Добавить в закладки
Текущий рейтинг статьи:
Статьи

Забивка свай как основной метод погружения опор в грунт

Погружение свай забивкой является, пожалуй, одним из наиболее старых, но при этом не утратившим актуальности методом установки вертикальных опор.

   X

Данная технология используется практически повсеместно, и поэтому ее изучение даст вам возможность спланировать строительные работы на вашем участке, минимизировав финансовые и временные потери.

Ударная методика является наиболее распространенной

Ударная методика является наиболее распространенной

Наиболее распространенные методики

  Реклама


 

Перечень технологий

Для погружения в грунт свайных элементов сегодня используется несколько технологий:

  • Ударная технология – прямая забивка опоры в грунт. Для этого чаще всего применяются специальные копры для забивки свай.
  • Вдавливание — несущий элемент погружается в грунт под воздействием постоянной нагрузки.
  • Вибрационная технология заключается в возбуждении колебаний по продольной оси. Колебания обеспечивают эффективное заглубление опоры со снижением усилия.
  • Лидерное бурение – забивка опоры в предварительно проделанную скважину меньшего диаметра.

Выбор метода заглубления определяется в первую очередь стоящими перед инженером задачами, а потому стоит принимать во внимание все имеющиеся технологические возможности.

Машина для забивки свай в процессе работы

Машина для забивки свай в процессе работы

Ударная методика погружения

Для обеспечения заглубления несущего элемента на требуемый уровень ударным методом чаще всего используется специальный молот для забивки свай. Рабочая часть молота, имеющая массу от 2 до 12 тонн, монтируется на тяжелую технику.

В качестве нее могут использоваться:

  • Гусеничные краны.
  • Копры.
  • Гидравлические экскаваторы.
  • Тросовые экскаваторы.

Ударная забивка сваи осуществляется так:

  • Базовое транспортное средство доставляет опорный элемент к месту монтажа, после чего производится подъем и заведение сваи в головную часть ударного устройства.
Подготовка к забивке

Подготовка к забивке

  • Тяжелая рабочая часть сбрасывается по направляющим на верхнее основание опоры, передавая ей вертикальную нагрузку.

Обратите внимание!
В ряде случаев свая устанавливается под углом.
При этом забивка осуществляется по сходной технологии, но направляющие молота ориентируются соответствующим образом.

  • На первом этапе удары наносятся с небольшим усилием, что способствует более точному позиционированию сваи.
  • В дальнейшем сила сброса рабочей части увеличивается, что дает возможность максимально быстро заглубить элемент конструкции на проектный уровень.
  • Удары по верхнему основанию наносятся так называемыми «залогами» — сериями по 10 ударов.
  • В ходе забивки строго контролируется вертикальность главной оси. При обнаружении отклонения более 10 либо устанавливаются подпорки или растяжки, либо свая вынимается, и операции повторяются.

О необходимости прекращения работы свидетельствует так называемый отказ сваи при забивке. Под отказом понимают проектную величину погружения опоры от одного удара молотом. Как только эта величина достигается, следует прекратить наносить удары, поскольку дальнейшее приложение усилий может привести к разрушению материала.

Вдавливание

Альтернативой ударному методу монтажа является метод вдавливания. Он применяется в тех случаях, когда свайный фундамент возводится вблизи существующих зданий, в ходе реконструкции, а также при работе над основанием обветшалых домов, которые представляют собой архитектурную или иную ценность и не могут быть снесены или демонтированы.

Фото вдавливающей установки на объекте

Фото вдавливающей установки на объекте

Вдавливание опор часто используют в зонах плотной городской застройки, а именно там, где гидромолот для забивки свай или другое аналогичное оборудование будет создавать слишком высокие ударные и шумовые нагрузки.

Обратите внимание!
Вдавливающие установки отличаются значительными габаритами и высокой энергоемкостью, однако альтернативы им на сегодняшний день попросту нет.
Одними из наилучших специалисты считают сваевдавливающие машины от компании Sunward.

Вибрационное заглубление

Технология вибрационного заглубления вертикальных и наклонных опор предполагает использование особых устройств – вибропогружателей.

Они воздействуют на сваю, передавая колебания вдоль ее оси и способствуя максимально эффективному заглублению.

Процесс вибропогружения

Процесс вибропогружения

  • Основа вибропогружателя – вращающий механизм со смещением центра тяжести.
  • Двигатель может быть как электрическим, так и топливным.
  • Вибропогружатель закрепляется на оголовке сваи и вдавливает ее в грунт под воздействием своего веса и передаваемых колебаний. В некоторых моделях в конструкцию может входить забивной механизм ударного типа.

Методика вибрационного заглубления несущих конструкций применяется при работе с малосвязными грунтами (водонасыщенными, песчаными и т.д.). При воздействии вибрации нарушается сцепление между частичками песчаной фракции, и уровень трения о боковые поверхности заглубляемого стержня существенно снижается.

Обратите внимание!
Как только вибрация прекращается, связность грунта восстанавливается, потому надежность крепления не страдает ни в коей мере.

Технология лидерного бурения

В некоторых случаях грунт, с которым приходится работать, оказывается слишком плотным. По этой причине отказ при забивке свай происходит достаточно рано, и качественно обустроить основание не удается.

Установка для лидерного бурения

Установка для лидерного бурения

В таких ситуациях применяют так называемое лидерное бурение:

  • В процессе бурения перед забивкой или погружением опоры в грунт иным способом в основании проделывается отверстие, диаметр которого должен быть меньше диаметра сваи.

Обратите внимание!
Максимальный диаметр бура под сваю 300х300 мм составляет 250 мм, в противном случае опора просто не будет держаться достаточно плотно.

  • Глубина лидерного гнезда подбирается с таким расчетом, чтобы как минимум 0,5 м сваи было погружено в ненарушенный грунт.
  • Задача всех этих мероприятий – снизить сопротивление основания погружаемой опоре, а также уменьшить интенсивность внешних шумовых и вибрационных воздействий.
Лидерное гнездо

Лидерное гнездо

  • Также стоит применять лидерные буровые установки в тех ситуациях, когда в толще грунта присутствуют песчаные прослойки мощностью 2 м и более, поскольку при прохождении рыхлого участка возможно отклонение оголовка сваи.

Совет!
При бурении осуществляется выемка грунта в достаточно больших объемах.
Если грунт не вывозится, а разравнивается по площадке, то исполнительная документация по забивке свай обязательно должна содержать информацию о повышении уровня основания.

Схема погружения опоры

Схема погружения опоры

Особенности процесса забивки

Ударная технология

Как отмечалось выше, для погружения опор в почву чаще всего применяется ударный метод. При этом нижний заостренный конец сваи постепенно смещает частички грунта вниз и в стороны, уплотняя их вокруг ствола.

Для ударного погружения используются молоты разной конструкции:

  • Штанговые представляют собой открытые цилиндры, которые перемещаются на специальных направляющих штангового типа. Энергия одного удара штангового молота рассчитывается по формуле E = 0,4*Q*h, где Q — масса ударной части h -высота, с которой ударная часть падает на сваю.
Рабочая часть штангового молота

Рабочая часть штангового молота

  • Трубчатые дизельные молоты работают за счет движения поршня с подвижной головкой. Они наносят удары более медленно по сравнению со штанговыми (до 50 ударов в минуту), но более эффективны с точки зрения энергопередачи. Энергия одного удара вычисляется по формуле E = 0,4*Q*h.

Технология увеличения производительности

Технологическая карта на забивку свай в ряде случаев предусматривает проведение дополнительных мероприятий, повышающих производительность забивных работ.

В качестве основных технологий используется либо метод подмыва грунтовой массы, либо же метод электроосмоса:

  • Подмыв грунта осуществляется путем установки водоподводящих трубок (диаметром от 40 до 60 мм) вдоль ствола заглубляемой опоры. В промежутках между ударами в трубки подается вода под давлением, за счет чего снижается сопротивление основания.
  • Избыток воды, который не проникает в толщу грунта, поднимается вверх, минимизируя трение вдоль оси сваи, потому энергии на погружение до проектной глубины требуется существенно меньше.
Схемы крепления подмывных трубок

Схемы крепления подмывных трубок

  • Оптимальное давление жидкости в трубках составляет от 0,5 до 1 МПа. При таком давлении существует определенный риск нарушения связности грунта, потому при прохождении последних полутора-двух метров СНИП на забивку свай требует исключить подмыв.

Обратите внимание!
Подача воды для размыва грунта не допускается, если работы по забивке свай проводятся на просадочных грунтах, а также при наличии близлежащих сооружений, склонных к обрушению.

  • При работе с суглинками, глинами и другими водонасыщенными грунтами может применяться методика электроосмоса. При этом две соседние сваи подключают к источникам тока – катоду и аноду соответственно.
  • При подаче тока влажность грунта у погружаемой опоры, которая выступает в качестве катода, повышается, а сопротивление движению ствола снижается весьма существенно.
  • Основным плюсом данной технологии является тот факт, что после отключения электропитания влажностный режим почвенного основания нормализуется.

Совет!
Поскольку электроосмотические работы предусматривают монтаж на сваи металлических электродов, выполнять их своими руками можно только при наличии соответствующего допуска.

В результате применения данных методов трудоемкость всех работ снижается как минимум на 25%, что позволяет существенно сократить время и затраты на возведение свайного фундамента.

Также следует помнить и о том, что исполнительная документация при забивке свай обязательно должна включать в себя информацию о проведенном подмыве или электроосмотическом размягчении грунта.

Работа с мерзлым грунтом

Одной из наиболее сложных задач, возникающих при погружении вертикальных опор забивным методом, является работа в зимний период. Заглубление в промерзший грунт связано с повышением трудоемкости процесса, повышенным риском выхода из строя оборудования, а также увеличением времени на выполнение работы в целом.

Если глубина промерзания не превышает 0,7-1 м, то в принципе процесс возведения фундамента не требует серьезного изменения технологических процессов. Естественно, возрастают и цена, и затраченное на работу время, но при этом сваи, все же, можно забивать в штатном режиме.

Погружение в мерзлую землю имеет свои хитрости

Погружение в мерзлую землю имеет свои хитрости

Во всех остальных случаях инструкция требует проводить подготовительные мероприятия:

  • Промерзание грунта на заранее отмеченном участке проще всего предотвратить за счет перекрытия его опилками, соломой, ветошью и т.д.
  • Перед началом работ можно провести оттаивание основания с использованием теплового оборудования. Чаще всего в качестве такого оборудования выступает паровая игла.
  • Для снижения сопротивления почвы целесообразным является также проведение лидерного бурения.
  • После погружения опоры на проектный уровень следует как можно быстрее восстановить температурный режим грунтовой массы, поскольку это будет способствовать отсутствию расслоений и поддержанию высокой прочности всей системы.

Совет!
Чем быстрее произойдет смерзание частиц с поверхностью свайного ствола, тем выше будет несущая способность подобного типа фундамента.
Особенно ярко это явление проявляется при забивке свай в условиях вечной мерзлоты.

Вывод

Типовая технологическая карта забивки свай предусматривает широкий выбор методов ударного погружения опор в грунтовое основание.

От правильного выбора технологии зависит эффективность работы, а кроме того – надежность вашего фундамента, так что пускать на самотек этот процесс не стоит ни в коем случае! В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.



Добавить в избранное Версия для печати
Поделитесь:
Рейтинг статьи:
Опубликовано: 27.03.2014

Оставить комментарий

ОБЯЗАТЕЛЬНО приложите ФОТО проблемы - так ответ эксперта будет гораздо точней

Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

Ваше имя:
Ваш e-mail:




Top