Министерство цветной металлургии СССР
(МИНЦВЕТМЕТ СССР)

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ-СТОЕК В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХРАЙОНА НОРИЛЬСКА

ВСН-01-76

Минцветмет СССР

Утверждена протоколом Министерства
цветной металлургии СССР
от 6 сентября 1976 г. № 180

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения

1.1.Требования настоящей Инструкции должны выполняться при проектировании иустройстве фундаментов из буронабивных свай-стоек в вечномерзлых грунтах сучетом их последующего оттаивания для зданий и сооружений, возводимых в районеНорильска.

1.2.При проектировании и устройстве буронабивных свай-стоек в вечномерзлых грунтахследует руководствоваться, кроме настоящей Инструкции, соответствующими главамиСНиП.

1.3. Буронабивныесваи-стойки, в зависимости от своего конструктивного исполнения, подразделяютсяна:

а)буронабивные железобетонные, выполняемые из монолитного бетона враспор сгрунтом без обсадных труб или с обсадными трубами, извлекаемыми в процессебетонирования свай;

в) трубобетонные,выполняемые из монолитного бетона в отельной обойме из неизвлекаемых обсадныхтруб, учитываемых в расчете несущей способности свай-стоек.

1.4.Исходя из условия экономии металла и обеспечения наибольшей долговечностисвайных фундаментов, эксплуатируемых в агрессивной среде, при прочих одинаковыхусловиях (требуемая длина свай, расчетная нагрузка на сваю и т.п.), следуетотдавать предпочтение варианту буронабивных свай, предусмотренному в подпункте"а" п. 1 настоящейИнструкции.

2. Инженерные изыскания

2.1. Изыскания должны обеспечивать получение полныхисходных данных по инженерно-геологическим, гидрогеологическим и мерзлотнымусловиям площадки проектируемых зданий и сооружений, возводимых на буронабивныхсваях-стойках с учетом возможного последующего оттаивания вечномерзлых грунтовсогласно главе СНиП по инженерным изысканиям для строительства.

2.2. Для опальных грунтов, принимаемых в качествеоснования свай-стоек, должны быть определены следующие характеристики:

а) глубина залегания его верхней границы (кровли);

б) степень выветрелости, размокаемости,растворимости в воде и другие данные, необходимые для определения глубинызаделки свай в этот слой;

в) временное сопротивление одноосному сжатию вводонасыщенном состоянии;

г) температурный режим в природном состоянии;

д) изменение механических свойств при переходе измерзлого в талое и увлажненное состояние.

2.3. Для нескальных грунтов, прорезаемыхсваями-стойками, при изысканиях должны быть определены их физико-механическиехарактеристики (том числе: номенклатурные наименования, влажность, льдистость,заторфованность, засоленность, криогенная текстура, просадочность приоттаивании и др.), на основе которых могут быть определены требуемые длярасчета параметры, включая продольный изгиб свай-стоек и величиныотрицательного трения оттаивающего грунта по боковой поверхности свай-стоек.

2.4. Разведочные скважины для свай-стоек размещаютсяпо сетке со стороной квадрата от 30 до 40 м в пределах габаритов в планепроектируемых зданий и сооружений, уширенных в каждую сторону на 3 м. Принеоднородном грунтовом основании или меняющейся глубине его залегания шаграсположений разведочных скважин следует уменьшить.

2.5. Разведочные скважины необходимо заглублять внесущий пласт ниже проецируемого основания сваи не менее, чем на 3 м в невыветрелые (монолитные) ислабовыветрелые (трещиноватые) скальные грунты и не менее 5 м в грунты свременным сопротивлением одноосному сжатию менее 50 кгс/см².

2.6.При изысканиях должна определяться и, соответственно, отражаться влитологических колонках температура грунта в различных условиях. Температурныеизмерения проводятся не ранее 4 суток после окончания ручного бурения скважин ине ранее 8 суток по окончании механического бурения. При этом следует:

а)скважины, предназначенные для измерения температуры, обсаживать стальнымитрубками, оборудованными колпачками, исключающими попадание в них воды;

б) накаждом сооружении или здании сохранять до его сдачи в эксплуатацию 2-4температурные скважины (в зависимости от его размера в плане), располагаемые в наиболее характерных и доступных дляизмерения местах.

2.7.При наличии грунтовых вод следует определять:

а)глубину их появления в скважине;

б)дебит воды;

в)установившийся уровень;

г)степень химической агрессивности воды по отношению к металлу и бетону.

2.8.Для сооружений, располагаемых в зоне действующих электролизных цехов и другихобъектов, использующих постоянный ток, следует устанавливать наличие иплотность блуждающих токов в грунте.

2.9. Нановых строительных площадках со сложными инженерно-геологическими условияминеобходимо провести статические испытания предельными нагрузками не менее двухопытных буронабивных свай-стоек; результаты испытаний должны учитываться припроектировании оснований и фундаментов.

2.10.Испытания свай должны проводиться применительно к методам, установленным ГОСТ 5686-69"Сваи и сваи-оболочки. Методы полевых испытаний", при этом необходимоисключить влияние на несущую способность свай сил смерзания их с прилегающиммерзлым грунтом, что достигается путем его предварительного электропрогрева.

3. Проектирование

3.1.Буронабивные сваи-стойки (п. 1.3."а" настоящей Инструкции) применяются:

а) припрорезании сваями твердомерзлых неосыпающихся наносных грунтов;

б) приневозможности изготовления в районе строительства железобетонных свай исложности их доставки из отдаленных баз стройиндустрии;

в) приотсутствии строительных кранов с грузоподъемностью, необходимой для установкибуроопускных свай расчетной длины.

3.2.Буронабивные сваи-стойки следует выполнять как железобетонные с армированием навсю их длину. Частичное армирование буронабивных свай-стоек (в зоне влиянияизгибающих усилий) допустимо только при расчетных нагрузках на сваю до 100 тс иглубине их заложения не более 10 м.

Приагрессивной к бетону грунтовой среде буронабивные сваи следует выполнять изсульфатостойкого цемента.

3.3.Трубобетонные сваи-стойки следует применять:

а) вовсех случаях, когда прорезаемые сваями наносные грунты (пластично-мерзлые,сыпуче мерзлые, водонасыщенные промышленными сбросами и т.п.) при бурениитребуют обсадки скважин трубами, последующее извлечение которых непредставляется возможным;

б) приглубине залегания грунта, используемого в качестве основания, превышающей длинуизготавливаемых предприятиями железобетонных свай, либо предельную длинувозможного погружения буроопускных свай, стыкуемых по длине;

в) счастичным армированием бетонного ствола - только для сопряжения с ростверкомпри диаметре свай-стоек не менее 700 мм и расчетных нагрузках не более 400 тс.С армированием всего бетонного отвода для фундаментов ответственных сооруженийили при расчетных нагрузках на сваю-стойку, превышающих 400 тс.

Примечания.

1. Коррозия трубобетонныхсвай-стоек при неагрессивной и слабо агрессивной к стали грунтовой среде должнаучитываться расчетом при проектировании (п. 3.18настоящей Инструкции)

2. При средней и сильноагрессивной к стали грунтовой среде применение трубобетонных свай-стоек недопускается.

3. При наличии в грунте блуждающихэлектротоков в проекте следует предусматривать средства защиты свай-стоек отэлектрокоррозии согласно "Инструкции по защите железобетонных конструкцийот коррозии, вызываемой блуждающими токами" (СН 65-67).

3.4.При гибкости свай-стоек ℓ₀/Д≤8,5и расчетном эксцентрицитете относительно центра тяжести сечения (п. 3.14 настоящей Инструкции) ℓ₀≤Д/20 (где ℓ₀ - расчетнаядлина сваи, определяемая по п. 3.20настоящей Инструкции, и Д - диаметрполного сечения сваи) поперечное армирование буронабивных свай-стоекдопускается выполнять с применением расчетной спиральной арматуры, повышающейих несущую способность.

3.5.Для армирования свай-стоек следует применять сборные каркасы. Примеры конструкциисекций арматурных каркасов дня буронабивных свай-стоек с диаметром от 800 до1000 мм даны в приложении 1.

3.6.Диаметр буронабивных и трубобетонных свай-стоек по технологическим итеплофизическим условиям должен быть не менее:

придлине до 10 м - 500 мм

то жеболее 10 до 30 м - 700 мм

то жеболее 30 до 45 м - 800 мм

то жеболее 45 до 60 м - 1000 мм

3.7.Величины нагрузок и воздействий, значения коэффициентов перегрузок икоэффициентов сочетаний нагрузок, а также подразделение нагрузок на постоянныеи временные - длительные, кратковременные и особые должны приниматься всоответствии с требованиями главы СНиП по проектированию нагрузок ивоздействий.

Крометого, при расчете несущей способности свай-стоек согласно требованиям п. 3.8настоящей Инструкции в качестве внешней продольной нагрузки необходимоучитывать усилие Р_отпередаваемое оттаивающим грунтом на сваю-стойку (отрицательное трение),которое определяется по формуле:

гдеP_от- величина отрицательного тренияоттаивающего грунта;

R_cg= 0,1 кгс/см² - удельноезначение отрицательного трения грунта по боковой поверхности сваи-стойки;

R_cg- площадь боковой поверхностисваи-стойки в пределах слоя наносных грунтов.

3.8.Несущую способность свай-стоек Рследует определять как наименьшее из значений, полученных при расчете по двумусловиям:

посопротивлению грунта основания сжатию (пп. 3.9 и 3.10 настоящей Инструкции);

посопротивлению материала свай-стоек (пп. 3.15-3.19 настоящей Инструкции).

Несущаяспособность свай-стоек Ррассчитывается из условия:

где N - расчетная продольная нагрузка наодну сваю-стойку (первая группа предельных состояний) с учетом воздействияоттаивающего грунта (п. 3.7 настоящейИнструкции).

3.9.Несущая способность сваи-стойки по грунту P определяетсяпо формуле:

гдеF_ст- площадь опирания сваи-стойки на скальныйгрунт в пробуреннойскважине;

K_н= 1,4 - коэффициент надежности;

R₀ - расчетное сопротивление скального грунта под торцомсваи-стойки, определяемое по формуле:

здесьm и K_г- соответственно коэффициенты условий работы и безопасности по грунту,отношение которых принимается m/K_г = 0,7;

R_сж - среднеарифметическое значение временногосопротивления скального грунта одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии,определяемое по данным инженерно-геологических изысканий;

h_з - расчетная глубина заделки сваи-стойки в скальный грунт;

Д_з - диаметр сваи-стойки, заделанной в опорный грунтовый пласт.

Сваи-стойкиследует считать защемленными в основании при их заглублении в скальныеневыветрелые (монолитные) или слабовыветрелые (трещиноватые) грунты не менее,чем на два диаметра сваи. Если сваи-стойки не удовлетворяют этому требованию,расчетное, сопротивление грунта основания сжатию следует определять по формуле(4), принимая выражение:

3.10. При размягченных или сильновыветрелых скальных грунтах (рухляк),в основании свай-стоек, либо скальных грунтах с прослойками нескальныхвозможность их использования в качестве оснований свай-стоек и назначениевеличины расчетных сопротивлений грунта должна решаться по результатамисследований, в том числе статических испытаний свай осевыми нагрузками.

3.11.Расчет буронабивных и трубобетонных свай-стоек из условия сопротивленияматериала следует производить в соответствии с требованиями главы СНиП попроектированию бетонных и железобетонных конструкций с учетом дополнительныхтребований, приведенных в настоящей Инструкции. Для наиболее частовстречающихся случаев свай-стоек, указанных в п.3.15, расчет несущей способности (прочности) допускается по формулам,приведенным в пп. 3.16-3.19 настоящей Инструкции.

3.12.При проектировании буронабивных и трубобетонных свай-стоек должны применяться:

а)батон по прочности на осевое сжатие нениже М 300 и по морозостойкости для зданий и сооружений классов I и II не нижеМрз 300; в остальных случаях не ниже Мрз 200 с противоморозными и пластифицирующимихимическими добавками, приведенными в п.4.27 (табл.6) настоящей Инструкции;

б) дляпоперечного армирования - арматурная сталь класса A-I марокСт3сп3, ВСт3сп2 и ВСт3Гпс2, а для продольных стержней каркасов - арматурнаясталь класса А-III марки25Г2С;

в) для обсадных труб, а также для промежуточных иконцевых колец арматурных каркасов:

свай-стоек, полностью заглубленных в грунт, - стальмарок ВСт3сп5 или ВСт3пс5;

свай-стоек, выступающих из грунта (выше отметкипланировки), - сталь марок 09Г2-6 или 10Г2СI-6.

Примечания.

1.Указания настоящего пункт распространяются на районы с расчетной температуройвоздуха не ниже минус 50°С.

2.Забивка обсадных труб трубобетонных свай-стоек при температуре ниже минус 40°Сне допускается.

3.13. Расчетные сопротивления бетона и арматуры, атакже коэффициенты условий работы следует принимать в соответствии стребованиями главы СНиП по проектированию бетонных и железобетонныхконструкций. Расчетное сопротивление стали труб (при трубобетонных сваях)следует принимать в соответствии с главой СНиП по проектированию стальныхконструкций. Кроме того, дополнительно необходимо вводить в расчет следующиекоэффициенты условий работы бетона и обсадных труб трубобетонных свай:

m_бн1 = 0,75,учитывающий замедленное твердение бетона, в контакте с вечномерзлым грунтом;

m_бн2 = 0,6,учитывающий условия бетонирования конструкций глубокого заложения иотносительно малого поперечного сечения;

m_т = 0,8,учитывающий условия забивки труб в скважины.

3.14. При расчете несущей способности (прочности)свай-стоек на воздействие сжимающей продольной силы должен приниматься вовнимание случайный эксцентрицитет е_о^сл,обусловленный неучтенными в расчете факторами. Эксцентрицитет е_о^сл в любомслучае принимается в одном из следующих значений:

1/600 всей длины сваи или длины ее части,учитываемой в расчете (п. 3.20 настоящейИнструкции);

1/30 диаметра всего сечения сваи-стойки.

Расчетная величина эксцентрицитета продольной силыотносительно центра тяжести сечения -e_o принимается равнойэксцентрицитету, полученномуиз статического расчета конструкции, но не менее е_о^сл.

3.15.Несущую способность (прочность) свай-стоек из бетона марок М 300 и М 400, длякоторых величина расчетного эксцентрицитета е_о, определенная в соответствии с п. 3.14, не превышает Д/10, допускается рассчитывать в соответствии с требованиями пп. 3.16-3.19настоящей Инструкции. В этих случаях следует расчетные сопротивления бетона дляпредельных состояний первой группы умножать на произведение соответствующихчастных коэффициентов условий работы бетона, которое принимается равным m_бс = 0,36.

3.16.Несущая способность (прочность) буронабивных свай-стоек Р определяется по формулам:

а) припоперечном армировании, не учитываемом в расчете,

б) припоперечной армировании, учитываемом в расчете (косвенное армирование в видеспирали),

Вформулах (5) и (6):

φ - коэффициент продольного изгиба,определяемый по п. 3.19, и с учетомуказаний п. 3.20 настоящей Инструкции;

F - площадь бетона впоперечном сечении сваи;

F_я - то же, ограниченная осью стержня спиральной арматуры (ядросечения);

F_a - площадь сечения всей продольнойарматуры;

R_ac - расчетное сопротивление арматурысжатию;

 - приведеннаяпризменная прочность бетона, определяемая по формуле:

здесьR_пр - расчетная признанная прочность бетона;

 - расчетноесопротивление растяжению арматуры спирали;

e_o- расчетный эксцентрицитет;

Д_я - диаметр ядра бетонного сечения;

 - коэффициентпоперечного армирования, равный:

здесьf_сп - площадь поперечного сечения стержняспиральной арматуры;

S - шаг навивки спирали.

Примечания.

1.Косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что несущаяспособность сваи-стойки, определенная по формуле (6), превышает ее несущую способность, определенную пополному сечению - по формуле (5).

2.Косвенное армирование должно удовлетворять конструктивным требованиям п. 3.22 настоящей Инструкции.

3.17.При расчете свай-стоек с косвенным армированием (формула (6)) должно соблюдаться условие, обеспечивающеетрещиностойкость защитного бетонного слоя:

гдеφ - коэффициент, определяемый по указаниям п. 3.19 настоящей Инструкции;

F_п - площадь полного приведенного сечения сваи-стойки,определяемая по формуле:

3.18.Несущая способность (прочность) трубобетонных свай-стоек в общем случае (приналичии наряду со стальной трубой арматурного каркаса) определяется по формуле:

гдеφ - коэффициент продольного изгиба, определяемый по п. 3.19;

R- расчетное сопротивление сжатию стали обсадной трубы;

 - приведеннаяпризменная прочность, определяемая по формуле (7), при:

но не более 0,06;

здесьF_я - площадь сечения бетонного отвода;

F_тр - площадь сечения трубы,определяемая с учетом многолетней коррозии по формуле:

здесьД и δ - соответственно диаметр и толщина стенки трубы;

n- расчетное число десятилетней эксплуатации свайного фундамента;

η= 0,02 см - глубина коррозии стенки трубы в течение десятилетия.

Примечание. При применениитрубобетонных свай-стоек без арматурного каркаса слагаемое R_ас·F_а в формуле (11) принимается равным нулю.

3.19. Значения коэффициента продольного изгиба φ при расчете по прочности свай-стоекв соответствии с пп. 3.15-3.18 настоящей Инструкции определяются:

а) для буронабивных свай-стоек

при поперечном армировании, не учитываемом в расчете(формула (5)), по зависимости:

ноне более φ_макс,

гдеφ_мин и φ_макс - минимальные имаксимальные значения φ определяемые по табл. 1.

μа- коэффициент продольного армирования:

Таблица 1

при косвенном армировании (в виде спирали), учитываемом врасчете (формула (6)), позависимости:

гдеφ_мин и φ_макс - коэффициенты определяемые по табл. 2.

k - коэффициент, определяемый по формуле (17)

Таблица 2

 

но не менее 0 и не более 1,0;

припроверке трещиностойкости защитного слоя /формула (9)/; по зависимости (14), принимая значения φ_мин и φ_макспо табл. 3.

Таблица 3

б) для трубобетонных свай-стоек - по табл. 4.

Таблица 4

Примечание. Дляпромежуточных значений гибкости ℓ₀/Д, коэффициентаармирования μ_а и расчетного эксцентрицитета е_окоэффициенты φ_мини φ_макспо табл. 1-3 и φ по табл. 4 определяются интерполяцией.

3.20.Расчетную длину ℓ₀ свай-стоек следует принимать всоответствии с указаниями табл. 5 с учетом величины подверженногопродольному изгибу участка сваи-стойки ℓ₁,определяемой в зависимости от следующих условий:

а) припрорезании сваями мерзлого грунта с массивной текстурой, льдистость которого засчет включений льда составляет λ_в≤0,4:

гдеℓ_с - свободная длинасвай от планировочной отметки грунта до виза ростверка;

Д - диаметр свай;

б) припрорезании сваями ледяных линз, мерзлого торфа и грунта, льдистость которого засчет включений льда составляет λ_в>0,4:

гдеh - суммарная толщина слоя указанныхгрунтов, в пределах которого может возникнуть продольный изгиб сваи.

Таблица5

3.21. Скважины для трубобетонныхсвай следует обсаживать до кровли опорного грунтового пласта стальными трубамис толщиной стенок, принимаемой:

при диаметре свай 500-600 мм неменее 6 мм

при диаметре свай 700-800 мм не менее 8 мм

при диаметре свай 900-1000 мм неменее 10 мм

Прочность сварных стыков секций обсадных труб должнабыть не менее прочности свариваемого металла.

3.22. В сваях-стойках с учитываемым в расчетекосвенным армированием в виде спиральной арматуры должны быть приняты:

шаг навивки спирали на менее 40 мм и не более 100мм;

диаметр арматуры опирали не более 14 мм.

3.23. Защитный слой бетона в сваях-стойках(буронабивных и трубобетонных) до продольной арматуры должен быть не менее 40мм,

3.24. Допускаемые отклонения не должны превышать: подиаметру трубобетонных свай (обсадных труб) - ±20 мм и по толщине стенок труб -±0,1 мм.

3.25. Расстояние между сваями в свету по условиямбурения скважины должно быть при их длине до 15 м не менее 1,5 м, при длине16-20 м - не менее 2 м и при большей, чем 20 м, - не менее 2,5 м.

Расстояниемежду сваями может быть уменьшено до 1,5 м при условии бурения скважин толькопосле полного окончания устройства свай в ранее пробуренных смежных скважинах ивыдержки их бетона не менее 10 дней.

3.26.Для улучшения условий работы свай при воздействии горизонтальных нагрузок впроектах фундаментов, как правило, следует предусматривать:

а)систему жестких связей ростверков (плитных или балочных) по продольным ипоперечным осям;

б)заглубление в грунт ростверков с развитыми площадями, перпендикулярныминаправлению действия горизонтальных нагрузок (крановых, ветровых);

в)замену почвенного слоя грунта на свайном поле крупнообломочным грунтом илипеском и обратную засыпку пазух, заглубленных ростверков с послойнымуплотнением.

3.27. Впроектах следует предусматривать повышение морозостойкости свай-стоек впределах их свободной длины и глубины 1,5 м от поверхности грунта путемзаключения их в стальные обоймы с использованиям для этой цели применяемых прибурении скважин обсадных труб с толщиной стенок не менее 6 мм. Трубы в пределахэтой зоны должны иметь битумную покраску на 2 раза.

4 Технология устройстве буронабивных итрубобетонных свай-стоек в вечномерзлых грунтах

Общиеуказания

4.1.При устройстве буронабивных и трубобетонных свай-стоек в вечномерзлых грунтахследует соблюдать требования глав СНиП: по правилам производства и приемкиработ оснований и фундаментов, по правилам производства и приемки работбетонных и железобетонных монолитных конструкций, по технике безопасности настроительство, СИ 393-69 "Указания по сварке соединений арматуры изаказных деталей железобетонных конструкций", а также требованиянастоящего раздела.

4.2. Кпроизводству работ по устройству буронабивных и трубобетонных свай допускаютсятолько лица, прошедшие специальную подготовку на знание требований настоящейИнструкции.

4.3.В проектах производства работ следует предусматривать:

а)снабжение буровых станков горячей водой в зимнее время;

б)места слива бурового шлама;

в)площадки для складирования секций арматурных каркасов и обсадных труб в радиуседействия кранов;

г)выдерживание бетона свай в вечномерзлом грунте методом "термоса" иэлектропрогрев бетона на глубину 5 м при отрицательной температуре воздуха;

д)установку в каждой четвертой свае на всю глубину скважины стальной трубкидиаметром 38-50 мм для контроля температурного режима бетона, выдерживаемогометодом "термоса". Установку таких же трубок длиною 5 м во всехостальных сваях при бетонировании в период года с отрицательной температурой воздухадля контроля температурного режима электропрогрева бетона. Трубки в обоихслучаях должны устанавливаться в зоне контакта бетона с грунтом стенок скважинили бетона с обсадными трубами;

е)устройство специальных скважин или оборудованное помещение для выдерживанияконтрольных бетонных образцов при температуре вечномерзлого грунта.

4.4. Доначала бурения скважин следует выполнить:

а)предварительную планировку строительной площадки согласно проекту;

б)устройство автоподъездов;

в)разбивку и закрепление на площадке основных осей свайного поля;

г)работы согласно требованиям, указанным в п.п.4.3 "а", "б" и "в" настоящей Инструкции.

4.5. Впроцессе устройства свай должен вестись журнал свайных работ по форме,указанной в приложение 2 настоящей Инструкции. Журнал должен заполняться в деньвыполнения работ по каждой свае отдельно.

4.6. Краны для выполнения всех подъемных операцийпри устройстве свай должны иметь грузоподъемность, высоту подъема и вылетстрелы, обеспечивающие установку вертикально перемещающихся труб (в случаебетонирования методом "ВПТ"), установку секций арматурных каркасов иподачу контейнеров (бадей) с бетонной смесью к свайным скважинам.

Бурение скважин

4.7. Бурение скважин диаметром до 1000 мм и глубинойдо 50 м в мерзлых наносных и скальных грунтах различных категорий допускаетсяпроизводить станками канатно-ударного бурения типа БС-1M или УКС-30 с применением литых округляющих долот.При использовании указанных станков для бурения скважин диаметром более 700 ммнеобходимо усилить мачты станков и цоколи буровых штанг, а также установитьэлектродвигатели мощностью 60-75 кВт.

4.8. Устья скважин буронабивных свай-стоек следуетзакреплять обсадными трубами на глубину до 1,5 м с возвышением их над рельефомне менее 40 см.

4.9. При бурении скважин трубобетонных свай следует:

а) применять обсадные трубы из марок стали итолщиной стенок, предусмотренных проектом;

б) нижнюю секцию (венец) обсадных труб применять изстали толщиной не менее 10 мм;

в) забивать трубы только с наголовником;

г) сваривать обсадные трубы согласно ГОСТ5264-69 "Швы сварных соединений. Ручная электродуговая сварка.Основные типы и конструктивные элементы", главам СНиП по проектированиюстальных конструкций и правилам изготовления, монтажа и приемки механическихконструкций. Прочность шва должна быть не ниже металла труб;

д) не допускать забивки и сварки обсадных труб притемпературе ниже минус 40°С;

е) обсадные трубы забивать до грунтового пласта,принятого в качества основания.

Примечание. Обсадные трубы допускается вальцевать излистовой стали в местных мастерских. Обсадные трубы местного изготовления излистовой стали должны соответствовать требованиям п. 4.8 "г" настоящей Инструкции.

4.10.Скважины следует заглублять в грунтовый пласт, принятый в качестве основанийсвай по проекту (далее именуемый скальный грунт), но не менее, чем на два ихдиаметра. Очищать скважины от бурового шлама следует желонками или эрлифтами.При этом остаток шлама не должен превышать по высоте 10 см.

4.11. Каждую законченную бурением скважину должен приниматьпроизводитель работ с участием представителя заказчика, геолога и геодезиста.При этом следует проверять:

а)соответствие расположения скважин в плане проекту;

б)общую глубину скважин и глубину их забуривания в скальный грунт посредствоммерного шнура с отвесом;

в)высоту слоя оставшегося бурового шлама с помощью опускаемого на тросике щупа;

г)соответствие скального грунта, нанятого в качестве основания, требованиямпроекта, геофизическим методом гамма-гамма каротажа. При отсутствии соответствующейаппаратуры грунтовое основание допускается проверять комплексным методом - побуровому шламу, по ударной отдаче долота и визуально - при просвечиваниискважин;

д)глубину обсадки скважин, диаметр и толщину стенок обсадных труб при устройстветрубобетонных свай.

Вседанные, полученные при проверке, следует заносить в журнал свайных работ (приложение2) и заверять подписями лиц, производивших проверку.

4.12. Послеокончания бурения скважины должны закрываться щитами, исключающими падение вних людей и занесение их снегом.

Изготовление,транспортирование и хранение арматурных каркасов

4.13.Армирование буронабивных свай следует выполнять сборными типовыми и доборнымисекциями арматурных каркасов. Изготовление арматурных каркасов должнопроизводиться согласно требованиям СН 393-69, ГОСТ10922-75 "Арматурные изделия и закладные детали сварные дляжелезобетонных конструкций. Технические требования и методы испытания" иуказаниям настоящей Инструкции.

4.14.Длина типовых секций арматурных каркасов должна соответствовать заводской длинепродольных стержней. Длину доборных секций каркаса следует принимать взависимости от проектной длины свай.

4.15.Секции арматурных каркасов допускается изготовлять по чертежу приложения 1настоящей Инструкции, при этом особое внимание должно быть уделено:

а) приваркек каждому кольцу жесткости каркаса четырех фиксаторов, симметричнорасположенных по окружности и обеспечивающих оседание защитного слоя бетонатолщиной 40 мм (см. приложения1);

б)равнопрочности сварных соединений продольных стержней с концевыми кольцами.

4.16. Отклонения в размерах секций арматурных каркасов при ихизготовлении не должны превышать:

Изготовитель должен гарантировать соответствие секций арматурныхкаркасов требованиям ГОСТ10922-75 и сопровождать каждую партию секций документом (паспортом)установленной формы.

4.17.Замена арматурной стали допускается по согласованию с проектной организациейпри условии, если механическая прочность стали-заменителя будет, не нижепредусмотренной проектом.

4.18.Транспортировать секции арматурных каркасов следует автолесовозами партиями неболее 5 штук, в том числе 3 секции в специальных полутрубных поддонах диаметром800-1000 мм, обортованных уголками жесткости и торцовыми стенками. На лесовозыследует укладывать 3 поддона с каркасами в нижнем ряду и 2 каркаса без поддонов- в верхнем ряду.

4.19.Секции арматурных каркасов следует складировать не более, чем в два ряда повысоте на деревянных подкладках, расположенных под кольцами жесткости.

Припогрузочно-разгрузочных операциях строповку нужно производить за промежуточныекольца жесткости K-1(см. приложения 1).

Монтаж секцийарматурных каркасов в свайных скважинах

4.20.Арматурные каркасы должны устанавливаться непосредственно перед началомбетонирования скважин после предварительной проверки производителем работ:

а)отсутствия вывала грунта в скважинах;

б)соответствия несобранных секций арматурных каркасов проекту.

4.21.Сборку секций арматурных каркасов необходимо производить по мере их погружениякраном или буровым станком в скважины со строповкой за концевые кольца каркасовK-3(приложения 1)и последовательным закреплением их опущенной части в висячем положении у устьяскважины.

Примечание. Допускаетсяпредварительная сборка укрупненных арматурных каркасов из отдельных секций вмонтажных скважинах с использованием для этой цели свайных скважин,бетонируемых в последнюю очередь. Длину арматурных каркасов, Предварительнособираемых из отдельных секций, следует принимать в зависимости от высотыподъема используемых кранов.

4.22.Секции арматурных каркасов следует сваривать согласно чертежу (приложения 1) итребованиям СН 393-69. Предварительно должна быть обеспечена соосностьстыкуемых секций. Прочность на растяжение стыкуемых накладок, применяемых длясоединений арматурных стержней, должна быть не ниже прочности соединяемыхарматурных стержней, а прочность сварных швов - не ниже прочности основногометалла соединяемых элементов.

4.23.Длина части арматурного каркаса в сборе ниже поверхности земли должнасоответствовать глубине скважины, для которой он предназначен. Допускаемыеотклонения не должны превышать 100 мм общей глубины скважины.

4.24.Все работы, выполненные при соединении секций арматурных каркасов, должны бытьприняты производителем работ до погружения арматурных каркасов в скважины.

4.25.Установленные арматурные каркасы следует центрировать и расклинивать в устьескважины.

Трубкидля контроля температурного режима выдерживания бетона согласно п. 4.3 "д" настоящей Инструкции следуетустанавливать при выполнении буронабивных свай одновременно с установкойарматурных каркасов, а при устройстве трубобетонных свай - непосредственноперед началом их бетонирования. Все трубки должны предварительно проверяться напроходимость, завариваться в нижнем конце, устанавливаться прямолинейно и иметьколпачки в верхнем конце.

Бетонированиесвай-стоек

4.26.Бетонную смесь для буронабивных и трубобетонных свай-стоек следует приготовлятьпо рецепту строительной лаборатории с соблюдением требований ГОСТ7473-61 "Смеси бетонные заводского изготовления", главыСНиП по бетонным и железобетонным монолитным конструкциям и настоящего разделаИнструкции.

4.27.Бетонная смесь должна приготовляться на портландцементе марки не ниже М 400 и попрочности и морозостойкости соответствовать указаниям п. 3.12 настоящей Инструкции. В качестве комплексныхпротивоморозных и пластифицирующих химических добавок в бетон допускается применять составы, приведенные в табл.6.

Таблица6

Примечания.

1.При температуре грунта ниже минус 5°С строительная лаборатория должнаэкспериментальным путем устанавливать специальный состав химических добавок.

2.Количество добавки СДБ уточняет строительная лаборатория, в зависимости отсостава каждой заводской партии.

4.28. При сульфатной агрессивности грунтовой средыбетонную смесь следует приготовлять на сульфатостойком цементе марки 400,соблюдая требования главы СНиП по защите строительных конструкций от коррозии.

4.29.Соответствие бетонной смеси, отгружаемой заводом, требованиям ГОСТ 7473-61 инастоящей Инструкции должно удостоверяться товарно-транспортными накладными.

4.30.При отрицательной температуре воздуха бетонную смесь следует транспортироватьна автомашинах в утепленных контейнерах, выгружаемых непосредственно в приемныеворонки свайных скважин.

4.31.Бетонирование свай при температуре воздуха ниже минус 40°С не допускается.

4.32.Непосредственно перед бетонированием следует проверять отсутствие вываловгрунта и в случае их обнаружения производить очистку скважин.

4.33.Бетонирование обводненных свайных скважин до полной откачки воды, как правило,не допускается. При необходимости подводного бетонирования трубобетонных свайследует, в зависимости от конкретных условий, разрабатывать мероприятия,исключающие расслоение бетона, согласно требованиям главы III частиСНиП по бетонным и железобетонным конструкциям монолитным.

4.34.Бетонная смесь должна иметь на месте укладки температуру не ниже 15°С. Приболее низкой температуре смеси следует производить ее предварительныйэлектроразогрев в контейнерах или в приемных бункерах.

4.35.При поступлении каждой партии бетонной смеси на строительную площадку следует:

а)проверять по накладной ее соответствие требованиям проекта и заданному составу;

б)замерять ее температуру;

в)проверять подвижность смеси по осадке конуса;

г)изготовлять 9 контрольных бетонных образцов (размером 10×10×10 см),из которых 3 хранить 28 дней при температуре порядка 20°С и остальные (по 3образца) выдерживать 28 и 90 дней при температурном режиме свайных скважинсогласно требованию п. 4.3 "е"настоящей Инструкции.

4.36.Бетонная смесь, не соответствующая требованиям проекта, заданному составу иуказаниям настоящей Инструкции, к использованию в конструкции свай недопускается.

4.37.Бетонную смесь следует укладывать с виброуплотнителем при ее подаче в скважиныследующими способами в зависимости от глубины:

а) до 5м непосредственным сбрасыванием из контейнера или бункера при подвижностисмеси, соответствующей осадке конуса 6-8 см;

б) от 6до 10 м - бетононасосом или через хоботы при подвижности смеси, соответствующейосадке конуса 12-14 см;

в)более 10 м - бетононасосом или методом вертикально перемещающихся труб("ВПТ") в соответствии с требованиями главы СНиП по производству иприемке бетонных и железобетонных конструкций монолитных.

4.38.При способах укладывания бетона, указанных в п. 4.37 "б" и"в", в последней стадии бетонирования следует производить сливобедненной части бетонной смеси через устья скважины в объеме, соответствующем0,5 м длины свай.

4.39.Для виброуппотнителя бетонной смеси допускается применение глубинныхвысокочастотных вибраторов типа ИВ-59, погружаемых краном в скважины следующимспособом:

а)прикрепленными к штанге из трубы диаметром 50 мм;

б)прикрепленными к нижней секции бетоноводной трубы "ВПТ" по схеме,приведенной в приложении3 настоящей Инструкции.

Придиаметре свайных скважин 500-700 мм следует применять один вибратор, придиаметре скважин 800 мм и более - два спаренных вибратора. Дистанционныйконтроль работы вибраторов в скважине следует осуществлять посредствомамперметра или виброиндикатора.

4.40.Виброуплотнение бетонной смеси следует производить непрерывно в процессе ееукладывания и поднимать бетоноводную трубу или штангу при работающих вибраторахс их задержкой через каждые 0,5 м на одну минуту.

4.41.При бетонировании свай перерывы в подаче бетона продолжительностью более 20мин. не допускаются.

Призадержке в бетонировании, в результате которой произошло схватывание бетона,скважину следует разбурить и заново забетонировать.

4.42. Бетон свай с диаметром не менее 700 мм,содержащий комплексные противоморозные химические добавки, указанные в табл. 6, следует выдерживать способом"термоса". Бетон свай с диаметром менее 700 мм следует выдерживатьспособом "термоса" с кратковременным электропрогревом до набора 1200градусо-часов.

4.43. При отрицательной температуре воздуха бетонсвай в пределах глубины 5 м должен подвергаться электропрогреву до набора 3200градусо-часов при температуре не выше 60°С и напряжении тока до 127 В.

4.44. Электропрогрев бетона свай следует производитьс использованием в качестве электродов грех симметрично (по отношению к центру)установленных в него арматурных стержней, обеспечив их изоляцию от арматурныхкаркасов и обсадных труб.

4.45. Оголовки и выступающая арматуразабетонированных свай, доступные воздействию низких температур во времяэлектропрогрева и последующеготвердения бетона, должны быть утеплены.

4.46. При электропрогреве температуру бетона следуетпроверять ртутными термометрами на трех уровнях (на глубине 0,3, 3 и 5 м) черезкаждые 6 часов, записывая результаты замеров в журнал электропрогрева.

4.47. У свай, имеющих, согласно указаниям в п. 4.3 "г", температурные врубки навсю их глубину, температуру бетона следует замерять через каждые 5 м,гирляндами заленивленных ртутных термометров или термометров сопротивлениячерев интервалы:

первые 4 дня через каждые 12 часов;

последующие 10 дней раз в сутки;

далее до полной стабилизации температуры раз в троесуток.

4.48, Расход бетонной смеси при устройстве свайследует определять с учетом слива ее обеденной части (0,5 м по высоте свай) изаполнения неровностей грунтовых стенок скважин по формуле (20):

гдеV_б - общий расход бетонной смеси на сваю, м³;

V_c - геометрический объемсваи, м³;

Δ - коэффициент, учитывающийнеровности грунтовых стенок скважин и внедрениераствора в поры грунта, приведен в табл. 7;

F_ск - площадь сечения скважины,м².

Таблица 7

Проверка качествабетона и приемка свай

4.49.Прочность бетона следует проверять:

а) поданным температурных замеров, пользуясь графиком в приложении 4настоящей Инструкции. При этом допускается считать, что бетон с химическимидобавками, приведенными в табл. 6,и набравший до замерзания 40 % своеймарочной прочности, через 90 суток будет иметь не менее 75 % прочности R₂₈ что учитывается при расчетенесущей способности свай (п. 3.13настоящей Инструкции);

б) порезультатам испытания контрольных образцов бетона, выдерживаемых 28 и 90 суток;

в)выбуриванием кернов диаметром 100-150 мм на всю длину свай в количестве,указанном в проекте, и испытанием их прочности на осевое сжатие у свай,прочность бетона которых вызывает сомнение. Образуемые при этом скважиныследует заполнять цементно-песчаным раствором марки М 200 с комплекснымихимическими добавками, указанными в табл.6 настоящей Инструкции;

г)статическим испытанием отдельных свай осевыми нагрузками при наличиисоответствующих указаний в проекте. Испытания следует проводить в соответствиис требованиями ГОСТ 5686-69 и указаниями в п.2.10 настоящей Инструкции.

4.50. Вслучае, если проверкой будет установлено несоответствие бетона свай требованиямпроекта и настоящей Инструкции, вопрос о возможности их использования долженрешаться проектной организацией.

4.51.При сдаче готовых свай должны предъявляться:

а)журнал по форме (приложение 2),подписанный производителем работ, представителем заказчика, геологом,геодезистом и представителем строительной лаборатории;

б)журнал электропрогрева бетона и замеров температуры бетона, выдерживаемогоспособом "термоса";

в)справка строительной лаборатории с результатами испытаний контрольных бетонныхкубов по каждой свае.

Приложения

Приложение 1.
Примеры армирования буронабивных железобетонных свай

Спецификацияарматурной стали на 1 марку

 

Арматурные сварные каркасы железобетонных буронабивныхсвай-стоек для скважин диаметром 1000, 900 и 800 мм.

Примечания:

1.Сопряжения арматуры класса AIII с кольцами выполнять с применениемэлектродов Э-50А.

2.Спиральная арматура по концам приваривается к кольцам фланговыми швами, а спродольными стержнями крепится точечной сваркой через 300 мм.

Приложение 2
Форма журнала производства работ по устройству буронабивных свай-стоек

ЖУРНАЛРАБОТ ПО УСТРОЙСТВУ БУРОНАБИВНЫХ И ТРУБОБЕТОННЫХ СВАЙ-СТОЕК

 

 

Приложение 3
Схема устройства для подачи и виброуплотнения бетона буронабивных итрубобетонных свай-стоек

1 - Съемнаяворонка.

2 -Вертикально перемещающаяся труба ВПТ Ø200-250 мм

3 -Прорезь в трубе размером 40×300 мм для выпуска воздуха.

4 - Фланец,трубы.

5 -Устройство для зажима ВПТ.

6 -Обсадная труба.

7 -Высокочастотный электровибратор ИВ-59.

8 -Муфта с резиновой прокладкой для крепления вибратора.

9 -Металлическая ручка вибратора, привариваемая к поз. 10.

10 -Защитное устройство вибратора из полос 40×10 мм или уголков.

11 -Электрокабель вибратора.

12 -Крепление электрокабеля к стволу трубы ВПТ.

13 - Наносныйвечномерзлый грунт.

14 -Коренные породы.

Примечание.Виброуплотнение бетона сваи диаметром 800 мм и более рекомендуетсяпроизводить двумя спаренными вибраторами типа ИВ-59, закрепленными на трубчатойштанге диаметром 50 мм.

Приложение4
График нарастания прочности бетона на портландцементе марки М 400 в зависимостиот средней температуры °С.