В процессе изготовления буронабивных свай контролируют качество устройства скважины и качество укладки бетонной смеси в скважину.
Контроль качества устройства скважины включает проверку на:
- соответствие размеров скважины проекту;
- состояние стенок, уширения и забоя скважины;
- соответствие физико-механических показателей грунта в забое скважины проекту.
Качество скважины контролируют в сухих скважинах визуально с помощью переносной электролампы, опускаемой в скважину. Размеры уширенных полостей скважины контролируют по степени раздвижки режущих ножей при разбуривании полостей.
Для измерения диаметра скважины и уширения применяют каверномер: принцип действия его основан на изменении сопротивления реостата, ползунок которого перемешается в зависимости от степени раскрытия измерительных рычагов. Электрический сигнал с реостата передается на регистрирующий прибор. Величина сигнала прямо пропорциональна диаметру скважины. Скважинный прибор с закрытыми рычагами опускают на кабель-канате, на котором через каждый метр нанесены отметки, в забой скважины. По сигналу с панели управления измерительные рычаги открываются до упора в стенки скважины, и берется первый отсчет. Затем прибор перемещается вверх с прижатыми к стенке скважины измерительными рычагами, и при этом снимают отсчеты. По результатам измерений можно определить, фактическое очертание скважины и на основании этого определить ее объем.
Состояние забоя скважины существенно влияет на несущую способность сваи. Как правило, на дне скважины остается шлам – слой разрыхленного грунта толщиной 10–30 см; сжимаемость грунта в таком состоянии в 3–4 раза больше, чем грунта естественной плотности. Шлам необходимо или удалить, или уплотнить с помощью специальных трамбовок. При уплотнении разрыхленного грунта можно утрамбовывать слой щебня. Качество уплотнения можно контролировать по числу ударов трамбовки.
При установке арматурного каркаса в скважину проектный зазор между продольными стержнями арматуры и стенкой скважины обеспечивается специальными фиксаторами защитного слоя. Величина зазора должна быть не менее 70 мм.
После изготовления контроль качества буронабивных свай производят:
- методами, связанными с частичным разрушением бетонного ствола – отбор кернов;
- неразрушающими методами – радиометрическим, ультразвуковым, динамическим и др. Как наиболее эффективные, они получают широкое применение.
При укладке бетонной смеси в скважину необходимо контролировать:
- соответствие состава бетонной смеси проекту;
- подвижность и температуру укладываемой бетонной смеси;
- качество бетонирования.
В практике строительства существуют следующие методы контроля:
- соответствие объема уложенной бетонной смеси объему самой скважины;
- отбор и испытание бетонных образцов.
Указанные методы не позволяют оценивать плотность укладки бетонной смеси и выявить возможные дефекты в стволе сваи в процессе укладки бетонной смеси – расслоение бетона, образование линз грунта в результате локальных вывалов стенок скважины и др.
Из зарубежных методов контроля качества бетонирования известны метод контрольных скважин и метод контрольных трубок. Оба указанных метода не являются достаточно эффективными и надежными, так как источник и приемник жестко не сочленены между собой, и база измерения меняется. Кроме того, они позволяют оценивать качество лишь незначительной части ядра сечения буронабивной сваи.
На кафедре строительного производства СКГТУ разработаны методика и приборы, позволяющие оценивать качество формования бетонного ствола. Разработанный прибор – свайный кольцевой гамма-плотномер основан на радиометрическом методе «просвечивания» бетонной среды гамма-лучами, излучаемыми радиоактивным источником.
Прибор – свайный кольцевой гамма-плотномер состоит из объемного датчика и регистратора (рис. 1).
1 – объемный датчик; 2 – регистратор
Объемный датчик включает кольцевой приемник и радиоактивный источник, заключенный в свинцовый контейнер цилиндрической формы.
Кольцевой приемник представляет собой кольцеобразную составную камеру, внутри которой размещены три блока детектора и вся электрическая схема приемника. Каждый блок-детектор кольцевого приемника представляет собой пять газоразрядных счетчиков гамма-излучения, заключенных в плоскую кассету. Конструкция кассеты позволяет производить быструю замену счетчиков при выходе их из строя.
1 – радиоактивный источник;2 – кольцевой приемник
Симметричным расположением блоков-детекторов по кольцу относительно друг друга и радиоактивного источника достигается наибольшее увеличение контролируемой среды, создается единый режим работы для всех блоков-детекторов и уменьшается погрешность при выполнении контрольных измерений.
Кольцевой гамма-плотномер крепится к нижней части бетонолитной трубы при помощи быстросъемной крестообразной рамы, предусматривающей беспрепятственное поступление бетонной смеси в скважину.
К сферическому затвору снизу крепится свинцовый контейнер с радиоактивным источником излучения (рис. 3); при этом источник излучения расположен симметрично относительно всех газоразрядных счетчиков.
В целях безопасного обращения с радиоактивным источником свинцовый контейнер сконструирован составным: состоит из защитной стальной оболочки, верхней неподвижной и нижней подвижной свинцовых частей. В рабочем состоянии, когда контейнер навинчен на сферический оголовок, нижняя подвижная часть свинцового контейнера, на которой закреплен источник излучения, опускается, «открывая» радиоактивный источник.
При вывинчивании и отделении контейнера от приемника, подвижная часть поднимается в исходное положение; при этом источник излучения оказывается полностью экранированным толщиной свинцового контейнера.
Контроль качества формования бетонного ствола сваи состоит из подготовительной и основной стадий.
Подготовка устройства к проведению контроля состоит в следующем. Проверяется «работоспособность» пульта-регистратора, то есть измеряется фон. Затем датчик закрепляется на нижнем конце первого монтируемого звена бетонолитной трубы. Датчик с бетонолитной трубой монтажным краном опускается в скважину. В процессе опускания к наружной поверхности крепится четырех жильный электрический кабель специальными быстросъемными скобами, с шагом 1–1,5 м.
Кольцевой приемник с помощью кабеля, оканчивающегося разъемом, присоединяется к пульту.
Оператор с пультом-регистратором располагается в 3–5 м от устья скважины, чтобы не мешать подаче бетонной смеси в скважину.
После измерения плотности бетона в пяте сваи производится контроль плотности бетонного ствола по ее длине.
Указанным прибором можно не только определять плотность бетона, но и выявлять неоднородности следующих видов:
- грунтовая линза;
- бетон низкой плотности;
- бетон-грунт.
Таким образом, рассмотренная методика контроля позволяет управлять технологическим процессом бетонирования в области выявления вида неоднородности, принятия оперативных решении по его устранению, прекращения дальнейшей укладки бетонной смеси в скважину, если не устраненная неоднородность влечет за собой существенное снижение несущей способности сваи.
