Виды свай: материалы, способы погружения и применение в грунтах

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.

№1. Ударный способ погружения свай

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.

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.

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 м2 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.

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.

Источник: http://stroitelstvo21.ru/obzori/9029-8-sposobov-metodov-pogruzheniya-svaj-v-grunt.html

Какие виды и материалы свай существуют

Разные виды свай используются для создания прочного фундамента. Их применение позволяет значительно ускорить процесс изготовления основания, уменьшает строительные затраты. Правильный подбор этого строительного элемента и способ его закрепления в почве играют важную роль для несущей способности фундаментов.

Какие бывают сваи

Различают такие типы свай по способу их установки в почву:

  • Буронабивные. Устанавливаются в почву после бурения в ней скважин и монтирования в нее железобетонного каркаса.
  • Винтовые – по внешнему виду напоминают огромное сверло, которое можно вкручивать в почву на глубину более 20 метров.
  • Набивные. Монтируются при помощи заливки бетонной смеси в пробуренную скважину.
  • Забивные. Устанавливаются в почву путем вдавливания их при помощи специализированной техники.
  • Столб – готовое изделие опускается в скважину.
  • Погружная – имеет сечение круга или цилиндра, погружение осуществляется за счет собственного веса строительного элемента.
  • Буроинъекционная. Происходит бетонирование скважины цементной смесью под напором.

Сваи-стойки и висячие сваи различаются фиксацией в полости грунта

В зависимости от воздействия на грунт разделают:

  • Висячий вид свай. Их нагрузка на почву передается при помощи трения грунта о боковые поверхности изделия. Применяют такие конструкции при наличии высокого уровня грунтовых вод.
  • Стойки. Эти виды свай передают действующую на них нагрузку на устойчивую почву, которая расположена под небольшим пластом неустойчивого грунта.

В зависимости от материалов, которые использовались для изготовления этих строительных элементов, их делят так:

  • Стальные. При процессе их изготовления используют трубы или профиль. Их длина может быть больше 3 метров, а радиус до 0,5 метра. Для установки этого строительного элемента приходится использовать специальную технику.
  • Железобетонные. Их разделают на монолитные и сборные конструкции. Сборные железобетонные изделия в поперечном разрезе могут иметь форму прямоугольника или квадрата, монолитные – круга. Имеют длину до 16 метров.
  • Деревянные – бревна, на которых срезаны сучки, наросты, кора. Их изготавливают диаметром до 0,35 метра, длиной 8,5 метра из хвойных пород. Делятся на цельные и срощенные по длине строительные элементы до нужного размера. Вторые достигают длины до 25 метров.

Конструкция свайного поля из одиночных опор часто используется для частных домов

В зависимости от способа размещения разделают:

  • Одиночные. Изделия устанавливают под каждую опору.
  • Имеющие вид ленты. По периметру постройки такие изделия устанавливают в несколько рядов.
  • Имеющие вид «кустов» – для каждой колонны устанавливается определенное количество свай.

Для увеличения несущей способности опорную пяту изделий расширяют. По этому признаку их делят так:

  • прямые;
  • разбуриваемые;
  • выпрессовываемые;
  • камуфлетные;
  • корневидные.

Область применения

Фундаменты из свай применяются для разных типов зданий, несущих определенные нагрузки. Поэтому для качественной основы необходимо подобрать нужный вид свай. Рассмотрим назначение и виды свай:

  • Деревянные. Их применяют при постройке коттеджей, небольших мостиков или временных построек. Погружение изделий осуществляется путем вдавливания, забивания, вибрирования.
  • Металлические. Различают в виде шпунтов, двутавровых балок и других видов прокатного профиля. Большой популярностью пользуются винтовые изделия, обладающие высокими прочностными свойствами. Погружение в почву осуществляется путем ввинчивания изделия в грунт вручную или с использованием специальной техники.

Их достоинством является возможность применять такие строительные элементы на любых рельефах. Используют такие элементы для изготовления фундаментов под опоры электропередач, или под высокие мачтовые конструкции, а также для возведения пристроек к зданиям. Усиливают винтовые сваи после монтажа путем заливки их внутренней части бетонной смесью.

Рекомендуем посмотреть видео, подробно показывающее процесс заливки опоры бетоном для ее усиления.

  • Железобетонные. Имеют в своей конструкции армирование для усиления несущей способности. Главным их достоинством есть плотное погружение в почву. При забивании сваи при помощи молота, почва вокруг нее уплотняется и таким образом происходит увеличение расчетного сопротивления конструкции. Фундаменты, сделанные с использованием такой основы, отличаются большой прочностью. Железобетонные изделия можно применять для высокоэтажных построек и других зданий, основа которых должна выдерживать большие нагрузки.

Недостатки разных типов свай

Приняв решение использовать определенные конструкции свай для возведения фундамента под постройку, необходимо ознакомиться с минусами, которые нужно учитывать при монтаже разных типов этих строительных элементов.

Деревянные сваи стоят значительно меньше, чем металлические или железобетонные изделия, но их можно применять только в одноэтажном строительстве, так как большие нагрузки они не выдержат.

Железобетонные сваи имеют большую стоимость и вес. Поэтому если будет происходить монтаж готовых изделий на строительной площадке, то нужно учитывать дополнительные расходы на специальную технику для их погружения и перевозки.

К тому же забивка таких изделий в густонаселенных районах может привести до изменения целостности фундаментов зданий, расположенных поблизости.

Плюс техника для их забивки создает большое количество шума, что причиняет немалый дискомфорт.

Посмотрите видео, какими минусами обладают винтовые опоры.

Если возникает необходимость складирования свай с круглым сечением, нужно использовать брусья, для закрепления изделий в статическом положении. Также на строительной площадке необходимо предусмотреть место для хранения железобетонных элементов.

Здания имеют очень разные нагрузки и возводятся на различных почвах. Поэтому на этапе проектных работ важно правильно подобрать тип сваи, которые смогут обеспечить надежность фундамента.

(3

Источник: http://FundamentAya.ru/svai/vidi/svay.html

Виды свай

Основное назначение свай — воспринимать на себя нагрузку от строения и передавать ее на грунт.

Они представляют из себя длинные стержни из различных материалов, которые устанавливаются в землю. Сваи классифицируются по следующим признакам:

Существуют деревянные, бетонные, железобетонные и металлические сваи.

Сваи бывают винтовые, забивные, буронибивные, вибропогружаемые, вдавливаемые.

  • По взаимодействию с грунтом

Сваи могут передавать нагрузку на скальный грунт напрямую – тогда их называют сваи-стойки, либо же с помощью силы трения распределять вес здания – это делают висячие сваи.

По способу устройства (способы погружения)

  • забивные – самый отработанный с точки зрения технологии и наиболее широко распространенный в России; сюда же можно отнести забивку свай с использованием метода лидерного бурения. Эти сваи погружаются в грунт с использованием специального оборудования – пневматических молотов. Сначала проводятся расчеты по глубине погружения стержня, силе удара и времени работы. После этого она устанавливается перпендикулярно поверхности грунта и погружается в землю посредством ударов по ней.
  • Буронабивные сваи изготовляемые на заводе или на самой площадке и погружаемые в грунт устанавливаются по схожему с набивными сваями принципу, однако разница в том, что скважина заполняется бетонным раствором одновременно с ее разработкой. После того, как выемка заполнена, туда помещается арматурный каркас. Главное преимущество этого типа свай – высокая скорость изготовления.
  • погружаемые методом ввинчивания  отличаются типом наконечника (литые и сварные) и некоторыми конструктивными особенностями для применения на разных грунтах
  • буро-набивные (устраиваемые прямо в грунте  в заранее пробуренной скважине) организуются при помощи бурения на нужном месте глубокой выемки, погружения в нее арматурного каркаса и последующего нагнетания бетона в получившуюся конструкцию. Чаще всего имеют цилиндрическую форму.
  • вибророгружаемые —  использующие свойство грунта изменять свою структуру при вибрационном воздействии; устанавливается при помощи воздействия вибрации на почву и грунт. Под таким воздействием он изменяет свою структуру, и конструкция медленно погружается вниз. Требует специфического и недешевого оборудования
  • вдавливаемые — способ, разработан для погружения свай рядом с эксплуатируемыми строениями; при этом исключено вибрационное влияние на их фундаменты. Используются в местах, где вибрация почвы может нарушить целостность фундаментов других зданий. Технология установки этих стержней подразумевает их вдавливание в почву при помощи специального оборудования, при этом воздействие вибрации на землю нивелируется.
  • комбинированный способ

Материалы из которых делают сваи

По материалам изготовления сваи делятся на:

  • железобетонные,
  • деревянные,
  • бетонные,
  • стальные,
  • комбинированные

Возможные конструкции свай (виды и типы)

  • квадратные,
  • трубчатые,
  • прямоугольные
  • многоугольные,
  • с уширением и без него,
  • цельные и составные,
  • призматические 
  • конические,
  • сплошного сечения
  • пустотелые,
  • винтовые 
  • сваи-колонны

Основные конструкции железобетонных свай:

 Применение каждого типа сваи выбирается в соот-вии с грунтами и проектной документацией.

Чаще всего они имеют прямоугольное и квадратное сечение. Кроме того, иногда внутри них есть полость в форме цилиндра. Их главное отличие в том, что монолитная свая цельная и имеет неизменимую длину.

Данный тип свай отличается возможностью собирать из нескольких небольших свай одну длинную. Они представляют из себя блочные железобетонные конструкции, которые соединяются между собой. 

Статьи в тему:

По характеру службы  (передача нагрузки на основание)

  • сваи-стойки (передают нагрузку  концами на твердый   несжимаемый грунт),
  • висячие сваи (передающие нагрузку за счет трения грунта по боковой поверхности сваи)

Наша компания осуществляет погружение свай методом забивки, включая и способ с использованием лидерного бурения скважин под сваи.

Этот метод позволяет снизить не только уровень воздействия вибрации на соседние здания до безопасного, но и значительно облегчить процесс забивки, помимо этого лидерное бурение повышает точность погружения свай. 

При проведении работ мы используем высокопроизводительную технику:

КГ-12МУзнать цену УСАУзнать цену БМ-811Узнать цену

sdfsdfsdf

d

Буронабивные сваи устанавливаются по схожему с набивными сваями принципу, однако разница в том, что скважина заполняется бетонным раствором одновременно с ее разработкой. После того, как выемка заполнена, туда помещается арматурный каркас. Главное преимущество этого типа свай – высокая скорость изготовления.

Источник: https://kommtex.ru/vidy-svaj

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.

№Классификационный признакРазновидности свайных опор
1 используемый для изготовления изделий материал стальные, бетонные, деревянные, железобетонные
2 конструкция опор круглые, прямоугольные, многоугольные, составные и цельные, без уширения и с ним, квадратные, сплошные, пустотелые, винтовые, конические и призматические
3 способ монтажа набивные, погружаемые
4 характер опирания внутри почвы сваи-стойки, висячие опоры

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.

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.

№УдарныеБезударные
1 вибрационный подмыв грунта и вдавливание
2 ударный электроосмос
3 виброударный завинчивание

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

  • план участка, предназначенного под застройку;
  • конструктивные особенности создаваемого сооружения;
  • характеристику грунта.

Пример схемы свайного поля

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.

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.

Источник: http://KakFundament.ru/svai/pogruzhenie-svaj

Назначение свай, их виды и способы погружения в грунт

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

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

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

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

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

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

Наиболее рациональной конструкцией является забивная свая-колонна длиной до 8 м, способная воспринимать нагрузку в пределах 15—25 т, которая совмещает функции фундамента (часть сваи, погруженной в грунт) и колонны (надземная часть сваи).

Применение свай-колонн исключает операцию монтажа колонн, что сокращает трудоемкость работ по возведению подземной части здания и монтажа 'колонн почти в 10 раз, а стоимость общестроительных работ до 30%, по сравнению с устройством сборных фундаментов стаканного типа с установкой в них железобетонных колонн с замоноличнванием.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Устройство бутобетоныых свай допускается при диаметре скважин не менее 500 мм и при условии осевой сжимающей нагрузки.

При горизонтальных нагрузках или при возможности появления изгибающих моментов буронабивные сваи должны армироваться стальной арматурой. При этом защитный слой бетона должен быть не менее 50 мм.

В зависимости от нагрузки и конструктивных решений буронабнвные сваи размещают в грунте в виде одиночных свай, рядов или кустов.

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

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

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

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

Ростверк по грунтобетонным сваям можно устраивать монолитным и сборным железобетонным.

Способы погружения свай в грунт.

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

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

При забивке железобетонных и стальных свай обязательно применяют наголовники, предохраняющие головку сваи от повреждения при ударе по ней молотом сваебойной установки.

При забивке деревянных свай голову сваи предохраняют от размочаливания бугелем, преставляющим собой цилиндрическое кольцо из полосовой стали, надеваемое на голову сваи. Нижний конец деревянной сваи заостряют в виде четырехгранной или трехгранной пирамиды.

При наличии в грунте твердых включений на острие сваи надевают металлический башмак, защищающий острие от размочаливания. Деревянные сван применяют при условии заложения головы сваи ниже уровня грунтовых вод.

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

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

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

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

Тип п” мощность необходимого сваебойного оборудования устанавливают сообразно с местными условиями, объемом свайных работ, сроками их выполнения, длины сваи, особенностями предстоящих работ на данном строительстве.

Как показывает практика, собственно забивка свай в общем расходе времени в большинстве случаев составляет незначительную долю.

Значительная часть (70—80%) рабочего цикла затрачивается на вспомогательные работы—передвижку и установку сваебойного оборудования, подтаскивание и установку свай и др.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Аналогично бетонным, устраивают бутобетонные сваи, при этом составляющие бутобетонной смеси можно укладывать в скважину совмещенным или раздельным способом.

При укладке бутобетона в скважину совмещение бадью заполняют чередующимися слоями смеси и подают в скважину.

При раздельном способе укладки составляющих в скважину сначала подают бетонную смесь и укладывают ее слоями 30—35 см, а затем на слой бетонной смеси укладывают слой камня,толщиной до 25 см.

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

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

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

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

Источник: https://cyberpedia.su/7xd8ab.html

Ссылка на основную публикацию