Сооружение фундамента опор моста из буровых свай ударно канатным способом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образование и науки Российской Федерации

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра «Мосты и транспортные тоннели»

Реферат на тему: «Сооружение фундамента опор моста из буровых свай ударно канатным способом»

Выполнил: ст.гр. 1МТ301

Теймуров Р. У.

Проверил: ассистент

Казань 2013

Содержание

Введение

Сооружение фундаментов опор на буровых сваях

Бурение ударно-канатным методом

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Фундаменты мелкого заложения в сухих и маловлажных грунтах возводят в открытых котлованах. В подготовительный период завозят необходимое оборудование, проводят геодезические работы и планировку площадки.

На первой стадии (рис. 1 а, б) разрабатывают котлован с применением креплений или без креплений при плотных грунтах. Оставлять готовый котлован более чем на 1 - 2 дня не допускается во избежание обрушения стен и затопления дождевыми водами. После освидетельствования грунта дна котлована и в необходимых случаях испытаний грунта производится окончательная зачистка, а при наличии глинистых грунтов и грунтовых вод отсыпка щебеночной подушки толщиной не менее 10 см. На второй стадии устраивают фундаментную подушку, которая может бетонироваться на месте или собираться из сборных блоков, омоноличиваемых в стыках. Все подземные поверхности фундаментной подушки покрывают гидроизоляционными материалами обмазочного типа в два слоя. На заключительной стадии после готовности подушки фундамента проводится обратная засыпка котлована. Для этой цели рекомендуется использовать водонепроницаемые глинистые грунты с послойным уплотнением. На протяжении всего периода строительства необходимо выполнять мероприятия по охране окружающей среды.

Рис. 1. Схемы возведения фундаментов мелкого заложения:

а - котлован без ограждений, фундаменты из сборных блоков; б - котлован со шпунтовым ограждением, монолитная плита фундамента: 1 - щебеночная подушка; 2 - шпунтовое ограждение; 3 - уровень грунтовых вод; 4 - блоки сборного фундамента; 5 - опалубка монолитной фундаментной подушки; 6 - крюк крана; 7 - кубло; 8 - бульдозер; 9 - грунт для обратной засыпки

Сооружение фундаментов опор на буровых сваях.

Работы по сооружению фундаментов мостовых опор на буровых столбах и сваях включают в себя выполнение следующих основных операций:

· подготовка стройплощадки для ведения работ, включая сооружение островка или понтонных плашкоутов, при работах на воде;

· геодезические работы по разбивке осей опоры и мест расположения буровых свай;

· бурение скважин;

· сборка и установка в скважины арматурных каркасов;

· укладка бетона в пробуренные скважины.

При сооружении бурообсадных столбов дополнительно выполняется заглубление в грунт железобетонных оболочек.

Для бурения скважин, в зависимости от вида буровых свай, их необходимых размеров и типов разрабатываемых грунтов, используется разнообразное оборудование.

По методу бурения, виду рабочего органа и способам извлечения разбуренной породы из полости скважины различаются:

· установки ударного бурения, в которых рабочими органами являются долото, грейфер, шарошка, желонка;

· механизмы шнекового бурения, оснащённые рабочими органами, позволяющими производить периодическое извлечение разбуренных грунтов или непрерывное извлечение пород;

· установки вибрационного бурения, в которых бурение происходит погружением обсадных труб под воздействием виброимпульсов, получаемых от вращающихся дебалансов, извлечение грунта на поверхность выполняется желонками;

· агрегаты всасывающего бурения (с осуществлением обратной промывки скважины), при котором удержание стенок скважины от обрушения обеспечивается давлением столба воды в ней или инвентарными обсадными трубами;

· устройства раскатывающего бурения, при котором грунты на стенках уплотняются катками, перемещаемыми внутри скважины.

Рис.2. Бурильно-крановая машина БКМ-1501 в транспортном положении

1 - опорная стойка; 2 - мачта; 3 - гидроцилиндр подъема мачты; 4 - кронштейн крепления мачты к платформе; 5 - кабина; 6 - шнековый бур; 7 - задние аутригеры; 8 - поворотная платформа; 9 - насосная станция.

фундамент мостовая опора оборудование

Рис. 3. Бурильная машина БМ-3002

1 - мачта; 2 - телескопическая штанга; 3 - гидроцилиндр подачи; 4 - вращатель; 5 - ковшовый бур; 6 - механизм извлечения и погружения обсадных труб; 7 - лебедка.

Бурение ударно-канатным методом

Бурение ударно-канатным методом является одним из методов бурения при сооружении фундаментов опор на буровых сваях.

Сооружение скважины с использованием ударно-канатного метода в основном производится станками УГБ-4УК и УГБ-3УК, являющимися модификациями станков УКС-30М1 и УКС-22М1.

С применением ударно-канатных станков можно производить бурение скважин в полускальных и скальных породах, плотных валунно-галечных грунтах и твёрдых глинах.

Грунты и горные породы равномерно дробятся под ударами долота, автоматически поворачивающего после каждого удара на очень малый угол, при натяжении троса происходит упругое раскручивание его свивки в процессе подъёма долота. Высота подъёма долота над забоем зависит от прочности разрабатываемой породы и обычно бывает в пределах 50 - 100 см при вертикальном бурении и 100 см при бурении наклонных скважин на любых грунтах. В минуту производится примерно 40 - 50 ударов долотом.

В зависимости от характеристик разрабатываемых грунтов применяются следующие типы долота:

- плоское с клинообразным лезвием - для бурения в мягких породах;

- двутавровое, с боковыми рёбрами образующими двутавровое сечение - для вязких пород;

- зетовое - для трещиноватых и средне твёрдых пород;

- округляющее долото - для твёрдых пород;

- крестовое - для бурения в твёрдых трещиноватых породах и валунно-галечных включений;

- пирамидальное - для валунно-галечных грунтов;

- эксцентричное долото - предназначенное для выполнения уширения низа скважины и отодвигания валунов средней величины от ствола скважины.

Очистка забоя от разработанной породы производится различного вида желонками. Во время очистки скважины долбление прекращается. Крепление скважины осуществляется инвентарными или неизвлекаемыми обсадными трубами. Арматурный каркас опускается в скважину краном соответствующей грузоподъёмности. По окончанию бурения до проектной глубины, производится тщательная очистка скважины от остатков разработанных грунтов подаваемой под напором водой и бетонирование по способу ВПТ.

Основным достоинством бурения ударно-канатным методом является возможность устройства скважин довольно большого диаметра при их глубине до 500 метров. Но это преимущество не компенсирует низкую производительность работ и их высокую стоимость.

Рис.4. Укладка бетона в скважину по методу ВПТ

При строительстве фундаментов мостов применяют технологию CFA (Continuous flight augers) устройства буронабивных свай с помощью бурошнековой установки с полым шнеком (рис. 4). Этим оборудованием укомплектованы буровые машины BAUER. Суть метода заключается в следующем:

* забуривается скважина буровой машиной, оснащенной полым шнеком длиной до 30 м с закрытым снизу затвором, который препятствует попаданию внутрь трубы воды и грунта во время бурения (рис. 4, а);

* после забуривания шнека на проектную глубину через трубу полого шнека в скважину бетононасосом подается бетонная смесь, затвор шнека открывается под давлением бетонной смеси, одновременно шнек извлекают из грунта без вращения (рис. 4, б);

* извлекаемый из скважины грунт очищают специальным устройством и вывозят в отвал;

* с помощью лебедки буровой установки в бетонную смесь забетонированной скважины погружают арматурный каркас сваи под собственным весом или с помощью вибропогружателя, который также входит в комплект оборудования буровой машины (рис. 4, в). Данное оборудование обеспечивает устройство буронабивных свай Ш0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 м с максимальной длиной 30 м и производительностью до 300 м бурения в сутки одной буровой установкой (до 15 свай), что в 2-3 раза превышает средние темпы сооружения буро- набивных свай с применением обсадных труб. Буровая установка оборудована бортовой системой контроля параметров процесса бурения и бетонирования свай, что гарантирует высокое качество работ. Применяется также технология бурения с защитой стенок скважин от обрушения путем заполнения ее специальным глинистым раствором (рис. 5, а, б, в, г):

* устье скважины укрепляют короткой обсадной трубой;

* производится извлечение грунта из скважины под защитой бентонитового глинистого раствора;

* в скважину устанавливают арматурный каркас;

* скважину бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). Бурение скважин свай под защитой инвентарных обсадных труб наиболее часто применяют для фундаментов мостов. Для крепления стен скважин используют инвентарные стальные обсадные трубы диаметром 1,2; 1,5; 1,7; 2,0 м. Они состоят из стыкуемых резьбовыми конусными пробками промежуточных секций длиной 2, 4 и 6 м и ножевой секции с режущей коронкой с зубьями. При применении этой технологии сначала проводят подготовительные работы:

* срезку бульдозером с погрузкой в автосамосвалы с помощью погрузчиков и складирование в отведенное место растительного слоя грунта, планировку рабочей площадки и устройство подъездов;

* разбивку и закрепление осей опоры и каждой сваи на базе геодезической разбивочной основы;

* доставку и сборку бурового, кранового и бетонолитного оборудования;

* подготовку площадки из железобетонных плит под буровую машину и другое оборудование, установку инвентарной опорной плиты бурового стола.

Рис. 5. Технология сооружения буронабивных свай с применением полого шнека (CFA):

а - бурение скважины полым шнеком; б - заполнение скважины бетонной смесью; в - погружение в заполненную бетонной смесью скважину арматурного каркаса: 1 - базовая машина; 2 - полый шнек; 3 - бетоновод бетононасоса; 4 - арматурный каркас; 5 - вибропогружатель

Рис. 6. Технология сооружения буронабивных свай с бурением скважин под защитой раствора из бентонитовой глины:

а - 1 стадия - крепление устья скважины обсадной трубой; б - 2 стадия - извлечение грунта под защитой глинистого раствора; в - 3 стадия - установка в скважину арматурного каркаса; г - 4 стадия - бетонирование скважины методом ВПТ. 1 - буровой станок; 2 - короткая обсадная труба; 3 - глинистый раствор; 4 - рабочий орган бурового станка; 5 - арматурный каркас; 6 - бетонолитная труба с воронкой; 7 - заслонка; 8 - забетонированный столб.

* в ходе буровых работ постоянно следят за характеристиками проходимых грунтов, для контроля соответствия проектной геологии и выявления необходимости замены рабочего органа данные бурения заносятся в журнал бурения скважин; перед каждой установкой новой секции обсадной трубы, а также при изменении характеристик грунта лотом замеряют глубину скважины и определяют отметку дна;

* в процессе бурения осуществляют постоянный контроль положения ножа обсадных труб относительно уровня разрабатываемого грунта. По окончании бурения контролируют глубину скважины и качество зачистки забоя скважины путем медленного опускания рабочего органа и пробного забора бурового шлама со дна скважины. В пластичных глинистых грунтах буровые сваи устраивают с уширением. Разбуривание уширения сваи производят после достижения проектной отметки сваи и выполняют штатным уширителем. Величина раскрытия режущих ножей уширителя устанавливают непосредственно перед его опусканием в скважину, шаг раскрытия ножей равен 5 см.

Рис.7. Буровая установка Като

Заключение

Свайные фундаменты для сооружения мостовых опор гарантируют прочность и быстроту постройки, технология их сооружения весьма эффективна и экономична. При возведении мостов на слабых и обводнённых грунтах такой вид фундамента зачастую может являться самым оптимальным решением. Сваи надёжно закрепляются в самых проблемных видах грунтов, при этом успешно выдерживая большие нагрузки, которые оказывают на них мосты.

К основным преимуществам свайных фундаментов для сооружения мостовых опор можно отнести:

Возможность применения в любых видах грунтов. Успешно могут сооружаться в заболоченных почвах и в вечномёрзлых грунтах.

Длины винтовых свай могут легко корректироваться по высоте, путём наращивания или подрезки. Это позволяет сооружение опор при значительных перепадах высот в районе строительства моста.

Малый вес свай, что имеет большое значение при возведении фундаментов на плывунах. Также это обстоятельство делает их очень распространёнными при строительстве наплавных понтонных мостов.

Нет необходимости перерыва, перед продолжением работ по строительству опор, для ожидания усадки фундамента.

Возможность не бетонировать стволы свай, что особенно важно для возведения временных мостов и понтонных переправ. Это обстоятельство позволяет использовать винтовые сваи повторно, после их сравнительно нетрудоёмкого демонтажа (сваи можно просто выкрутить).

При невозможности или нецелесообразности доставки специальной техники, сваи можно погружать вручную без снижения прочностных свойств и надёжности фундаментов.

Высокие характеристики по сейсмоустойчивости. Малая поверхность соприкосновения сваи с грунтами в большой степени исключает вероятность просадок, деформации и подвижек фундаментов при разнообразных неблагоприятных природных явлениях.

Короткие сроки возведения фундаментов опор.

Возможность ведения работ независимо от времени года и при любых погодных условиях.

Достаточная лёгкость масштабирования, что особенно важно при реконструкции мостов в связи с возросшими подвижными нагрузками, расширением проезжей части, проведением ремонтных и восстановительных работ.

Прочность и надёжность.

Отсутствие мокрых процессов, что чрезвычайно важно для северных районов строительства мостов.

Высокая экономическая эффективность.

Список используемой литературы

1. Колоколов, Н.М. Строительство мостов: учебник /Н.М. Колоколов, Б.М. Вейнблат. М.: Транспорт, 1984. - 504 с.

2. Бобриков, Б.В. Строительство мостов: учебник / Б.В. Бобриков, И.М. Русаков, А.А. Царьков; под ред. Б.В. Бобрикова. - М.: Транспорт, 1987. - 296 с.

3. Смирнов, В.Н. Строительство мостов и труб / В.Н. Смирнов. - СПб.: Изд-во ДНК, 2007. - 288 с.

4. Строительство мостов и труб: справочник; под ред. В.С. Кириллова. - М.: Транспорт, 1975. - 599 с.

5. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты. Правила производства и приемки работ.

6. Вейнблат, Б.М. Краны для строительства мостов: справочник / Б.М. Вейнблат, И.И. Елинсон, В.М. Каменцев. - М.: Транспорт, 1988. - 240 с.

7. Кручинкин, А.В. Монтаж стальных пролетных строений мостов / А.В. Кручинкин, В.К. Белый. - М.: Транспорт,1978. - 295 с.

8. Силин, К.С. Строительство фундаментов глубокого заложения / К.С. Силин, Н.М. Глотов.- М.: Транспорт, 1985. - 246 с.

9. СНиП III-4-80*. Техника безопасности в строительстве.

10. ПБ 10-382-00. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.

Размещено на Allbest.ru