Технология на все случаи жизни
Прибегнуть к методу вдавливания можно практически на любых типах почв, при индивидуальном и промышленном строительстве, включая строительство стадионов, противооползневых и гидротехнических сооружений и прочих крупных объектов. Это позволяет освоить и получить прибыль от эксплуатации даже тех участков, которые изначально не подходили для возведения зданий.
Она актуальна там, где есть потребность в низкой шумовой загрязненности, а также при необходимости скорейшего проведения строительных работ с низкими энерго- и трудозатратами. Так, чтобы вогнать трехметровую опору, диаметр которой составляет 30 см, придется вырыть не более 0,2 м3 почвы. Это намного меньше, чем объем, который пришлось бы извлечь при формировании, к примеру, ленточного фундамента.
Однако применить данную методу удастся лишь на строительных площадках, отличающихся значительными площадями, где у крупной техники будет возможность для маневров.
Способ укрепления фундамента, о котором шла речь выше, это симбиоз старого, хорошо проверенного способа, и промышленных достижений, которые пришли вместе с новым временем.
Виды свай
Буронабивные сваи
Они имеют несколько разновидностей, основная из них – баретт. Преимущество этой разновидности заключается в том, что она обладает высокой несущей способностью. Форма буронабивных свай – прямоугольная. Баретт используют для равномерной передачи давления стен и предметов, находящихся внутри здания, на фундамент. Методов погружения буронабивных свай существует множество. Основные из них:
- Способ раскатки слоя грунта.
- Способ вибропогружения трубы для обсадки.
- Бурение происходит ударно-канатным способом.
Погружение буронабивных свай
Чтобы произвести бурение, используют специальный станок. Бурение происходит двумя способами: ударный, вибрационный. Затем происходит погружение свай (методы будут рассматриваться далее), их бетонирование
Внимание: при установке буронабивных свай нужно четко следовать точному алгоритму действий
Деревянные сваи
Их используют в местах со слабой несущей способностью слоя грунта. Материалом данных свай являются стволы сосен. Если невозможно найти данный материал, позволяется использовать стволы другого дерева – дуба. Перед установкой нужно запастись специальными инструментами, а точнее молотами:
- Паровоздушными
- Механическими
- Вибрационными
Погружение деревянных свай
При погружении концы свай делаются острыми. Также при погружении в почву, можно на концы свай надеть специальные башмачки, сделанные из металла. Бывает, что длины свай недостает. В этом случае применяют их наращивание.
Железобетонные сваи
Погружение железобетонных свай
Здесь все нагрузку конструкции передают на грунт. В данном виде свай в материале используется тяжелый бетон. Давление передается посредством трения железобетонных свай и слоя грунта. Метод погружения железобетонных свай – забивка. Забивка происходит молотом (гидравлическим). Материал вообще не деформируется, остается в прежнем состоянии без потери своих характеристик. Перед погружением железобетонных свай необходимо определить несущую способность почвенного покрова.
Трубобетонные сваи
Погружение трубобетонных свай
Используют для придания большой прочности основания дома. Для погружения применяют трубу (материал – сталь). Метод погружения – забивка. Для забивки трубобетонных свай используют пневмоударную машину. Используют в местах со слабой несущей способностью слоя грунта (глинистой, песчаной, влажной).
Шпунтовые сваи
Шпунтовые сваи
Их не используют для постройки обычного жилого дома. Они применяются для постройки временных конструкций, которые в будущем будут снесены. Шпунтовые сваи могут быть сделаны из разного материала, они бывают железобетонные, стальные, деревянные. При погружении их устанавливают рядом друг с другом для того, чтобы они не пропускали внутрь воду. Данная конструкция имеет название: шпунтовая стена.
Грунтоплавленые сваи
Перед погружением происходит нагрев почвенного покроя, из-за чего изменяются физико-химические свойства грунта. После данного процесса устанавливается нужная плотность грунтового слоя для дальнейшего погружения свай. Сначала делают дегидратацию, то есть отделяют молекулы воды от грунта (осушение). Затем происходит спекание – это делают для того, чтобы материал перешел в твердое состояние. Потом грунт подвергают плавлению. Далее над расплавом проводят гомогенизацию (нагревание) – данный процесс проводят для придания почвенному покрою однородности. После нагрева массу охлаждают. Грунт становится твердым и приобретает молекулярную кристаллическую решетку. После данного длительного процесса грунт приобретает необходимые для погружения свай физические, химические и механические свойства.
Погружение грунтоплавленных свай
Для строительства обычных жилых домов используются следующие виды свай: буронабивные, деревянные, трубобетонные. Изредка применяются грунтоплавленые. При установке данных видов свай следует соблюдать правила и иметь при себе специальные инструменты и оборудование.
Достоинства и недостатки
В чем же заключаются преимущества свайного фундамента?
- это одна из наиболее надежных конструкций для укрепления фундамента;
- она достаточно проста, так как не требует рытья ям;
- как уже говорилось выше, не требует устройства подвала;
- применяется в случае слабого верхнего слоя, либо, напротив, слишком плотного грунта;
- используется не только в гражданском, но и в промышленном строительстве;
- позволяет существенно сэкономить;
- не является источником разрушительных вибраций.
Проверка за процессом
Особенности данного метода позволяют проводить компьютерный мониторинг работ, что повышает их качество в разы. Но на этом достоинства не заканчиваются: так, применять технологию вдавливания можно, не проводя выравнивания площадки, а также без детального изучения типа грунта, на котором будет зиждиться будущая постройка. Кроме того, она не формирует столь высокий уровень шума, как иные вариации монтажа (особенно забивная). Это позволяет использовать данную технологию рядом с муниципальными и социально значимыми объектами, будь то детский сад, школа или больница.
Впрочем, у этого способа есть и незначительные недостатки. В том числе, необходимость использования специализированной крупногабаритной техники. Это вносит существенные ограничения в работу: к примеру, проводить ее можно лишь на строительных участках площадью не менее 500 м2. Однако на этом «минусы» вдавливания свай заканчиваются.
АКТНА ПОГРУЖЕНИЕ ПРОБНОЙ СВАИ ПС-1 СВАЕВДАВЛИВАЮЩИМ ОБОРУДОВАНИЕМ С ВАКУУМНЫМ АНКЕРОМ
г.”___” Мы, ________________________________________________________________, (наименование проектной (наименование организации, Ф.И.О. _______________, представителя) _____________________________________________________________________________ (наименование организации, выполняющей работы по погружению свай, _______________________________________________________ Ф.И.О. о том, что на ________________________________________________________произведено (наименование пробной сваи ПС-1 навесным сваевдавливающим Свая ПС-1 погружена скважину Æ____________________м глубиной в конце погружения Процесс вдавливания _________________________________________ /подпись//подпись/ |
Все гениальное – просто
А теперь подробнее остановимся на том, как происходит погружение свай путем вдавливания. Для начала производится монтаж оборудования и загрузка блоков, выполняющих функцию противовесов. Стержни вертикально устанавливают и надежно закрепляют в зажимном устройстве. Затем их погружают в почву на глубину примерно в один метр (вдавливание осуществляется благодаря статистической нагрузке) и разжимают. Далее шток домкрата устанавливают в верхнем положении, свая фиксируется повторно, и процедура вдавливания ее в почву повторяется. И так – до тех пор, пока свая не перестанет погружаться в грунт. Последний, в свою очередь, постепенно уплотняется вокруг остроконечного стержня.
В результате всех манипуляций мы получаем опору, которая не разрушается под ударами. Ее целостность остается без изменений, а фундамент может прослужить длительный период времени. Не разрушается и почва под зданием, что положительно сказывается на продолжительности беспроблемной эксплуатации фундамента и долговечности постройки в целом.
Обзор технологии погружения забивных опор
Технология погружения опоры в грунт зависит от стойкости оголовка сваи, а также от ее длины и габаритов поперечного сечения.
И в большинстве случаев работы по забивке свай основаны на следующих технологических приемах:
- Погружение под действием динамической нагрузки (удара). В данном случае погружающее опор в грунт усилие передает на оголовок сваи особый инструмент – копр или молот.
- Погружение в грунт под действием статической нагрузки (вдавливания). В этом случае погружающее усилие генерируется прессом вдавливающим опору в почву.
- Погружение в грунт под действием статической нагрузки, расшатывающей и продавливающей опору (вибровдавливание). В этом случае опора движется и в продольном и в поперечном направлении под действием усилия, генерируемого особым инструментом — вибровдавливателем. Причем использование вибровдавливателя позволяет уменьшить усилие, погружающее опору.
- Погружение опоры методом забивания или вдавливания в предварительно высверленную (лидерную) скважину. В этом случае можно использовать и копр и пресс.
Словом, приемов погружения, упоминаемых в СНИП на забивку свай, достаточно много и каждая технология обладает своими достоинствами и недостатками. И поскольку нас интересует именно забивка опор, то далее по тексту мы рассмотрим лишь технологию погружение ударом.
Погружение ударом: обзор процесса
Заглубление опоры в грунт под действием ударной нагрузки практикуется на строительных площадках, удаленных от жилых кварталов. Ведь эту «нагрузку» генерирует многотонный (масса от 2 000 до 12 000 килограмм) молот для забивки свай, падающий на оголовок сваи со значительной высоты.
Причем сам молот, а точнее его боек, монтируется (на правах насадки) на гусеничный кран или экскаватор тросового или гидравлического типа.
Энергия (нагрузка) транслируемая молотом на оголовок сваи высчитывается по формуле:
Е= 0,4Qh
Под Q в этом случае понимают массу «бойка» молота, а под h – высоту подъема бойка перед падением на оголовок.
Таким образом, чем массивнее молот и выше высота его подъема, тем больше энергия, которую генерирует машина для забивки свай.
Технологическая карта на забивку свай
Сам процесс забивки опоры ударом выглядит следующим образом:
- На стройплощадку завозят базовую технику – кран или экскаватор. После чего к стреле аппарата крепят насадку с молотом. Впрочем, копр может быть и самостоятельным устройством с самоходным шасси.
- После настройки копра сваю подтягивают в рабочую зону тросами, укладывая оголовок опоры в направляющий короб копра.
- После позиционирования сваи, в процессе которого определяется угол наклона опоры относительно нулевого уровня грунта, начинают процесс забивки, поднимая и сбрасывая боек молота с определенной высоты. Причем вначале эта высота еще небольшая, поскольку первые удары должны погрузить сваю на малую глубину, на которой еще можно контролировать положение сваи относительно нулевой уровни грунта с помощью растяжек.
- После частичного погружения сваи и окончательной сверки положения опоры можно приступать к «залогам» — серии из 10 ударов максимальной силы. В этом случае молот поднимают на максимальную высоту и сбрасывают на оголовок сваи. После каждой серии «залогов» положение сваи контролируется гидроуровнем. И максимальное отклонение опоры от перпендикуляра не должно превышать одного градуса. В противном случае свая изымается из грунта и все начинается сначала.
Ударная забивка сваи завершается только после достижения особого состояния – отказа опоры, который препятствует дальнейшему погружению сваи в грунт.
Достоинства и недостатки «ударного» погружения
Основное достоинство ударного погружения – это высокая скорость заглубление опоры в грунт. Действительно мощные молоты вбивают сваю за считанные минуты, проталкивая опоры в почву с весьма приличной скоростью (от 0,7-1 м/мин до 5 м/мин).
И если с первым отрицательным качеством можно справиться, срубив разрушенную часть опоры, то второй недостаток – неустраним. К тому же, копры для забивки свай генерируют достаточно сильную вибрацию в грунте. Поэтому ударную забивку следует практиковать подальше от уже построенных фундаментов или инженерных коммуникаций.
Определение и область применения
Сваи-оболочки представляют собой полую конструкцию с внушительным диаметром сечения – в зависимости от вида он может достигать 0,8-2 метра и более. Бывают деревянные, металлические и железобетонные. На конце сваи могут иметь специальное заострение. Материалом, из которого изготовляется конструкция, наиболее часто выступает железобетон.
Подобные сваи получили широкое распространение в строительстве промышленных и гидротехнических объектов, включая фундаменты крупных сооружений, мосты и даже надолбы. Часто применяются на особо слабых и неустойчивых грунтах, поскольку способны обеспечить прочность и устойчивость последующего сооружения из-за большой площади соприкосновения своих стенок с почвой.
Необходимость ударного метода погружения
Ввиду большей продуктивности метода забивки, в сравнении с технологиями вибрационного погружения и статического вдавливания, монтаж железобетонных конструкций данным способом востребован во всех областях свайных работ.
Забивка свай требуется в следующих случаях:
- При монтаже фундаментов для жилых и промышленных зданий любой этажности;
- При строительстве гидротехнических сооружений — дамб, возведенных на воде построек, пирсов;
- В автомобильном и железнодорожном строительстве для установки опор мостов;
- В инженерном строительстве для установки опор ЛЭП, магистральных трубопроводов.
Технология забивки имеет ряд ограничений на применение в застроенной черте города, поскольку в процессе погружения опор происходит изменение структуры грунтовых масс и передача на фундаменты близстоящих построек динамических нагрузок, вырабатываемых сваебойным молотом, из-за которых может произойти деформация обветшалых фундаментов. Данные ограничения снимаются, если забивка свай ведется с применением технологии лидерного бурения, при которой монтаж опор выполняется на минимальной мощности ударов молота.
Копровая техника, используемая для ударного погружения свай, в сравнении с СВУ — сваевдавливающими установками, имеет значительно меньшие габариты и вес, что позволяет реализовывать технологию забивки на площадках с низкоплотным, склонным к усадке грунтом.
Преимущества сваевдавливающих установок по сравнению с традиционными копровыми устройствами.
1.Более короткие сроки выполнения заказа вследствие:
- повышенной скорости подачи свай (до 30%);
- точности заглубления свай и отказа от операции их выравнивания.
2.Удешевление проекта за счет:
- сбережения оголовков свай, не подвергаемых ударным нагрузкам:
- снижения количества операций лидерного бурения;
- отказа от отрывания котлована;
- сокращения энергозатрат;
- оптимизации структуры свайного поля;
- сохранения конструкции окружающих сооружений.
На видео — принцип работы сваевдавливающей установки СВУ В-6
Сравнение характеристик установки СВУ В-6 и сваевдавливающей машины Sunward позволяет сделать следующий вывод.
1. Свайный агрегат Sunward относительно СВУ В-6 сберегает 50% времени выполнения работ за счет возможности отказа от лидерного бурения.
2. Установка СВУ В-6, в отличие от устройства Sunward, не обеспечивает единый уровень заглубления свай из-за отсутствия возможности регулирования параметров подачи.
3. СВУ В-6, имея копровый механизм подачи, из-за отсутствия балансировочного устройства не обеспечивает вертикальность заглубления свай, что в 30% случаев приводит к их поломке.
4. СВУ В-6, выполненная на траках базы от бульдозера, в отличие от опорного механизма Sunward, требует идеально ровной площадки.
Сравнительная таблица основных характеристик СВУ разных производителей
(Таблица составлена на основе данных, представленных на официальных сайтах производителей)
Параметры | Установки и машины | ||||
|---|---|---|---|---|---|
СВУ В-6 | СО-450 | STARKE | SUNWARD | TITAN | |
Номинальное усилие вдавливания, КН: | 90 | 230 | 320 | 320 | 320 |
Потребляемая мощность, КВт | 50 | 90 | 96 | 90 | 97 |
Тип вдавливающего привода | полиспаст | эл\гидрав. | эл\гидрав. | эл\гидрав. | эл\гидрав. |
Максимальное давление гидравлики, МПа | – | н\д | 22,0 | 24,7 | 20,7 |
Мак. сечение вдавливаемых элементов: | |||||
свая, мм | 350 | 450 | 400 | 500 | 400 |
шпунт Ларсена | – | да | да | да | да |
балка, швеллер, мм | 350 | 400 | 400 | 500 | 400 |
труба, мм | 350 | 400 | 500 | 500 | 400 |
Макс. длина погружаемых цельных свай, м | 14 | 14 | 12 | 14 | 17 |
Мин. отступ от стены, мм | 0,95 | 0,9 | 0,91 | 1,00 | 1,20 |
Ход штоков гидроцилиндров, мм | – | н/д | 1800 | 1600 | 1600 |
Погружения свай ниже уровня горизонта | да | да | да | да | да |
Собственный вес установки, тн | 50 | 14 | 120 | 80 | 120 |
Масса установки с пригрузами, тн | 120 | 200 | 320 | 325 | 320 |
Передвижение машины по строит. площадке | ГХ | ПК-СКС | СШ | СШ | СШ |
Габаритные размеры: длина, м | 9,6 | 6 | 11,9 | 12,0 | 12,0 |
ширина, м | 7,5 | 1,6 | 9,6 | 6,6 | 6,6 |
высота, м | 20 | 3,05 | 6,9 | 3,2 | 3,12 |
* РХ – рельсовый ход; ГХ – гусеничный ход; ПК – перемещение краном; СКС – система координатного стола; СШ – система шагания
Когда и зачем необходимо вдавливание свай
Метод вдавливания свай особенно рационально использовать при больших объемах свайных работ. Если количество опор запроектировано в значительных масштабах, то эта технология послужит отличным решением вопроса монтажа. Вдавливание позволяет существенно сократить сроки проведения работ, а также финансовые затраты на создание всего свайного поля.
Технология вдавливания свай
Преимущества технологии, описанные ниже, определяют круг строительных объектов, на которых ее применяют наиболее охотно. При городском строительстве вдавливание свай особенно полезно в следующих случаях:
- Строительство в непосредственной близости от старых зданий и сооружений.
- Проведение работ в зонах отдыха.
- При существующем запрете на производство ударных работ.
- При близости соседних существующих строений.
- На территории, где возможны оползни.
- Если участок имеет значительный уклон рельефа.
- Строительство в исторических центрах.
КОГДА И ЗАЧЕМ НЕОБХОДИМО ВДАВЛИВАНИЕ СВАЙ
Вдавливание свай — погружение железобетонных конструкций в грунт посредством прикладывания к ним вертикальных статических нагрузок. Данная технология превосходит распространенные способы погружения свайпо продуктивности, что делает ее широко востребованной во всех сферах строительства.
Погружение свай вдавливанием рационально применять при проведении больших объемов свайных работ — обустройстве масштабных свайных полейдля фундаментов многоэтажных жилых и производственных сооружений. В таком случае достигается значительное ускорение производственного процесса и экономия финансовых средств, поскольку технология статического вдавливания менее энергозатратна, чем ударное и вибрационное погружение.
Рис: Процесс вдавливания сваи
Методу статического вдавливания отдается предпочтение в следующих случаях:
- При необходимости погружения железобетонных свай и шпунта в условиях плотной городской застройки, где не допускаются сильные шумовые воздействия (шум, вырабатываемый в процессе вдавливания, в 2-3 раза меньше, чем при забивке свай дизель-молотами) и динамические нагрузки на фундаменты близстоящих зданий и сооружений;
- При необходимости установки свай в непосредственной близости с уже возведенными зданиями — вдавливать сваи можно на расстоянии 100 сантиметров от стен зданий, без риска повреждения их фундаментов;
- При необходимости проведения работ на неустойчивых грунтах, склонных к сдвигам и обвалам, которые могут быть спровоцированы динамическими нагрузками в процессе работы дизель-молотов и вибропогружателей;
- При погружении большого количества свай в высокоплотную почву — мощности сваевдавливающих установок достаточно для осуществления погружения без вспомогательных методов, тогда как ударная забивка в таких условиях может реализовываться исключительно с применением лидерного бурения, что значительно удорожает весь процесс.
Важно: статическое вдавливание практические не применяется минимальных объемах работ, поскольку СВУ (сваевдавливающие установки) являются крупногабаритной техникой, перебазировка на объект которой сопровождается значительными финансовыми затратами
Рис: Обустройство масштабного свайного поля методом вдавливания
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.
Какие сваи забивают
Копровые установки способны забивать железобетонные сваи всех распространенных типов:
- Конструкции сплошного квадратного сечения;
- Прямоугольного сечения;
- Сваи-оболочки;
- Круглые полые сваи.
Конкретная форма железобетонных изделий, с которыми может работать копровая установка, зависит от формы используемого на сваебойном механизме наголовника — сменной детали, соединяющей сваю и навесное оборудование для ее забивки.
Рис: Забивка железобетонных свай квадратного сечения
Важно: массогабаритные характеристики используемых для погружения свай определяются тремя факторами: грузоподъемностью крановой стрелы и мощностью сваебойного молота (влияют на массу погружаемой конструкции), полезной высоты мачты (влияет на максимально возможную длину сваи). Как правило, самоходные копры способны погружать сваи сечением от 30*30 до 45*45 и длиной до 15 метров
Основные виды
Существует такие виды сваебойных машин:
- Рельсовые — устанавливаются на рельсы. Такой вид применяется при возведении жилых районов, промышленных сооружений или других объектов, где необходимо использовать большое количество свай. Основным достоинством считается мощность. Среди недостатков выделяют сложность в сооружении, громоздкость и высокую стоимость.
- Гусеничные — такие установки более мощные и могут поворачиваться на большие углы. Если нет потребности устанавливать рельсовый тип, применяют именно гусеничный вид машин. Их можно встретить при строительстве гражданских зданий, промышленных сооружений, а также при возведении причалов и портов. Работа на сваебойной машине данного типа слишком медленная. Для перевозки на другие строительные площадки необходимо использовать дополнительные платформы.
- Колесные — главными преимуществами являются высокая скорость передвижения.
Технология устройства свай забивных и набивных. Механизмы для погружения свай.
Способы погружения делятся на статические, динамические и комбинированные.
Статические способы. Вдавливание применяют при погружении коротких свай сплошного и трубчатого сечения, вдавливание эффективно для погружения железобетонных свай во влажные глинистые и суглинистые грунты. Для вдавливания используют установки, смонтированные из двух тракторов, вес которых через систему полиспастов и обойму передается на сваю, и внедряет ее в грунт. Преимущества способа – отсутствие динамических воздействий через грунт на рядом расположенные здания и сооружения.
Подмывом ускоряют погружение свай при использовании любых способов погружения. Подмыв грунта прекращают за 1,5 м до проектной отметки, а сваю забивают ударами молота до расчетного отказа, чтобы она опиралась в неослабленный размывом грунт. Естественно, этот способ нежелательно применять для висячих свай, так как уменьшается трение боковой поверхности сваи о грунт.
Завинчивание используется для погружения в грунт винтовых свай – это сваи, имеющие винтовой наконечник. Для завинчивания используется специальное оборудование – кабестаны.
Из динамических способов погружения свай можно выделить ударный метод (забивка) и вибропогружение.
В любом случае сваебойный агрегат включает в себя три обязательных элемента:
шасси, на котором передвигается агрегат, это может быть трактор, экскаватор, самоходный кран, в том числе автомобильный;
устройство для установки сваи в вертикальное положение и сохранение его во время забивки – это так называемый копер;
и собственно погружающий механизм.
Забивка осуществляется молотами. Молоты представляют собой устройства по принципу привода разделяющиеся на механические, паровоздушные и дизельные. Механический молот – это простейшее устройство – металлическая отливка весом 0,1-3,0 т с захватным устройством и лебедкой. Дешево, просто, долговечно, но медленно. Более производительны паровоздушные и дизель-молоты. Первые совершают около 300 ударов в минуту, вторые – около 60.Наиболее удобны в эксплуатации дизель-молоты – они оригинальны по конструкции, компактны, мобильны, не требуют громоздких котлов и насосных станций, автономны, экономичны. Один у них недостаток – затруднена забивка свай в слабые грунты.
Вибропогружение осуществляют с помощью вибропогружателей – это вибратор, закрепляемый на верхнем конце сваи, который передает свои колебания свае, а она – грунту, вследствие этого уменьшаются силы трения в зоне контакта сваи и грунта, и свая под воздействием собственного веса и веса установленного на ней погружателя, внедряется в грунт.
Забивают сваи-стойки до проектной отметки – до уровня оголовков свай, а сваи висячие – до так называемого проектного (контрольного) «отказа» – наименьшую, разрешенную величину погружения сваи за 10 ударов («залог»), разрешенную проектом.
Способы комбинированные, представляющие самые разные сочетания как статических, так и динамических методов: забивка с вибрацией; забивка с подмывом; вдавливание с вибрацией; вдавливание с подмывом и т.д.
Набивные сваи
В зависимости от конструкции и способа изготовления различают набивные бетонные, с уплотнением бетона во время подъема обсадной трубы; грунтовые набивные; вибросваи; сваи с уширенной пятой; буронабивные; вибронабивные; штампонабивные и т.д.
В технологии устройства таких свай много общего. Для всех видов требуется бурение или выштамповка скважины в грунте с последующим заполнением ее или бетонной смесью, или грунтом с уплотнением или грунтом с добавлением вяжущих веществ. Если грунты склонны к обрушению, стенки скважины закрепляют обсадными трубами. Для усиления несущей способности набивных свай, они могут армироваться.
Методы погружения опор
Ввинчивание свай с острым наконечником и лопастями
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
Процесс установки буронабивных свай
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
Способ вдавливания свай на очень твердом грунте
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.
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).
