Методы забивки свай

    Дата: 07-08-2015Просмотров: 1764Рейтинг: 16

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

Устройство буронабивной сваи

Схемы дизель-молота.

Забивка свай происходит при помощи удара, вибрации, вдавливания, завинчивания, с использованием электроосмоса и подмыва. Эти методы можно также комбинировать. Эффективность использования какого-либо из данных методов зависит в большей степени от фунтовых условий.

Список всех необходимых элементов для устройства забивных свай:

Бурение лидерных скважин

    специальные молоты;наголовник;копры;сваебойные самоходные установки;вибропогружатель.

Вернуться к оглавлению

Схема забивки свай.

Технология основывается на использовании энергии удара, под действием которой сваи внедряются в фунт. По мере пофужения они смещают частицы фунта в стороны, частично вверх (на дневную поверхность), частично вниз.

Вдавливание свайных опор

В результате пофужения сваи вытесняют объем фунта, который практически равен объему их пофуженной части. Таким образом дополнительно уплотняется фунтовое основание. Зона уплотнения фунта вокруг свай распространится в плоскости, нормальной к продольной оси свай, на расстояние, которое равняется 2-3 диаметрам свай.

Ударная нафузка на оголовок свай создается специальными механизмами — молотами различных типов, при этом основными из них являются дизельные. На стройплощадках применяются трубчатые и штанговые дизельные молоты.

Ударная часть штанговых дизельных молотов — подвижный цилиндр, который перемещается в направляющих штангах. В процессе падения цилиндра на неподвижный поршень в камере сгорания энергия будет подбрасывать цилиндр вверх, после чего произойдет удар.

Метод вибрационного погружения

В трубчатых дизельных молотах неподвижный цилиндр, который имеет шабот (пяту), является направляющим устройством.

Ударная часть молота — поршень с головкой. Воспламенение смеси и распыление топлива происходит при ударе головки поршня по сферической впадине цилиндра, куда подается топливо. У штанговых дизельных молотов число ударов в 1 минуту равняется 45-60, а у трубчатых — 45-55.

Основной показатель, который характеризует погружающую способность молота — энергия каждого удара. Она зависит от энергии сгорания топлива, веса и высоты падения ударной части. Значения энергии удара (кДж) количественно могут быть определены по следующим формулам:

Забивка гидромолотом

    для штанговых молотов: E = 0,40 Qh;для трубчатых молотов: E = 0,90 Qh.

Чертеж ростверка.

где Q — вес ударной части молота (H), h — высота падения ударной части (м).

Для конкретных строительных условий молот подбирается по необходимой номинальной энергии 1 удара и коэффициенту применимости молота.

Забивание опоры гидравлическим дизель-молотом

Необходимая номинальная энергия удара: Eн > 25P, где Р — расчетная нагрузка на сваи (Н).

По значению Ен, которое было получено, подбирается молот (по специальным справочникам), после чего его проверяют по коэффициенту применимости молотов, который определяется из отношения веса молотов и свай к энергии удара. Формула: К = (Q1 + q) / Eн, где Q — собственный вес молота (Н), q — вес сваи (вместе с весом наголовника и подбабка, Н).

Значение варьируется от 3,5 до 6 (будет зависеть от типа молота и материала сваи). К примеру, для забивки железобетонных свай штанговым дизельным молотом к = 5, свай из дерева к = 3,5, трубчатым молотом — соответственно к = 6 и к = 5.

Пробная забивка свайной опоры

К молоту в комплект входит в большинстве случаев наголовник, который нужен для того, чтобы закрепить сваи в направляющих установки свай, предохранить головы свай от разрушения ударами молотов и равномерно распределить удар по площади свай.

Внутренняя полость наголовника обязательно должна соответствовать размерам и очертанию головы сваи.

Для того чтобы забивать сваис целью удержания молота в рабочем положении, установки и подъема сваи в заданном положении, применяются специальные подъемные устройства, которые называются копрами.

Колесный и гусеничный сваебой

Основная их часть — стрела, вдоль которой установлен перед погружением молот и опускается по мере его забивки. Наклонные сваи погружаются копрами со стрелой, которая наклоняется. Копры бывают самоходные — на базе кранов, автомашин, тракторов и экскаваторов, на рельсовом ходу (металлические универсальные башенного типа).

Схема строповки свай.

Универсальные копры имеют большую собственную массу (до 20 т вместе с лебедкой). Демонтаж и монтаж данных копров и устройство рельсовых путей для них являются весьма трудоемкими процессами, в связи с чем их используют для забивки свай, которые имеют длину более 12 м, при большом объеме на объекте свайных работ.

Машинные установки для забивания свай

В гражданском и промышленном строительстве самыми распространенными являются сваи длиной 6-10 м. Их забивка выполняется при помощи самоходных сваебойных установок. Подобные сваебойные установки могут совершать маневры и имеют устройства, которые механизируют подъем и подтаскивание сваи, установку в наголовник головы сваи, выравнивание стрелы.

Вернуться к оглавлению

Технология забивки свай начинается с опускания на наголовник молота после установки данной конструкции на фунт и ее выверки. Свая погружается в фунт под действием веса молота. Для обеспечения правильного направления сваи начальные удары производятся с офаничением энергии удара.

Схема фундамента из буронабивных свай

Далее энергия удара молота постепенно увеличивается до максимальной. Свая от каждого удара пофужается на конкретную величину, которая будет уменьшаться по мере углубления. В дальнейшем наступит момент, когда после каждого залога конструкция будет пофужаться на одинаковую величину, которая называется отказом.

Забивка свай происходит до достижения расчетного отказа, который указан в проекте. Измерение отказов необходимо выполнять с точностью до 1 мм.

Отказ равен средней величине после замера погружения конструкции от серии ударов, которая называется залогом. При забивке паровоздушными молотами одиночного действия либо дизельными молотами залог принимается равным 10 ударам. При забивке молотом двойного действия — количество ударов за 1-2 минуты.

Схема погружения буро-завинчивающихся свай

Если средний отказ в 3 последовательных залогах не превысит расчетного, процесс забивки считается законченным.

Конструкции, которые не дали контрольного отказа, после перерыва (4 дня) нуждаются в контрольной добивке. Если глубина погружения не достигнет 85% проектной, при этом на протяжении 3 последовательных залогов будет получен расчетный отказ, понадобится выяснить причины данного явления и с проектной организацией согласовать порядок ведения свайных работ в дальнейшем.

Вернуться к оглавлению

Схема строповки свай.

Схема погружения буро-завинчивающихся свай.

Данный метод основывается на значительном уменьшении в процессе вибрации коэффициента внутреннего трения в грунтах и сил трения по боковой поверхности сваи.

При вибрировании благодаря этому для погружения данной конструкции требуется в некоторых случаях в десятки раз меньшее количество усилий, чем при ударном методе. При этом наблюдается виброуплотнение. Зона уплотнения составит 1,5-3 диаметра сваи (будет зависеть от вида грунта и его плотности).

Чертеж ростверка

Сваю при вибрационном методе погружают при помощи специальных механизмов — вибропогружателей. Вибропогружатель представляет собой электромеханическую машину вибрационного действия. Он подвешивается к мачте установки погружения подобных конструкций и соединяется наголовником.

Действие вибропогружателя основывается на принципе, при котором вызываемые центробежные горизонтальные силы дебалансами вибратора взаимно ликвидируются, в то время как вертикальные будут суммироваться.

Масса вибросистемы (наголовник, вибропогружатель, свая) и амплитуда колебаний должны обеспечивать разрушение структуры грунтов с необратимыми деформациями.

Схема забивки свай

В случае выбора низкочастотных погружателей, которые применяются при погружении железобетонных тяжелых конструкций и оболочек, понадобится, чтобы момент эксцентриков превысил вес вибросистемы не меньше, чем в 7 раз для легкого грунта и в 11 раз для среднего и тяжелого фунта.

Схема фундамента из буронабивных свай.

В тяжелый суглинок или глину при вибрационном погружении под нижним концом конструкции образуется глинистая перемятая подушка, которая вызовет значительное снижение (до 40%) несущей способности. Для того чтобы можно было устранить возникновение данного явления, конструкцию погружают на заключительном отрезке, который имеет длину 15-20 см, при помощи ударного метода.

Схемы дизель-молота

Чтобы погрузить легкие (массой до 3 т) сваи и металлический шпунт в грунт, который не оказывает большого лобового сопротивления, необходимо применять высокочастотные вибропогружатели с подрессоренной пригрузкой. Они состоят из вибратора, приводного электродвигателя и подсоединенного к вибратору дополнительного груза при помощи системы пружин.

Технология вибрационного метода наиболее эффективна при водонасыщенных несвязных фунтах.

Использование вибрационного метода для пофужения конструкций в плотные маловлажные фунты может быть лишь в случае устройства лидирующих скважин, то есть при предварительном выполнении другого процесса, который требует буровых механизмов.

Вернуться к оглавлению

Виброударный метод пофужения забивных свай при помощи вибромолотов является более универсальным.

Самыми распространенными являются пружинные вибромолоты, которые работают следующим образом. При вращении валов с дебалансами в разных направлениях вибровозбудитель совершает периодические колебания. Когда зазор между конструкцией и ударником вибровозбудителя меньше, чем амплитуда колебаний вибровозбудителя, ударник время от времени ударяет по наковальне наголовника.

Вибромолоты могут увеличить энергию удара и повышать сопротивление фунта пофужению свай.

Масса ударной части вибромолота, если ее использовать для пофужения железобетонных конструкций, должна составлять не меньше 50% от массы конструкции.

В строительстве используется и метод, который основывается на воздействии вибрации и статического пригруза. Вибровдавливающее устройство состоит из 2 рам.

На задней раме находится электрогенератор, который работает от двигателя трактора, а также двухбарабанная лебедка. На передней раме находится направляющая стрела и блоки, через которые будет проходить вдавливающий канат от лебедки к вибропогружателю. Когда вибровдавливающее устройство займет рабочее положение (крюк подвески устройства должен находиться над местом погружения свай), вибропогружатель опускается вниз, наголовником соединяется со сваей и поднимается в верхнее положение, при этом свая устанавливается на место ее забивки.

После включения устройства и лебедки конструкция погружается благодаря собственному весу, весу устройства вибропогружателя и части трактора.

Метод следует выбирать исходя из имеющихся условий.

Свайные фундаменты на забивных сваях обустраиваются для объектов, которые возводятся на слабых, пучинистых и сильно увлажненных грунтах.

Свайное основание решает проблему передачи несущих нагрузок от сооружения на пласты твердого грунта, которые обычно находятся ниже рыхлых и водонасыщенных слоев. Методы и технология забивания ж/б свай не меняются уже много лет – с тех пор, как забивные сваи начали применять в жилищном и промышленном строительстве. Как осуществляется забивка свай методом статического вдавливания и при помощи вибрационного воздействия на опоры, как обустраивать лунки-лидеры, и другие работы по забивке свай – в руководстве ниже.

Машинные установки для забивания свай

Технология забивания свай

Основные строительные и производственные моменты, которыми оперирует технология забивки свай:

Перевозка ж/б опор на стройплощадку пир помощи специального низкорамного прицепного оборудования, и укладка для временного хранения высотой не более трех ярусов. Свайная укладка при транспортировке и хранении фиксируется специальными деревянными упорами и стальными тросами.

Доставка свай, разгрузка и переноска к месту забивания осуществляется только при помощи спецтехники;Согласно плана строительных работ составляется схема перемещения копровых забивных механизмов и схема забивки свай. Сваи раскладываются на стройплощадке таким образом, чтобы быть в зоне досягаемости копровой установки при переезде на другое рабочее место. Расстояние между местами складирования свай не должно быть больше радиуса захвата копровой лебедки для перетаскивания ж/б опор;Сваебойные машины могут базироваться на колесном или гусеничном шасси, аренда оборудования производится заранее с учетом особенностей строительства;

Колесный и гусеничный сваебой

Вся забивка бетонных свайпроходит по заранее составленной схеме, в которую включается и план перемещения сваебойной машины по участку с учетом раскладки свай. Также забивка железобетонных свай основывается на проекте свайного поля и свойствах грунта на площадке.

В песчаном грунте и на супесях забивка жб свай проводится поочередно и по рядам, на глине и суглинках в грунте со средней плотностью технология забивания осуществляется по спиральной схеме, в грунтах с высокой плотностью слоев – по секциям;Проводятся землеройные работы — распланировка участка и разработка котлована. Планировка по осям свайного поля – по крайним границам и по нулевому уровню. Разметка проводится с обустройством обноски и строительного шнура;Последний шаг — пробная забивка сваи.

Ее проводят с тем, чтобы определить плотные слои грунта на глубине забивки сваи, которые могут стать препятствием для погружения опоры. Если такие слои обнаружены, то забивка свай проводится с предварительным бурением лунки-лидера. Пробные сваи (или мини сваи) погружаются в противоположных углах площадки и по центру свайного поля в количестве до шести единиц.

Пробная забивка свайной опоры

Сама технология забивки ж/б опор включает в себя следующие операции:

На теле сваи через каждый метр краской намечаются линии, по которым можно визуально отследить глубину погружения свайногостолба;Сваю цепляют к лебедке сваебойной установки, чтобы копр смог подтянуть бетонную опору к месту погружения;Сваю стропят за специальные стальные петли для монтажа, которые при отливке опоры заделываются в бетон конструкции;Столб поднимают и ставят строго вертикально, чтобы он острым торцом упирался в твердый слой грунта. Затем верхний торец сваи передвигается под ударную поверхность молота;Молот без усилия опускают на опору и фиксируют в таком положении, затем корректируют столб во избежание возможного отклонения при забивке свай.

Корректировка ведется совмещением по вертикали оси сваи осью ударной частью молота;Далее установка начинает забивать столб грунт, пока он не погрузится на 1,5-2 метра. Амплитуда ударов – 0,3-0,4 метра;Первый метр оборудование работает на уровне мощности 50-75% от максимальной, затем ударные усилия прилагаются с максимальной амплитудой до полного погружения сваи или расчетного отказа. Корректировка вертикальности проводится при необходимости тросовой оттяжкой или боковыми упорами.

Важно: Если сваю не получается забить до расчетной глубины с первого погружения (например, при очень плотном грунте), ее оставляют на 5-7 дней, чтобы грунт под острием столба разрыхлился. Через неделю сваю можно забить повторно до отказа.

Забивание опоры гидравлическим дизель-молотом

Способы забивания свайных столбов

Для забивки ж/б свай применяют следующие технологии:

Метод ударной забивки применяется почти всегда.

Ударным забиванием свая подвергается воздействию вертикальных усилий от молота. Такая технология применяется для забивки квадратных, круглых, прямоугольных опор. Масса сваи ограничивается только весом бойка молота: если сваю забивают в плотные слои грунта, то вес бойка должен умножаться на 1,5 от веса сваи, в грунте со средней плотностью вес бойка умножается на 1,25 от веса опоры.

Вибрационное погружение свайных опор заключается в забивке сваи под вибропогружателем, который работает с низкой амплитудой колебаний. Усилия от вибрационных волн передаются через опору на грунт, в результате чего силы трения поверхности сваи о грунт уменьшаются, а грунт становится рыхлым, позволяя свае заглубляться в почву под своим весом. Эффективность вибрационного погружения зависит от таких условий:

    Частота вибрации;Масса вибропогружателя;Масса свайного столба из железобетона.

Забивка гидромолотом

При использовании ударной забивки обычных и мини свай работает копр, оборудованный дизельным, механическим, паровоздушным или гидравлическим молотом. Копровая установка оборудована специальной мачтой, которая работает на подъем и опускание сваи в расчетное место. Молотом осуществляется непосредственно погружение сваи методом ударного забивания.

    Дизельный молот распространен более широко, и используется повсеместно;Молот механической забивки практически не применяется из-за устаревшей и неэффективной технологии;Паровоздушный молот также малоэффективен при забивке даже мини свай, поэтому используется редко;Мощные гидравлические молоты используют в копровых установках на гусеничном шасси в многоэтажном и крупномасштабном строительстве.

Вибрационная забивка менее эффективен предыдущей технологии, поэтому применяется, если другие методы не работают на конкретном участке. Например, ударная технология работы с забивными сваями запрещена в черте города, чтобы не вызвать разрушений соседних объектов.

Метод вибрационного погружения

Метод вдавливания — это воздействие на ж/б столб вертикальных постоянных нагрузок. Технологически метод заключается в следующем:

    Опора фиксируется в специальном технологическом отверстии сваевдавливающей установки при помощи гидроцилиндров;Гидроцилиндры опускаются вниз на один метр, после первого цикла гидроузел отпускает сваю и поднимается вверх, затем операция повторяется до проектной глубины погружения.

Вдавливание свайных опор

Метод забивки с параллельным лидерным бурением – это технология предварительного бурения лидерных скважин-лунок, после чего опоры погружаются при помощи вибрационной или ударной установки. Лидерные лунки-скважины бурятся на глубину, меньшую на один метр от расчетного погружения сваи.

Лидерный метод бурения используется по необходимости – например, если невозможно забить железобетонный столб другим способом из-за большой плотности грунта или глубоко залегающего слоя песка, а также при затрудненном вертикальном позиционировании опоры (здесь лидерная лунка направляет сваю вертикально вниз).

Лидерная технология – это дополнение к другим методам погружения свай, и с ее помощью можно без риска разрушений забивать опоры ударным методом рядом с застройками, и не соблюдать допуски безопасных расстояний от других объектов, так как при забивании ж/б опор в предварительные скважины минимизируются динамические нагрузки, передаваемые через слои грунта на фундамент соседних сооружений.

Бурение лидерных скважин

Как устроены буронабивные сваи

Буронабивные свайные опоры из железобетона обустраиваются в грунте заливкой заранее армированной скважины бетонным раствором.

Такие сваи используются как в индивидуальном строительстве, так и при возведении крупных промышленных объектов любого назначения, даже стратегического. Технология создания опоры буронабивного типа позволяет сделать ее как подручными средствами, без применения спецтехники и сложного строительного оборудования, с небольшими размерами столба, так и с использованием спецтехники и сложных технологий, позволяющих создавать крупногабаритные железобетонные конструкции любого диаметра. При этом обычные, например, ударные, методы забивания свай предполагают работу сваебойных установок со сваями размером ≤ 40 х 40 см.

Устройство буронабивной сваи

Как создать буронабивную опору:

    Оборудованием для шнекового бурения пробуривается скважина требуемой глубины. Бурение осуществляется с параллельной установкой обсадных труб, не позволяющих грунту осыпаться в скважину и проникать в нее грунтовым водам;В скважину опускается заранее связанный или сваренный круглый армирующий каркас;В скважину заливается бетонный раствор, при этом обсадная труба постепенно вынимается – по мере поднимания уровня бетона.

Важно: недостаток такого создания буронабивной сваи один, но существенный – нужно подождать, пока бетон не схватится и не затвердеет, а это 28 суток согласно расчетам по набору начальной прочности бетона. Такое замедление строительного процесса заставляет обращаться к другим методам, описанным выше.

Источники:

  • moifundament.ru
  • rfund.ru

Поделиться:
Нет комментариев
Adblock detector