Вибросваи изготавливались специальными виброкопрами, с помощью которых осуществлялся весь комплекс механизированных работ: образование скважин в грунте, установка арматуры, бетонирование сваи с уплотнением бетона. Паровой молот виброкопра был приспособлен для ударов, направленных как вниз, так и вверх, причем сила ударов регулировалась. Трубы извлекались из грунта ударами молота вверх с помощью серег, надеваемых одновременно на трубу и молот. Консоль с блоком использовалась для подачи и установки арматуры и для подъема бадей с бетоном. Бетон подвозился непосредственно к виброкопрам на автомашине в бадьях с открывающимися днищами, бадьи снимались и поднимались над трубой при помощи лебедок виброкопра, так же как и при выполнении операций, связанных с укладкой арматурного каркаса в трубу. Процесс забивки вибросвай состоял из следующих операций. Над точкой, определяющей положение очередной сваи в плане, устанавливали копер, на трубу надевали наконечник (башмак), закрывавший нижнее отверстие трубы; чтобы соединение было плотным и в трубу не проникала грунтовая вода, применялась пеньковая обмотка. Затем труба молотом забивалась в грунт до проектной отметки, после чего молот поднимался и в трубу заводили арматурный каркас. Через специальную съемную воронку труба заполнялась бетоном из бадьи в один прием. Затем молот опускался на трубу, устанавливались серьги и труба извлекалась ударами молота попеременно вверх и вниз, причем сила ударов регулировалась так, чтобы вверх труба подвигалась вдвое больше, чем вниз. При первых ударах молота наконечник под давлением бетона отрывался от трубы, оставаясь на дне и образуя острие сваи[137].

На строительстве высотного здания на Комсомольской площади процесс забивки свай имел ряд особенностей. В условиях сжатых сроков строительства свайные работы стали вестись здесь еще до начала выемки котлована (с поверхности земли) одновременно со шпунтовым ограждением его. Дело в том, что уровень грунтовых вод держался на 4 м выше проектных отметок головок свай. Поэтому фактически трубу забивали на глубину около 15 м и заполняли бетоном не доверху, а на 10–10,5 м, то есть на проектную длину свай плюс некоторый запас на возможное повреждение головок. Оставшуюся незаполненной верхнюю часть трубы засыпали песком таким образом, что после извлечения трубы головка изготовленной сваи находилась на 4 м ниже уровня грунтовых вод, а столб песка над ней доходил до поверхности. Когда же шпунтовое ограждение и значительная часть свайного поля были закончены, началась выемка котлована, что позволило в итоге осуществить работы по выемке котлована и созданию свайного основания в сжатые сроки[138].

Для ограждения котлована от грунтовых вод и для укрепления его стен по контуру был забит металлический шпунт, низ которого был заглублен в слой водонепроницаемых глин. Для сбора грунтовых вод вдоль шпунтового ограждения по всему периметру котлована устроили временные водоотливные канавы, внутренние стенки которых крепились досками и распорками. Вода из канав откачивалась насосами. На спланированном дне котлована был устроен дренирующий слой толщиной 350 мм из крупнозернистого песка, по которому между сваями была уложена бетонная подготовка толщиной 80 мм. По сваям положили бетонный ростверк толщиной 400 мм, армированный двойной сеткой, в него заделывалась арматура свай. Ростверк оказался на 6 м ниже уровня грунтовых вод.

Последовательность производства работ по устройству набивных свай. Схема

Поверх ростверка укладывалось многослойное гидроизоляционное покрытие – сначала выравнивающий слой асфальта толщиной 20 мм, поверх него наклеивался ковер из пяти слоев рулонного гидроизоляционного материала: в первом и пятом рядах – металлоизола, во втором, третьем и четвертом рядах – гидроизола. Наклейка горизонтального ковра производилась горячей битумной мастикой. Каждый слой после наклеивания проверялся простукиванием, при наличии отставших мест материал разрезался и проклеивался заново, поверх разреза наклеивался дополнительный кусок рулонного материала.

Для наклейки вертикальной гидроизоляции по периметру котлована была выложена стенка из бетонных кирпичей размером 400 х 200 х 200 мм, оштукатуренная с внутренней стороны цементным раствором. По штукатурке стенку огрунтовали битумным раствором и оклеили ковром из двух слоев металлоизола и трех слоев гидроизола. Верхняя часть защитной стенки не проклеивалась клебемассой, свободные концы гидроизоляционного материала в последующем наклеивались на стены фундамента и позволяли продолжить по этим стенам гидроизоляционный ковер на отметках выше грунтовых вод[139].

Аналогичным образом устраивалась гидроизоляция фундаментов других высотных зданий. Например, в случае с фундаментом дома на Смоленской площади поверх бетонной подготовки укладывался слой асфальта толщиной 25 мм, на который клеились три слоя гидроизола. Понятно, что степень серьезности требований, предъявляемых к гидроизолирующему покрытию, диктовалась прежде всего степенью влагонасыщенности грунта в каждом конкретном случае.

Работы по устройству основания под высотное здание на Дорогомиловской набережной были организованы иначе. Рядом текла река, фундамент предстояло заложить в сложных условиях, и обычной откачкой воды грунт все равно не удалось бы обезводить настолько, чтобы котлован оставался сухим. И на строительной площадке был применен новый способ так называемого иглофильтрового водопонижения.

Иглофильтр – это металлическая труба диаметром 38–50 м и длиной 1–1,2 м. Стенки трубы имеют большое количество круглых отверстий. Труба обматывается двумя защитными сетками – 3 мм и 0,3 мм. Внизу на иглофильтровую трубу навернут металлический наконечник – стакан с острозубчатым краем (фрезом), а внутри стакана помещен небольшой резиновый шарик. В грунт иглофильтр погружается гидравлическим способом: он подключается к водопроводу, и вода, поступающая под давлением 5–7 атмосфер, отжимает шарик книзу и промывает скважину для погружения иглофильтра. Снабженный зубчатым фрезом иглофильтр легко идет вниз все глубже до тех пор, пока на поверхности не останется оголовник трубы. В итоге котлован на строи тельной площадке получается как бы огорожен подземным трубчатым частоколом, расстояние между «кольями» которого может колебаться в пределах нескольких метров. К оголовнику каждого иглофильтра присоединялось трубчатое колено, а оно, в свою очередь, к водосборному кольцевому трубопроводу диаметром 100–200 мм. Таким образом, на каждый насосный агрегат установки могло приходиться до 100 и более иглофильтров.

Устройство и принцип работы иглофильтра. Схема