Основные технологические способы осуществления свайных работ

Забивной (ударный) способ. Наиболее распространенный метод, используется практически на всех типах грунта (кроме скального). Для работы используется сваебойный копер с гидравлическим или дизельным молотом. Главные преимущества метода — низкая стоимость оборудования. Недостатки — низкая скорость работы, высокий уровень вибраций и шума, высокая нагрузка на сваю.

Вибропогружение. Наиболее эффективно при работе на малосвязанных и водонасыщенных песчаных грунтах. Используются вибромолоты и вибропогружатели. Достоинства метода — высокая эффективность на некоторых видах грунта, низкий уровень ударных воздействий. Недостатки — необходимость бурения лидерных скважин, низкая эффективность в плотных грунтах, большие вибрационные нагрузки.

Вдавливание. Наиболее технологичный и современный способ погружения свай. Достоинства — отсутствие вибрационных и ударных нагрузок, высокая скорость работы, способ может использоваться на любом типе грунта (кроме скального). Недостаток только один — высокая стоимость оборудования.

120.Назначение свайного основания. Классификация свай. Способы и технология погружения в грунт готовых свай.

Свайные основания применяются при слабых грунтах или значительных нагрузках на подошву фундамента. Сваи либо уплотняют слой слабого грунта, либо передают нагрузку от здания более плотному грунту (материку), расположенному ниже слоя слабого грунта. В первом случае роль свай состоит в передаче нагрузки от веса сооружения на грунты основания главным образом за счет трения грунта о боковую поверхность сваи. Такие сваи относятся к безматериковым, или висячим.Во втором случае концы свай входят в толщу ниже расположенного плотного грунта. Такие сваи относятся к материковым, или стоечным.

Рис. 27. Свайные основания: а – висячие; б – стоечные.

Основания из свай-стоек применяются тогда, когда на глубине от подошвы фундамента, не превышающей длин свай, применяемых на практике, залегает слой грунта, достаточно прочный и мощный, чтобы передать на него всю нагрузку от веса сооружения.

Основания из висячих свай применяются в тех случаях, когда слой прочного грунта, способного воспринять нагрузку от веса сооружения, залегает на глубине, при которой применение свай-стоек невозможно или нецелесообразно.

Ударный метод основан на использовании энергии удара (воздей­ствия ударной нагрузки), под действием которой свая своей нижней «остренной частью внедряется в грунт. По мере погружения она сме­щает частицы грунта в стороны, частично вниз или наверх. В резуль­тате погружения свая вытесняет объем грунта, практически равный объему ее погруженной части.

дизель-молоты, работа которых основана на передаче энергии сго­рающих газов ударной части молота;

вибропогружатели - передача колебательных движений рабочего органа на сваю (использование вибрации);

вибромолоты - сочетание вибрации и ударного воздействия на сваю.

Вибропогружатели и вибромолоты чаще используют при погруже­нии трубчатых свай-оболочек большого диаметра, при погружении в грунт и извлечении шпунтовых свай.

Рабочий цикл молотов всех типов состоит из двух тактов: холосто­го хода, в течение которого происходит подъем ударной части на оп­ределенную высоту, и рабочего хода, в течение которого ударная часть с большой скоростью движется вниз до момента удара по свае.

121.Технологии погружения готовых свай. Ударный метод погружения.

Ударный метод основан на использовании энергии удара (воздей­ствия ударной нагрузки), под действием которой свая своей нижней «остренной частью внедряется в грунт. По мере погружения она сме­щает частицы грунта в стороны, частично вниз или наверх. В резуль­тате погружения свая вытесняет объем грунта, практически равный объему ее погруженной части.

Ударную нагрузку на оголовок сваи создают специальные меха­низмы:

паровоздушные молоты, которые приводятся в действие силой сжатого воздуха или пара, непосредственно воздействующих на удар­ную часть молота;

дизель-молоты, работа которых основана на передаче энергии сго­рающих газов ударной части молота;

Этим методом можно погружать различные железобетонные сваи (сплошные, трубчатые, крестообразные), а также деревянные сваи, деревянный и стальной шпунты.
Процесс забивки сваи состоит из следующих операций: перемещения (переезда) сваебойной установки к месту погружения очередной сваи; установки и выверки, подтаскивания, подъема сваи и установки ее в плане в проектное положение; забивки сваи; измерения погружения сваи; динамического ее испытания.

В молотах двойного действия в точке максимального подъема ударная часть получает дополнительную энергию, на сваю действуют эта энергия и масса ударной части молота.

Дизель-молоты, по сравнению с паровоздушными, отличаются бо­лее высокой производительностью, простотой в эксплуатации, авто­номностью действия и более низкой стоимостью.

122.Технология погружения готовых свай. Вибрационный и виброударный метод погружения.

вибропогружатели - передача колебательных движений рабочего органа на сваю (использование вибрации);

При вибрационном методе сваю погружают с помощью вибрационных машин, оказывающих на сваю динамические воздействия. Эти воздействия позволяют преодолеть сопротивление трения на бо­ковых поверхностях сваи, лобовое сопротивление грунта, возникающее под острием сваи, и погрузить сваю на проектную глубину. На скорость погружения и амплитуду колебаний влияют масса вибри­рующих частей сваи и вибратора, его эксцентриситет, плотность грунта, участвующего в колебаниях, частота колебаний вибропогружателя. Бла­годаря вибрации для погружения свай в грунт требуется усилия иногда в десятки раз меньшие, чем при забивке. При этом происходит частич­ное виброуплотнение грунта, в том числе и под головкой сваи. Зона уп­лотнения для разных фунтов составляет 1,5...3 диаметра сваи.

Для погружения свай в грунт вибрированием используют вибро­погружатели, которые подвешивают к мачте сваепогружающей ус­тановки и жестко соединяют с наголовником сваи.

Метод вибрационного погружения отличается от ударного или виброударного тем, что при вибропогружении свай необходимо иметь жесткое скрепление погружаемой сваи с вибропогружателем.

Для этих целей используются стреловые краны на гусеничном, автомобильном или железнодорожном ходу и свайные копры. Нужное направление вибратору и жестко связанной с ним свае придается перемещением их по направляющей раме, прикрепленной к стрелке крана, или по стреле копра.

Более универсальным является виброударный метод погружения свай с помощью вибромолотов, которые по виду привода разделяются на электрические, пневматические, гидравлические» вибромолоты с двигателем внутреннего сгорания

Наиболее распространенные пружинные вибромолоты работают следующим образом. Вибровозбудитель при вращении валов с дебалансами в противоположных направлениях совершает периодические колебания. Когда зазор между ударником вибровозбудителя и сваей меньше амплитуды колебаний вибровозбудителя, ударник периодически ударяет по наковальне наголовника сваи.Масса ударной части вибромолота применительно к погружению ж.б. свай должна буть не менее 50 % от массы сваи и саставлять 650… 1350 кг.

123.Технология устройства буронабивных и набивных свай.

Набивные сваи устраивают на месте их будущего положения пу­тем заполнения скважины (полости) бетонной смесью или песком. В настоящее время применяют большое количество вариантов реше­ния таких свай. Их основные преимущества:

возможность изготовления любой длины;

отсутствие значительных динамических воздействий при устрой­стве свай;

применимость в стесненных условиях;

применимость при усилении существующих фундаментов.

Набивные сваи изготовляют бетонными, железобетонными и грун­товыми, причем имеется возможность устройства свай с уширенной пятой. Способ устройства свай прост - в предварительно пробуренные скважины подается для заполнения бетонная смесь или грунты, в ос­новном песчаные.

Применяют следующие разновидности набивных свай - сваи Л.Э. Страу­са, буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные, частотрамбо- ванные, вибронабивные, песчаные и грунтобетонные. Длина свай дости­гает 20...30 м при диаметре 50...150 см. Сваи, изготовляемые с примене­нием установок фирм Като, Беното, Либхер могут иметь диаметр до 3,5 м, глубину до 60 м, несущую способность до 500 т.

Буронабивные сваи.

Буронабивные сваи – бетонные сваи цилиндрической формы (с армированием или без него), погружаемые в грунт различными способами. Выбор технологии устройства буронабивных свай зависит от геологических условий, экономической целесообразности примененяемой технологии бурения. Сваи передают нагрузки от строительных конструкций на несущие слои грунта, залегающие на большей глубине.

Характерной особенностью устройства буро­набивных свай является предварительное бурение скважин до задан­ной глубины.

Изготовление свай включает следующие операции:

· пробуривание скважины;

· опускание в скважину обсадной трубы;

· извлечение из скважины осыпавшегося грунта;

· заполнение скважины бетоном отдельными порциями;

· трамбование бетона этими порциями;

· постепенное извлечение обсадной грубы.

В пробуренную до проектной отметки (5...32 м) скважину осторож­но опускают трубу диаметром 25...40 см и далее загружают бетонной смесью. После заполнения скважины на глубину около 1 м бетонную смесь трамбуют и медленно поднимают вверх обсадную трубу до тех пор, пока высота смеси в трубе не уменьшится до 0,3...0,4 м. Снова за­гружается бетонная смесь и процесс повторяется.. Часть бетона и цементного мо­лока проникнет в грунт, повысив его прочность.

Недостатки способа - невозможность контролировать плотность и монолитность бетона по всей высоте сваи, возможность размыва не- схватившейся бетонной смеси грунтовыми водами.

Армирование свай производят только в верхней части, где на глу­бину 1,5...2,0 м.

В зависимости от грунтовых условий буронабивные сваи устраива­ют одним из следующих способов - сухим способом (без крепления стенок скважин), с применением глинистого раствора (для предотвра­щения обрушения стенок скважины) и с креплением скважины обсад­ной трубой.

124.Технология погружения готовых свай. Погружение свай методом вдавливания.

Погружение свай вдавливанием применяют для коротких свай сплошного и трубчатого сечения (3...5 м). Статическое вдавливание осуществляется в такой последовательности: сваю устанавливают в вертикальное положение в направляющей стреле агрегата. Далее на голову сваи опускают и закрепляют оголовник, передающий давление от базовой машины (трактора, экскаватора) через систему блоков и по­лиспастов непосредственно на сваю, которая благодаря этому давле­нию постепенно погружается в грунт. После достижения сваей проект­ной отметки погружение прекращают, снимают наголовник, агрегат переезжает на новую позицию. Применимо статическое вдавливание с использованием одновременно задействованных двух механизмов

I - лебедка и тяговый канат для опускания опорной плиты и подъема наголовника; 2 - растяжки стрелы; 3 - блоки; 4 - рама стрелы; 5 - наголовник с блоками; 6 вдавливающий канат; 7 - вдавливающая лебедка; 8 - опорная плита; 9 - отводной блок вдавливающего каната; 10 - свая;

125. Технология погружения готовых свай. Погружение свай способом ввинчивания.

Погружение свай завинчиванием основано на завинчивании стальных и железобетонных свай со стальным наконечником с помо­щью мобильных установок, смонтированных на базе автомобилей или других самоходных средств. Метод применяют чаще всего при устройстве фундаментов под мачты линий электропередачи, радиосвязи и других сооружений, где в достаточной мере могут быть использова­ны несущая способность винтовых свай и их сопротивление выдерги­ванию.

Установка для завинчивания состоит из рабочего органа, приводов вращения и наклона рабочего органа, гидросистемы, пульта управле­ния, четырех гидравлических выносных опор и вспомогательного обо­рудования. Рабочий орган кабестан — механизм, состоящий из двух пар захватов и электродвигателя. Захваты обжимают сваю и передают ей вращение от электродвигателя. Конструкция рабочего органа позволяет выполнять следующие операции: втягивать винтовую сваю внутрь трубы рабочего органа (предварительно на сваю надевают инвентарную металлическую обо­лочку), обеспечивать заданный угол погружения сваи в пределах 0...450 от вертикали, погружать сваю в грунт путем вращения с одно­временным использованием осевого усилия.

Рабочие операции при погружении сваи методом завинчивания аналогичны операциям, выполняемым при погружении свай метода­ми забивки или вибропогружения. Только вместо установки и снятия наголовника при этом методе одевают и снимают металлическую оболочку.

После завинчивания винтовой сваи (диаметр труб достигает 1 м), ее внутренняя полость заполняется бетоном. Скорость погружения винтовых свай зависит от диаметра лопасти и характеристик грунта и находится в пределах 0,2...0,6 м/мин.

Достоинства винтовых свай в их высокой несущей способности, возможности плавного погружения в грунт, восприятии отрицатель­ных усилий.

Погружение свай подмывом грунта применяют в несвязных и малосвязных грунтах - песчаных и супесчаных. Целесообразно под­мыв использовать для свай большого поперечного сечения и большой длины, но недопустимо для висячих свай.

Схема процесса завинчивания свай; а - конструкция наконечника при погружении в слабые грунты; 6 - то же, в плотные грунты; в - схема погружения сваи; / - редуктор наклона рабочего органа; 2 - рабочий орган (кабестан); 3 - свая; 4 - наконечник сваи; 5 - выносные опоры