектного
отказа, либо проектной отметки или до слоя грунта, в который должны
быть погружены их нижние концы.
Отказ – это величина погружения сваи в грунт от одного удара
молота, определяемая как среднее арифметическое значение величины
погружения от определенного числа ударов молота (залога).
Для молотов механических, паровоздушных одиночного
действия и дизель-молотов за залог принимают 30 ударов, а отказ
определяют как среднее из 10 последних ударов в залоге.

46.

фактический отказ и контрольная добивка свай после
отдыха
Для
паровоздушных
молотов
двойного
действия и
гидромолотов залог определяют за 3 мин, а отказ за 1 мин.
Для замера глубины и скорости погружения на копровой
стреле наносят риски. Фактический отказ должен быть меньше
расчетного (проектного).
Сваи длиной до 10 м, не погруженные более чем на 15 %
проектной глубины, и сваи длиной более 10 м, не забитые более 10 %
их длины и не давшие на трех последовательных залогах расчетного
отказа, подвергают контрольной добивке после их «отдыха». За время
«отдыха» происходит стабилизация грунта вокруг свай и повышение
их несущей способности.
Продолжительность «отдыха» составляет 6 сут. для глинистых
грунтов, 10 сут. для водонасыщенных мелких песков, 20 сут. для
пластичных грунтов.

47.

Металлический шпунт погружают
Если отказ и после «отдыха» превышает контрольный, то
вносятся изменения в проектное решение.
Шпунтовые элементы погружают до проектной глубины.
Погружение шпунтовых свай имеет свои особенности.
Они связаны с необходимостью точного выдерживания
вертикальности погружения и проектного направления забивки
шпунта.
Металлический шпунт погружают с соединением шпунтин
между собой в замках. Погружение производят поодиночно,
пакетами из 2…11 свай, секциями с предварительным набором ряда
из 10…15 шпунтин.
Забивку шпунта секциями производят в два приема:
1. Сначала в направляющие набирают ряд из 10…20
шпунтин, поочередно погружая шпунт на глубину 2…3 м;
2. Затем набранный и закрепленный в грунте шпунт
добивают до проектной отметки, начиная с крайних свай.

48.

Технологические схемы погружения свай
а)
1 2
б)
в)
г)
I
II
3
Последовательность погружения свай принимают с учетом удобства
работы свайного оборудования, минимальных затрат времени на его
перемещения и свойств грунтов.
Обычно используют рядовую (продольными или поперечными рядами),
спиральную и секционную схемы
Рядовую схему применяют при значительной протяженности свайного
поля и несвязных грунтах.
III

49.

Диаметр шнека при
лидерном бурении под
сваи 300х300
принимается 200мм250мм в зависимости от
категории грунтов.
Глубина бурения,
обычно, на 0,5 метра
меньше глубины
погружения сваи. Также,
например, для забивки
10-метровой сваи, при
залегании метровой
песчаной прослойки на
глубине 5 метров, может
быть назначено
лидерное бурение на
глубину 6-6,5 метров для
снижения негативного
эффекта песка при
погружении свай.

50.

Разновидностью способа вдавливания является
вибровдавливание свай, которое производят с
помощью самоходных вибровдавливающих
агрегатов, использующих совместное действие
вдавливания и вибрации. Агрегатом можно
погрузить сваи длиной до 7 м с поперечным
сечением 0,4×0,4 м в любые мягкие грунты

51.

Схемы вдавливающих установок
а)
б)
3
3
2
5
4
13
6
12
11
10
9
6
14
15
1
17
7
8
16
а – с канатным приводом; б – с гидравлическими домкратами двойного
действия; 1 – гусеничный кран; 2 – копровая мачта; 3 – блоки полиспаста;
4 – грузовой канат; 5 – наголовник; 6 – свая; 7 – гидроцилиндр; 8 –
вакуумный анкер; 9 – опорная плита; 10 – опорная балка с площадкой; 11
– гидравлическая станция; 12 – вакуумный насос; 13 – гидроцилиндр; 14 –
кронштейн-упор; 15 – установка на гусеничном ходу; 16 – зажимная
обойма; 17 – направление цикла вдавливания

52.

Схема вибровдавливания сваи
2
1
3
4
1 – лебедка для вдавливания сваи; 2 – стрела; 3 – вибропогружатель; 4 –
свая

53.

ЗАВИНЧИВАНИЕ СВАЙ
a)
4
5
6
1
2
3
3
б)
2
1
3
4
3
5
Рис. 13.12. Завинчивание свай самоходной установкой:
а – монтаж свай в трубу рабочего органа; б – завинчивание сваи; 1 – кабина;
2 – пульт управления; 3 – домкратные опоры; 4 – привод вращения; 5 –
завинчивающая труба; 6 – ствол сваи с лопастью
6

54.

СПОСОБЫ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ
Устройство набивных свай
Бурение с извлечением
грунта (буронабивные)
Уплотнение грунта без
выемки (трамбованные)
Погружение обсадной
трубы (грунтовые)
без крепления стенок
с креплением стенок
глинистыми растворами
или водой
с креплением стенок
обсадными трубами

55.

Буронабивные
сваи

56.

Буронабивные сваи по технологии бурения
непрерывным полым шнеком

57.

58.

Буронабивные сваи
по технологии CFA
(Continuous Flight Auger) –
бурение непрерывным
полым шнеком
Технические характеристики скважины:
› диаметр бурения — до 1 000 мм;
› глубина бурения — до 25 м;
› категория грунтов — от I до IV
(в том числе высоконасыщенных влагой
и при наличии грунтовых вод).
Технология ЦФА или
SOB используется:
- на сухих,
заболоченных,
плотных суглинках,
глине, песке, рыхлых и
твердых грунтах;
- в породах со слабой
несущей
способностью
(известняк, песчаник,
туф);
- при закладке
фундаментов в центре
города (система
снабжена
звукоизоляцией). /

59.

а)
б)
в)
г)
д)
1
8
8
8
е)
2
10
2
1
12
11
9
3
10
7
7
4
5
4
6
11
13
Рис. 13.16. Схема изготовления буронабивных свай без крепления стенок скважины:
а – бурение скважины; б – разбуривание уширенной полости; в – установка арматурного
каркаса; г – установка бетонолитной трубы с вибробункером; д – бетонирование скважины
методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ); е – подъем бетонолитной трубы; 1 –
буровая установка; 2 – привод; 3 – шнековый рабочий уровень; 4 – скважина; 5 –
расширитель; 6 – уширенная полость; 7 – арматурный каркас; 8 – стреловой кран; 9 –
кондуктор-патрубок; 10 – вибробункер; 11 – бетонолитная труба; 12 – бункер с бетонной
смесью; 13 – уширенная пята сваи

60.

а)
б)
г)
в)
5
2
2
1
2
4
4
1
3
Рис. 13.17. Схема изготовления буронабивных свай под защитой обсадных труб:
а – погружение обсадной трубы виброустановкой; б – извлечение грунта из
обсадной трубы виброгрейфером; в – бетонирование сваи; г – извлечение
обсадной трубы виброустановкой; 1 – обсадная труба; 2 – виброустановка; 3 –
виброгрейфер; 4 – арматурный каркас; 5 – бетоновод автобетононасоса

61.

Технология устройства буронабивных свай с
обсадной трубой
используется при:
обводнённых грунтах (труба защищает скважину от обрушения стенок при бурении)

62.

БУРОНАБИВНЫЕ СВАИ – это один из самых удобных способов
сооружения фундамента строящихся сооружений. Диаметр обычно
составляет 0,5 - 1,2 м, а длина от 10 м. чтобы увеличить несущую
способность сваи могут изготавливаться с уширением у нижней
части ствола.
Обсадная труба и арматурный каркас устраиваемой буронабивной сваи

63.

Последовательность операций при устройстве
буронабивных свай с обсадной трубой

64.

ВИНТОВЫЕ СТАЛЬНЫЕ СВАИ
ВИНТОВЫЕ СВАИ примененяются на заводненных грунтах. на
заболоченных, просадочных и пучинистых грунтах;
на строительстве сборно- разборных, временных мостов и причалов,
строительстве фундаментов для малоэтажных зданий и сооружений, а также
при устройстве фундаментов ЛЭП, опор контактной сети для железных дорог и
башен линий под сотовую связь на талых и вечномерзлых грунтах, на
строительстве нефтепроводов и газопроводов

65.

Вопрос 4. Технология сооружения опускных
колодцев при возведении фундаментов глубокого
заложения
65
Опускные колодцы используют при устройстве фундаментов глубокого
заложения и различного рода заглубленных сооружений (насосных
станций, гаражей, вагоноопрокидывателей, опор мостов и др.).
Опускные колодцы различаются:
по материалу — бетонные, железобетонные, металлические, каменные
и деревянные;
по форме (в плане) — круглые, овальные и прямоугольные (рис. 8.2, а);
наиболее экономичны колодцы круглой формы; по виду и способу
устройства железобетонных конструкций — из монолитного
железобетона, сборных тонкостенных панелей и пустотелых блоков;
по технологии опускания — насухо, с водоотливом или искусственным
понижением уровня грунтовых вод и без водоотлива с разработкой
грунта под водой.
Первым этапом сооружения колодца является устройство основания
под нож, которое гарантирует надежное опирание последнего при
возведении стен. Существуют основания различных видов. Наиболее
распространенный вид — деревянные подкладки на песчаной подушке
(рис. 8.2, б). Толщина подкладок около 20 см, длина 2...3,5 м.

66.

66
а — формы (в плане): I — круглые; II —
прямоугольные; III — с закругленными боковыми
стенками; 1 — стенка; 2 — днище; 3 —
поперечная стенка; б — подготовка основания
под нож стенки: 1 — нож колодца; 2 —
деревянные подкладки; 3 — банкетка ножа; в —
схема
бетонирования
стены;
1,3
—
соответственно наружная и внутренняя опалубки
стены; 2 — приемная воронка для бетонной
смеси; 4 — хобот для подачи бетонной смеси; 5
— армокаркас; 6 — щебень; 7 — конструктивная
опалубка; г — устройство основания под нож
стен, выполненных из сборных панелей: 1 —
нож; 2 — опорные стойки; 3 — уплотненный
щебень; 4 — монтажные петли; 5 — опорное
кольцо из сборных железобетонных блоков; 6 —
обратная песчаная засыпка; 7 —форшахта из
бетона; 8 — разделительные доски; д — схема
расположения фиксированных зон: 1 — колодец;
2 — фиксированные зоны; 3 — берма; 4 — оси
фиксированных зон; с схема разработки грунта в
колодце насухо: 1 — колодец; 2 —башенный
кран; 3, 4 — экскаваторы (прямая и обратная
лопата); 5 —тиксотропная рубашка; ж —
устройство кессона: 1 — шлюзовой аппарат; 2 —
гидроизоляция; 3 —надкессонное строение; 4 —
кессонная камера

67.

67
Сущность опускного колодца
По форме в плане опускные колодцы бывают круглые,
эллиптические, прямоугольные, а по вертикали цилиндрические и
призматические, конические и ступенчатые. В нижней части
колодец снабжен ножом, режущая кромка которого облицована
стальными уголками или листами.
Сущность опускного колодца состоит в том, что конструкцию
вначале устанавливают или бетонируют
на поверхности земли, а затем внутри нее разрабатывают грунт в
направлении от центра к ножу.
Массивные колодцы, как правило, гравитационные, погружаемые
под воздействием собственного веса. Тонкостенные колодцы
погружают в тиксотропных рубашках или с использованием
задавливания.
Опускные колодцы возводят из монолитного, сборного и сборномонолитного железобетона.

68.

Общий вид сборного опускного колодца
68

69.

69
Методы опускания колодцев
С островков;
С доставкой на плаву с
берега (наплавной
колодец);
С подмостей на
подвесках;
Устройство островка: а – без ограждения; б – в ограждении

70.

70
Способы уменьшения силы трения
Облегчить погружение можно с помощью вибропогружателей,
задавливанием (пригружая островок, например, водным балластом в
понтонах), а также уменьшением силы трения, чего достигают:
подмывая грунт под ножом и по боковой поверхности наружных
стен (для этого в стены закладывают специальные подмывные трубы);
делая стены в нижней части колодца толще, чем в верхней части,
на 10–15 см. Создаваемая таким образом щель заполняется глинистым
раствором, т. е. образуется тиксотропная рубашка. Силы трения при
опускании колодца в пределах рубашки практически отсутствуют (потом
раствор затвердевает, и силы трения восстанавливаются).

71.

Последовательность устройства подземного
сооружения методом опускного колодца
71
Сущность технологии опускного колодца состоит в том, что первоначально на
поверхности земли возводят стены колодца, оборудованные ножевой частью,
а затем внутри его разрабатывают грунт в направлении от центра к
периметру стен. За счет подработки грунта стены утрачивают опору с
внутренней стороны и под действием собственной тяжести колодец
опускается, выдавливая грунт (благодаря специальной конструкции ножа)
внутрь

72.

Погружение в тиксотропных рубашках
72
Во всех случаях погружение колодца сопровождается преодолением сил
трения на поверхности стен. Для уменьшения этих сил применяют способ
погружения в тиксотропных рубашках. Принцип его заключается в том, что
ножевую часть колодца делают с уступом наружу на 10... 15 см
относительно вышерасположенной стены, вследствие чего при погружении
в грунт вокруг стен образуется полость. Чтобы грунт не обрушивался,
полость заполняют глинистым раствором с тиксотропными свойствами. В
результате трение наиболее значительной величины имеет место только на
наружной боковой поверхности ножа. Преимущество такого способа
погружения колодца способствует значительному уменьшению толщины
стен; возможности применения сборных стеновых панелей; отсутствию
опасности «зависания» колодца; легкому исправлению возможных кренов
колодца при опускании.

73.

Устройство основания под нож
73
Первым
этапом
процесса
сооружения колодца является
устройство основания под
нож.
Надежное
основание,
рациональная и правильно
выбранная схема опирания
ножа
колодца
на
грунт
гарантируют
сохранность
колодца при снятии его с
временных
опор
и
равномерность погружения в
грунт на первых метрах
опускания.
Чаще
всего
применяются
пять
типов
оснований под нож опускного
колодца
а — на втопленной песчаной подушке и деревянных подкладках; б — на насыпной песчаном
подушке и деревянных подкладках; в — на насыпной песчаной призме; г — в специально
подготовленной траншее (котловане); д — на песчано-гравийной (щебеночной) призме и
деревянных опорных подмостях; 1 — нож колодца; 2 — деревянные подкладки; 3 — деревянная
опалубка или железобетонные плиты-оболочки; 4 — деревянные подмости

74.

Схема подготовки оснований под нож опускного
колодца из сборных железобетонных панелей
74
1 — нож;
2 — деревянные опорные стойки;
3 — шнур для взрывчатого
вещества;
4 — деревянные брусья (шпалы);
5 — рым;
6 — внутреннее опорное кольцо;
7 — уплотненный щебень;
8 — металлическая пластинка;
9 — опорное бетонное кольцо
форшахты;
10 — фиксирующий
металлический уголок; 11 —
металлические упоры; 12 —
металлические крепежные болты;
13 — металлический резец

75. Вопрос. 5 Технология строительства подземных этажей здания методом «сверху вниз»

При способе строительства подземных сооружений «сверху-вниз» (полузакрытый
способ) могут быть использованы три основных технологических приема,
определяющих порядок возведения монолитных железобетонных перекрытий и
поярусной разработки грунта под их защитой.
Первый прием базируется на опережающем возведении перекрытий по
отношению к поярусной разработке грунта в котловане, при этом бетонирование
перекрытий осуществляется безопалубочным методом непосредственно на
подготовленном грунтовом основании (рис. 8.5).
Второй прием предполагает опережающую поярусную разработку грунта и
последующее возведение перекрытий с помощью инвентарной опалубки,
опирающейся на подготовленное грунтовое основание.
Третий прием - комбинированный и сочетает в себе как элементы технологии
возведения перекрытий безопалубочным методом, так и с опиранием инвентарной
опалубки на подготовленное грунтовое основание (рис. 8.6).
Из трех приемов наиболее эффективен второй, позволяющий существенно
снизить трудоемкость, продолжительность процесса и стоимость экскавации
котлована.

76. Способ строительства подземного сооружения «сверху-вниз»

77. Область применения Метод TOP-DOWN

• Метод TOP-DOWN, как правило, целесообразен при
строительстве
заглубленных
подземных
объектов
или
подземных частей зданий в городской черте (то есть при
наличии плотной застройки в зоне влияния строительства), а
также в следующих случаях:
• Наличие трех и более подземных этажей.
• Разработка котлованов геометрически сложной формы.
• Трудность организации распорной системы ограждения
котлована или подкосов.
• Сложность
или
невозможность
анкерного
крепления
ограждения котлована из-за геологических и гидрогеологических
условий участка строительства, а также при наличии
юридических
ограничений
со
стороны
собственников
прилегающих участков.

78. Методика «Сверху-вниз»

Методика «Сверху-вниз» подразумевает поярусную разработку грунта
и последовательную заливку плит перекрытий подземных ярусов.
Поярусная разработка грунта может вестись с любой отметки. Как
правило, это или нулевая отметка, или уровень пола –1 этажа. В
случае разработки с нулевой отметки, требуется выемка грунта только
для заливки плиты перекрытия. В случае разработки с –1 уровня,
котлован разрабатывается открытым способом до уровня плиты
перекрытия между –1 и –2 этажами.

79. Приемы по ярусной разработки котлована

• Поярусная разработка котлована может вестись несколькими
приемами:
• Опережающее возведение перекрытий. Перекрытие возводится
до разработки грунта нижеследующего яруса. При этом
бетонирование плиты перекрытия может производиться
безопалубочным способом при соответствующей подготовке
грунта основания.
• Опережающая выработка грунта. Формирования перекрытия
осуществляется после разработки грунта нижеследующего
яруса с применением инвентарной опалубки.
• Комбинированный прием. Совмещает оба приема для
различных захваток яруса.
Все перекрытия имеют технологические проемы для экскавации
грунта, выработка которого осуществляется малогабаритной
техникой, а выемка – грейферным способом.

80. Основные этапы работ

Типовая последовательность строительства нулевого цикла методом TOP-DOWN с
опережающим возведением перекрытий:
• 1.
Устройство ограждения котлована (например, «стены в грунте»).
• 2.
Формирование временной опорной системы для подпора плит перекрытий,
например, из буронабивных свай. Также, в качестве опорной системы могут
выполняться вертикальные конструкции по проекту, что увеличивает скорость
возведения здания и уменьшают затраты на возведение временных конструкций.
• 3.
Бетонирование плиты перекрытия на нулевой отметке с технологическим
проемом для экскавации грунта –1 подземного яруса.
• 4.
Выемка грунта –1 яруса.
• 5.
Подготовка грунтовой поверхности для формирования перекрытия.
• 6.
Армирование и бетонирование плиты перекрытия между –1 и –2 этажей с
технологическим проемом для экскавации грунта –2 подземного яруса.
• 7.
Выемка грунта –2 яруса.
• 8.
Повторение пунктов 5–7 до достижения проектной глубины выработки и
заданного количества подземных уровней.
• 9.
Формирование фундаментной плиты, финишные работы по формированию
фундамента.

81. Схема этапов строительства подземных этажей методом «сверху вниз»

82. Преимущества технологии строительства подземных этажей зданий методом «сверху вниз» (TOP-DOWN)

Незначительные деформации окружающего грунтового массива, минимальное
влияние строительства на окружающую застройку по сравнению с другими
методами разработки котлованов.
Возможность проведения СМР в стесненных условиях. Уменьшение
необходимой площади для производства работ нулевого цикла достигается за
счет компактности котлована в плане и возможности размещения строительной
техники на плите перекрытия нулевого уровня.
Минимальное время вскрытия поверхности. После набора бетоном
необходимой прочности плита перекрытия нулевого уровня может
эксплуатироваться для размещения строительной техники, для возведения
наземной части здания, для движения транспортных средств и т.д.
Потенциальная экономия на распорной системе.
Возможность выполнения плит перекрытия любой сложной формы.
Возможность применения метода UP-DOWN («Вверх-и-Вниз»), позволяющего
осуществить одновременно возведение надземной и подземной частей здания.
Временная распорная система не требуется. Ее роль выполняют плиты
перекрытий. Они обеспечивает жесткую распорную систему для ограждения
котлована и уменьшают перемещения грунта за пределами котлована.

83.

Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра технологии строительного производства
Технологии строительных процессов
Лекция завершена :
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
Тилинин Юрий Иванович
к.т.н., доцент, доцент кафедры технологии строительного производства
СПбГАСУ