8 способов (методов) погружения свай в грунт

МЕТОДЫ ПОГРУЖЕНИЯ ЗАРАНЕЕ ИЗГОТОВЛЕННЫХ СВАЙ

Железобетонные и деревянные сваи, стальные трубы и шпунтовые сваи доставляют к месту работ в подготовленном виде с предприятий строительной индустрии или с баз комплектации строительных организаций.

Сваи перевозят на автомобилях с прицепами; погрузка и разгрузка с них ведется с помощью грузоподъемных кранов.

Площадки складирования свай и шпунтов определяют проектом производства работ с учетом необходимого запаса, минимальных трудозатрат и времени на подтаскивание свай к погружающей установке. Бетонную смесь для устройства ростверков доставляют с районных бетонных заводов или приготовляют на строительной площадке с помощью локальных бетоно-смесительных установок.

Заранее изготовленные сваи погружают ударом, вибрацией, вдавливанием, завинчиванием с использованием подмыва и электроосмоса, а также комбинациями этих методов.

До начала свайных работ на площадку необходимо подвести электроэнергию, воду, воздух, пар. Если работы ведутся в вечернее и ночное время, то площадка должна быть освещена. К этому времени должна быть выполнена ревизия оборудования и других средств механизации. В случае применения установок на рельсовом ходу укладывают звенья рельсовых путей.

Геодезическую разбивку свайных рядов выполняют после планировки площадки. Сначала по периметру свайного поля делают обноску, на которой по осям свайных рядов натягивают взаимно перпендикулярные проволоки. В местах пересечения этих проволок надежно забивают в грунт деревянные колышки, выступающие над поверхностью земли на 10. 12 см. Правильность разбивки свай на местности оформляют актом с участием авторского надзора от проектной организации. Разбивка свайного поля на захватки и очередность их устройства определяются ППР.

При разработке ППР необходимо учитывать места складирования свай с таким расчетом, чтобы они были расположены ближе к путям движения копров и чтобы захват и подъем сваи можно было выполнять копром без крана. Передвижение копров на объекте должно быть по возможности прямолинейным с минимальным числом поворотов. Подъезды на объекты строительства желательно устраивать кольцевыми.

В процессе подготовительных работ производят пробную забивку железобетонных готовых свай. По результатам испытания пробных свай корректируют чертежи свайного сооружения и проект производства работ.

УДАРНЫЙ МЕТОД

Ударный метод погружения свай основан на забивке свай молотами — механическими, паровоздушными одиночного и двойного действия и дизель-молотами, которые работают с копрами или мобильными копровыми (сваебойными) установками, обеспечивающими направленное движение сваи и молота и механизацию вспомогательных операций.

Этим методом можно погружать различные железобетонные сваи (сплошные, трубчатые, крестообразные), а также деревянные сваи, деревянный и стальной шпунты.

Процесс забивки сваи состоит из следующих операций: перемещения (переезда) сваебойной установки к месту погружения очередной сваи; установки и выверки, подтаскивания, подъема сваи и установки ее в плане в проектное положение; забивки сваи; измерения погружения сваи; динамического ее испытания.

Трудоемкость и продолжительность перемещения, установки и выверки сваебойной установки зависят от ее конструкции. Универсальные металлические копры башенного типа, установленные на платформах-тележках, передвигаются на колесах по рельсам, имеют большую грузоподъемность (учитываются масса сваи и молота) и значительную собственную массу (вместе с лебедкой — до 20 т). Монтаж и демонтаж этих копров и устройство для них рельсовых путей — весьма трудоемкие процессы. Поэтому их применяют для забивки свай длиной более 12 м при большом объеме свайных работ на объекте. Наиболее распространены в промышленном и гражданском строительстве сваи длиной 6. 10 м, их забивают с помощью самоходных сваебойных установок (рис. VIII.1), изготовленных на базе кранов, тракторов, автомобилей и экскаваторов. Эти сваебойные установки маневренны и имеют механизмы для выравнивания стрелы, что упрощает их установку и выверку.

Подтаскивание и подъем железобетонной сваи — тоже трудоемкие операции. При забивке длинных свай универсальным копром рекомендуется включать в комплект механизмов автомобильный кран, который поддерживает сваю за нижнюю скобу, постепенно приближаясь к копру. В это же время голова сваи поднимается за верхнюю петлю подъемным устройством, имеющимся на копре. При отсутствии автокрана сваю подают и поднимают с помощью двух вагонеток и специального подъемного приспособления. При таком решении трудоемкость этих операций существенно возрастает и, кроме того, сваи часто повреждаются.

Современные сваебойные установки имеют специальные устройства, механизирующие процесс подтаскивания и подъема свай, а также установку головы сваи в наголовнике. Так, копровая установка, показанная на рис. VIII.2, имеет выбросную стрелу, вылет которой изменяется с помощью гидравлического устройства. Сваи небольшой длины (6. 8 м) можно подтаскивать таким образом, чтобы их острие скользило по грунту.

Эффективность операции забивки свай и основном зависит от типа свайного молота и прежде всего от правильного определения соотношения между его массой и массой сваи, а также от соответствия системы молота виду грунта и воздействия его на голову сваи.

Виды молотов:

а) Механические (подвесные) молоты из-за низкой производительности (10. 15 ударов в 1 мин) применяют лишь при небольших объемах свайных работ. Масса ударной части свободно падающего молота при забивке сваи длиной 12 м в плотные грунты должна равняться 1,5 массы сваи с наголовником, а при забивке в грунты средней плотности — 1,25 этой массы.

б) Паровоздушные молоты бывают одиночного и двойного действия.

— Молоты одиночного действия имеют массу ударной части 1,25. 6 т, число ударов в 1 мин у большинства моделей этих молотов не превышает 30.

— Паровоздушные молоты двойного действия выпускают различных марок, отличающихся между собой по конструкции.

У большинства паровоздушных молотов двойного действия ударной частью является поршень. Молот двойного действия может делать более 200 ударов в 1 мин. Число ударов можно регулировать автоматически. С помощью молотов двойного действия сваи забивают в вертикальном и наклонном положении в грунты различной плотности.

Масса ударной части паровоздушных молотов двойного действия составляет 15. 25% общей массы молота, а масса ударной части молотов одиночного действия — 65. 76%.

в) Широко применяемые дизель-молоты по сравнению с паровоздушными молотами отличаются более высокой производительностью, простотой в эксплуатации, автономностью действия и более низкой стоимостью. Автономность дизель-молотов обеспечивается путем подъема ударной части за счет рабочего хода двухтактного двигателя, составляющего основу дизель-молота.

На стройках применяют штанговые и трубчатые дизель-молоты. Ударная часть штанговых дизель-молотов (рис. VIII.3,а)— подвижный цилиндр, открытый снизу и перемещающийся в направляющих штангах. При падении цилиндра на неподвижный поршень в камере сгорания воспламеняется смесь воздуха и топлива. Образующаяся в результате сгорания смеси энергия подбрасывает цилиндр вверх, после чего происходит новый удар и цикл повторяется. Топливо поступает в форсунку камеры сгорания по трубке, проходящей в блоке поршня, с помощью насоса высокого давления, который приводится в действие подвижным цилиндром.

В трубчатых дизель-молотах (рис. VIII. 3,6) неподвижный цилиндр, имеющий шабот (пяту), является направляющей конструкцией. Ударная часть молота — подвижный поршень с головкой. Распыление топлива и воспламенение смеси происходят при ударе головки поршня по поверхности сферической впадины цилиндра, куда топливо подает насос низкого давления, который по существу лишь дозирует поступление смеси.

Число ударов в 1 мин у штанговых дизель-молотов 50. 60, у трубчатых — 47. 55.

Главное преимущество дизель-молота трубчатого типа по сравнению со штанговыми дизель-молотами состоит в том, что при одинаковой массе ударной части они обладают значительно большей (в 2. 3 раза) энергией удара. Так, для забивки свай длиной 8. 10 м рекомендуется принимать следующее отношение массы ударной части молота к массе сваи: 1,25 при штанговых и 0,7. 0,5 при трубчатых дизель-молотах.

Зимой штанг овые дизель-молоты работают более эффективно, чем трубчатые молоты. Их можно запустить при температуре — 30°С, а для надежного запуска трубчатого дизель-молота уже при температуре до — 20°С нужно применять специальные присадки к топливу и предварительно подогревать молот в течение 20. 30 мин. В процессе забивки свай в этих условиях штанговые дизель-молоты работают также более устойчиво.

Несмотря на ряд достоинств, применять дизель-молоты в ряде случаев нецелесообразно, например при забивке свай в мягкие податливые грунты и грунты с сильно сжимаемыми прослойками, когда из-за недостаточной жесткости основания трудно привести в действие дизель-молот, поскольку ударная часть поднимается на недостаточную высоту и требуемого сжатия в камере сгорания не происходит. Дизель-молотами нельзя забивать сваи под водой.

При выборе типа молота (в зависимости от массы свай и вида грунтов) необходимо учитывать коэффициенты применимости К.

К = (Q+q)/W (VIII. 1)

где Q — масса молота, кг; q — масса сваи с наголовником, кг; W — энергия удара по паспорту.

Значения К колеблются от 2 до 6 (в зависимости от материала сваи и типа молота). Для забивки железобетонных свай с помощью подвесных молотов К=3, с помощью одиночного действия и штанговых дизель-молотов К=5, молотов двойного действия и трубчатых дизель-молотов К=6.

Наголовники необходимы для закрепления сваи в направляющих сваебойной установки, предохранения головы сваи от разрушения ударами молота и равномерного распределения удара по площади сваи. При забивке свай подвесными и паровоздушными молотами применяют металлические сварные и литые наголовники в виде опрокинутых коробок, имеющих внутри амортизационную прокладку, выполненную из досок твердых пород древесины или полимерных материалов.

Внутренняя полость наголовника должна соответствовать очертанию и размерам головы сваи. Обычно наголовник подвешивают к молоту за ушки и вместе с ним поднимают и опускают на сваю. Наголовники дизель-молотов с поворотной рамкой (рис. VIII.4) позволяют при опущенном молоте заводить во внутреннюю полость головку сваи, лежащей на грунте, что несколько сокращает продолжительность подъема сваи. Применение наголовников сокращает продолжительность установки сваи.

Забивку сваи начинают с медленного опускания молота на наголовник после установки сваи на грунт и ее выверки. Под действием массы молота свая погружается в грунт. Чтобы обеспечить правильное направление сваи, первые удары производят с небольшой высоты подъема молота (как правило, не более 0,4. 0,5 м). В начале погружения необходимо отсчитывать число ударов на каждый метр погружения сваи, отмечая при этом среднюю высоту падения ударной части подвесного молота одиночного действия. При использовании молотов и дизель-молотов замеряют время действия молота, расходуемое на каждый метр погружения сваи, число ударов в мин, а молотов двойного действия — давление пара (воздуха). В начале забивки необходимо внимательно наблюдать за правильностью погружения сваи в плане и по вертикали или по заданному углу наклона (при забивке наклонных свай).

В конце забивки с помощью подвесных молотов и паровоздушных молотов одиночного действия, когда острие сваи погружено приблизительно до проектной отметки или получен проектный отказ, забивку производят «залогами» по 10 ударов в каждом. При забивке свай молотами двойного действия и дизель-молотами считать удары (из-за их большой частоты) практически невозможно. В этих случаях за отказ принимают величину погружения сваи за 1 мин. Отказы измеряют с погрешностью не более 1 мм.

Сваи, не давшие контрольного отказа после перерыва продолжительностью 3. 4 дня, подвергают контрольной добивке. Если глубина погружения сваи не достигла 85% проектной, а на протяжении трех последовательных залогов получен расчетный отказ, необходимо выяснить причины этого явления и согласовать с проектной организацией порядок дальнейшего ведения свайных работ.

Динамические испытания свай проводят для определения их несущей способности. Более точным, но в то же время более дорогим и трудоемким является способ статических нагрузок, требующий к тому же проведения длительных испытаний.

При динамическом способе определяют несущую способность сваи в зависимости от энергии удара свайного погружателя при ее забивке. Отказы при этом способе устанавливают с помощью отказомеров, которые можно ставить на грунт или подвешивать на сваю. Показанный на рис. VIII.5 полуавтоматический суммирующий отказомер хомутом крепят к свае. Он состоит из храповой линейки, вдоль которой перемещают указатели отказов. При погружении сваи в грунт один из указателей движется вниз и показывает на мерной линейке суммарное значение остаточного отказа. При некотором обратном движении сваи за счет упругой реакции грунта второй указатель перемещается вверх и показывает на мерной линейке суммарное значение упругого отказа.

Измерения, производимые при погружении сваи, и динамические испытания являются вспомогательными операциями.

Основная операция (забивка) продолжается 10 мин, а 15 мин (60% общей продолжительности цикла) затрачивается на вспомогательные операции. При несамоходных копрах и производстве свайных работ в зимних условиях вспомогательные операции занимают 70. 80% времени, расходуемого на погружение сваи. Таким образом, становится очевидным, что механизация и автоматизация вспомогательных работ имеют не меньшее значение, чем механизация и автоматизация основных процессов.

В системах, автоматизирующих процесс забивки свай, осуществляется автоматизация основных операций (запуск дизель-молота, выключение его при достижении острием сваи проектной отметки) и таких вспомогательных операций, как учет числа ударов, запись на ленте самописца характеристики погружения сваи и др.

5. Классификация свай. Способы погружения свай

Сваи исп-ют для устр-ва фундаментов под различные здания и сооружения, повышения несущей способности слабых грунтов, а также для укрепления стенок котлованов от обрушения.

В строительном производстве сваи классифицируют по следующим признакам, определяющим или влияющим на методы устройства свайных фундаментов:

1. — по характеру работы в грунте:, висячие сваи, когда нагрузка свай передается грунту основания в большей части по боковой поверхности, и сваи – стойки (по нижнему торцу);

2. по материалу — железобетонные, бетонные, деревянные, стальные;

3. по виду армирования железобетонных свай -с напрягаемой и ненапрягаемой продольной арматурой, с поперечным армировани­ем и без него;

4. по форме сечения: квадратные, прямоугольные, круглые, трапецевидные.

5. по конструкции: цельные, составные, полые

6. по методам устройства свайных фундаментов — погружаемые и набивные. Погружаемые сваи изготовляют на поверхности земли и затем погружают в грунт в вертикальном или наклонном положении. Набивные сваи устраивают непосредственно в самом грунте.

Свайные фундаменты, состоящие из нескольких свай, образующих общую группу, называют свайным кустом, а плиту, которая их соединяет — ростверком.

Способы погружения забивных свай.

Сваи погружают ударом, вибрацией, вдавливанием, завинчива­нием, с использованием подмыва и электроосмоса, а также комби­нациями этих методов. Эффективность применения того или иного метода зависит в основном от грунтовых условий.

1. Ударный метод. Метод основан на использовании энергии удара (ударной нагрузки), под действием которой свая нижней заостренной частью внедряется в грунт.

Ударную нагрузку на оголовок сваи создают специальными механизмами — молотами самых разных типов, основными из ко­торых являются дизельные. На строительных площадках применяют штанговые и трубчатые дизель-молоты. В комплект к молоту входит наголовник, который предохраняет сваю от разрушения.

Рис. 1. Схемы передачи пог­ружающих сил на сваи при использовании дизель-молотов: а —штангового; б—трубчатого

Ударная часть штанговых дизель-молотов (рис.1)-по­движный цилиндр, открытый снизу и перемещающийся в направ­ляющих штангах. При падении цилиндра на неподвижный поршень

в камере сгорания смеси энергия под­брасывает цилиндр вверх, после чего происходит новый удар и цикл повто­ряется.

В трубчатых дизель-молотах неподвижный цилиндр, является направля­ющей конструкцией. Ударная часть молота — подвижный поршень с голо­вкой. Распыление топлива и воспламе­нение смеси происходит при ударе головки поршня по поверхности сферической впадины цилиндра.

Для забивки свай с целью удержания в рабочем положении молота, подъема и установки сваи в заданном положении приме­няют специальные подъемные устройства —копры. Основная часть копра — его стрела, вдоль которой устанавливается перед погруже­нием и опускается по мере его забивки молот. От каждого удара свая погружается на определенную величину, которая уменьшается по мере углубле­ния. В дальнейшем наступает момент, когда после каждого залога свая погружается на одну и ту же величину, называемую отказом. Сваи забивают до достижения расчетного отказа, указанного в проекте. Измерение отказов следует производить с точностью до 1 мм. Отказ принято находить как среднюю величину после замера по­гружения сваи от серии ударов, называемой залогом. Залог принимают равным 10 ударам или число ударов за 1-2 минуты.

2. Вибрационный и виброударный методы. Вибрационный метод основан на значительном умень­шении при вибрации коэффициента внутреннего трения в грунте и сил трения по боковой поверхности свай. Благодаря этому при вибрировании для погружения свай требуется усилий иногда в десятки раз меньше, чем при забивке. При этом наблюдается также частичное уплотнение грунта (виброуплотнение).

При вибрационном методе сваю погружают с помощью специ­альных механизмов—вибропогружателей. Вибропогружатель, представляющий собой электромеханическую машину вибрационного действия, подвешивают к мачте сваепогружающей установки и соединяют со сваей наголовником.

Вибрационный метод наиболее эффективен при несвязных водонасыщенных грунтах. Применение вибрационного метода для погружения свай в маловлажные плотные грунты возможно лишь при устройстве лидирующих скважин, т. е. при предварительном выполнении другого процесса, требующего буровых механизмов.

Более универсальным является виброударный способ погруже­ния свай с помощью вибромолотов. Наиболее распространенные пружинные вибромолоты. Вибромолоты могут самонастраиваться, т. е. увеличивать энер­гию удара с повышением сопротивления грунта погружению свай.

В практике строительства применяют также метод, основанный на комбинированном воздействии вибрации (или вибрации с уда­ром) и статического пригруза.

Метод вибровдавливания не требует устройства каких-либо путей для рабочих передвижек, исключает разрушение свай и особенно эффективен при погружении свай длиной до 6 м.

3. Погружение свай завинчиванием. Метод основан на завинчи­вании стальных и железобетонных свай со стальными наконечни­ками с помощью установок, смонтированных на базе автомо­билей или автомобильных тяга­чей.

Метод применяют главным образом при устройстве фундаментов под мачты линий электропередачи, радиосвязи и других сооружений, где в доста­точной мере могут быть исполь­зованы несущая способность винтовых свай и их сопротивле­ние выдергиванию.

Рабочие операции при погружении сваи методом завинчивания аналогичны операциям, выполняемым при погружении свай мето­дом забивки или вибропогружением. Только вместо установки и снятия наголовника здесь надевают и снимают оболочки.

4. Методы ускорения процесса погружения свай. Такие методы основаны либо на энергии давления водяной струи (подмыв грунта), либо на использовании эффекта электроосмоса.

— подмывом грунт разрыхляют и частично вымывают струями воды, вытекающими под давлением из нескольких трубок диаметром 38. 62 мм, укрепленных на свае.

Расположение подмывных трубок может быть боковым, когда две или четыре подмывные трубки с наконечни­ками находятся по бокам сваи, и центральным, когда один одно- или многоструй­ный наконечник размещен по центру погружаемой сваи.

Применение подмыва не допускается, если имеется угроза про­садки близлежащих сооружений, а также при наличии просадочных грунтов.

— погружение свай с использованием электроосмоса применяют при наличии йодонасыщенных плотных глинистых грунтов, морен­ных суглинков и глин. Для практической реализации метода погру­женную сваю присоединяют к положительному полюсу (аноду) источника тока, а соседнюю с ней погружаемую — отрицательному полюсу (катоду) того же источника тока. При включении тока вокруг сваи (анод) снижается влажность грунта, а у погружаемой сваи (катод), наоборот, повышается. После прекращения подачи тока происходит восстановление первоначального состояния грунтовых вод и несущая способность свай, являющихся катодами, возрастает.

5. Погружение свай в мерзлые грунты. Без дополни­тельных операций, удается обходиться при погружении свай мощными молотами и вибромолотами, если глубина промерзания не превы­шает 0,7 м. В остальных случаях следует создавать условия, близкие к летним. Для этого необходимо предотвращать промерзание грунта путем заблаговременного утепления мест забивки свай подручными материалами (опилки, солома и т. п.). Сам процесс погружения свай идентичен процес­сам, принятым для летних условий.

Погружают сваи в твердомерзлые грунты главным образом двумя методами: в оттаявший грунт или в пробуренные скважины, диаметр которых превышает наибольший размер поперечного сечения сваи. При погружении свай в оттаявший грунт вначале его оттаивают и затем погружают сваи в образовавшуюся в мерзлом грунте полость разжиженного грунта. Грунт оттаивают с помощью паровой иглы, перфорированной в нижнем конце. Под действием пара, выходящего у острия иглы, грунт раз­жижают до текучего состояния и в него погружают сваю до проек­тной глубины.

Метод погружения сваи в пробуренные скважины (рис. 6.6) предусматривает такую последовательность процес­сов и операций: бурение сква­жины; заполнение скважины песчано-глинистым раство­ром до отметки, при которой объем раствора с некоторым избытком достаточен для за­полнения зазоров между стен­ками скважины сваи после ее погружения; погружение сваи, сопровождающееся выжима­нием раствора; извлечение об­садной трубы.В пластично-мерзлые высокотемпературные (со сред­негодовой температурой не ниже —1°С) грунты сваи погружают забивным или бурозабивным методом.

Методы устройства набивных свай:

В зависимости от способа создания полости в грунте, метода укладки и уплотнения материала набивные сваи различают: буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные, частотрамбованные.

Принципиальная схема устройства набивных свай состоит:

1. устройство полости в грунте: в зависимости от свойств грунта устройство полости ведут

а) без крепления стенок скважины: применяется в устойчивых грунтах, которые могут держать стенки скважины.

б) с применением глинистого раствора, удерживающего стенки скважины; Глинистый раствор готовят на месте производства работ преимущественно из бентонитовых глин. Недостаточно надежен при проведении работ зимой и достаточно трудоемок.

в) с обсадными трубами – возможно в любых геологических и гидрогеологических условиях. Обсадные трубы можно извлекать или оставлять в грунте в процессе производства свай. Секции обсадных труб соединяют стыками специальной конструкции или с помощью сварки.

2. заполнение полости рабочим материалом.

Буронабивной способ используют при устройстве свай диам. 400 -1200 мм на глубину до 30 м.При необходимости увеличения несущей способности набивных свай в нижней части устраивается уширение (пята). Буранабивной способ может выполняться бурением полости всеми способами, включая использование обсадных труб.

Пневмонабивные сваи применяют при устройстве свайных фундаментов в грунтах с большим притоком воды, затрудняющим сооружение буронабивных свай. В этом случае бетонную смесь укладывают в полость обсадной трубы при постоянном повышенном давлении воздуха, Бетонную смесь подают через шлюзовую камеру, которая действует по принципу пневмонагнетательных установок.

Вибротрамбованные сваи используют в сухих связанных грунтах, погружают обсадные трубы вибропогружателем на нижнем конце которого имеется съемный ж/б башмак. После достижения проектной отметки в обсадную трубу подают смесь ч/з вибропогружатель. Происходит уплотнение и трамбование, после чего по мере заполнения обсадную трубу извлекают, а башмак остается.

Частотамбованные сваи используют в плотных грунтах. Обсадную трубу с наконечником погружают с помощью молота. Последующие циклы аналогичны методу вибротрамбования.

Какие существуют способы погружения свай

Как известно, первое, что делается при строительстве дома или любого другого объекта – укладка фундамента. Одним из наиболее надежных и долговечных вариантов фундамента является свайный фундамент. Данная технология монтажа фундамента предполагает погружение опорных элементов глубоко в землю для обеспечения их устойчивости. Большое значение имеет выбор способа погружения свай. К такому выбору нужно подходить максимально серьезно с соблюдением всех правил, установленных СНИП, а также с учетом данных, полученных во время проведения инженерных исследований.

Какие методы погружения опор существуют?

На сегодняшний день существует несколько методов погружения свай. Все способы можно подразделить на две большие группы: ударные и безударные. Первый вариант подразумевает различные методики забивания опорных элементов и является наиболее популярным, поскольку позволяет достигнуть нужной несущей способности всей конструкции. Кроме того, ударные технологии признаны наиболее эффективными многими строительными компаниями. Использование таких методов погружения свай в основном осуществляется на плотных и твердых грунтах, а также при большом диаметре самой опоры.

Безударные способы погружения опорных элементов в основном применяются на сыпучих и потопляемых грунтах. Сегодня существует достаточно много технологий, которые позволяют установить опоры максимально прочно и обеспечить долговечность и устойчивость здания, соответствующие параметрам СНИП.

Ударный метод погружения представлен тремя основными технологиями:

• непосредственно ударный;
• вибрационный;
• виброударный.

Безударный метод погружения свай, в свою очередь, подразделяется еще на несколько технологий:

• вдавливание;
• завинчивание;
• электроосмос;
• подмыв.

Выбор метода погружения опорных конструкций осуществляется исключительно на основании данных, полученных при исследовании участка инженерами. Специалисты определяют качество грунта, его устойчивость, твердость, прочность, сыпучесть и т.д.

Основные характеристики ударного метода

Ударный способ основывается на использовании специального оборудования для погружения свай. Как правило, для таких целей используются специальные копры, на которых имеются мощные молоты, предназначенные для вбивания опор в почву. При этом сила от удара молотом сообщается опоре, которая воздействует на слои грунта, уплотняя их или вытесняя. Данной силы хватит для того, чтобы уплотнение было распространено на площадь, по размерам равной двум или трем диаметрам самой опоры.

Для забивания опорных конструкций в грунт используются различные виды ударных установок. Забивающие агрегаты могут обладать штанговым или трубчатым элементом. Штанговые установки представляют собой забивающий элемент в виде цилиндра, который двигается вверх и вниз, вдоль направляющих. Вниз молот движется под силой своей тяжести, а наверх поднимается посредством повышения давления в камере сгорания.

Трубчатая установка имеет в своей конструкции неподвижный цилиндрический молот с направляющей конструкцией, которая называется шаботом. Ударная часть представлена поршнем с головкой, которая воздействует на опору, когда происходит сгорание топлива. Конструкция удобна тем, что не повреждает верхнюю часть опоры, как это часто случается при использовании других технологий. Сообщаемая опорной конструкции сила равномерно распределяется по всей опоре.

Для погружения заранее приготовленных свай используется другое оборудование, поскольку работать с готовыми опорами намного легче. Погружение свай методом забивания осуществляется при помощи самоходных и рельсовых установок, поэтому предварительно строители готовят строительную площадку, выравнивая ее. Специально заготовленные сваи представляют собой опоры с несколько заостренными окончаниями. На начальном этапе темп работы выбирается медленный, поскольку нельзя допускать ошибки в направлении опоры. После того, как свая прочно погружена в грунт, темп забивания усиливается.

Особенности вибрационного метода

Установка опор вибропогружателем представляет собой погружение сваи путем сообщения ей вибраций, которые постепенно уменьшают сопротивляемость грунта. Параллельно происходит продавливание почвы самой опорой. По мере того, как сопротивление грунта уменьшается, снижается и прилагаемое усилие. Уплотнение грунта, которое возникает от погружаемых свай, может распространяться максимум до трех диаметров опоры.

Вибропогружатель – электромеханическая установка, которая работает по принципу создания дисбаланса вибрирующего элемента. Амплитуда вибраций вместе с силой тяжести от массы системы воздействую на грунт, уменьшая его прочность и сопротивляемость. Кроме того, такое воздействие приводит к разрушению слоев грунта, в результате чего свая легко входит в него. Частота вибрирующих колебаний составляет 400-450 в минуту.

Установки с вибрационными молотами, согласно параметрам СНИП, лучше всего использовать на грунте, который сильно насыщен влагой. Как правило, применяются они на влажных песчаных грунтах. Если почва мало насыщена водой, может потребоваться также и буровая установка.

Характеристика виброударной методики

Виброударная технология погружения свай одновременно совмещает в себе воздействие вибрации и ударов молотом. Также добавляется сила статистического пригруза. Во время установки свая устанавливается при помощи агрегата в нужном месте и под правильным углом, чтобы направление опоры было четким. Сверху, с помощью наголовника свая закрепляется на вибрирующем элементе. Затем свая приподнимается и вводится в грунт посредством собственного веса и воздействия вибраций. Одновременно происходит воздействие ударного элемента.

Виброударный метод можно использовать только при длине свай не более шести метров, в противном случае опора может быть повреждена вследствие усиленного воздействия.

Особенность безударных методик

В основе безударных технологий погружения свай лежит целенаправленное смягчение грунта при помощи опор со специальной конструкцией, либо с использованием специальных технологий погружения, которые значительно размягчают грунт и уменьшают сопротивление его слоев. Такие способы часто применяются на современных стройках, поскольку они позволяют значительно уменьшать трудозатраты.

Методика завинчивания опор

Технология завинчивания опор применяется только в случаях, когда используются винтовые сваи. Их особенная конструкция, содержащая лопасти, позволяет завинчивать их в грунт посредством сообщения вращательных движений. Удобство технологии заключается в том, что при завинчивании можно не использовать дополнительные утяжелители или ударное воздействие.

В основном метод завинчивания применяется при строительстве малоэтажных конструкций или установке линий электропередачи. Введение осуществляется на неплотных или подтапливаемых грунтах. Винтовые опоры чаще всего изготавливаются из металла или железобетона. Нижняя часть опоры благодаря расположенным лопастям является более широкой, что обеспечивает опоре дополнительную устойчивость. Метод завинчивая можно использовать даже в условиях достаточно плотной застройки, он не ведет к негативным последствиям для близлежащих конструкций.

Методика подмывания грунта

Согласно СНИП, в территориях с сыпучими или рыхлыми грунтами установка свай должна производиться при помощи методики подмывания грунта. Как правило, в таких случаях используются опоры с большим диаметром или длиной для более надежного закрепления. Суть технологии заключается в размывании грунта водой под большим давлением. Вода подается по большим трубам в направлении заглубления опоры. В результате под воздействием жидкости грунт разрыхляется, а свая без труда погружается все глубже.

Трубы для подачи воды располагаются по бокам опоры или в самом ее центре. Прикрепляются трубки таким образом, чтобы они располагались чуть выше самой сваи. Вода подается под давлением не меньше 500 кПа.

Согласно правилам СНИП, данную методику введения свай нельзя использовать в ситуациях, когда в результате исследований инженерами было выяснено, что поблизости находятся здания или конструкции, которые могут быть разрушены в результате подмывания грунта, или если на территории имеются проседающие слои грунта.

Методика электроосмоса

Технология электроосмоса заключается в том, что одновременно погружаются две сваи. К одной подключается электрический ток с отрицательным зарядом, а к другой с положительным. Под воздействием тока влага скапливается возле отрицательно заряженной сваи, что существенно облегчает ее погружение. Порой для более быстрого введения сваи в грунт дополнительно применяют забойные установки. После отключения электричества распределение влаги в грунте восстанавливается, так же, как и его сопротивляемость.

Методика вдавливания

Порой в строительстве используется технология погружения свай вдавливанием. Как правило, данная техника применяется преимущественно для небольших опор, длиной от 3 до 5 метров. Погружение свай при этом происходит методом статического вдавливания. Это означает, что на установленные опоры воздействует статическая нагрузка, уменьшающая сопротивление грунта.

Сначала вдавливаемые опоры устанавливаются в нужном месте и под нужным углом, обеспечивая правильное направление. Делается это при помощи стрелы специального агрегата. Далее происходит погружений свай путем вдавливания, которое осуществляется посредством крепления опоры к оголовку базового агрегата. Одновременно с методом вдавливания может использоваться вибрационная установка.

Методы и технология погружения свай в грунт

Бетонные, металлические или деревянные сваи заглубляют в наклонном положении или ставят вертикально. Стойки монтируют в почве у оснований сооружений для восприятия срезающей, выдергивающей или давящей нагрузки от дома на землю и передачи ее стабильным нижележащим слоям. Способы погружения свай различается и зависит от типа грунта, окружающей обстановки, конструкции опорного стержня.

Разновидности свай

Забивные виды углубляются в землю без предварительной выемки грунта при помощи копров (молотов), вибрационных установок методом завинчивания или вдавливания. Сваи-оболочки монтируют вибропогружателями, при этом заранее разрабатывают почву под установку.

Буронабивные типы представляют собой погружение обсадной трубы с последующим бетонированием и установкой арматуры. Винтовые разновидности снабжают лопастями для последовательного вкручивания стержня в толщу земли.

Деревянные

Стойки из древесины погружают забивкой, ставят при малых статических нагрузках от надземной части, используют в индивидуальном домостроении и частично при промышленном возведении сооружений.

Деревянные столбы выполняют по технологической схеме:

• располагают поодиночке;
• делают составные сечения;
• применяют пакетное расположение.

Материалом служат длинномерные бревна хвойных пород, иногда используют дуб. Изделия имеют поперечное сечение 22 – 34 см, длина составляет 700 – 800 мм, при этом сохраняется естественная конусность ствола. Деревянные сваи заглубляют паровоздушным, механическим молотом, применяют вибропогружатель свай.

Буронабивные

Представляют собой трубы-оболочки, которые заглубляются в землю и впоследствии бетонируются. Технология исполнения зависит от характеристик грунта и надземных нагрузок.

Разновидности набивных оболочек:

• проходы, в которых не ставят обсадку, а бетонируют и армируют выемку в грунте;
• скважины с монтажом оболочки из металлической трубы;
• винтовой способ с одновременной выемкой земли и нагнетанием раствора.

Обсадку не ставят в сухих грунтах, кода стенки прохода отличаются стабильным состоянием. Оболочки применяют в размывающихся почвах и плывунах.

Железобетонные

Делают с применением тяжелого бетона и армирования. Железобетонные элементы с сечением 35х35 и 40х40 см выпускают длиной 16 м, а размер 30х30 см имеет протяженность до 12 м. Для увеличения высоты применяют составные сваи.

По типу нагрузки различают:

• стойки-сваи, которые острием опираются на стабильные слои (скальные, мало сжимаемые);
• висячие элементы, которые передают нагрузку боковым трением о грунт и пятой.

Для заглубления применяют копер на основе гидравлики или дизельной установки. Несущую способность определяют расчетом по формуле или проверяют статическим исследованием путем пробного вибропогружения железобетонных свай до условной готовности.

Трубобетонные

Такие стойки забивают пневматическими ударными установками. Трубобетонные сваи представляют собой стальные трубы конусной формы, которые заполняются бетонной смесью специальными насосами. Используют в городских условиях, когда есть большая скученность соседних строений. Тяжелую технику в таких условиях не применяют из-за сложности обстановки.

Габариты пневмоударного устройства позволяют использовать его в близости от существующих фундаментов других зданий. Трубобетонные стойки ставят на песчаных почвах, влажных грунтах, применяют для устройства оснований на дне водоемов.

Шпунтовые

Сваи выполняют из древесины, железобетона и металла, шпунтовочные виды ставят при возведении набережных, мостов, строительстве гидротехнических специальных сооружений, ограждений. При монтаже вплотную друг к другу получается стенка, через которую не проникает вода.

Конструкции предотвращают перемещение почвы с ограждаемой области на соседний участок, например, при земляных работах на большой глубине. При вибропогружении свай могут упасть части насыпей, откосов, склонов, поэтому с помощью шпунтовых стоек предупреждают оползни.

Грунтоплавленные

Сваи ставят в скважины, где предварительно сделано термическое укрепление почвы. Процедура изменяет структуру грунта, механические и физические свойства. При плазменном нагреве на землю действует высокая температура, магнитные волны и электростатическое поле.

Процесс состоит из преобразовательных стадий:

• дегидратация (удаление влаги);
• подогрев минеральных компонентов;
• обжиг;
• плавление;
• дегазация, нагрев расплава;
• твердение при постепенном охлаждении.

Новые связи в грунте придают массиву положительные физические характеристики, делая почву пригодной для восприятия больших нагрузок.

Особенности и последовательность погружения

Чаще всего для заглубления опорных элементов используется копер — установка для монтажа стоек в проектную позицию. Дизель-молот представляет собой агрегат для забивания стоек в грунт. В глину и песок стержни погружают при помощи вибропогружателя.

Гидравлический молот работает на базе экскаваторов, глыборазбивочных машин, манипуляторов, копров. Оборудование используют для разбивки горных пород, скального грунта, вечной мерзлоты. Применяют сваевдавливающие устройства и бурильные агрегаты универсального действия.

Осмотр свай перед работой

Технология вибропогружения свай предусматривает проверку соответствия марки стержней и фактических размеров опоры. В чертежах указывают модификацию элемента, габариты и отметку заглубления в грунт. В условиях строительной площадки проводятся статические и динамические испытания стоек в случае сомнения в проектных решениях.

Замеряют отказы на контрольных экземплярах — в конце погружения устанавливают точку остановки, когда его значение приближается к расчетному показателю, и останавливают заглубление. Делают залоговый контроль погружения, результаты записывают в журнал осмотра. Так проверяют и осматривают не меньше 10% опор на объекте.

Методы погружения опор

Перед работой обеспечивают сохранность близлежащих строений, обследуют их. Такое изыскание влияет на выбор способа погружения металлических свай, стоек из бетона, обсадных труб. Иногда усиливают существующие основания, укрепляют грунт. Сваи доставляют на площадку, уже подготовленные к монтажу.

Применяют методы заглубления:

• ударом, забивкой;
• бетонированием обсадных оболочек;
• вибрационным погружением;
• вдавливанием;
• винтовым способом.

Эффективность погружения зависит от правильного выбора материала стоек и грунта.

Ударный

Свае передается поступательная энергия, при этом стойка заглубляется в землю, а часть почвы вытесняется наружу. Работу ведут с помощью ударных агрегатов самоходного или рельсового передвижения. В вертикальной позиции сваю удерживают копры со стрелами.

Первоначальное погружение проходит медленно, контролируют наклон стержня. На верхушку элемента надевают наголовник, чтобы ударная сила не разрушала тело сваи. Стойку заглубляют до достижения проектной отметки. Ударный метод используют на разных видах грунта, при этом работа проходит быстро. Стержни уплотняют почву вокруг себя на расстоянии до двух метров.

Буронабивной

Оболочки бетонируют составами марки от М 100 и выше, одновременно устанавливают продольные стальные стержни внутрь конструкции. Готовность сваи к нагрузке наступает через 28 суток, когда железобетон наберет заданную прочность.

Используют многоразовые трубы секционного типа. Участки опускают в скважину и вынимают после заливки следующего прохода. Секции скрепляют между собой сваркой или делают технологические соединения. Бурят скважины ударным способом, вращением, вибрацией, используют домкраты. Во время бетонирования смесь непрерывно уплотняют.

Вибрационный

Виброагрегаты снижают силу бокового трения и сопротивление почвы, поэтому требуется меньше напряжений. Вибрирование дополнительно уплотняет землю на расстоянии 1,5 – 3,0 сечения сваи и повышает несущие свойства грунта.

Вибропогружатели через наголовник передают стойке автоматические колебания, и погружение свай идет под влиянием веса. Тяжелые стержни погружают на низких частотах, а для легких стержней достаточно высокочастотного воздействия. Метод работает при монтаже во влагонасыщенных и песчаных почвах, плотных слоях, глинистых и суглинистых породах.

Вдавливание

Применяется в очень твердых и плотных слоях (исключение составляют скальные грунты). Вдавливанием заглубляют сплошные свайные элементы и непротяженные трубчатые экземпляры (3 – 3 метров). Стойку фиксируют в вертикальном положении, ствол закрепляют пневматическими зажимами. Наголовник надевают для передачи давления после погружения на 1 метр.

Если стержень не может достичь проектной отметки, его приподнимают специальным оборудованием, опять опускают и продолжают вдавливать в грунт.

Завинчивание

Так заглубляют винтовые свайные стержни, которые включают в конструкции наконечник с лопастными элементами для облегчения вхождения в почву. Сама свая представляет собой железобетонный или металлический ствол. Способ используют при погружении в рыхлых и подтапливаемых землях. Винтовые элементы используют в качестве основания для установки ЛЭП, строительства эстакад, мостов и других объектов со значительной нагрузкой.

Завинчивание применяют в регионах с плотной застройкой, например, в городах, где ударные нагрузки разрушат соседние фундаменты. Специальные агрегаты фиксируют сваю в инвентарной опалубке и передают крутящий момент с помощью трансмиссии на погружаемый элемент. Держатели разжимают стойку после достижения требуемой глубины.

Комбинирование

Чаще применяют сочетание удара и вибрации, легкое вхождение обеспечивают одновременным действием частотных колебаний, собственной массы и забивки. Комбинацию используют на плотных землях, где отдельные методы не дают результатов.

Установки для работы имеют две опорные рамы — на одной ставят ударный агрегат, вторая поддерживает стреловой вибропогружатель. Так заглубляют элементы высотой до шести метров. Сваи защищают наголовником после небольшого погружения в грунт (0,7 – 1,0 м).

НАЗНАЧЕНИЕ СВАЙ, ИХ ВИДЫ И СПОСОБЫ ПОГРУЖЕНИЯ В ГРУНТ

Сваи применяют в слабых грунтах вместо фундаментов. Они как и фундаменты, передают нагрузку от зданий и сооружений на грунт.

Сваи бывают деревянные, бетонные, железобетонные, стальные и грунтовые. По форме поперечного сечения —круглые, квадратные, прямоугольные и многоугольные, а по форме ствола — цилиндрические, конические, призматические.

Расположение свай в плане зависит от конфигурации возводимого здания (сооружения), его массы и места приложения нагрузок.

По характеру работы сваи подразделяют на забивные сваи-стойки, висячие, шпунтовые и набивные в грунте.

Забивные сваи, кроме забивки, также могут погружаться в грунт способами подмыва, завинчивания и вдавливанием.

В сельском строительстве широко применяют короткие железобетонные сваи вместо ленточных бетонных, бутобетонных и столбчатых фундаментов, что позволяет получать экономический эффект за- счет сокращения срока выполнения работ по возведению подземной части здания, сокращения объемов земляных и бетонных работ.

Наиболее рациональной конструкцией является забивная свая-колонна длиной до 8 м, способная воспринимать нагрузку в пределах 15—25 т, которая совмещает функции фундамента (часть сваи, погруженной в грунт) и колонны (надземная часть сваи). Применение свай-колонн исключает операцию монтажа колонн, что сокращает трудоемкость работ по возведению подземной части здания и монтажа ‘колонн почти в 10 раз, а стоимость общестроительных работ до 30%, по сравнению с устройством сборных фундаментов стаканного типа с установкой в них железобетонных колонн с замоноличнванием.

В производственных сельскохозяйственных зданиях рекомендуется применять различные свайные фундаменты (рис. 1.25).

В зданиях, представляющих стоечно-блочную схему каркаса, наиболее перспективные: безростверковые забивные сваи, на которые устанавливают колонны; сваи-колонны мачтового типа, представляющие собой различные варианты колонн каркаса здания, забетонированных в цилиндрическую скважину. Сваи-колонны мачтового типа могут применяться в зданиях животноводческих и птицеводческих ферм, складов сельхозтехники и сельхозпродуктов с полным стоечно-блочным каркасом.

На трубчатые цилиндрические сваи, заполненные бетоном, устанавливают колонны несколько меньшего диаметра по сравнению с трубой, что дает возможность перемещать последнюю в плане и позволяет повысить допуски при забивке трубчатых свай.

Применение трубчатых свай вместо фундаментов стаканного типа снижает стоимость работ по возведению подземной части здания на 15—20%, а трудоемкость примерно вдвое.

В сельском строительстве применяют железобетонные забивные висячие пирамидальные сваи, которые целесообразно использовать в следующих грунтах: песок, песок с илом, ленточные глины, лессовые 1-го типа по просадочности, насыщенные водой глины, суглинки, супеси разного происхождения. Пирамидальные сваи применяют при возведении производственных сельскохозяйственных стоечно-блочных зданий (рис. 1.26).

Пирамидальная свая представляет собой монолитную железобетонную сваю из бетона марки не менее 200. Виды пирамидальных свай представлены на рис. 1.27.

Армирование пирамидальных свай — конструктивное, с учетом условий их транспортирования (рис. 1.28).

Пирамидальная свая при ее погружении в грунт под .нагрузкой работает враспор, подобно объемному клину, это позволяет в процессе ее погружения создавать у боковых плоскостей сваи значительный объем уплотненного грунта, что способствует восприня-тию наибольшей вертикальной нагрузки.

Наряду с забивными в сельском строительстве применяют бу-ронабивные сваи, в том числе и с уширением пяты, в зависимости от качества грунтов и величины нагрузки на сваю.

Для малоэтажных зданий (сооружений) в обычных грунтовых условиях можно использовать короткие (до 3 м) буронабивные бетонные и бутобетонные сваи. Бетон и бутобетон должны иметь марку не менее 100.

Устройство бутобетоныых свай допускается при диаметре скважин не менее 500 мм и при условии осевой сжимающей нагрузки. При горизонтальных нагрузках или при возможности появления изгибающих моментов буронабивные сваи должны армироваться стальной арматурой. При этом защитный слой бетона должен быть не менее 50 мм. В зависимости от нагрузки и конструктивных решений буронабнвные сваи размещают в грунте в виде одиночных свай, рядов или кустов.

Буронабивные сваи рекомендуется размещать в грунтах глинистых (супеси, суглинки, глины) с коэффициентом консистенции В —0,4 н коэффициентом пористости 6=^1.

В сельском строительстве также применяют грунтобетонные (грунтоцементные) сваи диаметром 0,5—0,8 м и длиной до 3,5 м. Эти сваи изготовляют путем смешивания в разбуриваемой скважине местного грунта с цементом, водой и химическими добавками. Допускается использовать цемент портландский и шлакопортландский марки не ниже 400.

Грунтобетонные сваи устанавливают в бескаркасных малоэтажных (не более трех этажей) сельских зданиях (сооружениях) III, IV класса, передающих сжимающую нагрузку на сваи. При динамических нагрузках применение груитобетонных свай не рекомендуются. Грунтобетонные сваи заглублять ниже уровня грунтовых вод не допускается. Эти сваи изготовляют из грунтобетона марки 35 и 50.

Наибольшее применение грунтобетоиные сван находят в районах страны, не располагающих нерудными строительными материалами.

Ростверк по грунтобетонным сваям можно устраивать монолитным и сборным железобетонным.

Способы погружения свай в грунт. До начала погружения свай в грунт выполняют комплекс подготовительных работ в соответствии с проектом производства свайных работ, в состав которого входят: доставка готовых свай или материалов для изготовления набивных свай, доставка и монтаж оборудования для погружения или изготовления свай, разработка схемы перемещения сваебойной установки с указанием очередности погружения (изготовления) свай; планировка свайного основания и разбивка осей свайных рядов, устройство подмостей; пробная забивка свай для уточнения расчета несущей способности сваи. Последовательность забивки свай устанавливается проектом с учетом свойств грунта.

Сваи-стойки, висячие и шпунтовые сваи погружают в грунт сваебойными установками — ударами по голове сваи.

При забивке железобетонных и стальных свай обязательно применяют наголовники, предохраняющие головку сваи от повреждения при ударе по ней молотом сваебойной установки. При забивке деревянных свай голову сваи предохраняют от размочаливания бугелем, преставляющим собой цилиндрическое кольцо из полосовой стали, надеваемое на голову сваи. Нижний конец деревянной сваи заостряют в виде четырехгранной или трехгранной пирамиды. При наличии в грунте твердых включений на острие сваи надевают металлический башмак, защищающий острие от размочаливания. Деревянные сван применяют при условии заложения головы сваи ниже уровня грунтовых вод.

Для погружения свай и шпунта в несвязные (особенно вода-насыщенные) грунты широко используют вибропогружатели.

Процесс погружения свай в грунт состоит из: подъема и установки сван в проектное положение; собственно погружения сваи в грунт; перемещения сваебойной установки .к месту погружения сваи в грунт; перемещения сваебойной установки к месту погружения следующей сваи.

Существуют четыре основных схемы забивки свай (рис. 1.29): последовательно-рядовая, секционная и две концентрические (от середины к краям, от краев к середине).

Сваи забивают сваебойной установкой, состоящей из копра для подвешивания свайного молота, установки для поддержания сваи во время ее забивки; молота, погружающего сваю в грунт или вибропогружателя; силового оборудования, состоящего из паросиловой установки или компрессора, а также приводных и ручных лебедок для подъема свай, молота. Кроме того, в комплект сваебойной установки включается и вспомогательное оборудование: наголовник — специальное устройство, надеваемое на верх-иий конец сваи для предохранения ее головы от повреждения при забивке; пилы для срезки деревянных свай, приспособления для срезки железобетонных свай; сваевыдергиватели.

Тип п» мощность необходимого сваебойного оборудования устанавливают сообразно с местными условиями, объемом свайных работ, сроками их выполнения, длины сваи, особенностями предстоящих работ на данном строительстве. Как показывает практика, собственно забивка свай в общем расходе времени в большинстве случаев составляет незначительную долю. Значительная часть (70—80%) рабочего цикла затрачивается на вспомогательные работы—передвижку и установку сваебойного оборудования, подтаскивание и установку свай и др.

Забивка сваи продолжается до получения заданного проектом отказа — величины погружения сваи от одного удара молотом после окончания забивки. Забивку свай при приближении к проектной величине погружения производят «залогами», т. е. 10 ударами молота подряд.

Погружение сваи от одного залога замеряют с точностью до 1 мм. Отказ сваи определяется как частное от деления величины погружения сван от одного залога на число ударов в залоге.

Способ вибропогружения свай основан на том, что силы трения и сцепления в грунте под действием вибрации определенной частоты резко уменьшаются и свая, через которую вибрация передается на грунт, начинает погружаться; с увеличением массы вибрационной установки увеличивается скорость погружения сван.

Принцип погружения свай в грунт вибромолотом основан на том, что вибрация передается на сваю через спиральные пружины (рис. 1.30), а корпус вибратора, вибрируя, ударяет бойком по голове сваи.

Способ завинчивания свай, имеющих винтовые наконечники, производится самоходной установкой, смонтированной на базе автомобиля или специальным механизмом—электрокабестоном.

Погружение свай в грунт можно значительно облегчить при применении способа- подмыва, суть которого состоит в том, что к острию сваи во время ее погружения подводится струя воды, разрыхляющая грунт, что резко снижает его сопротивляемость под зстрпем. Наряду с этим вода из-под острия, поднимаясь вверх, (уменьшает трение сваи о грунт.

Способ погружения свай вдавливанием применяют при погружении коротких свай (длиной до б м). Для вдавливания свай используют специальную установку из двух тракторов.

Для погружения свай-колонн в грунт в сельском строительстве применяются самоходные сваебойные установки, оснащенные дизельными молотами.

При забивке свай-колонн в грунт средней плотности можно принимать молот аналогичной конструкции с массой ударной части на разряд меньше.

Сваи-колонны погружают в грунт следующим образом: сваи-колонны подают к месту погрузки их в грунт; стропуют, поднимают их в вертикальное положение, устанавливают на точку погружения, устанавливают молот на головке сваи, поднимают и опускают молот; в процессе погружения придают свае проектное положение; замеряют отказы; останавливают сваебойную установку и перебазируют ее для забивки следующей сваи-колонны.

Сваи-колонны для подъема стропуют стропом-удавкой (рис. 1.31), расположенным на расстоянии 0,3 / от верхнего ее торца, где / — длина сваи-колонны. Чтобы строп не скользил по свае-колонне, его пропускают через верхнюю монтажную петлю сваи.

Забивать сваю-колонну начинают легкими ударами при высоте падения молота 0,2—0,4 м, а после погружения ее на 1 м работы по забиванию прекращают и корректируют положение сваи, наголовника, сваебойной установки (рис. 1.31), после чего усиливают удары молотом, увеличивая высоту его падения до проектной.

Пирамидальные сваи в грунт погружают теми же сваебойными установками, что и сваи-колонны (рис. 1.32). Масса молота должна превышать массу сваи вместе с наголовником в 1,5 раза при погружении в грунт с модулем £тр^500 Па и в 2 раза сЕтр>500 Па.

Размер и глубину погружения пирамидальных свай определяют на основе предварительных расчетов, с учетом инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки и действующих нагрузок на них.

Масса ударной части молота (табл. 1.11) приведена из условий использования его при забивке свай в плотные или мерзлые грунты без выполнения лидирующей скважины или предварительного разогрева мерзлоты.

Перечень набивных свай, их характеристику см. в табл. 1.9.

Устройство набивных бетонных свай ведут следующим образом: в пробуренной скважине оставшийся в забое грунт уплотняют бурильным агрегатом за счет развития максимального усилия подачи бура без его вращения либо ручным способом. Бетонную смесь в скважину укладывают через загрузочную воронку слоями с уплотнением вибраторами, слой бетонной смеси не должен быть более 1,25 h (А — длина рабочей части вибратора, м).

Аналогично бетонным, устраивают бутобетонные сваи, при этом составляющие бутобетонной смеси можно укладывать в скважину совмещенным или раздельным способом. При укладке бутобетона в скважину совмещение бадью заполняют чередующимися слоями смеси и подают в скважину. При раздельном способе укладки составляющих в скважину сначала подают бетонную смесь и укладывают ее слоями 30—35 см, а затем на слой бетонной смеси укладывают слой камня,толщиной до 25 см.

При окончании устройства бутобетонных свай скважину длиной 0,5 м от устья заполняют только бетонной смесью. Перерывы между укладкой слоя бетонной смеси и слоя камня, включая его втаплнвание, не должны быть более 10 мин.

При производстве работ в зимнее время грунт для набивных свай должен быть заранее предохранен от промерзания. Пробуренные скважины накрывают утеплителями. Температура бетонной смеси (бутобетоиной) в процессе укладки ее в скважины должна быть не ниже -[-10° С при наружной температуре воздуха —15° С и -f-15°C — при наружной температуре воздуха ниже —15° С.

Для устройства грунтобетонных свай используют бурильные агрегаты (табл. 1.12). Бурильный агрегат выбирают с учетом длины и диаметра бура, чтобы обеспечить бурение скважины, перемешивание и уплотнение смеси.

После окончания работ по забивке свай составляют акт на скрытые работы, в котором дают оценку качества работ и разрешение на подготовку голов свай для устройства по ним ростверка (монолитного железобетонного или монтажа сборного).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Способы погружения свай

При строительстве дома, независимо от разновидности используемого материала и технологии, обязательно нужно продумать тип фундамента. Это обусловлено тем, что от качества основания зависит практичность, надежность и удобство эксплуатации сооружения в последующем.

Одним из наиболее распространенных оснований считается свайный фундамент. Свайные опоры производятся в соответствии с техническими правилами и нормами СНиП.

Основные способы погружения свай

Существует несколько методик погружения свай. Все эти способы условно можно поделить на две большие категории – ударные и безударные. Первая методика является наиболее популярной. Метод забивки свай чаще всего используется для плотных и твердых грунтов, либо же в том случае, если нужно установить опору большого размера при строительстве особого типа основания.

Безударные способы погружения опор чаще применяются для сыпучих или подтопляемых грунтов. Существует очень много технологий, поэтому можно гарантировать прочность, надежность и удобство выполнения работ при возведении сооружения с любой архитектурой.

Условно ударный метод погружения свай поделен на следующие подвиды:

• Классический ударный.
• Вибрационный.
• Виброударный.

Безударный способ погружения свай может проводиться такими методиками:

• Вдавливание в грунт.
• Завинчивание.
• Подмыв.
• Электроосмос.

Основные характеристики ударного метода

Ударный метод относится к наиболее распространенным способам погружения свай, поскольку только так можно рассчитывать на практичность и надежность создания основания для дома.

Важно правильно отнестись к техническим требованиям и нормам, рассчитывая при этом количество опор в зависимости от размера будущей постройки и ее особенностей. Это позволит предотвратить нарушение горизонтальной или вертикальной ровности. Заказывать услуги лучше в компании СУ-77, которая выполнит работу качественно и в сжатые сроки.

Особенности вибрационного способа погружения

• При осуществлении этого способа погружения свай на каждую определенную сваю воздействуют специальным оборудованием. Оно способно значительно снизить силу трения, а также сопротивление грунтовых масс.
• При погружении свай на предварительно запланированную глубину затрачивается значительно меньше усилий в сравнении с другими (альтернативными) способами. При использовании ударного метода и при методе вибрации происходит уплотнение грунта приблизительно на 1,5-3 диаметра относительно параметров сваи. Показатели связаны с типом грунтовых пород, присутствующих на строительном участке. Именно поэтому использование вибрационного метода способствует дополнительному усилению несущих характеристик всей конструкции.
• При осуществлении работ вибрационным методом применяются специальные установки – вибропогружатели. Такая техника с помощью специального наголовника воздействуют на забиваемую опору механическими вибрациями с определенной частотой.
• При вибропогружении грунт приобретает своеобразное плывучее состояние, свая продвигается на глубину за счет своего собственного веса. При проведении работ, связанных с эксплуатацией длинных и тяжелых опор, для их погружения в грунт применяются вибрации низкой частоты. При работе с легкими и небольшими сваями при их погружении лучше использовать вибрации высокой частоты, составляющие больше 1500 колебаний за минуту.
• Монтаж сваи в грунт начинается с ее крепления и выравнивания в вертикальном положении, а вибропогружатель устанавливается в изначальном положении. Чтобы проверить правильность установки опоры по вертикали, делается пробное включение виброустановки.

Где применяется вибрационный способ погружения

Такой метод рекомендуется использовать в определенных случаях:

• На песчаных и насыщенных влагой грунтах. При этом способе скорость погружения свай всех типов будет составлять 3,5-7 м/мин.
• На плотных грунтах или почвах с малым увлажнением. Здесь возникает необходимость в предварительном бурении скважины.
• На глинистых и тяжелых суглинистых грунтах. В ходе погружения опоры, примерно за 20-30 см до достижения проектируемой глубины, следует переходить на ударную методику монтажа опор.

В условиях слишком плотной городской застройки использование вибраций допустимо только в определенном режиме. Частота колебаний не должна быть более 40-50 Гц.

Особенности виброударного способа погружения

Такая методика сочетает в себе вибрационные и ударные воздействия на опору. При осуществлении строительных работ происходит одновременное воздействие на сваю двумя методиками, благодаря чему опора быстро и сравнительно легко входит в почву. Применяется данный способ на строительных объектах с достаточно плотной почвой, где другой метод может оказаться неэффективным.

Вибровдавливание опор

В данном способе погружения свай скомбинировано вдавливание, ударная и вибрационная техники. На погружаемую сваю воздействуют сразу же тремя силами. Работа выполняется с помощью установки, состоящей из электрического генератора, лебедки с двумя барабанами и направляющей стрелы, оснащенной вибропогружателем. В конструкции также имеются блоки, через которые к вибропогружателю от лебедки присоединяется канат для выполнения вдавливания.

Погружение свай способом вдавливания

Современные здания с каждым днём становятся всё выше, а сроки на их возведение – более короткими. От этого не должна страдать прочность всей конструкции. Добиться оптимальных результатов помогает метод вдавливания свай, который стал широко востребован. Подобный способ проявил себя крайне результативно на местности с прочным и твёрдым грунтом, исключением являются, разве что, скалы. При осуществлении метода используются опоры со сплошным и трубчатым сечением, длина которых варьируется от 3 до 5 метров.

Сваи погружаются в землю с помощью статической нагрузки, воздействующей на них. Представленный способ получил широкое применение благодаря следующим достоинствам: высокая экономичность,

• возможность регулярного компьютерного контроля;
• высокие показатели прочности;
• минимальный раздражающий шум.

Так как агрегаты, применяемые в процессе погружения свай методом вдавливания, имеют большие габариты для создания силового воздействия, территория стройки, выделенной для них, должна быть не менее 500 квадратных метров. Опора устанавливается в вертикальном положении, для этого специальные зажимы фиксируют ее в направляющей стреле. После выставления вручную, опора вдавливается.

По достижении метровой глубины верхнюю часть погружаемого элемента зажимают специальным устройством – «оголовником». При помощи этого устройства давление от генераторного агрегата передаётся на систему специальных блоков, которые вдавливают сваю всё глубже. Если за одну операцию достигнуть нужного результата не удаётся, основание сваи с помощью специального оборудования приподнимается и опускается, возобновляя давление. Подобные действия повторяются до выхода на проектную глубину.

Для перемещения спецтехники к следующему месту, ее необходимо освободить от грузов. При необходимости увеличения скорости перемещения агрегата применяются самоходные шасси. Стоимость подобной установки невелика, но она имеет существенный минус – требуется дополнительное оборудование и длительное время, затрачиваемое на подготовительные работы.

Погружение свай путём завинчивания

Данный метод применяется только для опор, имеющих стальной наконечник с лопастями. Остальное тело конструкции состоит из железобетонного монолита. Применяется этот способ для возведения конструкций, которые подвергаются повышенной нагрузке (мосты, ЛЭП). Такие сваи используются в грунтах, имеющих неплотную основу или подвергаемых подтоплению. В отличие от метода вдавливания, для завинчивания не требуются большие территории, работы ведутся в конкретных точках, без создания лишних вибраций и шумов.

Оборудование, необходимое для погружения свай методом ввинчивания, устанавливается на автотягаче, создаёт крутящий момент, который при помощи редуктора погружает опору всё глубже. При попадании в более плотный грунт, предусмотрена возможность обратного вращения, с целью небольшого подъёма. После этого процесс возобновляется.

Эта методика применяется для стальных либо железобетонных свай, снабженных металлическим наконечником. Осуществляется процедура с помощью мобильных установок, которые смонтированы на платформе автомобилей, а также на различных самоходных средствах. В большинстве случаев методика применяется при сооружении фундаментных оснований под мачты сетей радиосвязи и электропередач.

Конструктивная особенность рабочего устройства дает возможность выполнять следующий вид операций:

• затягивать сваю во внутреннюю часть трубы рабочего механизма;
• выдерживать требуемый угол погружения, предел составляет 0-45 градусов относительно вертикали;
• заглублять сваю, применяя одновременно вращение и осевое усилие, которое в дальнейшем можно использовать, чтобы вывернуть ее из грунта.

Погрузив сваю в почву, внутреннее отверстие заполняется бетонной смесью. Время заглубления зависит от особенностей грунта, а также размера лопастей. Оно может составлять от 0,2 до 0,6 м/мин.

Погружение свай методом электроосмоса

Данный способ погружения свай способен заменить классический монтаж фундамента. Применяется он на глинистых почвах, отличающихся водянистостью.

Действия операторов минимизированы. В данном случае из двух опор составляют электрическую цепь, в которой уже погруженная свая выступает в роли положительного электрода, а новая – отрицательного. Жидкость в почве вокруг анода перетекает к катоду, делая грунт сухим и податливым. После этого вся конструкция с лёгкостью погружается глубже путем воздействия давлением либо ударами. Когда цепь размыкается, способности грунта возвращаются.

Данный способ погружения применяется на насыщенных водой глинистых почвах. Рассчитана методика на кратковременное действие постоянным током вокруг погружаемой сваи, которая в сети служит катодом. За счет того, что грунт насыщается водой, его сопротивление уменьшается, погружение сваи значительно облегчается.

Анодом в этом случае выступает непосредственно свая, которая была забита прежде. В момент подачи тока влажность грунта вокруг нее становится меньше. Когда действие тока не производится, восстанавливается состояние грунтовых вод и свайные конструкции увеличивают свою несущую способность.

Метод подмыва водой

В данном методе погружения свай производят подмыв грунта. На свае закрепляются несколько трубок различного диаметра (0,38-0,62 см). Из них под давлением льется вода, которая размывает и разрыхляет грунт. Таким образом, у острого края сваи сопротивление грунта становится ниже, он также размывается поднимающейся вдоль стержня водой, что способствует уменьшению трения вдоль боковых поверхностей.

Укрепление трубок бывает боковым, когда они с наконечником располагаются по бокам стержня, применяется обычно две или четыре трубки. Также возможно центральное расположение трубок – используется один одноструйный либо многоструйный наконечник, располагается он в центре погружаемой конструкции.

Воду для подмыва подают к трубам под давлением не менее 0,5 МПа. При применении данной методики нарушается сцепление грунтовых частиц под подошвой, а также вдоль боковых поверхностей свайных конструкций. За счет такой особенности их несущая способность становится значительно ниже. В связи с этим, последние метр или два погружения производятся без применения этого метода. Подмыв также прекращается при заглублении оболочек, когда нож на полметра не дошел до требуемой отметки. Недопустим метод в случае угрозы просадки близко расположенных конструкций, а также, если грунт способен изменять плотность под воздействием влаги.

В ходе этой методики погружения свай, кроме укладки разводящей линии и установки насосов, требуется выполнить дополнительные операции:

• прикрепление трубок к сваям;
• подсоединение трубок с использованием гибких рукавов к трубопроводу;
• запуск и отключение двигателя насоса;
• многократное использование трубок требует их извлечения.

За счет этих операций увеличивается трудоемкость и стоимость работ, поэтому применяется этот метод погружения довольно редко, в основном, для свай длиной более 8 метров.

Методы погружения свай

Применяется различные технологии погружения свай, которые, в общем-то, сводятся к одной цели: погружение сваи в заданном месте, на определенную глубину и под определенным углом.

• Существующие методы погружения свай
• Ударный метод погружения
• Вибрационный метод погружения свай
• Метод погружения свай вдавливанием
• Метод погружения свай завинчиванием
• Буронабивной метод погружения свай
• Преимущества ударного погружения свай
• Заказ погружения свай

Сваи, проходя сквозь слои твердого и слабого грунта, равномерно распределяют общую фундаментальную нагрузку по всему периметру строения. Упираясь в нижний твердый слой грунта, свайный ствол обретает устойчивость и не дает предпосылок к «гулянию» всего фундамента.

Сваи подразделяются на два вида:

• Набивные. Создаются на контрольной точке расположения. Перед непосредственной заливкой свайного столба происходит бурение скважины с помощью специальной техники и установка армированных каркасов.
• Забивные. На место строительства завозятся уже готовые сваи. Используя крановые установки, их подтаскивают на контрольные точки и производят забивку с помощью молотов.

Рис. 1: Забивная и буронабивная свая (различие)

Способ погружения свай в грунт будет зависеть от геодезических данных по участку строительства и наличия рядом стоящих объектов. Также выбранный метод погружения в дальнейшем определяет выбор конкретной техники.

Существующие методы погружения свай

Согласно СНИП, погружение свай под фундамент производится различным технологическим оборудованием, выбор которого зависит от длины свай (рассчитывается при проектировании строения) и состояния грунтов.

Погружения свай применяются следующие основные методы:

В зависимости от условий и при необходимости в тех или иных случаях применяются комбинированные методы:

• виброударный
• вибровдавливанием
• с подмывом грунта
• с использованием электроосмоса

Ударный метод погружения

Наиболее распространен ударный метод применяется с использованием ударного свайного оборудования. Это паровоздушные, гидравлические и дизель-молоты различной мощности.

— Трубчатые дизель-молоты имеют преимущество перед штанговыми, так как при одинаковом весе энергия удара у трубчатых молотов в 2-3 раза выше, чем у штанговых.

— Оборудование навешивается на специальную установку — сваебойную машину и, при забивании сваи наносит сильные удары по ее верхней части. Чтобы торец сваи, по которому наносится удар, не разрушался, применяют специальное оборудование — наголовник.

— Погружение производится до достижения проектной глубины и соответствующего отказа при забивке свай.

Вибрационный метод эффективен при погружении свай в несвязные водонасыщенные грунты. Для этого применяются соответствующие устройства — вибропогружатели, которые через наголовник передают свае вибрацию определенной частоты. При этом грунт под основанием сваи и вокруг нее становится «плывучим», трение резко снижается, и свая погружается за счет собственного веса.

Наша техника

Укомплектована трубчатым дизель-молотом УР-1250, УР-1800

Укомплектована штанговым дизель-молотом СП6В, масса ударной части 2500 кг

Укомплектована трубчатым дизель-молотом СП-75А, масса ударной части 1250 кг

KOMATSU PC 400 КБУРГ 16, укомплектована дизель-молотом DD35

Вибрационный метод погружения свай

Применение вибрационного способа погружения свай обеспечивает меньший коэффициент силы трения между свайным стволом и внутренней поверхностью грунта. Из этого следует, что при таком способе затрачивается намного меньше сил и энергии, чем с использованием забивного метода. К тому же вибрационный способ погружения обеспечивает дополнительное уплотнение грунта вокруг свайного столба, тем самым увеличивая его устойчивость. Значение прессования почвы составляет диаметр сваи умноженный на три. Если грунт довольно слабый, то диаметральное число умножается на полтора или два.

• Установка для погружения свай
• Вибропогружатель
• Вибромолот
• Рессорная нагрузка

Важно! Вибрационный метод погружения незаменим на водонасыщенных почвах.

В зависимости от веса свай используются высокочастотные и низкочастотные вибропогружатели. Если свайный ствол, обычно железобетонный с диаметром от тысячи миллиметров, имеет тяжелый вес, то виброустановка будет с низкой частотой. При легкой массе сваи до трех тонн – с высокой.

Рис. 2: Вибрационный метод погружения свай

• Установка. Сваю устанавливают в вибропогружатель, который перед этим ставится в исходное положение, тщательно выравнивают по вертикали.
• Погружение. Перед непосредственным опусканием сваи в грунт, вибропогружатель пробно включают, чтобы проверить возможность отклонения. Далее при соприкосновении свайного окончания с поверхностью грунта, установку включают на малую скорость и начинают аккуратным воздействием погружать в почву.

Совет эксперта! Канат с закрепленной вибропогружательной установкой не должен быть натянут, чтобы избежать его разрыва.

• Технические детали. Под воздействием вибрации сцепление свайного основания с почвой уменьшается. Из этого следует, что свая начинает погружаться под собственным весом и незначительным воздействием нагрузки от вибропогружателя.

Для более быстрого погружения сваи, особенно при наличии плотного грунта, можно использовать вибромолот. Это смешанный вибрационный метод, при котором совмещается два вида воздействия на сваю – удар и вибрация. На погружаемый под собственной массой свайный ствол наносится удар молотом. Удар проходит через наковальню, передается в наголовник и уже через него силовая волна переходит на сваю.

Метод погружения свай вдавливанием

Такой способ установки свай применяется на очень твердых грунтах, кроме скальных пород. Также он не требует предварительного выравнивания рабочей поверхности и проведения исследований по типу грунта.

Совет эксперта! Требуемое количество свай при погружении с помощью метода вдавливания значительно меньше, чем для какого-либо другого способа. Выстаивание такого фундамента до необходимой прочности занимает двадцать восемь суток.

Процесс погружения:

• Установка. Процесс начинается с помещения сваи в рабочее оборудование. После вертикального выравнивания свайный ствол тщательно фиксируют с помощью зажимов.
• Вдавливание. Первоначально свая опускается на один метр. Метраж определяется по гидродомкратному поршню. Затем все зажимы выключаются, шток перемещается на верхний уровень. Все это осуществляется при холостом рабочем режиме установки. Далее происходит повторный зажим свайного основания и продолжение вдавливающего процесса. Количество повторов зависит от глубины залегания нижней части сваи.
• Нюансы. Если свая не проходит на нижний уровень, то ее приподнимают и с помощью установки, не прерывая процесс вдавливания, опускают вновь. Причем поднятие осуществляется на малой мощности, тогда как повторный спуск производится на полных оборотах.

Рис. 3: Погружение сваи методом вдавливания

Совет эксперта! Спецтехника, применяемая при вдавливающем методе, обладает большими габаритами и может функционировать только на площади свыше пятисот квадратных метров.

Метод погружения свай завинчиванием

Такой способ погружения предназначен для железобетонных или стальных свай, имеющих стальной наконечник. Их завинчивание осуществляется с помощью специально оборудованных установок, которые расположены на раме автотягачей.

Совет эксперта! Железобетонные или стальные сваи с винтовым наконечником предназначены под строительство мостов, линий ЛЭП, вантовых креплений, которые обладают большой нагрузкой.

Свая состоит из двух частей:

• Стальной башмак, расположенный в нижней части. Он сделан как наконечник в виде конуса и прилегающих лопастей в направлении винта сваи. Также диаметр винтовой концовки больше размера свайного столба.
• Стержень из железобетона или стали, то есть основной ствол сваи.

Рис. 4: Вид сваи для завинчивания

Процесс погружения:

• Установка. Сваю в инвентарной оболочке тщательно закрепляют в приводе установки.
• Погружение. На средней мощности, которая при необходимости регулируется, производится завинчивание свайного ствола в грунт. С помощью трансмиссии крутящий момент переходит на сваю, заставляя ее вращаться. При плотной грунтовой проходимости возможно поднятие сваи и повторный ее спуск.
• Перестановка. После достижения необходимой глубины залегания винтовую сваю разжимают и осуществляют перестановку техники на следующую контрольную точку.

Совет эксперта! Разница метода завинчивания от других способов заключается в использовании инвентарных оболочек, тогда как в остальных случаях применяется наголовник.

Рис 5: Погружённая свая

Видео завинчивания сваи

Буронабивной метод погружения свай

Такой способ заключается в создании свай сразу на строительном участке. Начальная свая похожа на продольный арматурный прут, опоясанный более мелкими прутками. В последствие, такая армированная конструкция проходит стадию заливки бетонной смесью.

Буронабивные сваи устанавливаются двумя способами: с обсадными трубами и без них.

Совет эксперта! Необходимо тщательно следить за целостностью свайного ствола, так как при силовом воздействии практически невозможно проверить его целостность.

Рис. 6: Буронабивной метод погружения сваи

Процесс погружения без обсадных труб:

• Скважина. С помощью специального оборудования с ударным или вращательным буром создается вертикальный тоннель. По ходу бурения вливается бетонный раствор, который играет роль в укреплении стен скважины.
• Каркас. Арматура располагается в зависимости от будущей нагрузки, либо по всей длине сваи, либо частично.
• Бетонирование. Заливка бетона производится с помощью специальной трубы. Чтобы смесь распределилась равномерно по всему свайному столбу, трубу поднимают и опускают, проталкивая бетон к низу. Также на ее конце установлен вибратор, который прессует бетонную смесь.

Рис. 7: Процесс создания буронабивной сваи

Процесс погружения с обсадными трубами:

• Установка. В пробуренный вертикальный тоннель устанавливается обсадная труба, которая предохраняет стенки от осыпания.
• Создание сваи. Внутри обсадной трубы выкладывается армированный каркас, который впоследствии бетонируется.
• Нюансы. Обсадную трубу можно как оставить в свайной скважине, так и вытащить. От этого будет зависеть тип выбираемой трубы.

Преимущества ударного погружения свай

• Большая скорость выполнения монтажных работ и, следовательно, высокая производительность.
• Возможность осуществления строительных работ на любом типе почвы.
• Финансовая экономия.
• Повышение несущей функции сваи на 30%, так как происходит уплотнение грунта.
• Возможность осуществления строительных работ в любой сезон.

Заказ погружения свай

Наша компания занимается работами по забивке свай и готова оказать вам любые услуги по погружению свай в землю. Рекомендуем также почитать об условиях аренды сваебоя. Оставь заявку и мы свяжемся.

Способы погружения свай

Назначение и состав свайных работ. Классификация свай

Сваи используют как элемент при возведении фундаментов, для уп­рочнения и повышения устойчивости оснований и массивов грунта. Свай­ные фундаменты применяют при строительстве зданий и сооружений, осо­бенно в тех случаях, когда в основании залегают слабые или неустойчивые (просадочные) грунты.

Свайный фундамент состоит из свай, объединенных по верху рос­тверком. Характер расположения свай зависит от особенностей конструк­ции здания или сооружения, а также от нагрузок, передаваемых на фунда­мент. Расположение свай, исходя из этого, может быть одиночным, рядами, кустами или в виде свайных полей.

В строительном производстве сваи классифицируют по следующим признакам. По характеру работы в грунте – сваи-стойки, опирающиеся на несжимаемые грунты, и висячие сваи, заглубленные в сжимаемые грунты.

По материалу – железобетонные, бетонные, деревянные, стальные, грунтовые.

По виду армирования железобетонных свай – с напрягаемой и ненапрягаемой продольной арматурой, с поперечным армированием и без него.

По конструкции – квадратные, прямоугольные и многоугольные, круглые, с уширением и без него, цельные и составные, призматические и конические, пустотелые, сплошного сечения, винтовые сваи-колонны.

Сваи по способу их устройства можно разделить на следующие группы:

готовые (сборные), поставляемые на строительную площадку в ви­де сборных элементов, изготавливаемых на заводе, и погружаемые в грунт различными способами;

набивные, устраиваемые непосредственно в грунте, в предвари­тельно выполненных различными способами выработках;

комбинированные, которые являются комбинацией первых двух групп, а также выполняемые из различных материалов и устраиваемые в грунте с использованием специальных способов.

К готовым сваям относятся забивные и винтовые сваи. Забивные железобетонные, деревянные и стальные сваи погружают в грунт без его выемки с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих и вдавливающих устройств. Винтовые сваи, снабженные винто­вым наконечником, погружают в грунт завинчиванием с помощью кабеста­нов специальных машин на базе тракторов или автомобилей.

Набивные сваи по способу образования в грунте подразделяют на буронабивные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетоном или железобетоном, и набивные скважины, которые об­разуются методом продавливания, т.е. вытеснения грунта.

В качестве забивных свай применяют деревянные и железобетон­ные сваи, но на практике чаще – железобетонные. Их изготавливают из обычного и предварительно-напряженного железобетона. Сейчас в основ­ном применяют железобетонные призматические сваи сплошного квадрат­ного сечения размером от 200×200 до 400×400 мм (через 50 мм) и длиной от 3 до 20 м (через 1 м). Сваи армируют стержнями стальной арматуры клас­сов S240 (гладкая), S400 (периодического профиля).

Бетон для обычных, ненапряженных свай принимают классов С12/15 – С25/30, а для свай с предварительно-напряженной арматурой — классов С25/30 – С30/37. Составные сваи квадратного сечения применяют при большой толщине проходимых слабых грунтов (более 20 м). Звенья составных свай изготавливают длиной 6 — 10 м и стыкуют их при погружении с помощью болтовых фланцев или при помощи специальных стыковочных соединений или замков.

Железобетонные пустотелые сваи квадратного сечения делают раз­мерами 250×250, 300×300 и 400×400 мм при толщине стенок не менее 70 мм. Полые трубчатые сваи кольцевого сечения делают с наружным диаметром 400, 500, 600 и 800 мм, причем сваи диаметром до 600 мм делают с закры­тым концом, а свыше 600 — с открытым концом. Длина звеньев 4 — 8 м. Со­единяют сваи при погружении на болтах, а при возможности сборки свай в горизонтальном положении — на сварке.

Забивные сваи погружают в грунт ударами, вибрацией, вдавливани­ем и комбинацией этих методов.

Ударный метод погружения свай основан на забивке их в грунт свайными молотами. По роду привода свайные молоты подразделяются на механические (подвес­ные), паро-воздушные и дизельные.

Молот состоит из ударной массивной части, движущейся возврат­но-поступательно относительно направляющих конструкций (цилиндра, трубы, штанг и т.п.). Ударная часть молота наносит чередующиеся удары по свае и погружает ее в грунт. Механические и паро-воздушные молоты в си­лу сравнительно небольшой производительности применяют при малых объемах свайных работ. Для массовой забивки свай чаще используют энер­гетически автономные мобильные дизель-молоты, работающие по принци­пу двухтактного дизеля. В зависимости от типа направляющих они бывают штанговые и трубчатые, а от массы ударной части — легкие (до 600 кг), сред­ние (до 1800 кг) и тяжелые (свыше 2500 кг).

Эффективность забивки сваи зависит от правильного выбора свай­ного молота и, правильного соотношения его массы и массы сваи при забивке в грунтах различной плотности.

Выбор молота для забивки свай зависит от запроектированной не­сущей способности сваи и ее массы. Необходимая минимальная энергия удара молота

(8.1)

где а — коэффициент, равный 0,25 кДж/т; Р — несущая способность сваи, т.

Принятый тип молота с расчетной энергией Э должен удовлетворять условию

(8.2)

где М_п — полная масса молота, кг; М — масса сваи с наголовником, кг; k — ко­эффициент, зависящий от материала сваи.

Энергия удара молотов:

для трубчатых дизель-молотов Э = 0,9 М_м, Н

для штанговых дизель-молотов Э= 0,4 М_м, Н

для паровоздушных молотов одиночного действия Э = 0,9 М_м, Нη

для паровоздушных молотов двойного действия Э = (0,9 М_м + pF)h

для механических молотов Э = 0,95 М_м, Н

где М_м — масса ударной ча­сти молота, кг; Н — высота падения ударной части, м; η — КПД молота; р — давление сжатого воздуха или пара в цилиндре молота, МПа; F — площадь поршня, см 2 ; h — ход поршня, см.

Технологический процесс забивки свай включает сле­дующие операции: разметку мест забивки, передвижку и установку копра или сваебойного агрегата у места забивки, подачу сваи к копру, подъем и ус­тановку ее на место погружения, забивку сваи.

Подачу свай в котлован и их раскладку осуществляют кранами. В отдельных случаях эту работу можно выполнять непосредственно копром, специально подго­товленным для этой цели, имеющим поворотную платформу и гусеничную базу для передвижения. Для забивки свай молоты ударного действия монти­руют на копрах, имеющих рабочую платформу с рельсовой частью и верти­кальные направляющие устройства стрелового или башенного типа (для пе­ремещения молота и сваи). Часто применяют также самоходные сваебойные агрегаты (копры) на тракторах, автомобилях и экскаваторах (рис.8.5).

Чтобы обеспечить правильную установку и направление погруже­ния сваи, ее закрепляют в стреле копровой установки и, кроме того, первые удары по свае производят при небольшой высоте подъема молота (не более 0,4 . 0,5 м). Затем высоту подъема и силу удара молота увеличивают, дово­дя до максимальной. Для контроля глубины погружения сваи ее размечают, причем вначале через 1, затем 0,5, а в верхней части — через 0,1 м с указани­ем возле рисок длины сваи от нижнего конца.

От каждого удара свая погружается на определенную величину, ко­торая, однако, по мере ее заглубления уменьшается и наступает такой мо­мент, когда после ударов она погружается практически на одну и ту же ве­личину, которую называют отказом.

Отказ свидетельствует о достижении сваей необходимой несущей способности. Его определяют как среднюю величину после замера погру­жения после десяти ударов. Серию из десяти ударов, производимых для оп­ределения средней величины отказа, называют залогом. При забивке свай быстроходным молотом двойного действия или дизель-молотом, когда счи­тать удары практически невозможно, за отказ принимают величину погру­жения сваи за 1 мин. Сваи забивают до достижения расчетного отказа l_р, см, определяемого по формуле

(8.3)

Рис. 8.5 – Забивка свай самоходными сваебойными агрегатами

1 – трактор, 2 – гидроманипулятор для подъема молота и свай, 3 – гидравлические раскосы, 4 – мачта, 5 – головка с блоками, 6 – молот, 7 – стрела заводки сваи под молот, 8 – свая, 9 – рама, 10 – нижний отводной блок, 11 – автомобиль, 12 – гидроцилиндры подъема молота и сваи, 13 – опоры мачты (для транспортного положения), 14, 15, 16 — гидроцилиндры наклона мачты, выдвижения стрелы и перемещения мачты, 17 – выносные опоры, 18 – полиспаст, 19 – канат молота, 20 – свайный канат, 21 – стреловой канат, 22 — наголовник, 23 – стрела экскаватора, 24 – телескопическая распорка

где n — коэффициент, зависящий от способа забивки и материала сваи; М_м — масса ударной части молота; Н_n— высота ее падения, см; F- площадь поперечного сечения сваи, м 2 , Р_пр — предельная несущая способность сваи; q — масса сваи с наголовником, т.

Если средний отказ в трех последовательных залогах не превышает расчетного, забивку сваи считают законченной.

Тем не менее, иногда бывают случаи, когда после достижения отка­за или расчетного отказа, свая дальше не погружается, не достигнув запро­ектированной отметки, т.е. более прочного грунта, и таким образом вместо сваи-стойки, передающей нагрузку от фундамента на этот грунт, она пре­вращается в «висящую», не отличающуюся требуемой несущей способнос­тью. В таком случае дают свае «отдых» на 1 — 2 дня и пробуют забивать опять. Также могут определять несущую способность свай статическим или динамическим нагружением. На практике в ряде случаев оставшиеся на поверхности отрезки свай срезают специальным навесным оборудованием и выбрасывают, нанося этим двойной ущерб. Во-первых нерационально используются сваи, а во-вторых, не забив сваи до проектной отметки, не обеспечивают достижение конечного результата, т.е. устройство надежного основания и фундамента. Поэтому в любом случае надо стремиться к погружению свай до проектной отметки, а если наступает отказ и свая дальше не погружается, то надо при­менять более мощное сваебойное оборудование с тем, чтобы обеспечить за­бивку сваи до проектной отметки.

Вибрационный и виброударный методы погружения свай. При вибрационном методе сваю погружают вибрационными машинами (вибро­погружателями и вибромолотами), оказывающими на сваю динамическое воздействие (рис. 8.6, а, б, в). Для погружения сваи вибропогружатель под­вешивают к мачте сваепогружающего агрегата и соединяют наголовником со сваей. Если отказ при ударном методе определяют погружением сваи за 1 мин. действия молота, то при вибропогружении – за 1 мин. работы вибро­погружателя при заданном напряжении тока в сети.

Метод вдавливания свай предусматривает их погружение в грунт с помощью специальных установок, воздействующих на сваю своей массой, либо массой и вибрацией (статическое и динамическое вдавливание). При погружении сваи статическим вдавливанием применяют агрегаты из двух тракторов, оборудованных направляющей рамой, опорной плитой, наголов­ником для передачи давления на сваю, соединенным с вдавливающим поли­спастом (рис. 8.6, г). Метод динамического или вибрационного вдавлива­ния свай с помощью вибровдавливающих агрегатов является более

Рис. 8.6 – Схемы вибропогружения, вдавливания и завинчивания свай

а — вибропогружатель с жестким крепленим двигателя, б — с подрессоренной пригрузкой, в — вибромолот, г — погружение свай методом вдавливания, д — завинчивание свай, е — вибровдавливаине свай; 1 — рабочий трактор, 2 — направляющая стрела, 3 — наголовники, 4 — свая, 5 — пригрузочный трактор, 6 — опорная плита, 7 — автомобильный тягач, 8 — пульт управления, 9 — рама, 10 — рабочий орган, 11 — упоры, 12 — винтовая свая, 13 — вибропогружатель

эффек­тивным, так как свая погружается за счет собственной массы вибропогружателя и части массы трактора, передаваемой вдавливающим канатом через вибропогружатель (см рис. 8.6, е). Метод вдавливания особенно эффекти­вен при погружении коротких свай (длиной до 6 м).

Погружение свай методом завинчивания применяют при устройстве небольших отдельно стоящих фундаментов. Винто­вые сваи чаще всего завинчивают с помощью специальных агрегатов (рис. 8.6, д).

Погружение свай с помощью гидроподмыва (рис. 8.7) осуществляют по­средством разрыхления грунта под острием сваи и его частичного вымыва­ния струями воды, вытекающими под давлением из нескольких трубок, ук­репленных на свае. Перед окончанием погружения свай подмывом произво­дят добивку их на глубину 1,5 . 2 м до проектной отметки, чтобы нижняя часть сваи опиралась на неразрыхленный грунт.

Рис. 8.7 – Подмыв грунта для погружения свай

а — погружение квадратных свай с подмывом грунта, б — расположение подмывных трубок, в — наконечник подмывной трубы; 1 — молот, 2 — трос, поддерживающий подмывные трубки, 3 — напорный шланг, 4 — подмывные трубки, 5 — свая

Погружение свай с помощью электроосмоса, применяемое в ос­новном при их установке в глинистых грунтах, основано на том принципе, что при кратковременном действии постоянного тока вокруг забиваемой сваи, подключенной в сеть в качестве катода, влажность грунта возрастает и в результате уменьшаются лобовое и боковое сопротивления грунта по­гружению сваи.

Комбинированный метод погружения свай применяют в тех слу­чаях, когда осуществить их погружение на всю длину каким-то одним мето­дом невозможно. При этом в зависимости от условий строительной площад­ки применяют различные методы погружения свай, например подмыв с за­бивкой или подмыв с вибропогружением и др.

Способы погружения свай

Погружение свай: способы

При возведении больших построек, крупных объектов чаще всего выбором становится свайный фундамент. Он пригоден для любых типов почвы, обеспечивая надежность базовой конструкции. Возведение сооружения осуществляется быстрее, чем при укладке ленточного или любого иного базиса, на котором в будущем будет возводиться дом.

Производится по разным методикам: