Технологии погружения свай

Методы погружения готовых свай

Схема монтажа и технология погружения забивных свай — это параметры, которые зависят от геологических особенностей участка застройки, характеристик грунта, нагрузки на свайный фундамент. Рассмотрим подробнее разные способы монтажа, их особенности, преимущества и недостатки.

Основания на сваях широко используются в гражданском и промышленном строительстве. Применение свай позволяет строить жилые дома, производственные здания, гаражи, склады, ангары, причалы и пирсы, опоры ЛЭП, подпорные стенки, заборы и ограждения на пучинистых и просадочных грунтах, на склонах, на участках с высоким уровнем грунтовых вод. С помощью свайных опор укрепляют боковые стенки котлованов и насыпей, склоны, берега природных и искусственных водоемов. Среди причин популярности свайных фундаментов можно отметить высокую несущую способность, экономичность, скорость монтажа. Опоры, заглубленные в плотные слои грунта, не подвергаются влиянию сейсмических нагрузок, не проваливаются в грунт и не выталкиваются из него.

Методы, применяемые для погружения фундаментных опор в грунт, делятся на ударные и безударные. Как правило, ударные методы применяются для заглубления в плотную почву опор с большим диаметром. Безударные методы установки рекомендуется использовать на участках с нестабильным сыпучим грунтом и постоянными подтоплениями. Правильный выбор способа погружения свай обеспечивает устойчивость фундамента и снижает трудозатраты на его монтаж на 20-40%.

Ударный

Погружение опорных элементов этим способом основано на использовании энергии от удара молота по торцевой части опоры. Под действием динамических нагрузок опорный элемент постепенно погружается в грунт, который при этом смещается вверх и стороны. В результате происходит уплотнение почвы в радиусе двух-трех свайных диаметров.

Забивание свай выполняется копрами со штанговыми или трубчатыми молотами. Процесс забивки происходит в следующем порядке:

• ударная установка поднимает опору и устанавливает ее вертикально в заданную точку в соответствии с утвержденным проектом;
• ударная часть установки, которая располагается между направляющих штанг, падает на поршень, в камере сгорания происходит выброс энергии, в результате чего молот падает и бьет по торцу опоры;
• серия ударов погружает опору в грунт на проектную глубину, после чего воздействие на сваю прекращается.

Вибрационный метод погружения свай

Погружение фундаментных столбов осуществляется за счет придания им колебаний. Вибрационные колебания через опору распространяются по почве, уменьшая ее сопротивляемость. Одновременно с этим снижается сила трения между контактирующими поверхностями, что дает возможность повысить вдавливающее воздействие в сравнении с ударным способом.

Безударный метод выполняется с применением вибропогружателя. Это электромеханическая установка, которая работает по принципу поддержания дисбаланса вибратора с частотой 400-450 колебаний в минуту. Вибрационный способ применяется для погружения железобетонных свай диаметром более 1,0 м. Когда до точки заглубления остается 0,25 м, вибровоздействие прекращают и выполняют добивку столбов молотом. Такой подход обеспечивает более надежное крепление опорных конструкций.

Виброударный

При применении виброударного способа погружения на свайную опору действует совокупное воздействие вибрационной и ударной нагрузок. Эта технология применяется погружения столбов длиной до 6,0 м. Если использовать сваи большей длины, то возникают определенные сложности — трудно выдерживать горизонтальность свай при забивки, возникает риск повреждения железобетонных конструкций.

Спецтехника для работы несколько отличается от вибрационной и ударной установок. В состав конструкции входит 2 рамы, на одной из которых закреплен электрогенератор, два барабана и лебедка. На вторую раму устанавливаются направляющие блоки и вибропогружатель. В начале работы наголовник соединяют с опорой, после чего последнюю устанавливают вертикально. Правильно установленная опора под действием вибрации, собственного веса и ударов молота заглубляется в грунт.

Вдавливанием

Технологию вдавливания отличает эффективность и скорость монтажа. При этом отсутствует риск повреждения фундаментов, расположенных рядом со стройплощадкой. Этот метод применяется для монтажа столбов с круглым сечением длиной от 3,0 до 6,0 м.

Погружение фундаментных опор происходит в следующем порядке:

• свайной опоре придается нужное положение;
• в верхней части опоры фиксируется оголовок;
• с помощью стрелы рабочего агрегата происходит вдавливание.

Мощность вдавливающего усилия составляет 350 кН. При наличии на участке плотной почвы, в точках монтажа заранее бурят скважины нужного диаметра и длины. Данная технология позволяет задать опоре нужное направление для дальнейшего погружения.

Погружение свай завинчиванием

Завинчивание свайных опор применяется для строительства фундаментов легких инженерных сооружений и зданий высотой в один или два этажа. Опорные элементы с винтовыми лопастями легко вкручиваются в грунт на проектную глубину, вручную или с помощью спецтехники. Благодаря особенностям конструкции, на винтовые сваи не действуют вырывающие воздействия и горизонтальные подвижки почвы. Монтаж опор вручную позволяет возводить пристройки любой площади и конструкции без риска деформации основного фундамента. Еще одна область применения винтовых свай — ремонт и усиление оснований уже эксплуатируемых объектов.

Буронабивной способ установки свай

Данная технология забивки свай состоит из предварительного бурения скважин с последующей заливкой их бетоном. Чтобы придать конструкции прочность и устойчивость к механической деформации, в скважину закладывают арматурный каркас. При наличии на участке плотного стабильного грунта, заливка свай выполняется без оболочек. Если существует риск осыпания грунта внутрь скважины, используются обсадные трубы. В качестве обсады применяются полимерные или асбестоцементные трубы.

Погружение свай

Сваи являются соединением между основанием дома и слоем грунта. Их устанавливают, чтобы сделать фундамент более прочным. Сваи бывают из разного материала: металл, дерево, железобетон. Сваи погружаются в грунт либо наполовину, либо полностью, это зависит от того, какое сооружение предполагают построить. Видов свай существует несколько: буронабивные, деревянные, железобетонные, трубобетонные, шпунтовые и грунтоплавленые сваи.

Каждый тип подойдет лишь для определенного типа почвы. Для разных видов свай требуется свой метод погружения. Все эти нюансы необходимо соблюдать, чтобы в конце концов вы построили крепкое основание вашего жилого дома.

В этой статье будут обсуждаться все виды свай, их применение, а также методы погружения свай (технологии погружения), оборудование и специальные инструменты, которые требуются для погружения различных видов свай.

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:

1. Способ раскатки слоя грунта.
2. Способ вибропогружения трубы для обсадки.
3. 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:

1. Паровоздушными
2. Механическими
3. 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

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.

Методы погружения свай

Способов погружения свай существуют несколько, все они имеют общую цель: погружение свай на нужную точку, глубину, заданные по проекту строительства. Методы:

Различные методы погружения свай

1. Комбинированные (рассмотрим в самом конце статьи).
2. Ударный способ.
3. Погружение способом вибрации.
4. Вдавливание свай.
5. Сваи могут завинчивать.
6. Буронабивной способ для погружения свай.

Эти шесть методов будут рассматриваться в данной статье, также рассмотрим преимущества и недостатки каждого отдельного способа. Комбинированные методы рассмотрим в самом конце.

Ударный метод погружения свай

Является самым популярным способом из всех с применением специального ударного оборудования (различные молоты). Как было сказано ранее, в основном используют паровоздушные и гидравлические молоты. Также существуют дизельные молоты. Плюс данного молота заключается в том, что энергия удара у них в 4 раза больше, чем у остальных.

Для забивки используют пневмоударную машину. При забивке удары осуществляются в верхний конец свай. Чтобы после этих ударов сваи не деформировались и не подверглись разрушению, применяют оборудование под названием наголовник. Забивка продолжается до тех пор, пока сваи не достигнут глубины, которая необходима по проекту строительства. Наиболее часто этот способ использует для строительства промышленных сооружений и обычных жилых домов. Если сваи сделаны из железобетона, для их удобной установки требуется автомобильный кран, который будет поддерживать железобетонную сваю снизу.

Чтобы выбрать тип молота для забивки свай, необходимо определить массу свай и молота. Дизельные молоты обладают наибольшей производительностью, их используют при больших объемах работы. Механические молоты обладают наименьшей производительностью, их применяют при маленьких объемах работы. Дизельные молоты будут выполнять работы даже при температуре -30 градусов. Паровоздушные и гидравлические молоты используют для забивки металлических и деревянных свай. Чтобы сваи забивались в ровном направлении, молотами сначала бьют с небольшой высоты. В данном случае следует совершить несколько ударов. Когда сваи достигают нужной глубины, в конце совершаются последние десять ударов для каждой сваи.

Вибрационный метод погружения свай

Здесь применяется специально оборудование, называемое вибропогружателем, который будет точно по вертикали погружать сваи. Как только конец сваи коснется почвенного покроя, вибропогружатель включают на низкую скорость и постепенно погружают в грунт. Когда уменьшают скорость данного оборудования, нагрузка на грунт идет только со стороны свай, иначе установка может провалиться. Если слой грунта твердый, для этого дополнительно применяют другой инструмент – вибромолот. С помощью вибромолота сваи погружаются одновременно ударами и вибрацией. Это способствует быстрому погружению установки в почву. Если погружение свай происходит в глинистую почву, то несущая способность свай любого материала значительно уменьшается. Чтобы это предотвратить нужно применить ударный метод погружения свай. Когда будет оставаться примерно 25 сантиметров до необходимой глубины забивать свай нужно механическим молотом.

Вибрационный метод погружения свай используется для грунтов, насыщенные большим количеством влаги. Данный способ можно использовать и для плотных слоев грунта, но перед погружением свай нужно пробурить скважину, и лишь затем выполнять вибропогружение. Обычно используют виброударный метод погружения свай, он помогает быстро достичь необходимой глубины, заданной по проекту строительства. Вес ударной части вибромолота должен равняться (как минимум) половине массы свай (масса зависит от материала). Важно помнить, что сваи должны с легкостью преодолевать любое сопротивление почвенного покроя. Сопротивление почвы с повышенной влажностью преодолевается вибрацией. Плотный слой грунт преодолевается ударами. Вибрационный способ погружения свай – трудоемкий процесс.

Метод погружения свай вдавливанием

Данный метод используется в местах с плотным почвенным покроем. Поверхность, на которой будет строиться основание дома необходимо полностью сделать ровной. Количество свай для метода вдавливания потребуется гораздо меньше, чем для других способов их погружения. В самом начале сваи опускают на глубину одного метра. Затем сваи начинают постепенно продолжают вдавливать на глубину, которая необходима по проекту строительства. Вдавливание свай выполняет специальная самоходная машина. Обычно способ вдавливания используют для железобетонных свай. Метод погружения свай вдавливанием имеет ряд преимуществ:

1. При использовании данного метода достигается наибольшая прочность фундамента.
2. Применяя данный способ, гораздо легче определить давление конструкции на основание дома. В будущем маловероятно появление осадки фундамента.
3. Погружение свай может происходить в различный тип грунта.
4. Для установки железобетонных свай методом вдавливания понадобится наименьшее количество времени в сравнении с другими способами.
5. Самый дешевый метод погружения свай.
6. После установки свай несущая способность основания дома увеличивается.
7. Не требуется дополнительных работ по укреплению свай в грунте.

Эти преимущества делают метод погружения свай посредством вдавливания одним из наилучших способов. Есть три технологии вдавливания свай: точечная, линейная и кустовая. Как было сказано ранее для данного способа используется сваевдавливающая машина. Такая машина имеет свои плюсы:

1. Для погружения свай не понадобятся другое оборудование и инструменты.
2. Перед началом работы нет необходимости в бурении скважин.
3. Использование машины сэкономит ваше время и силы.

Есть плюсы, есть и минусы:

1. Данное оборудование имеет огромные размеры и не подойдет для работы на маленьких участках земли.
2. Огромная цена.

Метод вдавливания свай один из новейших способов погружения свай в почвенный покров.

Завинчивание

Данный метод подойдет только для свай, имеющих винтовой наконечник из стали. Ранее метод погружения свай завинчиванием использовался преимущественно в промышленности, но сейчас он получил большое распространение и в строительстве частных домов. На нижнем конце сваи расположен «башмачок», конусообразной формы. Завинчивание осуществляется специальными установками, которые находятся на машине, а именно кабестанами. Кабестан опускает сваю над нужным местом. Свая, в свою очередь, с помощью вращательных движений наконечника пробуривает грунт до требуемой глубины. Метод завинчивания свай имеет схожие стороны с такими способами, как ударный и вибрационный. После достижения глубины внутренняя полость свай бетонируется. Основные составляющие винтовых свай – это нижняя и верхняя части. Одним из главных преимуществ способа погружения свай завинчиванием является то, что при необходимости их с легкостью можно выкрутить обратно. Множество плюсов содержатся в винтовых сваях. Давайте их обсудим:

1. Установка возможна как на влагосодержащей почве, так и на твердом грунтовом слое.
2. Погружение можно осуществлять в любое время года (зима, весна, лето, осень).
3. Винтовые сваи являются экономным вариантом.
4. Не требуется большого количества строительной техники.

Недостатки винтовых свай:

1. Защитная оболочка свай может быть существенна повреждена при погружении в скальный слой грунта.
2. Со временем материал, из которого сделаны сваи могут поддаться ржавлению.

Винтовые сваи используют для того, чтобы ускорить процесс строительства основания здания. Завинчивают сваи в грунтовый слой в шахматном порядке. Это довольно простой процесс и не требует особых усилий, но требует профессионализма и прилежности в работе. Погружение свай этим методом должна осуществлять специализированная бригада с профессиональными строителями. Конечно же данный тип строительства можно проводить и самостоятельно, но перед установкой необходимо все рассчитать, чтобы в последующем не возникло отрицательных последствий. Винтовые сваи могут повредиться, когда их погружают внутрь почвы, потому что в ней могут находиться различные препятствия, такие как камни, корни деревьев или другие предметы, все они могут мешать погружению винтовых свай. Чтобы устранить все эти проблемы, перед установкой нужно провести пробное бурение грунта. Если почва содержит большое количество камней, то строительство свайного основания дома невозможно. Если они встречаются в малом количестве, то стоит скорректировать свои расчеты, и только затем приступить к погружению винтовых свай.

Буронабивной способ для погружения свай

Перед установкой набивных свай необходимо пробурить скважину в почвенном покрое. Все буронабивные сваи являются железобетонными. Данный метод применяется как в промышленности, так и в строительстве жилого здания. Набивные сваи также используются в крупномасштабных проектах. В самом начале в пробуренную скважину помещаются обсадные трубы, например, из рубероида. Устанавливают арматуру и заливают бетонную смесь. Пока бетон не засох, обсадные трубы изымают из грунтового слоя. Данный способ имеет только один, но большой минус: вы потратите много времени, так как на отвердевание бетонной смеси понадобится около 30 дней. Погружение буронабивных свай требует профессиональных рабочих, потому что данный процесс содержит несколько нюансов. В местах с глинистым и песчаным почвенным покроем установка буронабивных свай не рекомендуется, потому что «ствол» установки может иметь неровное направление. На сегодняшний день погружение буронабивных свай набирает популярность для плотных почв.

Погружение комбинированных свай

Погружения комбинированных свай

Комбинированные сваи – используются в местах, где имеется очень слабый почвенный покрой, и погружение необходимо осуществить на глубину 25 метров. Материал комбинированных свай – железобетон или сталь. Стоит признать, что комбинированные сваи используются в редких случаях, по сравнению с остальными видами свайных установок. Нижний конец сваи сделан из дерева, а верхний конец – железобетон, либо сталь. Комбинированные сваи погружаются в почву различными способами, но наиболее распространенный является ударный метод. Поэтому комбинированные сваи забиваются в грунт молотами (дизельными). Их обычно используют в строительстве промышленных сооружений. Точка глубины, на которую нужно погрузить комбинированные сваи, находится ниже грунтовых вод (30 метров). Предприятия, занимающиеся добычей полезных ископаемых (нефть, газ, каменный уголь и другие), нуждаются в постройках, у которых основание крепится на комбинированных сваях. Комбинированные сваи делятся на несколько типов. Каждый из этих типов имеют свои преимущества и недостатки. Выбор типа комбинированных свай зависит от свойств почвенного покроя. Наиболее распространенная комбинированная свая та, которой верхний конец буронабивной, а нижний конец забивной.

Заключение

Хочется подвести итог. Все эти способы имеют право на существование. Каждый метод применяется в определенной сфере (промышленное или обыкновенное строительство). Ударный метод, вибрационный метод, методы вдавливания и завинчивания – все они имеют свои преимущества и недостатки. Многое зависит от места, где будет осуществляться постройка того или иного сооружения. У всех этих методов имеются две общие стороны: перед установкой различных видов свай следует провести все необходимые расчетные работы и погружением свай должны заниматься исключительно профессионалы. Для каждого отдельного способа требуется специальное оборудование. Оборудования и инструменты могут быть разными для каждого метода погружения свай: сваевдавливающая машина, молоты (дизельные, гидравлические, паровоздушные), пневмоударная машина, кабестан. В любом случае помните, фундамент вашего дома должен быть крепким!

Технология погружения свай

Строительство свайного фундамента

Фундамент – это опора любой конструкции. При строительстве зданий используются различные виды оснований. Выбор в конкретном случае определяется характеристиками грунта на строительном участке, экономической целесообразностью, габаритами и массой возводимой конструкции, временным фактором. Если необходимо быстро построить сооружение на почвах со слабыми несущими свойствами, то часто используют свайные разновидности фундаментов. Опоры применяют готовые, произведенные на заводе, либо изготавливают на месте. Погружение свай выполняют, используя различные методы. Технология проведения работ в каждом случае отличается. От правильного выбора способа установки зависит время строительства, денежные и трудовые затраты.

Железобетонные опоры

Классификация свай

Сваи нашли свое применение при строительстве фундаментов различных объектов на грунтах, обладающих слабыми несущими свойствами. Ими также укрепляют боковые стенки котлованов, предотвращая возможность возникновения обрушений.

Виды свай, классифицируемые по разным признакам, представлены в таблице далее.

Железобетонные разновидности изделий могут быть армированы поперечно либо нет, с ненапрягаемой или напрягаемой продольно расположенной арматурой.

Набивные виды свай устраивают путем заливки бетона непосредственно в грунт, а погружаемые – это готовые изделия, которые монтируют наклонно либо вертикально.

Выбор метода погружения свай в значительной степени зависит от выбранной их разновидности по конструкции и материалу.

Установка свай

Методы погружения свай

Методы, с помощью которых выполняют установку свай, делятся на ударные и безударные. Первые – это высокоэффективные технологии, которые используют на практике, если диаметр монтируемых опор большой или почва плотная. Они наиболее распространены.

Когда на строительном участке грунт неплотный, сыпучий либо происходят регулярно подтопления, тогда применяют безударные методы установки. При этом требуемый результат достигается применением опор специальной конструкции, размягчением почвенной массы. Затраты труда в итоге снижаются примерно на 20-40 %.

Разновидности наиболее распространенных способов погружения свай представлены далее в таблице.

Чтобы правильно подобрать метод монтажа свай в грунт, следует детально ознакомиться с плюсами и минусами каждого. При этом нужно учитывать геологические особенности участка, а также характеристики выбранных для строительства фундамента изделий.

Ударная технология погружения

Погружение свай данным методом основано на использовании энергии от удара. Под ее действием опоры заглубляются в почву, которая при этом смещается вверх, вниз и по сторонам. В процессе происходит уплотнение грунта (в радиусе 2-3 свайных диаметров), а также частичное его вытеснение на поверхность.

Ударный метод монтажа

Для забивания в строительстве задействуют копры, которые создают ударное воздействие на опоры. Данная спецтехника оснащается штанговыми либо трубчатыми молотами.

Забивка свай штанговыми молотами происходит так:

• ударная часть оборудования, которая представлена размещенным между направляющих штанг подвижным цилиндром, падает на поршень;
• при этом происходит в камере сгорания выброс энергии;
• из-за этого цилиндр подкидывает вверх;
• под действием силы притяжения молот падает, осуществляется при этом удар по опоре;
• весь цикл происходит до того, пока погружаемые сваи не окажутся забитыми до требуемой глубины.

Если используются трубные установки, то забивание происходит несколько иначе. Связано это с особенностями устройства и работы оборудования. Цилиндр, оснащенный шаботом (направляющими), не движется. Ударной частью выступает движущийся поршень с головкой. Когда топливо сгорает, тогда он ударяет по свае, зафиксированной с помощью закрепленного на молоте наголовника. Из-за этого контактная (верхняя) часть опоры не получает повреждений, а энергия по ударной площади равномерно распределяется.

Важным моментом является выбор наголовника с внутренним диаметром, соответствующим по размеру забиваемому столбу. Это обеспечивает сохранение вертикального положения опорой после установки ее по уровню при работе молота.

Если заранее заготовить требуемое число опор для взведения основания, то весь процесс проведения строительства ускорится.

Так как в работе задействуют специальную технику, самоходную или передвигающуюся по рельсам, то предварительно разравнивают всю площадку.

В вертикальном положении столбы закрепляются на имеющие вид стрел копры.

В самом начале процесс забивания происходит весьма медленно, потому что важно задать правильное направление погружения свае, чтобы не было ни малейших отклонений. При достаточном заглублении столба скорость работы поднимается до максимально возможного своего значения.

Погружение завершается, если достигнута глубина, указанная в проекте, либо нет движения столба некоторое время под ударами молота.

Применение ударного метода погружения достаточно распространено при возведении самых разных сооружений, что обусловлено высокой скоростью проведения работ, сравнительной их простотой, возможностью получения прочного фундамента. Это оптимальный вариант, если нужно построить здание большой площади, потому что снижаются затраты труда и денежных средств.

Вибрационный метод

Вибрационная технология погружения свай основывается на придании устанавливаемым столбам колебаний. Их действие через опоры распространяется по грунту, уменьшая его сопротивляемость. При этом сила трения между контактирующими поверхностями почвы и свайной конструкции снижается, что приводит к возможности понижения вдавливающего воздействия в несколько раз по сравнению с ударным способом.

Вибропогружение

Процесс требует использования вибропогружателя – электромеханической техники, которая работает по принципу поддержания дисбаланса вибратора. При этом складываются только вертикальные силы, а горизонтальные игнорируются. Результатом вибраций является разрушение различных типов грунта, приводящих к понижению его плотности и смещениям. Рабочая частота находится в диапазоне 400-450 колебаний в течение минуты.

Вибрационный метод позволяет применять изделия с сечением, превышающим 1 м. За четверть метра до проектной глубины вибрации прекращают и добивают столбы молотом. Это делается для более надежного их закрепления.

Если на неплотных грунтах используются нетяжелые сваи, длина которых не превышает 3 м, то необходимая амплитуда колебаний должна составлять больше 1500 в минуту. Это необходимо, чтобы ускорить заглубление и сохранить несущие характеристики почвы.

Пружинные вибромолоты получили наибольшее практическое распространение. Колебания создаются из-за вращения в разных направлениях их дисбалансных валов. Техника способна работать в автоматическом режиме, что ускоряет рабочий процесс и оптимизирует силу воздействий по его ходу.

Вибропогружение – это оптимальный метод для чрезмерно увлажненных песчаных почв. В сухих местностях понадобится предварительно с помощью буровой установки углубиться до определенной отметки. Слои глины проходят, повышая частоту колебаний. Погружение с помощью вибраций проводят при плотной застройке, только если техника работает в режимах без резонанса.

Виброударный способ погружения

При виброударном методе сваи погружаются в результате совокупных воздействий ударов молота и вибраций с одновременным применением статической нагрузки.

Виброударный метод в действии

Рабочая установка по конструкции отличается от вибрационной и ударной. Она оснащена двумя рамами. На первой закреплен электрогенератор с 2-мя барабанами и лебедкой. На второй раме установлены направляющие с блоками и вибропогружателем. При начале работы последний элемент установки наголовником соединяют со столбом, поднимая после вверх. Установленная правильная свая под действием вибраций, собственной массы и ударов молота заглубляется в почву.

Виброударный способ совмещает в себе ударный и вибрационный методы погружения свай. Это упрощает работу. Данный вариант погружения позволяет использовать столбы до 6 м длиной, а при больших значениях данного параметра сложнее свайные опоры выставить в требуемом направлении, вдобавок можно их повредить.

Установка свай вдавливанием, вибровдавливание

Вдавливание столбов – достаточно эффективный, популярный метод их погружения. Он применяется при любых типах грунта на строительном участке. При этом предварительное выравнивание площади рабочей площадки не требуется, что ускоряет строительство. Также вдавливание менее опасно для окружающих построек, чем погружение опор виброударным либо вибрационным способами.

Реализация технологии вдавливания на практике

Применяются для работы столбы 3-6 м длиной круглого сечения. Величина вдавливающего усилия находится обычно в диапазоне до 350 кН.

Технология предусматривает вдавливание опор под действием статической нагрузки. Установка проходит в несколько этапов:

• придают свайной опоре требуемое положение;
• фиксируют сверху заглубляемого столба оголовок;
• используя стрелу рабочего агрегата, выполняют вдавливание.

Если свая перестает вдавливаться, то ее поднимают на некоторую высоту, опуская после обратно и продолжая при этом процесс монтажа. Так проделывают до погружения столба на требуемую по проекту глубину.

Фундамент, возведенный по технологии вдавливания – это надежное основание для здания. При погружении столбов происходит уплотнение почвы и ее рыхлость уменьшается, что дает возможность использовать меньшее количество свай.

Недостатки метода вдавливания следующие:

• большие габариты используемой техники, из-за чего применять ее можно только при площади стройплощадок более 500 м.кв;
• стоимость проведения работ выше, чем при их выполнении ударным способом.

Для ускорения и облегчения процесса погружения оказывают дополнительно вибрационные воздействия на сваю. Вибровдавливание эффективнее обычного вдавливания, при этом возможность разрушения или деформации опор сводится к минимуму. Если грунт плотный, то предварительно бурят скважины требуемых размеров, которые определяют нужное направление установки опоры.

Завинчивание

Технология с применением завинчиваемых опор предназначена для возведения фундаментов под малоэтажные, нетяжелые сооружения на подтапливаемых либо неустойчивых типах грунта. Она относительно несложная и применяется в регионах с различным климатом.

Завинчивание винтовых свай вручную

Для завинчивания используются только винтовые сваи. Наличие лопастей позволяет вкручивать их в почву без специальной техники. Это также придает дополнительную стойкость к вырывающим воздействиям и горизонтальным сдвигам. Винты делают из железобетона либо стали.

Винтовые сваи используют без проблем при близком расположении различных построек. Просадка грунтовой массы под объектом не происходит.

Погружение свай с подмывом грунта

Технология погружения забивных свай с помощью подмыва грунта находит применение, если грунт рыхлый либо сыпучий. Максимально эффективен метод, когда необходимо заглубить опоры, имеющие большой диаметр или длину, либо оба параметра вместе.

Схема погружения опор с подмывом

Сущность способа заключается в том, что под воздействием сильного напора воды происходит размывание горной массы. Жидкость в заглубление подают по трубам, расположенным сбоку или в центре столба, диаметр которых составляет от 3,8 до 6,2 см. В результате этого происходит размягчение и разрыхление почвы. Вода также размывает стенки выемки, а трение опоры при установке о грунт уменьшается.

Под действием собственной массы столб погружается в скважину, при этом лишний грунт выдавливается на поверхность.

Боковое расположение трубок – это оптимальный вариант, позволяющий облегчить процесс погружения из-за значительного уменьшения бокового трения. Подающие воду концы располагают на расстоянии 30-40 см от острия сваи. Минимальная величина давления внутри труб составляет минимум 500 кПа.

Метод подмыва нельзя применять, если присутствуют почвенные слои, которые могут просесть. Также запрещено использование способа. Когда существует достаточная вероятность разрушения близлежащих построек. Подмыв заканчивают на глубине примерно от 0,5 до 2 м от проектной, чтобы не нарушить несущий слой.

Принцип технологии электроосмоса

Технология электроосмоса

Электроосмос – это технология, которая предполагает подключение к сваям электродов: к одной положительного, а к другой отрицательного. При этом во время погружения вода будет стекаться к опоре со знаком минус, чем облегчит ее продвижение.

Чтобы ускорить процесс, применяют специальную забивную установку. Когда ток будет отключен, тогда первоначальные свойства грунта восстановятся.

Схемы размещения свайных опор

Погружение свай при строительстве фундамента по любой технологии выполняют строго по схеме. Ее составляют заранее на этапе проектирования. С этой целью учитывают следующие факторы:

На практике получили распространение следующие виды схем расположения опор основания:

• рядовая;
• спиральная;
• секционная.

Первый вариант отличается несложным планированием и простотой реализации. Он считается оптимальным выбором на сыпучих гравийных либо песчаных типах грунта. На плотных разновидностях почв, где существует большая вероятность возникновения усадок, не рекомендуется применять рядовую схему расположения опор.

Монтаж свай по спирали выполняют от центра основания к его периметру или наоборот. Благодаря этому обеспечивается равномерное, правильное распределение между элементами опорной конструкции нагрузки на грунтовые слои. Это уменьшает вероятность возникновения прохождения процессов.

Секционную схему монтажа свайных опор применяют, если почва на стройплощадке плотная. Технология практической реализации состоит из таких этапов:

• монтируют 2 сваи;
• пропуская 1 ряд, устанавливают еще 2 опоры;
• таким способом проходят все фундаментное поле;
• в обратном направлении погружают столбы в пропущенных перед этим рядах.

Такой вариант монтажа не подходит, если почва рыхлая.

Выбранная схема должна сводить к минимуму все передвижения используемой техники, то есть оптимизировать данный процесс. Это значительно ускорит весь строительный процесс.

Процесс установки свай ударным методом с предварительным проведением бурения показан в ролике далее.

Ниже в видео демонстрируется монтаж опор вдавливанием под фундамент.

Погружение свай выполняют, используя различные методы, которым присущи свои достоинства и недостатки. От неукоснительного следования любой выбранной технологии при поэтапном проведении работ будет зависеть качество достигнутого результата, следовательно, и долговечность возводимой конструкции.

Выбор способа монтажа определяется видом используемых опор, структурой и свойствами грунта на застраиваемом участке. В большинстве случаев установка свай потребует применения дорогостоящей специальной техники. Самостоятельно смонтировать получится только некоторые их разновидности, например, винтовые, набивные.

Методы погружения свай

При строительстве любого здания и сооружения одной из первостепенных задач, которую должен решить проектировщик, является выбор типа фундамента.

Современный уровень развития технологий, доступность строительных материалов и часто возникающая необходимость работы в сложных условиях сделали устройство свайного фундамента самым распространенным, экономичным и эффективным решением для большинства строительных площадок.

Работу со сваями можно осуществлять при любой погоде и любом климате, на различных грунтах, в том числе сложных и обводненных, при неровном рельефе местности и в условиях плотной застройки, когда рядом расположены другие здания или также ведется строительство. Применение свайной технологии обходится дешевле, чем устройство ленточных и монолитных фундаментов.

К тому же, в случае проведения предварительного лидерного бурения, сваи могут быть установлены практически в любой грунт! Погружение свай может применяться не только в строительстве фундаментов: такие процессы осуществляются также при устройстве скважин и шурфов.

Но для того, чтобы максимально эффективно решить задачи, стоящие перед строительством в отдельно взятых условиях, построить надежное и долговечное здание, необходимо правильно применять эту технологию. В первую очередь, нужно выбрать подходящие методы погружения свай.

Виды погружения свай

Сваи делятся на три основных вида:

• буронабивные сваи формируются в предварительно пробуренных скважинах и устанавливаются без значительного ударного и вибрационного воздействия, позволяя осуществлять работы в стесненных условиях и рядом с другими строящимися объектами;
• винтовые сваи состоят из ствола и винтовых лопастей, сконструированных для облегчения монтажа, и погружаются посредством завинчивания и вдавливания;
• забивные железобетонные или грунтобетонные сваи погружаются в субстрат ударным методом и обеспечивают высокую прочность конструкции посредством дополнительного уплотнения грунта (при забивке он вытесняется наверх и в стороны, создавая область повышенной плотности).

В зависимости от выбранного вида свай, условий строительной площадки, экономических факторов и эксплуатационных требований, может быть выбран один из следующих методов установки свай:

• забивка (ударный метод);
• вибрационный метод погружения свай;
• вдавливание;
• завинчивание;
• бурозабивной способ;
• комбинированные технологии погружения свай.

Каждый из этих методов подходит для решения специфических задач, обладает своими преимуществами и недостатками.

Ударный метод погружения

Погружение свай забивкой – самый распространенный метод свайного строительства. Его осуществление возможно практически в любых условиях. При этом используется простое и надежное оборудование, а затраты на строительство невелики. Забивка свай обеспечивает следующие технологические преимущества:

• возможность погружения свай на глубину до 16 м для цельных и 32 м – для составных;
• высокой скоростью монтажа свай – забивка обычно занимает у подрядчика 1-2 рабочих дня, а после установки можно немедленно начинать новые работы;
• забивка свай может быть осуществлена в любую погоду, в любое время года и при любой температуре воздуха;
• фундамент из забивных свай – надежное решение с огромным запасом прочности, гарантирующее зданиям и сооружениям длительный срок эксплуатации;
• строительство забивного фундамента возможно даже на обводненных и сложных грунтах;
• при работе фундамент дополнительно укрепляется – грунт уплотняется, «схватывая» сваю, повышая ее устойчивость и прочность.

Забивные сваи могут применяться даже там, где грунт содержит крупные включения твердых пород, строительные и промышленные загрязнения. Но в этом случае для успешного осуществления работ может понадобиться предварительное лидерное бурение.

Вибропогружение

Вибрационный метод погружения свай в грунт, как правило, применяется при работе на несвязных водонасыщенных субстратах. Вибропогружателем стальных свай шпунтового ряда на сваю оказывается вибрационное воздействие. Под действием вибрации субстрат становится «плывучим», трение среды уменьшается, и шпунт «проскальзывает» в грунт под действием собственного веса. При работе могут использоваться высокочастотные и низкочастотные вибропогружатели. Низкая частота вибрации помогает погрузить в почву крупные свайные стволы из железобетона или грунтобетона, а высокая – обеспечить «ныряние» легких свай массой до 3 т.

Вдавливание

Вдавливание свай – специфический метод, применяемый на обширных строительных площадках и очень твердых грунтах. При этом необходимо предварительное выравнивание субстрата и проведение геодезических измерений. Устройство фундамента вдавливанием требует значительно меньшего количества свай, чем другие технологии, но и выстаивание фундамента может занять до 30 дней. Строительная техника, используемая при вдавливании, обладает большими габаритными размерами, поэтому устанавливать такие сваи имеет смысл только при крупномасштабных работах.

Завинчивание

Погружение свай в грунт завинчиванием использует специальные винтовые сваи с наконечниками из металла. Завинчивают такие сваи специальные установки на базе тягачей. Погружение металлических свай завинчиванием применяется при строительстве мостов, линий электропередач, вантовых сооружений, оказывающих на основание повышенные нагрузки. В отличие от других технологий свайного строительства, для винтовых свай применяется не наголовник, а специальные инвентарные оболочки.

Буронабивные сваи

Буронабивные сваи формируются сразу на строительной площадке. Перед установкой сваи бурится скважина, затем в нее погружается «заготовка» – арматурный каркас, который заливается бетонной смесью, превращаясь в полноценную сваю.

Буронабивные сваи могут монтироваться с обсадными трубами или по технологии CFA (непрерывного проходного шнек). В первом случае в скважине предварительно устанавливается обсадная труба, защищающая стенки от осыпания. Затем труба заливается бетоном и, в последствии, может быть извлечена из скважины или использована в качестве части конструкции сваи. Во время буронабивного погружения по технологии CFA бетонный раствор вливается в скважину прямо во время бурения. Арматура при этом может быть расположена как по всей длине сваи, так и лишь в некоторых участках.

Применение буронабивной технологии позволяет осуществлять работы на сухих, заболоченных, рыхлых и плотных субстратах, слабых породах, песчанике и т.д. На грунт при этом не оказываются сильные динамические нагрузки и ударное воздействие. Буронабивные системы часто снабжены шумоизоляционным оборудованием, позволяя осуществлять строительство даже вблизи жилых кварталов.

Комбинированные методы устройства свай

К комбинированным методам устройства свай относятся виброударный метод, вибровдавливание, метод подмыва грунта и электоосмос.

8 способов (методов) погружения свай в грунт

Даже самый отдаленный от темы строительства человек понимает, что основой любого здания является фундамент, и осознает, что от его надежности и правильности исполнения зависит долговечность и прочность постройки. Когда речь идет о строительстве больших домов и ответственных объектов, выбирают обычно свайный фундамент. Его можно использовать на любых типах грунта, он обеспечивает постройке максимальную надежность, да и на монтаж такого фундамента времени уходит меньше, чем на возведение ленточного или любого другого типа основания. Для свайного фундамента используются разные типы свай и разные способы их погружения. Выбор зависит от типа грунта, расположения рядом других объектов, характера строения, длины свай и массы других факторов. Разберемся, какие способы погружения свай в грунт существуют, и когда лучше применять тот или иной метод.

Для начала несколько слов о видах свай. Они бывают набивными и забивными. Первые получаются в результате установки арматурного каркаса в заранее подготовленную скважину и последующей заливкой бетоном. Забивные сваи привозятся на место установки уже готовыми, для их транспортировки непосредственно к точке погружения используют крановые установки. Когда говорят о погружении, имеют в виду именно забивные сваи.

Погружение свай в грунт производят различными методами:

• ударный;
• вибрационный;
• вдавливание;
• завинчивание.

Комбинирование некоторых из этих способов позволяет говорить о нескольких смешанных методах погружения свай:

• виброударный;
• вибровдавливание;
• погружение с подмывом грунта;
• погружение с использование электроосмоса.

Разберемся с основными тонкостями каждого метода.

Ударный метод предполагает передачу свае поступательной энергии, благодаря которой она погружается в толщу грунта, вытесняя его часть наружу или уплотняя его. Для этого используют сложные и тяжелые механизмы – ударные самоходные или рельсовые установки. Для их передвижения по строительной площадке необходима ровная поверхность, поэтому предварительно территорию необходимо выровнять. Свая удерживается в вертикальном положении благодаря копрам, своеобразным стрелам.

На первых этапах погружение осуществляется медленно, чтобы можно было контролировать правильный угол наклона. На саму сваю воздействует штанговый или трубчатый молот. При одинаковом весе трубчатый молот имеет в 2-3 раза более высокую силу удара, чем штанговый. Чтобы сваебойное оборудование не разрушило сваю, применяется специальный наголовник. Погружение продолжается до тех пор, пока свая не достигнет проектной глубины.

К главным преимуществам метода относят:

• возможность проведения работ на любом типе грунта;
• высокая скорость и производительность монтажных работ;
• повышение несущих свойств фундамента, так как сваи, погружаясь в грунт, уплотняют его в зоне на 2-3 диаметра вокруг себя;
• работы можно проводить практически в любую погоду.

№2. Вибрационный способ погружения свай

Благодаря вибрации, которая передается на сваю специальным оборудованием, значительно снижается сила трения и сопротивление грунта. Именно поэтому для погружения сваи на проектную глубину зачастую потребуется гораздо меньше усилий, чем при забивке. Нельзя забывать, что при вибрировании так же, как и при ударном способе, осуществляется уплотнение грунта примерно на 1,5-3 диаметра сваи (все зависит от типа грунта), так что можно говорить о появлении дополнительных несущих способностей.

Данный способ предусматривает использование вибропогружателей. Такие установки через наголовник передают на сваю механические вибрации определенной частоты. Благодаря подобному влиянию грунт становится как бы плывучим, и свая начинает погружаться под действием собственного веса. Если речь идет о длинных тяжелых сваях, то используют низкие частоты, для легких небольших свай больше подойдут высокие частоты (более 1500 колебаний в минуту).

Процесс погружения начинается с установки вибропогружателя в исходное положение, крепления сваи и ее выравнивания по вертикали. Перед началом работ рекомендуется выполнить пробное включение, чтобы убедиться в отсутствии отклонений от вертикали. Подобное оборудование стоит дорого, да и управлять им должны квалифицированные специалисты: цена на вибропогружатель, точнее стоимость его использования, будет ниже, если воспользоваться услугами аренды. В Москве и по всей России аренду таких установок предлагает ГК «Буровые Технологии»: в стоимость включены услуги опытного оператора.

Вибрационный метод погружения свай рекомендуют использовать в следующих случаях:

• песчаные и водонасыщение грунты. Сваи-оболочки, металлический шпунт и железобетонные сваи в этом случае погружаются со скоростью 3,5-7 м/мин;
• на маловлажных и плотных грунтах способ также применим, но для этого придется предварительно пробурить скважину;
• при погружении в глинистые и тяжелые суглинистые грунты за 15-30 см до достижения проектной глубины лучше переходить на ударный способ.

Учтите, что в условиях плотной городской застройки, вибрация должна использоваться только лишь в нерезонансных режимах. Желательно, чтобы частота колебаний была не выше 40-50 Гц.

№3. Виброударный способ

Как следует из названия, этот метод предполагает комбинирование вибрационной и ударной нагрузки. На сваю одновременно воздействуют и колебания, и удары, что позволяет ей быстро и относительно легко входить в почву. Такой способ используют на плотных грунтах, где иной метод окажется нерезультативным.

Установка, которая осуществляет виброударное погружение, имеет две рамы: на одной располагается электрогенераторный ударный аппарат, на второй – стрела с вибропогружателем. Вибропогружатель соединяется со сваей при помощи наголовника, далее происходит позиционирование сваи и запуск механизма. Подобным способом можно погружать сваи длиной до 6 м.

№4. Вибровдавливание свай

Этот способ комбинирует ударный, вибрационный способ и метод вдавливания. На сваю воздействуют сразу три силы. Установка, которой производят работы, состоит из электрогенератора (работает от тракторного или экскаваторного двигателя), двухбарабанной лебедки, направляющей стрелы с вибропогружателем и блоков, через которые к вибропогружателю подходит вдавливающий канат от лебедки.

В обозначенном месте вибропогружатель поднимает сваю и устанавливает ее на ту точку, где будет происходить погружение. Свая защищается наголовником. При включении установки свая начинает погружение под действием вибрации, собственным весом, массы вибропогружателя, массы трактора или другой техники, ударной нагрузки. Удобно, что для установки не надо готовить пути перемещения. Способ подходит для работы со сваями длиной до 6 м.

№5. Погружение свай вдавливанием

Метод вдавливания используется на особо твердых и плотных грунтах (за исключением скальных пород) для погружения свай сплошного и трубчатого сечения небольшой длины (3-5 м). В основе метода – воздействие на сваю статической нагрузки. При работах используется спецтехника, которая занимает достаточно места, поэтому реализация способа возможна только на участках, где в распоряжении есть хотя бы 500 м 2 площади.

Сначала сваю в вертикальном положении размещают в направляющей стреле установки, а свайный ствол фиксируют зажимами. Свая углубляется на метр, после чего на ее голову опускают оголовник, который и будет передавать давление на сваю через систему блоков от базовой машины (экскаватор, трактор). Это давление заставляет сваю постепенно погружаться в грунт. Если свая не может достичь необходимой глубины, с помощью оборудования ее немного приподнимают, снова опускают и продолжают вдавливание.

№6. Погружение свай завинчиванием

Метод используются для винтовых свай. Они состоят из двух частей: стальной наконечник с прилегающими к нему лопастями (обеспечивает легкое вхождение в грунт) и сам ствол сваи из стали или железобетона. Завинчивание используют при строительстве мостов, линий ЛЭП и прочих объектов с большой нагрузкой. Оптимально способ подходит для применения на неплотных или подтапливаемых грунтах, может использоваться в условиях любого климата. Винтовые сваи можно вкручивать даже в зонах с плотной застройкой.

Завинчивание происходит благодаря специальному оборудованию, которое устанавливается на раму автотягача. На приводе установки сваю крепят в инвентарной оболочке (не с помощью оголовника). Крутящий момент от оборудования благодаря трансмиссии переходит на сваю, она начинает вращаться и заглубляться в грунт. Если грунт слишком плотный, то допускается небольшое поднятие сваи и повторный запуск механизма. После того, как требуемая глубина достигнута, свая разжимается.

№7. Погружение свай методом подмыва грунта

Метод подмыва грунта используется на сыпучих и рыхлых грунтах (песчаные и супесчаные грунты) для установки свай большого диаметра и длины. Не допускается использовать метод на просадочных грунтах и при угрозе просадки близлежащих зданий. Способ основывается на смачивании грунта и последующем снижении силы трения, благодаря чему свая легко входит в грунт под действием собственной массы и массы молота, установленного на нее.

В наконечник или боковые стенки сваи встраиваются трубки, по которым подается вода под высоким напором (около 0,5 МПа). Под воздействием воды грунт становится более мягким, податливым, рыхлым и вымывается. Этот принцип нам знаком еще из песочницы. Сопротивление грунта свае снижается, вода также размывает прилегающие стенкам сваи слои грунта, снижая силу трения. Трубки подачи воды имеют диаметр 38-62 мм. Боковой подмыв (обеспечивается 2 или 4 трубками по бокам сваи, на 30-40 см выше острия) более эффективно снижает силу трения стенок сваи по сравнению с центральным подмывом (обеспечивается одно- или многоструйным наконечником по центру сваи).

Понятно, что о высокой несущей способности в этом случае речь не идет, поэтому часто способ подмыва комбинируют с ударным способом. В этом случае снижаются расходы и повышается надежность обустраиваемого фундамента.

№8. Метод электроосмоса при погружении свай

Метод электроосмоса нельзя считать самостоятельным – это, скорее, способ упрощения процесса погружения сваи. Хорошо подходит для плотных и водонасыщенных глинистых грунтов и суглинков. Суть метода заключается в соединении двух свай в электрическую сеть. Уже погруженная свая играет роль анода, а еще не забитая – катода. При включении тока грунт около анода теряет влагу – она переходит в зону около катода. В более влажный грунт, как известно, погрузить сваю намного проще. Погружение осуществляется ударным методом либо вдавливанием.

После того, как в сети пропадет ток, свойства грунта будут восстановлены в короткий срок, так что переживать по поводу несущей способности такого фундамента не стоит.

Буранабивной метод погружения свай

Оговоримся сразу, буранаибивной метод лишь косвенно относится к способам погружения свай, ведь в этом случае сваи создают сразу на участке, но коротко опишем и его. Сваи создают путем сооружения в заранее подготовленной скважине каркаса из арматуры, который потом заливается бетоном. Скважина создается с помощью ударного или вращательного бура.

Буронабивные сваи создаются одним из следующих способов:

• обсадными трубами. В скважину устанавливается труба, которая защищает стенки от обваливания. Затем создается арматурный каркас и заливается подготовленный бетон. Сама труба может остаться в скважине или быть демонтированной. Естественно, в этих двух случаях необходимы разные трубы;
• без обсадных труб. Бетонный раствор начинается вливаться в скважину по ходу ее бурения. Он укрепляет стенки и играет роль обсадной трубы. Далее в бетон помещается каркас из арматуры. Для более равномерного распределения бетона используют специальную трубу для заливки, с вибратором на конце.

Напоследок отметим, что сама схема погружения и последующего расположения свай также имеет большое значение:

• рядовая схема предполагает равномерно удаленное расположение свай относительно друг друга. Подходит для песчаных и гравийных грунтов, не используется на плотных почвах, проста в реализации;
• спиральная схема предполагает расположение свай от центра фундамента к его периметру по спирали. В этом случае можно говорить о максимально равномерном распределении нагрузки и снижении вероятности усадок;
• секционная схема предполагает установку двух опор в одном ряду, последующий пропуск одного ряда и вновь установку двух опор. Так проходится все свайное поле, после чего в пропущенные ряды устанавливаются сваи. Вариант подходит для участков с плотным грунтом.

Сооружение фундамента – очень ответственный процесс, к которому необходимо подходить с пониманием особенностей почвы, специфики возводимого здания и рядом расчетов. Метод погружения вместе с другими факторами влияет на надежность фундамента, так что к его выбору необходимо относиться серьезно.

ППР на свайные работы

Телефон: 8-985-191-00-50
Основной сайт: www.ppr1.ru
E-mail:

Устройство свайных фундаментов

Устройство буронабивных свай

Погружение свай

Контроль качества

Геотехнический мониторинг

Охрана труда

Техника безопасности

3. Технология погружения свай.

3.1. Общие требования при производстве работ по погружению свай.

3.1.1. С предприятий стройиндустрии сваи доставляют в готовом для погружения в грунт виде. В зависимости от характеристик грунта существует ряд методов устройства свай, в том числе ударный, вибрационный, вдавливанием, завинчиванием, с использованием подмыва и электроосмоса, а также различными комбинациями этих методов.

3.1.2. Ударный метод основан на использовании энергии удара (воздействия ударной нагрузки), под действием которой свая своей нижней заостренной частью внедряется в грунт. По мере погружения она смещает частицы грунта в стороны, частично вниз или наверх. В результате погружения свая вытесняет объем грунта, практически равный объему ее погруженной части. Меньшая часть этого грунта оказывается на дневной поверхности, большая – смешивается с окружающим грунтом и значительно уплотняет грунтовое основание. Зона заметного уплотнения грунта вокруг сваи составляет 2-3 диаметра сваи.

3.2. Производство работ по погружению свай вибрированием.

3.2.1. Погружение свай вибрированием осуществляют с использованием вибрационных механизмов, оказывающих на сваю динамические воздействия, которые позволяют преодолеть сопротивление трения на боковых поверхностях сваи, лобовое сопротивление грунта, возникающее под острием сваи, и погрузить сваю на проектную глубину (рис.3.2.1). На скорость погружения и амплитуду колебаний влияют масса вибрирующих частей сваи и вибратора, его эксцентриситет, плотность грунта, участвующего в колебаниях, частота колебаний вибропогружателя. Благодаря вибрации для погружения свай в грунт требуется усилия иногда в десятки раз меньшие, чем при забивке. При этом происходит частичное виброуплотнение грунта, в том числе и под головкой сваи. Зона уплотнения для разных грунтов составляет 1,5-3 диаметра сваи.

Рис.3.2.1. Вибропогружение свай:
а – сваепогружающая установка; б – вибропогружатель с подрессоренной пригрузкой; в – вибромолот; 1 – вибропогружатель; 2 – экскаватор; 3 – свая; 4 – электродвигатель; 5 – пригрузочные плиты; 6 – вибратор; 7 – дебалансы; 8 – наголовник; 9 – пружины; 10 – ударная часть с электродвигателем; 11 – боек; 12 – наковальня

3.2.2. Для погружения свай в грунт вибрированием используют вибропогружатели, которые подвешивают к мачте сваепогружающей установки и жестко соединяют с наголовником сваи. Действие вибропогружателя основано на принципе, при котором вызываемые дисбалансами вибратора горизонтальные центробежные силы взаимно ликвидируются, в то время как вертикальные силы суммируются. Амплитуда виброколебаний и масса вибросистемы, в которую входят свая, наголовники и вибропогружатель, должны обеспечить вибрацию примыкающим слоям грунта, включение их в эту систему, в результате происходит раздвижка зерен грунта под контуром погруженной части сваи.

3.3. Производство работ по погружению свай буроударным способом.

3.3.1. Более универсальным является виброударный способ погружения свай с помощью вибромолотов. При работе вибромолота наряду с вибрационным воздействием на сваю периодически опускается ударник, оказывая и динамическое воздействие на голову сваи.

3.3.2. Наиболее распространены пружинные вибромолоты. В них при вращении валов с дебалансами в противоположных направлениях создаются постоянные колебания. Когда зазор между ударником и наковальней сваи оказывается меньше амплитуды колебаний, ударник периодически ударяет через наковальню по свае. Вибромолоты могут самонастраиваться, т.е. увеличивать энергию удара с повышением сопротивления грунта погружению сваи. Масса ударной части вибромолота применительно к погружению железобетонных свай должна быть не менее 50% от массы сваи и составлять 650-1350 кг.

3.4. Производство работ по погружению свай методом буровдавливания.

3.4.1. Метод вибровдавливания основан на комбинации вибрационного или виброударного воздействия на сваю и статического пригруза. Вибровдавливающая установка состоит из двух рам. На задней раме находятся электрогенератор, работающий от тракторного двигателя, и двухбарабанная лебедка, на передней раме размещены направляющая стрела с вибропогружателем и блоки, через которые проходит к вибропогружателю вдавливающий канат от лебедки. В рабочем положении вибропогружатель, расположенный над местом погружения сваи, поднимает сваю и устанавливает ее вместе с закрепленным наголовником на место ее забивки. При включении вибропогружателя и лебедки свая погружается за счет собственной массы, массы вибропогружателя и части массы трактора, передаваемой вдавливающим канатом через вибропогружатель на сваю. Одновременно на сваю действует вибрация, создаваемая низкочастотным погружателем с подрессоренной плитой.

3.4.2. Метод вибровдавливания не требует устройства путей для передвижки рабочего агрегата, исключает повреждение и разрушение свай. Особенно эффективен при погружении свай длиной до 6 м.

3.5. Погружение свай завинчиванием.

3.5.1. Погружение свай завинчиванием основано на завинчивании стальных и железобетонных свай со стальным наконечником с помощью мобильных установок, смонтированных на базе автомобилей или других самоходных средств. Метод применяют чаще всего 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 (рис.3.5.1.).

Рис.3.5.1. Схема процесса завинчивания сваи:
а – конструкция наконечника при погружении в слабые грунты; б – то же, в плотные грунты; в – схема погружения сваи: 1 – редуктор наклона рабочего органа; 2 – рабочий орган (кабестан); 3 – свая; 4 – наконечник сваи; 5 – выносные опоры

3.5.2. Установка для завинчивания состоит из рабочего органа, приводов вращения и наклона рабочего органа, гидросистемы, пульта управления, четырех гидравлических выносных опор и вспомогательного оборудования. Рабочий орган кабестан – механизм, состоящий из двух пар захватов и электродвигателя. Захваты обжимают сваю и передают ей вращение от электродвигателя. В зависимости от назначения (передачи нагрузки на большую площадь или заглубления в плотные грунты) винтовые лопасти наконечников могут иметь в диаметре до 3 м, минимальный диаметр лопастей составляет 30 см; длина свай может превышать 20 м.

3.6. Погружение свай подмывом грунта.

3.6.1. Погружение свай подмывом грунта применяют в несвязных и малосвязных грунтах – песчаных и супесчаных. Целесообразно подмыв использовать для свай большого поперечного сечения и большой длины, но недопустимо для висячих свай. Способ заключается в том, что под действием воды, вытекающей под напором у острия сваи из одной или нескольких труб, закрепленных на свае, грунт разрыхляется и частично вымывается (рис.3.6.1.). При этом сопротивление грунта у острия сваи снижается, а поднимающаяся вдоль сваи вода размывает прилегающий грунт, уменьшая тем самым трение по боковым поверхностям сваи. В результате свая погружается в грунт под действием собственной массы и массы установленного на ней молота.

Рис.3.6.1. Подмыв грунта для погружения свай:
а – погружение квадратных свай с подмывом грунта; 1 – молот; 2 – трос, поддерживающий подмывные трубки; 3 – напорный шланг; 4 – подмывные трубки; 5 – свая; б – расположение подмывных трубок; в – наконечник подмывной трубы

3.6.2. Расположение трубок для подмыва грунта диаметром 38-62 мм может быть боковым, когда две или четыре трубки с наконечниками находятся по бокам сваи, и центральным, когда одно- или многоструйный наконечник размещен в центре пустотелой забиваемой сваи. При боковом подмыве, по сравнению с центральным подмывом, создаются более благоприятные условия для уменьшения сил трения по боковой поверхности свай. При боковом расположении подмывные трубки крепят таким образом, чтобы наконечники находились у свай на 30-40 см выше острия.

3.7. Погружение свай с использованием электроосмоса.

3.7.1. Погружение свай с использованием электроосмоса применяют в водонасыщенных плотных глинистых грунтах, в моренных суглинках и глинах. Для практической реализации метода уже погруженную в грунт сваю присоединяют к положительному полюсу (аноду) электрической сети постоянного тока, а соседнюю с ней, подготовленную для погружения в грунт – к отрицательному полюсу (катоду). При включении тока вокруг сваи с положительным полюсом резко снижается влажность грунта, а у соседней с отрицательным полюсом она наоборот резко увеличивается. В более влажной среде свая быстрее погружается в грунт, что позволяет применять сваебойное оборудование меньшей мощности.

3.7.2. После окончания забивки и отсоединения свай от источника тока в грунте быстро восстанавливается былая стабилизация грунта и его влажностного состояния. Благодаря этому, только за счет уменьшения влажности вокруг забитой сваи ее несущая способность значительно возрастает.

ППР на свайные работы © 2015-2022. All Rights Reserved. | svainye-raboty.ru