Особенности устройства свайных фундаментов в сезонно-мерзльгх и вечномерзлых грунтах

В зимних условиях слой мерзлого грунта толщиной до 30 см стержневая свая пробивает под воздействием дизель-молота с ударной частью массой не менее 1,8 т. При большей толщине мерзлого слоя для устройства свай протаивают лунки электро- или паропрогревом или пробуривают скважины диаметром, близ­ким к диаметру сваи.

В вечномерзлых грунтах предусматри­вают обязательное смерзание свай с мо­нолитом мерзлого грунта на все время эксплуатации сооружения.

Рис. V.10. Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах:

а — схема проходки скважины в вечномерзлых грунтах паровым вибролидером; б — свая, погруженная буро-опускным способом; в — то же, опускным способом в оттаянную паром скважину; г — то же, бурозабивным способом; д — однотрубная установка системы С. И. Гапеева; е — термосвая Е. Л. Лонга (США, Канада); / — трубоукладчик; 2 — кронштейн для блока грузового троса; 3 — вибропогружатель; 4 — пароподводящие шлан­ги и кабель- 5 — паровой вибролидер; 6 — оттаянный грунт; 7 — стенка скважины; 8 — гидроцилиндры; 9 — керосин* 10 — металлическая труба; ;/ — ребра для повышения интенсивности охлаждения верхней части

установки; 12 — жидкий пропан

Забивка свай в вечномерзлый грунт практически невозможна; для их погру­жения устраивают скважины, используя механические, тепловые или комбини­рованные способы бурения. Наиболее эффективна проходка паровым виброли­дером (рис. V.10, а), который оттаивает грунт только в пределах коронки трубы вибролидера и под воздействием вибро­погружателя легко проходит практичес­ки любые грунты.

По способу погружения различают три вида свай: буроопускные, опускные и бурозабивные.

Буроопускные погружают в заполнен­ные грунтовым раствором скважины, диаметр которых на 5 см превышает наибольший размер сечения сваи (рис. V.10, б). Их применяют как в твер-домерзлых (температура которых ниже минус 1,5 °С), так и в пластичномерзлых грунтах (температура до минус 1,5 ^СС).

Опускные сваи применяют /олько в твердомерзлых грунтах, так как скважи­на, пробуриваемая паровой иглой (рис. V.10, в), нарушает большой объем мерз­лого грунта и поэтому процесс смерзания свай с монолитом замедляется.

' Бурозабивные сваи применяют только в пластичномерзлых грунтах. Для их устройства бурят механическим способом скважины, диаметр которых на 1...2 см

меньше наименьшего размера сечения сваи. Забивать сваи можно любым спо­собом на глубину пробуренной скважины (рис. V.10, г).

Для сохранения грунтов основания в мерзлом состоянии устраивают продувае­мые подполья, каналы и специальные охлаждающие установки. Наиболее эф­фективны трубчатые жидкостные (рис. V.10, д) и парожидкостные (рис. V.10, е) установки, которые помещают в спе­циальные скважины, пробуренные рядом с фундаментами.

В зимнее время конвекционная цирку­ляция антифриза (керосин) в жидкостных и паров пропана в парожидкостных уста­новках обеспечивает интенсивное охлаж­дение грунтов основания. С приближе­нием летнего периода, как только темпера­тура верхнего, находящегося на возду­хе, конуса установки становится выше, чем температура заполняющего теплоно­сителя, циркуляция прекращается и установка перестает работать до следую­щего похолодания.