Способы погружения свай, выбор комплектов машин

В статье речь пойдёт о технологии возведения свайных фундаментов. Рассмотрим основные виды свай, выясним, из каких элементов состоят, как они монтируются, для каких условий разработаны. Разберёмся в механике работы свайных фундаментов, осмыслим все «за» и «против».

Вдавливание свай – очень точная технология

Сваесдавливающая установка

Для этой работы используется установка, которая оборудована подъёмно-крановым механизмом. Также тут есть захват и специальный подающий пресс. Агрегат, который производит вдавливание свай, установлен на раме – она называется платформой. Установка, когда она находится в рабочем положении, якорится – это делают при помощи контргрузов. В подающее устройство загружается свая и вертикально заглубляется в грунт – за счёт того, что прикладывается статическая нагрузка. Нижней точкой рабочей подачи ограничивается величина одного прохода. Количество подходов определяется конструктивными отличиями разных устройств, которые обеспечивают погружение сваи на необходимую глубину. Шаговым механизмом производится перемещение установки – данный механизм – это две модульных опоры. Площадка за счёт такой техники не разбивается, а лишь уплотняется.

Вдавливание свай – очень точная технология

СВУ (то есть – сваевдавливающие установки) разных моделей обеспечивают необходимое усилие статической нагрузки по оси, оно может составлять 40-1200 тонн. Механизмы при этом бывают разными по транспортабельности, по массе, а также по тому времени, которое требуется для введения устройства в эксплуатацию. Самым оптимальным для того, чтобы вдавливать обычные сваи в грунт песчано-глинистый, называют механизмы СВУ, вес которых составляет около 130 тонн. Данные устройства принято перевозить с частичной разборкой – на специализированных полуприцепах-платформах. Чтобы подготовить такую машину к работе, достаточно всего 5 часов. СВУ конструктивно изготовлено таким образом, чтобы оно могло сохранять устойчивость, а также функционировать на территории, где уклон не превышает 15 градусов.

Номинальная скорость заглубления (подачи) свай составляет около 0,9 метров в минуту – это самый медленный режим. Если грунт лёгкий и включен более быстрый режим, вы легко добьётесь скорости 5 метров в минуту. За счёт функции непрерывного контроля за усилием заглубления можно существенно оптимизировать уровень несущей нагрузки – это касается всей свайной фундаментной конструкции. Точность вдавливания по глубине обеспечивается системой управления процессом запрессовки.

Особенности применения свайных фундаментов

Идея установки сооружений на сваях не новая, технология известна людям уже несколько столетий, но на новый виток развития она вышла во второй половине девятнадцатого века, когда вместо деревянных стоек начали использовать забивные, набивные и винтовые конструкции, выполненные из комбинации стали и бетона. Свайный фундамент имеет свою чёткую специализацию, некорректно было бы говорить о его преимуществах перед другими вариантами организации основания дома и сравнивать их по каким-либо характеристикам. В условиях, для которых он разрабатывался, свайный фундамент не имеет конкурентов, его невозможно надёжно заменить иной конструкцией. Сваи могут использоваться на любых типах грунта, кроме, пожалуй, скальных пород и оснований с очень сильными горизонтальными подвижками, однако, технологически и экономически целесообразно применять их:

  • для строительства зданий на участках с высоким уровнем грунтовых вод;
  • там, где верхние слои естественного основания характеризуются слабой несущей способностью (торфяники, плавуны), тогда как плотные грунты расположены довольно глубоко;
  • при большой глубине промерзания (северные широты, вечная мерзлота);
  • на крутых склонах;
  • если масса строения слишком велика (например, многоэтажные здания из тяжёлых материалов).

Если рассуждать о технологических и функциональных особенностях свайных фундаментов, то тут можно сформулировать следующие пункты, многие из которых логически следуют один из другого:

  • Универсальность и вариативность (огромное количество технических решений, всегда есть выбор для любых условий).
  • Большая несущая способность.
  • Практически не нужен ручной труд (допустима полная механизации процессов).
  • Индустриализация (возможно использование элементов, полностью изготовленных в заводских условиях, минимизирован «человеческий фактор»).
  • Высокая скорость возведения.
  • Возможность строить в любое время года.
  • Полное отсутствие или минимизация земляных работ.
  • долговечность (особенно применимо к железобетонным конструкциям).
  • относительная экономичность (небольшая материалоёмкость — сниженное потребление бетона, нет необходимости изымать и перевозить большие массы земли).

Преимущества и недостатки метода

Вибрационный метод отличается существенными преимуществами. Во-первых, это высокая скорость погружения свайдо 7 метров в минуту. Во-вторых, применение данной технологии обеспечивает низкий уровень шума. Это очень удобно в густонаселенных районах. В то же время, вибрационный метод погружения свай имеет существенный недостаток. Нельзя применять эту технологию для плотных и скальных пород без предварительного бурения лидерных скважин. На финальном этапе установки сваи в скальный грунт требуется использование ударного метода, как и для глинистых почв.

Преимущества и недостатки метода

Наиболее универсальными считаются ударный метод погружения свай посредством штанговых и трубчатых дизель-молотов и гидромолотов. Он подходит для любых типов грунта.

Безударные методы погружения

Безударный способ погружения свай основывается на использовании таких способов углубления как: вибропогружение, вдавливание, завинчивание, виброудар, подмыв.

Каждый перечисленный способ применяют, исходя из конкретных геологических условий с учетом свойств почв, в которых заглубляют сваи, и результатов технико-экономических сравнений.

Низкочастотными вибропогружателями погружают тяжелые сваи, а высокочастотными – легкие в водонасыщенных песчаных грунтах.

Палеуглубляющая установка компонуется на базе экскаватора, оборудованного мачтой. Процесс углубления выполняют в такой последовательности. Вибропогружатель выставляют в исходное положение, выверяют по вертикали, включают, чтобы не допустить возможного отклонения сваи, в начале углубления выполняют с небольшой скоростью. При этом канат, на котором закреплен вибропогружатель, не должен иметь сильной натяжки. Суть процесса заключается в том, что под воздействием вибрации силы трения между поверхностями сваи и грунтом, а также сцепление грунта уменьшаются. Это создает условия, при которых свая под действием масс собственной и вибропогружателя, что суммируются, проникает в почву.

Читайте также:  Металлическая опалубка для заливки фундамента это

С целью ускорения погружения применяют погружатели свайные комбинированного действия вибрации и удара – вибромолот. В процессе работы такой установки два дисбаланса, вращаясь в противоположном направлении, создают вертикальные колебательные движения. Под их действием боек наносит удары по наковальне, которые через наголовник передаются на сваю. При этом углублению сваи способствуют ее масса и вибрация.

Способ подмыва применяют в непросадочных грунтах в сочетании с различными установками, которые заглубляются, что дает возможность интенсифицировать процесс углубления. Грунт размывают и частично вымывают в области острия сваи струей воды. Воду подают по трубам, укрепленным на свае. Свая при подмыве осаживается. При торможении процесса сваю забивают легкими ударами (либо влиянием вибропогружателя), не прекращая подмыв. По достижении определенной глубины подачу воды завершают, трубы извлекают, после чего сваю добивают до отказа установкой, которая углубляет.

ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

6.1. К управлению агрегатом с навесным сваевдавливающим оборудованием допускаются специально обученные машинисты.

6.2. Перед началом работы машинист обязан убедиться в надежном креплении сборочных единиц и деталей оборудования, после чего проверить исправность механизмов на холостом ходу.

6.3. При работе агрегат должен стоять на ровном месте. Допустимый наклон оборудования — 0,087 рад (5°).

6.4. При производстве работ все операции должны выполняться плавно, не допускается резкое включение механизмов.

6.5. Проезд установки под проводами высоковольтных линий электропередачи разрешается в том случае, если расстояние между проводами и верхней точкой установки не менее 2,0 м, а напряжение линии — не более 380 В.

6.6. На установке должна быть аптечка с необходимыми медикаментами.

6.7. Категорически запрещается включать механизмы и начинать работу без подачи предварительного звукового сигнала, не убедившись в отсутствии людей на установке и в радиусе ее действия; смазывать, осматривать, регулировать и ремонтировать при работающем двигателе экскаватора; работать при нарушенной технической характеристике оборудования.

Рис. 11. Схема устройства рядов свай при движении «на себя»

Рис. 12. Схема устройства радов свай при движении вдоль ряда сбоку: 1-48 — номера свай

Рис. 13. Схема устройства свайного поля при погружении свай по радиусу действия крана с движением на себя: 1-44 — номера свай

Рис. 14. Схема устройства свайного поля при движении вдоль рядов сбоку челночным способом: 1-34 — номера свай

Рис. 15. Схема работы сваевдавливающего оборудования при покустовом погружении по радиусу действия с движением «на себя»: 1-60 — номера свай

Рис. 16. Схема устройства кустов свай при погружении свай рядами с движением сбоку челночным способом: 1-71 — номера свай

Рис. 17. Схема работы сваевдавливающего оборудования при покустовом погружении с движением вдоль оси куста сбоку: 1-40 — номера свай

Технологическая карта на забивку составных железобетонных свай

О РДЕНА ЛЕНИНА ГЛ АВМ ОС СТРОЙ при МОС ГОРИСПОЛК ОМ Е

Читайте также:  Как правильно утеплить свайный фундамент?

ТЕХН О ЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА ЗАБИВКУ СО СТАВНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СВАЙ

Мос к ва – 1 983

Технолог и ческ ая карта раз работа на проек тн о-те хнологи че ски м отд елом тре ста Мос оргс трой (А .Н. Абрамови ч, А.П. Смирнов ), согласова на с Управ ление м подготовки прои зводства Главм осст роя , трестом М осфун дамент сп ецстр ой.

Т е хн ологическ ая к арта рекомендована к в недрению в строи тельном п роизв од стве.

1. Область применения . 1

2. Назначение составных железобетонных свай . 2

3. Испытание свай . 2

4. Конструктивная схема составных свай . 2

5. Организация и технология строительного процесса . 3

6. Технико-экономические показатели . 5

7. Материально-технические ресурсы .. 5

Приложение 1. Журнал забивки свай . 5

Приложение 2. График производства работ . 7

Приложение 3. Калькуляция трудовых затрат . 8

Приложение 4. Схема операционного контроля качества работ . 9

Лист 1. Номенклатура составных железобетонных свай . 10

Лист 2. Схема организации работ по забивке свай (подача свай в котлован выполняется краном) 12

Лист 3. Схема последовательности работ по забивке составных свай . 14

Лист 4. Схема последовательности работ по погружению составных свай с лидерным бурением .. 14

Лист 5. Схема раскладки свай копром на базе экскаватора с навесной копровой стрелой . 15

Лист 6. Схема подтаскивания свай через нижний отводной блок . 16

Лист 7. Схемы строповки свай . 16

Схемы погружения

В технологии погружения свай предусмотрено три схемы: рядовая (а), секционная (в) и спиральная (б).

Выбор схемы зависит от размеров здания или сооружения, возводимого расположения свай относительно осей и свойств почвы.

При возведении фундаментов в несвязных грунтах сваебойные установки перемещают согласно схеме, которая предполагает деление объекта на захватки, на которых погружение свай производят последовательно по рядам. По окончании последнего ряда установку перемещают на другую захватку и после окончания работ – на третью.

Погружение свай в связных грунтах при возведении фундаментов на большой площади под многопрогонные и секционные здания и сооружения выполняют, используя секционную схему, при которой процесс начинают с первого ряда крайнего пролета (секции). Последовательно забивают сваи на втором ряду. Затем пропускают один ряд и переходят на следующие ряды. Завершают работу заделкой свай в пропущенных рядах при движении установки в противоположном направлении.

Спиральную схему применяют в том случае, когда необходимо создать куст (группу) свай в слабосжатых почвах, под развитые в плане фундаменты или опоры различных сооружений. Забивку сваи начинают с расположенной внутри среднего ряда и ведут работы в направлении спирали, которая развивается.