Принцип ударного метода
Суть технологии состоит в погружении свай направленным динамическим усилием, которое создается сваебойным молотом. Погружение проводится то тех пор, пока не произойдет отказ сваи. Это значит, что ее конец достиг плотного слоя грунта, и опора получила способность выдерживать большой груз.
Забивка проводится с помощью гидравлических и дизельных молотов, установленных на специальную технику – копровую установку.
Она позволяет выполнить операции:
- Транспортировка сваи к месту забивки.
- Подъем и вертикальная установка.
- Соединение сваи с молотом.
- Перемещение молота по заданному направлению забивки.
Внимание! Ударная забивка – оптимальный способ установки свай по денежным затратам и производительности на многих видах грунта.
При забивке свай в мерзлую, твердую почву или каменистый грунт производительность молотов уменьшается. Поэтому используется способ с предварительным бурением скважин, в которые производится забивка.
Методы погружения свай
Способов погружения свай существуют несколько, все они имеют общую цель: погружение свай на нужную точку, глубину, заданные по проекту строительства. Методы:
Различные методы погружения свай
- Комбинированные (рассмотрим в самом конце статьи).
- Ударный способ.
- Погружение способом вибрации.
- Вдавливание свай.
- Сваи могут завинчивать.
- Буронабивной способ для погружения свай.
Эти шесть методов будут рассматриваться в данной статье, также рассмотрим преимущества и недостатки каждого отдельного способа. Комбинированные методы рассмотрим в самом конце.
Ударный метод погружения свай
Является самым популярным способом из всех с применением специального ударного оборудования (различные молоты). Как было сказано ранее, в основном используют паровоздушные и гидравлические молоты. Также существуют дизельные молоты. Плюс данного молота заключается в том, что энергия удара у них в 4 раза больше, чем у остальных.
Для забивки используют пневмоударную машину. При забивке удары осуществляются в верхний конец свай. Чтобы после этих ударов сваи не деформировались и не подверглись разрушению, применяют оборудование под названием наголовник. Забивка продолжается до тех пор, пока сваи не достигнут глубины, которая необходима по проекту строительства. Наиболее часто этот способ использует для строительства промышленных сооружений и обычных жилых домов. Если сваи сделаны из железобетона, для их удобной установки требуется автомобильный кран, который будет поддерживать железобетонную сваю снизу.
Чтобы выбрать тип молота для забивки свай, необходимо определить массу свай и молота. Дизельные молоты обладают наибольшей производительностью, их используют при больших объемах работы. Механические молоты обладают наименьшей производительностью, их применяют при маленьких объемах работы. Дизельные молоты будут выполнять работы даже при температуре -30 градусов. Паровоздушные и гидравлические молоты используют для забивки металлических и деревянных свай. Чтобы сваи забивались в ровном направлении, молотами сначала бьют с небольшой высоты. В данном случае следует совершить несколько ударов. Когда сваи достигают нужной глубины, в конце совершаются последние десять ударов для каждой сваи.
Вибрационный метод погружения свай
Здесь применяется специально оборудование, называемое вибропогружателем, который будет точно по вертикали погружать сваи. Как только конец сваи коснется почвенного покроя, вибропогружатель включают на низкую скорость и постепенно погружают в грунт. Когда уменьшают скорость данного оборудования, нагрузка на грунт идет только со стороны свай, иначе установка может провалиться. Если слой грунта твердый, для этого дополнительно применяют другой инструмент – вибромолот. С помощью вибромолота сваи погружаются одновременно ударами и вибрацией. Это способствует быстрому погружению установки в почву. Если погружение свай происходит в глинистую почву, то несущая способность свай любого материала значительно уменьшается. Чтобы это предотвратить нужно применить ударный метод погружения свай. Когда будет оставаться примерно 25 сантиметров до необходимой глубины забивать свай нужно механическим молотом.
Вибрационный метод погружения свай используется для грунтов, насыщенные большим количеством влаги. Данный способ можно использовать и для плотных слоев грунта, но перед погружением свай нужно пробурить скважину, и лишь затем выполнять вибропогружение. Обычно используют виброударный метод погружения свай, он помогает быстро достичь необходимой глубины, заданной по проекту строительства. Вес ударной части вибромолота должен равняться (как минимум) половине массы свай (масса зависит от материала). Важно помнить, что сваи должны с легкостью преодолевать любое сопротивление почвенного покроя. Сопротивление почвы с повышенной влажностью преодолевается вибрацией. Плотный слой грунт преодолевается ударами. Вибрационный способ погружения свай – трудоемкий процесс.
Метод погружения свай вдавливанием
Данный метод используется в местах с плотным почвенным покроем. Поверхность, на которой будет строиться основание дома необходимо полностью сделать ровной. Количество свай для метода вдавливания потребуется гораздо меньше, чем для других способов их погружения. В самом начале сваи опускают на глубину одного метра. Затем сваи начинают постепенно продолжают вдавливать на глубину, которая необходима по проекту строительства. Вдавливание свай выполняет специальная самоходная машина. Обычно способ вдавливания используют для железобетонных свай. Метод погружения свай вдавливанием имеет ряд преимуществ:
- При использовании данного метода достигается наибольшая прочность фундамента.
- Применяя данный способ, гораздо легче определить давление конструкции на основание дома. В будущем маловероятно появление осадки фундамента.
- Погружение свай может происходить в различный тип грунта.
- Для установки железобетонных свай методом вдавливания понадобится наименьшее количество времени в сравнении с другими способами.
- Самый дешевый метод погружения свай.
- После установки свай несущая способность основания дома увеличивается.
- Не требуется дополнительных работ по укреплению свай в грунте.
Эти преимущества делают метод погружения свай посредством вдавливания одним из наилучших способов. Есть три технологии вдавливания свай: точечная, линейная и кустовая. Как было сказано ранее для данного способа используется сваевдавливающая машина. Такая машина имеет свои плюсы:
- Для погружения свай не понадобятся другое оборудование и инструменты.
- Перед началом работы нет необходимости в бурении скважин.
- Использование машины сэкономит ваше время и силы.
Есть плюсы, есть и минусы:
- Данное оборудование имеет огромные размеры и не подойдет для работы на маленьких участках земли.
- Огромная цена.
Метод вдавливания свай один из новейших способов погружения свай в почвенный покров.
Завинчивание
Данный метод подойдет только для свай, имеющих винтовой наконечник из стали. Ранее метод погружения свай завинчиванием использовался преимущественно в промышленности, но сейчас он получил большое распространение и в строительстве частных домов. На нижнем конце сваи расположен «башмачок», конусообразной формы. Завинчивание осуществляется специальными установками, которые находятся на машине, а именно кабестанами. Кабестан опускает сваю над нужным местом. Свая, в свою очередь, с помощью вращательных движений наконечника пробуривает грунт до требуемой глубины. Метод завинчивания свай имеет схожие стороны с такими способами, как ударный и вибрационный. После достижения глубины внутренняя полость свай бетонируется. Основные составляющие винтовых свай – это нижняя и верхняя части. Одним из главных преимуществ способа погружения свай завинчиванием является то, что при необходимости их с легкостью можно выкрутить обратно. Множество плюсов содержатся в винтовых сваях. Давайте их обсудим:
- Установка возможна как на влагосодержащей почве, так и на твердом грунтовом слое.
- Погружение можно осуществлять в любое время года (зима, весна, лето, осень).
- Винтовые сваи являются экономным вариантом.
- Не требуется большого количества строительной техники.
Недостатки винтовых свай:
- Защитная оболочка свай может быть существенна повреждена при погружении в скальный слой грунта.
- Со временем материал, из которого сделаны сваи могут поддаться ржавлению.
Винтовые сваи используют для того, чтобы ускорить процесс строительства основания здания. Завинчивают сваи в грунтовый слой в шахматном порядке. Это довольно простой процесс и не требует особых усилий, но требует профессионализма и прилежности в работе. Погружение свай этим методом должна осуществлять специализированная бригада с профессиональными строителями. Конечно же данный тип строительства можно проводить и самостоятельно, но перед установкой необходимо все рассчитать, чтобы в последующем не возникло отрицательных последствий. Винтовые сваи могут повредиться, когда их погружают внутрь почвы, потому что в ней могут находиться различные препятствия, такие как камни, корни деревьев или другие предметы, все они могут мешать погружению винтовых свай. Чтобы устранить все эти проблемы, перед установкой нужно провести пробное бурение грунта. Если почва содержит большое количество камней, то строительство свайного основания дома невозможно. Если они встречаются в малом количестве, то стоит скорректировать свои расчеты, и только затем приступить к погружению винтовых свай.
Буронабивной способ для погружения свай
Перед установкой набивных свай необходимо пробурить скважину в почвенном покрое. Все буронабивные сваи являются железобетонными. Данный метод применяется как в промышленности, так и в строительстве жилого здания. Набивные сваи также используются в крупномасштабных проектах. В самом начале в пробуренную скважину помещаются обсадные трубы, например, из рубероида. Устанавливают арматуру и заливают бетонную смесь. Пока бетон не засох, обсадные трубы изымают из грунтового слоя. Данный способ имеет только один, но большой минус: вы потратите много времени, так как на отвердевание бетонной смеси понадобится около 30 дней. Погружение буронабивных свай требует профессиональных рабочих, потому что данный процесс содержит несколько нюансов. В местах с глинистым и песчаным почвенным покроем установка буронабивных свай не рекомендуется, потому что «ствол» установки может иметь неровное направление. На сегодняшний день погружение буронабивных свай набирает популярность для плотных почв.
Погружение комбинированных свай
Погружения комбинированных свай
Комбинированные сваи – используются в местах, где имеется очень слабый почвенный покрой, и погружение необходимо осуществить на глубину 25 метров. Материал комбинированных свай – железобетон или сталь. Стоит признать, что комбинированные сваи используются в редких случаях, по сравнению с остальными видами свайных установок. Нижний конец сваи сделан из дерева, а верхний конец – железобетон, либо сталь. Комбинированные сваи погружаются в почву различными способами, но наиболее распространенный является ударный метод. Поэтому комбинированные сваи забиваются в грунт молотами (дизельными). Их обычно используют в строительстве промышленных сооружений. Точка глубины, на которую нужно погрузить комбинированные сваи, находится ниже грунтовых вод (30 метров). Предприятия, занимающиеся добычей полезных ископаемых (нефть, газ, каменный уголь и другие), нуждаются в постройках, у которых основание крепится на комбинированных сваях. Комбинированные сваи делятся на несколько типов. Каждый из этих типов имеют свои преимущества и недостатки. Выбор типа комбинированных свай зависит от свойств почвенного покроя. Наиболее распространенная комбинированная свая та, которой верхний конец буронабивной, а нижний конец забивной.
Преимущества забивного метода
Высокая производительность метода, по сравнению со статическим и вибрационным вдавливанием, установка свай таким способом распространена.
Ударный метод используется:
- При создании фундаментов для промышленных и жилых зданий.
- На строительстве гидроузлов, пирсов, построек на воде.
- Для монтажа мостов.
- При установке линий электропередач, прокладке магистральных труб.
Технология имеет ограничения на использование в городской черте, так как изменяется структура грунта, на соседние здания передается динамическая нагрузка. При применении предварительных скважин указанные ограничения снимаются, так как забивка проводится небольшими ударами.
Копровое оборудование обладает небольшой массой и габаритами, поэтому его можно применять даже на рыхлом грунте. Тем более, что копры оснащены высоко проходимой колесной базой.
Преимущества
Достоинства технологии монтажа свай вдавливанием:
- Отсутствие разрушительных деформаций конструкций соседних зданий и сооружений. Отсутствие ударных нагрузок и вибрационных усилий обеспечивает сохранность и целостность исторических памятников архитектуры, рядом проходящих автомагистралей, инженерных трубопроводов.
- Быстрый монтаж. Установка для вдавливания способна выполнять полный цикл работ и не требует установки дополнительного оборудования. Производительность машины позволяет установить в одну смену до 50 свайных опор.
- Минимальное количество подготовительных работ.
- Возможность эффективной работы на любом грунтовом основания. Чтобы преодолеть слабые и просадочные почвы и погрузить опору в плотное основание, метод вдавливания дает возможность заглубить сваю на отметку свыше 30 метров.
- Увеличение срока службы конструкций фундаментов. Технология статистического погружения во много раз снижает риск образования на корпусе сваи опасных микротрещин, которые во время эксплуатации могут привести к нарушению несущей способности фундамента.
С помощью компьютерного мониторинга можно проводить регулировку давления каждой погружаемой опоры.
Метод вдавливания свайных опор практически лишен недостатков.
Используемое оборудование
Забивка производится сваебойными молотами на копровых установках, оснащенных гусеничной и колесной базами. Производительность погружения свай определяется массой ударного элемента молота. По нему все оборудование классифицируется следующим образом:
- тяжелые – более 2500 кг;
- средние – 1000-2500 кг;
- легкие – до 1000 кг.
Для забивки свай могут использоваться следующие марки молотов:
- УР-1800.
- СП 6В.
- СП-75А.
- Junttan HHK5A.
Три первые модели дизельные, последняя – гидравлическая. Для небольших работ погружения свай используются установки УГМК-12 и УСА, оснащенные колесной базой повышенной мобильности. Для крупных объектов применяется сваебой Junttan РМ-20 на гусеничной основе, оснащенный гидравлическим молотом ННК 5А.
Оборудование
Монтаж свайных опор выполняется с помощью современной спецтехники — сваевдавливающих машин и установок:
- Установка состоит из прочной опорной рамы, на которую устанавливается зажимное устройство, предназначенное для фиксации погружаемой сваи. На платформу устанавливаются анкерные грузы, используемые как добавочный вес установки. Необходимое давление для погружения опоры в грунт создается гидравлическими насосами, расположенными на отдельной рамной конструкции.
Сваевдавливающая установка.
- Сваевдавливающая машина «гидравлический гидростатический копер» состоит из опорной рамы, на которой установлены установки перемещения механизма, подъемный кран и вдавливающее оборудование. Анкерные грузы размещаются на грузовой платформе. Гидравлический копер работает как механизм с полным замкнутым циклом и не требует установки дополнительного оборудования.
Гидравлический копер.
Выбор оборудования зависит от условий выполнения работ на строительной площадке конкретного объекта. Следует учесть, что для размещения спецтехники на строительной площадке потребуется дополнительная площадь. Реализация метода вдавливания возможна на участке не менее 500 м² площади.
Как происходит ударная забивка
Ударное погружение проводится в следующем порядке:
- На свае красителем делаются отметки через каждый метр. По ним определяется глубина погружения.
- Копровая установка доставляет столб к месту установки.
- Свая фиксируется и поднимается в вертикальное положение, стыкуется с молотом.
- Контролируется положение сваи, ее совпадение с осью бойка.
- Нанесение молотом ударов 50% мощности до погружения 2 метров. Затем усилие повышается, и свая забивается до отказа.
Если в процессе забивки выявляется отклонение от вертикали, то столб выравнивается методом боковых упоров или лебедками.
