Сваи можно собирать вместе по три-четыре бревна, (важно при этом разместить стыки свай вразбежку), либо наращивать по длине. Для изготовления шпунтовых свай обычно используют доски и брусья. Такие сваи снабжены продольным замком, который называется шпунт. При забивке ряда он направляет сваи и увеличивает водонепроницаемость стенки. Существует много разновидностей железобетонных свай. Сплошные подразделяются на сваи квадратного, прямоугольного и многоугольного сечения. Среди полых можно выделить сваи квадратного сечения с круглой полостью, сваи кольцеобразного сечения, которые иногда называют трубчатыми. Что же касается шпунтовых свай, то здесь имеются самые зазличные виды сечений, которые зависят от вида сопряжения шпунтин.
Чтобы усилить нижний конец сваи, используют острие, которое приваривается к продольной арматуре. Нижний конец как правило усиливается спиральной арматурой или сетками. Такой способ повышает сопротивляемость сваи к ударам. Если сваи будут погружать с помощью вибратора, их обеспечивают специальными крепежными деталями, располагая их в верхнем конце сваи. Они нужны для закрепления вибратора. Без острия изготовляют только полые сваи. Производить их погружения допутимо только с открытым отверстием. Другой вариант - присоединить к болтовому креплению острие в виде железобетонного башмака.
Секциями изготовляются только квадратные и полые кольцеобразные сваи. По мере погружения их можно наращивать, хотя многие специалисты рекомендуют провести укрупнение заранее. Для устройства комбинированных и винотовых свай используют стальные сваи в виде труб, которые состоят из зазнообразных материалов. Ствол такой сваи может быть выполнен из железобетона, а винтовой наконечник - из стали. Шпунтовые сваи из стали, предназначенные для специальных прокатных работ, на продольных кромках снабжают замками, это обеспечивает отличное уплотнение примыканий в перемычках и шпунтовых рядах.
Можно бесконечно говорить о технологических приемах по устройству свайных фундаментов, однако все их пожно подразделить на три основных способа. Первый - забивка свай, второй - безударное погружени (вдавливаени, завинчивание или подмыв свай), и третий - набивка в проектном положении. Самый распространенный и популярный метод ударный. Он основывается на забивании свай с помощью специальных агрегатов молотов.
Сваи длиной 6-10 м получили наибольшее распространение. Как правило, их забивают с применением самоходных сваебойных установок. Различается несколько молотов, которые используются при ударном погружении свай. Они бывают подвесными, механическими, паровоздушными, так же используются дизель-молоты.
При сравнительно небольшом объеме работ, целесообразно использовать подвесные и механические дизель-молоты. У свободно падающего молота масса ударной части, когда работа ведется в грунтах средней плотности равняется 1,25 массы от массы самой сваи, если ее длина с наголовником составляет 12 м.
Выпускаются разнообразные модели паровоздушных молотов. Как правило, у всех молотов двойного действия поршень является основной ударной частью. При этом у паровоздушных молотов двойного действия масса ударной части должна составлять от 15-20% общей массы молота
Особенной популярностью пользуются дизель-молоты. Это обусловлено простотой их эксплуатации и довольно высокой производительностью. При осуществлении строительных работ как правило используют два вида дизель-молотов - трубчатые и штанговые. Их ударна часть представляет собой подвижной цилиндр, который открыт снизу и перемещается в направляющих штангах. Когда цилиндр падает на на неподвижный поршень, происходит воспламенение смеси топлива и воздуха в камере сгорания. В результате этого процесса образуется смесь, которая подбрасывает вверх цилиндр. Затем происходит следующий удар и весь цикл повторяется снова.
Подвижный поршень с головкой является ударной частью трубчатого дизель-молота, а целиндр - его неподвижная часть. Когда головка поршня ударяется о поверхность сферической впадины цилиндра, в которую поступает топливо, происходит распыление горючего вещества, которое вызывает воспламенение смеси. У штанговых дизель-молотов число ударов в минуту составляет 50-60, у трубчатых 40-50.
Несмотря на то, что трубчатый дизель-молот имеет ту же массу, что и штанговый, он располагает существенно большей энергией удара. Наголовники - это основная часть дизель-молота. Они нужны для того, чтобы закрепить сваи в сваебойной установке и защитить верхнюю часть сваи от разрушения, которое может быть вызвано действием молота. Важно учесть, что размер головы сваи связан с размером внутренней полости наголовника. Для наилучшего эффекта, между телом сваи и наголовником должна быть установлена амортизирующая прокладка.
После установки сваи на грун и выверки, начинается забивание свай путем постепенного опускания молота на наголовник. Очень важно выполнять первые удары при максимальной высоте подъема молота - 0,4-0,5 м. При этом в самом начале работы нужно отслеживать процесс погружения сваи по вертикали.
Сваи следует забивать вплоть до достижения проектной отметки, либо до момента получения расчетного отказа. Он устанавливается как минимальная глубина погружения сваи за один, либо за несколько ударов. В самом конце забивки свай, когда величина отказа уже приближается к расчетной, отказ нужно измерить с точность не менее 1мм по трем последовательным залогам. Это делается на последнем метре погружения сваи. Залог можно принять равным 10 ударам в том случае, если сваи забиваются с помощью подвесных паровоздушных одиночного действия молотами, либо дизельными молотами. Когда сваи забивают молотами двойного действия, за залог можно принять количество ударов в течение 2 минут. Сваи. которые не дали контрольного отказа, можно подвергнуть дополнительной забивке, но не ранее чем через 3-4 дня. Сваи из железобетона, которые не достигли проектной отметки, но при этом имеют расчетную величину отказа, рекомендуется срезать под одну отметку. Эти работы выполняются машиной или в ручную, с использованием газосварочного аппарата и отбойного молотка.
Различают секционную, спиральную и рядовую схему забивки свай. Они применяются в зависимости от размеров и формы свайного поля. Когда фундамент сооружения устраивается в несвязных грунтах, как правило применяют рядовую схему забивки свай. Когда происходит возведение линейного сооружения, сваи забиваются последовательными рядами, по захваткам. В первую очередь происходит забивка в первом ряду на участке 1-2, после чего работу продолжают на на втором участке 3-4, затем на третьем на участке 5-6. Когда на первой захватке работа закончена, сваебойный агрегат переводится во вторую заходку, и тогда забивка свай продолжается в той же самой последовательности.
При кустовом расположении свай, когда, например, сваи устраиваются под тяжелые колонны, обычно применяют спиральную схему забивки. Работа начинается от центра кустаи идет по спирали к периферии. Когда устравиваются свайные поля на больших площадях и в плотных грунтах, обычно применяют секционную забивку. В этом случае сваи забивают по 2-3 ряда на площади каждой секции, пропуская один ряд между ними. Таким образом агрегат последовательно проходит через точки 1-12. Такая схема работы применяется для того, чтобы исключить нарушение структуры грунта, происходящее неравномерно.
Когда свайные основания устраивают в песчаных грунтах, поддающихся вибрации, применяются вибрационные способы погружения. При таком способе вся свая опускается в грунт с помощью специальных вибрационных машин. Они оказывают динамическое воздействие на всю сваю. Это позволяет существенно снизить трение о грунт боковой поверхности сваи.
Электромеханическая машина, обладающая вибрационным действием называется вибропогружателем. Ее подвешивают к мачте сваепогружающего агрегата, а затем соединют со сваей. Вибрационный метод дает положительные результаты, когда работы ведутся на несвязных водонасыщенных грунтах.
Виброударный метод погружения свай считается более универсальным. Он выполняется с помощью вибромолотов. По виду привода вибромолоты подразделяют на гидравлические, пневматические, электрические и вибромолоты с двигателем внутреннего сгорания. Наибольшее распространение получили пружинные вибромолоты. Они работают следующим образом. При вращении валов в противоположных направлениях вибровозбудитель совершает периодические колебания. Когда зазор между сваей и ударником вибровозбудителя становится меньше амплитуды колебаний, ударник начинает периодически ударять по специальной наковальне наголовника сваи. При этом вибромолоты обладают способностью самонастраиваться. Они увеличивают энергию удара с одновременным повышением сопротивления грунта в процессе погружения свай. необходимо отметить, что масса ударной части вибромолота должна быть не меньше половины массы сваи и составлять 650-1350 кг. Это правило действует, когда речь идет о погружении железобетонных свай.
Установки, которые действуют на сваю одновременно массой и вибрацией, либо только массой, производят вибрационное и статическое вдавливание свай. Такие установки обычно состоят из двух тракторов, которые должны быть оборудованы опорной плитой, направляющей рамой и наголовником для передачи давления (наголовник должен быть соединен с вдавливающим полиспастом). ПРи этом на одном тракторе устанавливается тяговая лебедка, а на другом - грузоподъемная.
Над местом, куда предстоит погружать сваи, устанавливается специальный трактор с мачтой. Затем, на землю спускают опорную плиту, как правило, для этого используется малая лебедка. Опорная плита нужна для того, чтобы поставить на нее пригрузочный трактор. Перед установкой необходимо поместить в проем мачты этого трактора сваи, эта работа выполняется так же с помощью малой лебедки. На наголовник поступают усилия от большой лебедки, в результате чего, он вдавливает сваю в грунт, перемещаясь по направляющим.
Сила вдавливания вполне может составить 350 кН. В результате чего, за одну рабочую смену можно успеть погрузить около 15 6-метровых свай. При этом специальное устройство направляющих скважин контролирует точность их установки. Так называемые «лидирующие скважины» как правило устанавливают с помощью буровых станков. Погрузить их следует на меньшую глубину, чем отметка погружения свай, указанная в проекте. Разница как правило составляет 0,5-1 м. Такой способ погружения имеет ряд преимуществ, например, достаточно примитивный (в хорошем смысле) способ монтажа и установки на стройплощадке. Однако, есть и минусы, среди которых – небольшая маневренность, которая приводит к довольно низкой производительности.
Способ вдавливания свай с помощью вибрации многие эксперты считают более эффективным. Чтобы представить себе устройство простейшего вибровдавливающего агрегата, важно знать, что он как правило составлен из двух рам – передней и задней. Направляющая стрела снабженная главным компонентом – вибропогружателем, расположена на передней раме. Двухбарабанная лебедка – соответственно, на задней. Там же расположен электрогенератор, который работает от обыкновенного тракторного двигателя. Основной принцип данного метода заключается в том, что свая, по сути, погружается под действием своей массы, к которой добавляется массы вибропогружателя и трактора. Все это происходит после того, как включатся лебедка агрегата и сам вибропогружатель. При этом вся дополнительная масса поступает на сваю через вибропогружаетль, посредством специального вдавливающего каната. В то же время, низкочастотный погружатель создает вибрацию, которая так же оказывает влияние на сваю.
Когда происходит установка фундаментов для линий электропередач, зачастую применяется такой способ погружения свай, как завинчивание. Механизмы, которые выполняют всю работу по установке свай, как правило делаются на базе автомобилей. Они должны иметь основной рабочий орган, привод, который обеспечивает его наклон и вращение, четыре внешние опоры, которые носят название аутригеры, а так же пульт управления и другое периферийное оборудование.
Рабочий орган должен быть сконструирован таким образом, чтобы иметь возможность осуществлять ряд основных базовых манипуляций.
Например, на винтовую сваю одевают специальную оболочку из металла, после чего рабочий орган втягивает ее внутрь своей трубы. Так же необходимо учитывать необходимый угол под которым погружается свая. По вертикали он должен составлять порядка 0-45°. Осевое усилие так же может периодически использоваться при погружении сваю в землю, кроме того, по мере надобности рабочий орган должен выворачивать сваю из грунта. Через собственные редукторы коробка отбора мощности контролирует угол наклона рабочего органа и скорость его вращения.
В целом можно сказать, что операция завинчивания, по тому набору инструментов, которые ей соответствуют, схожа с такими операциями как забивка свай или их погружения с применением специального вибропогружателя. Разница заключается только в применении специальной металлической оболочки, ее используют вместо наголовника.
Так называемый метод подмыва так же нередко используется для установки свай. Для этого на свае закрепляются несколько трубок диаметром 38-63 мм. Из них под давлением вытекает вода, которая частично вымываем грунт и разрыхляет его. При этом трение по сторонам сваи заметно снижается, поскольку грунт, у ее боковых поверхностей размывается водой. Соответственно и у наконечника сваи сопротивление грунта падает.
Специальные подмывные трубки могут устанавливаться по бока сваи, (их может быть либо две, либо 4 – по одной с каждой стороны). Другой вариант – установить трубки по центру. В этом случает наконечник сваи может быть однострунным или многоструйным. Этот способ является самым надежным, поскольку в случае применения бокового подмыва, всегда есть опасность деформации трубок или забивание их грунтом. Если размыв происходит неравномерно, всегда существует вероятность, что сваи отклонятся от положения, закрепленного в проекте. В то же время, когда используется боковой подмыв, трение по боковой поверхности сваи уменьшается и это серьезное преимущество по сравнению с технологией центрального подмыва. Давление, под которым подается вода для подмыва, должно составлять порядка 0,5 мПа. Важно учитывать, что если есть хотя бы малейшая опасность просадки соседних зданий и сооружений, производить подмыв нельзя ни в коем случае.
Когда установка фундамента происходит в глинистых грунтах, сваи погружаются с помощью электроосмоса. В этом случае вокруг забиваемой сваи создается действие постоянного тока. В результате повышается влажность грунта и в нем постепенно образуются зоны, насыщенные водой. Нужно отметить, что свая в этом случае подключается в сеть как катод, а ее погружение заметно облегчается. Это происходит потому, что сопротивление грунта по бокам сваи и в ее передней части значительно снижается. Свая, которая была установлена раньше, выполняет функцию адона. Вокруг нее формируется зона с уменьшенной влажностью. Когда ток перестает подаваться, грунтовые воды возвращаются в свое привычное состояние, что приводит к значительному увеличению несущих способностей свай-катодов.
Применение электроосмоса требует проведеняи целого ряда вспомогательных операций. Так, боковую поверхность свай необходимо снабдить электродными полосами стали. Из размеры должны составлять около половины всей боковой поверхности. В то же время, если используется метод завинчивания, например, при погружении металлических свай, то надобность в этой операции отпадает сама собой.
На месте строящегося здания обычно устанавливают набивные сваи. Они бывают двух видов и зависят от того, каким способом они будут погружаться в грунт и наполняться бетоном. Итак, первый вид, это сваи для которых необходимо бурить скважины. Бетон в этом случае укладывается по разному – либо с помощью осадной трубы, которая по мере укладки достается из скважины, либо без такой трубы. В последнем варианте используется бетонид – специальный раствор из глины, с помощью которого и укладывают бетон. Второй вид свай, это те, для которых скважины создают, применяя специальную трубу из стали. При этом бетон погружают методом частого трамбования. Для этого молот ударяет по трубе, заменить его может вибропогружатель.
У хороших, устойчивых грунтах можно использовать сухой метод погружения свай. Скважина заданного диаметра и необходимой глубины образуется путем вращательного бурения. Когда она достигнет проектной отметки, нижняя часть может быть расширена с помощью уширителя. Затем внутри скважины располагают специальный каркас из арматуры, после чего скважина может быть забитонирована. Для этого обычно используется метод вертикально перемещенной трубы. Саамы бетонную трубу постепенно достают из скважины, по мере того, как укладывается в нее бетон.
На приемной воронке бетонной трубы устанавливаются специальные вибраторы. Их основное назначение – уплотнить бетонную смесь. В то же время, буронабивные сваи можно устанавливать и без применения обсадной трубы. Здесь применяется раствор их глины, который выполняет функцию опалубки, которая не дает стенкам скважины обрушиться. Раствор доставляется в скважину через буровую штангу и создает высокое гидравлическое давление. Его плотность может составлять 1,2-1,3 г/см3, что дает нам возможность устанавливать сваи без использования обсадных труб. Заниматься изготовлением раствора лучше прямо на месте строительства. В качестве основного материала используют бентонитовые глины. Раствор медленно поступает в скважину в процессе бурения. При заполнении скважины, состав поднимается вверх вдоль стенок и в конечном итоге попадает в зумпф. Из него раствор с помощью насоса нагнетается обратно в буровую штангу и процесс повторяется. После этого внутри скважины необходимо соорудить специальный каркас из арматуры. По бетонолитной трубе смесь из бетона поступает внутрь скважины, при этом, по понятным причинам, она нуждается в постоянной вибрации. Внутри скважины смесь постепенно замещает собой раствор из глины. Бетоновод достают из скважины очень медленно, в процессе ее заполнения смесью из бетона. Специалисты отмечают, что такой способ крепления стенок скважин достаточно легок в эксплуатации, но при этом имеет ряд существенных недостатков. Когда работы ведутся зимой, он требует больших трудовых затрат, а кроме того, не отличается высокой надежностью.
Специальные установки применяют для бурения скважин ударным или вращательным методом. Когда применяется ударное бурение, обсадная труба опускается в землю по мере устройства скважины. В случае необходимости, можно нарастить дополнительные секции обсадных труб.
Когда применяют вращательный способ устройства скважин, на всю длину одной секции трубы, бурят лидерную скважину. Когда обсадная труда погружена внутрь, можно приступить к бурению нового участка скважины, а далее, постепенно погружать и наращивать новую секцию обсадной трубы. Пока не закончится бурения скважины на заданную в проекте отметку, необходимо повторять все эти манипуляции.
Когда скважина зачищена, а внутри уже установлен каркас из арматуры, скважину бетонирую с помощью описанного выше метода ВПТ. При этом обсадная труда достается из скважины постепенно, по мере того, как она заполняется бетонной смесью. При этом бетонная сметь нуждается в постоянном уплотнении. Для этого применяются специальные домкраты, которые приводят трубу в движение. Когда процесс бетонирования завершен, голова сваи устанавливается в инвентарном кондукторе. Термин «пята» применяется для обозначение расширенной нижней части набивной сваи. Это производится для того чтобы увеличить несущую способность сваи, с помощью особых буров. Кроме того, когда речь идет о камуфлетных сваях, можно использовать специальное взрывчатое вещество.
Сваи такого типа изготовляют особым способом. В первую очередь бурят скважину и погружают в нее обсадную трубу. Взрывчатое вещество следует разместить на самом дне и покрыть слоем бетона не менее чем на полметра, а лучше – на метр. Таким образом получается своеобразная пробка из бетона. Она нужна для того, чтобы энергия взрыва шла не вверх, а вниз и создавала полости в грунте. Образовавшиеся полости затем следует залить бетоном, а уже саму сваю забетонировать привычным нам способом.
Когда ведется работа с частотрамбованными сваями, обсадные трубы, которые забиваются в грунт, должны иметь опоры в виде наконечника из металла. Обсадная труда создает определенную полость в которую затем устанавливают армированную сваю.
Для забивки частотрамбованных свай нередко используют специальный копер. На него поднимают обсадную трубу и молот. Очень важно, чтобы труба имела оголовок на верху. Чтобы не допустить проникновения воды в трубу, на нижней части крепится металлический башмак, содержащий смоляной канат. Молот ударяет по трубе и в результате она опускается в грунт на необходимую глубину. При этом происходит одновременное раздвигание грунта и его уплотнение. Когда потребность в молоте отпадает, его убирают, а внутрь трубы помещают специальный каркас из арматуры. Бетонную смесь следует подавать из вибробадьи с использованием воронки, при этом осадка конуса должна составлять не менее 8-10 см. В это же время обсадную трубы вынимают и снова подвергают воздействию молота. Это необходимо дня того, чтобы бетон стал наиболее плотным. В процессе важно следить за тем, чтобы у основания сваи всегда находился башмак.
Грунтобетонные сваи получили распространение только последние несколько лет. Для их устройства используют специальные машины, снабженные краном и буром. При этом буровая штанга должна иметь специальный смешивающий бур, лопасти которого могут не только резать, но и перемещаться. Водоцементную суспензия создается в специальном растворосмесителе, а затем поступает через штанги. Грунт постепенно насышается водоцементной эмульсией. Когда смесительный бур вращается в обратную сторону, происходит постепенное уплотнение грунта. Таким образом прямо на месте и без трудоемкой процедуры извлечения грунта можно получить грунтобентовую сваю.
Copyright © 2000-2010 MEGA МИАЛАН, Ltd. Все права защищены.
109544, Россия, г. Москва, ул. Международная, д. 15, тел./ факс: (495) 678-71-85, e-mail: info@mega-mialan.ru
Webdesign Delomac inc designed by Delomac.