În Rusia, teritoriul solurilor permafrost ocupă până la 40% din suprafață.
Aceasta indică importanța găsirii unor modalități de a construi baze fiabile și economice pe solurile înghețate. Numeroase studii și experiențe în exploatarea clădirilor civile și industriale au arătat că fundațiile piloților pe solurile permafrost sunt cele mai avansate, constructive, fiabile și economice în construcții.
În practică, tehnologia pentru producerea muncii este deseori aleasă în funcție de mai multe criterii particulare. Ca un criteriu particular, atunci când se optimizează deciziile de proiectare ale fundațiilor pilonilor, în general sunt acceptați următorii indicatori: durata muncii; complexitatea procesului și intrările specifice de energie.
Toți acești indicatori depind, într-o oarecare măsură, de durata găurilor și pilelor. Acestea din urmă depind de tipul și temperatura solului, de adâncimea și metoda de așchiere.
Particularitățile piling pe permafrost cauzate de caracteristicile fizico-mecanice ale solului. În stare neperturbată, au o capacitate mare de încărcare. Prin urmare, în producția de piloți, solurile înghețate trebuie păstrate cât mai mult posibil în starea lor naturală. „Congelarea în“ grămezilor, adică congelare, împreună cu suprafața solului, asigură o capacitate portantă ridicată de piloți la o adâncime relativ mică de imersiune.
Metoda de imersare a piloților în solurile permafrost este aleasă ținând seama de proprietățile fizice și mecanice ale solurilor, de temperatura medie anuală, de zona de construcție, de perioada din an, de cerințele de corelare a pilelor etc.
Conform condițiilor de aplicabilitate și a metodelor de scufundare în solul permafrost, piloții sunt împărțiți în:
a) freze de foraj (conduse);
Pilarea se realizează în două etape (figura 1):
- În prima etapă, puțul principal este forat, al cărui diametru este considerat a fi cu 1-2 cm mai mic decât partea laterală a grămezii.
- În a doua etapă, grămada este imersată cu un ciocan de vibrații sau cu un ciocan diesel. În acest caz, pământul este stors din colțurile grămezii până la mijlocul pereților. Dezghețarea solului datorată energiei termice dezvoltată de ciocan și stoarcerea parțială a solului din puț. Este suficient să se dezghețe doar un strat subțire de sol, iar temperatura din zona adiacentă grămezului crește cu o cantitate foarte mică. Procesul de înghețare a grămezii în sol are loc într-un timp scurt.
a - bine pentru a strânge; b - grămadă în timpul imersiunii; c - grămadă submersă; 1 - direcția de impact; 2 - sol congelat din plastic; 3 - pământ despicat și ruinând până la fundul puțului.
Figura 1. Schema de lucru.
Pentru a conduce piloni, compania JSC Drilling Company Delta aplică instalații speciale de Bauer echipate cu ciocane diesel sau hidraulice, precum și rotoare cu șuruburi. Aceste mașini lucrează într-o pereche (complexă) (fotografia 1): una realizează forarea și imersarea conducătorului de grămadă de metal finit, iar celălalt duce pilele până la marca de proiectare. Mașinile de găurit Bauer au, de asemenea, capacitatea de a zdrobi gramada fără blocaj până când se face un anumit efort.
În legătură cu încălzirea globală, există o tendință de sol înghețat decongelare, care, în consecință, conduce la o creștere a adâncimii de imersie (înfundare) de piloți. Liderul Rigs Bauer poate efectua de foraj și piling până la o adâncime de 25 de metri, care este o producție semnificativă avantaj în comparație tehnica de foraj intern (acum utilizat), care are o restricție asupra piling până la o adâncime de 12 metri.
Productivitatea unui complex este de până la 100 de grămezi pe zi.
Utilizarea grămezilor forate reduce cantitatea de operațiuni de foraj, exclude procesele umede și asigură o strângere corectă a grămezii în plan.
b) Foraj circular. Ele se bazează pe scufundarea piloților în puțuri pre-găurite, umplute cu o soluție. Diametrul puțului depășește (cu nu mai puțin de 5 cm) dimensiunea maximă a secțiunii gramului (figura 2).
a - foraj în puțuri; b - umplerea sondei cu o soluție de nisip din argilă; în - mușcătoare; d - extracția carcasei; 1 - platformă de foraj; 2 - umplutură; 3 - stratul activ de sol; 4 - carcasă, 5 - sol congelat; 6 - soluție de argilă de nisip; 7 - grămadă.
Figura 2. Schema procesului de strângere a unei grămezi într-un puț forat
Primerii pot fi congelați în stare solidă și congelați din plastic cu o temperatură de -0,5 ° C sau mai mică. Această metodă este de asemenea aplicabilă pentru temperatura înghețată peste -0,5 ° C, dar în acest caz este necesară răcirea artificială a solurilor pentru a accelera înghețarea piloților.
Metoda de a strânge o grămadă într-un puț forat implică următoarea secvență de procese și operații:
- foraj un puț utilizând aparatul plasat pe nisip-pietriș sau zgură așternutul, oferind posibilitatea de a muta echipamentul în sol locală slab tubat tub în stratul activ pentru a evita alunecarea sol în gaura de sondă;
- umplerea puțului cu o soluție de nisip-argilă până la un punct în care volumul soluției cu un anumit exces este suficient pentru a umple golurile dintre pereții puțului și grămadă după ce a fost scufundat;
- straturi de imersie, însoțite de stoarcerea soluției;
- extracția carcasei.
Foraj de sonde pentru piloți buroopusknyh pot fi cabluri, mașini, mașini de găurit cu percuție lider instalații de foraj termomecanice și parovibrolidernogo de foraj. Pile coborât în puț cu ajutorul unei macarale sau a unui instalație de foraj, în cazul în care acesta din urmă este echipat cu o frânghie.
c) coborârea. Când piloți imersate folosind o metodă de cădere sol dezghețat inițial și apoi imersat într-o cavitate gramada formată în lichefierea solului înghețat. Pilarea se realizează cu ajutorul unui vibrator. Standpipe tverdomerzlyh metoda este aplicată în solurile argiloase și nisip fin lutos, incluziuni grosiere care nu conțin mai mult de 15% la o temperatură medie pe lungimea pilă sol -1,5 ° C și mai mici.
Dezghețarea solului produce abur prin intermediul acului perforație-consecință la capătul de jos. Sub acțiunea aburului (presiune 0,4-0,8 MPa), care iese la vârful acului, sol intens decongelate, diluate la o sostoyaniya.Iglu fluizi imersate la adâncimea de proiectare.
Vitezele de scufundare ale acului sunt proiectate astfel încât diametrul cavității prolatei să fie de 2-3 ori mai mare decât dimensiunea cea mai mare a pilonului în secțiune transversală. După ceva timp după imersiune, se produce îngheț, iar grămada, fiind ca și cum ar fi înglobată în grosimea pământului permafrost, dobândește capacitatea portantă necesară.
Această metodă nu a câștigat multă popularitate datorită utilizării unui număr mare de echipamente suplimentare asociate cu utilizarea unui ac de abur, precum și datorită timpului crescut petrecut pe dispozitivul de balotaj.
g) buroobsadnye - pile tubulare și pile-coajă, scufundat în sol prin intermediul perforării sale prin puțul de foraj cavitatea pilă cu imersie periodică de plantare piloți; dispozitiv folosit în fundații pe piloți în condiții complexe de inginerie permafrost și în prezența interpermafrost apelor subterane.
Principiul acestei metode a fost folosit pe scară largă în construcția de piloți pliate cu carcasă și Kelly-rod.
Este permisă folosirea altor metode de strângere a piloților în solurile permafrost, în cazul în care acest lucru nu duce la o creștere inacceptabilă a temperaturii solurilor de bază, ceea ce trebuie confirmat prin calcule experimentale privind datele și calculele.
Alegerea acestei sau a acelui fel de imersiune a pilelor în solurile permafrost este dictată de studii de fezabilitate, luând în considerare meritele tehnologice și deficiențele de performanță.