Рубрика: Свайные работы, устройство заглубленных сооружений

При погружении свай основными факторами, определяющими выбор метода, являются физико-механические свойства грунта, вид свай, глубина погружения, производительность применяемых сваепогружающих установок и свайных погружателей, а также объем свайных работ.
От длины, формы и массы погружаемых свай зависит выбор основных параметров сваепогружающего оборудования. Кроме того, для правильного выбора оборудования следует опреде­лить необходимую производительность установки.
Проведенные наблюдения за погружением железобетонных свай длиной Тми поперечным сечением 30X30 см показали, что производительность установок может составлять 16…23 сваи в смену; при проведении динамических испытаний это число умень­шается на 2…3 сваи. Данные о норме времени на погружение свай различными установками (на базе экскаваторов, тракторов, копрами и т. д.) для разных типов молотов и погружателей, а также составы рабочих звеньев приведены в ЕНиР.

От расположения свай в свайном поле и параметров сваепо-гружающего оборудования зависит порядок погружения свай. Кроме того, следует учитывать последующие процессы, т. е. устройство свайного ростверка (конструкции из плит или балок), венчающего головы группы свай и передающего на сваи нагруз­ки от здания или сооружения. Порядок погружения свай опреде­ляется ППР.
Наибольшее распространение имеет рядовая система погру: жения свай (рис. VIII. 13), применяющаяся при прямолинейном расположении их отдельными рядами и при забивке кустов свай.

Статическое и вибрационное вдавливание свай осуществляют с помощью специальных установок, действующих на сваю массой либо массой и вибрацией одновременно. Для погружения свай методом статического вдавливания (рис. VIII.8,a) используют установки, состоящие из двух тракторов, оборудованные направляющей рамой, опорной плитой, наголовником для передачи давления, соединенным с вдавливающим полиспастом. На одном из тракторов смонтирована 5-тонная лебедка, на другом — лебед­ка с тяговым усилием 0,15 МН.
Технология вдавливания свай следующая. Трактор с мачтой устанавливают над местом погружения свай и с помощью малой лебедки опускают на землю опорную плиту. После этого на опор­ную плиту устанавливают пригрузочный трактор. Предваритель­но с помощью малой лебедки сваю помещают в проем мачты трактора, находящегося на грунте. Усилия от большой лебедки передаются на наголовник, и он начинает перемещаться по на­правляющим, обеспечивая тем самым вдавливание сваи.
Установка развивает усилие вдавливания до 350 кН и может погрузить за смену 13…15 свай длиной до 6 м. Точность уста­новки сваи обеспечивается устройством «лидирующих» направ-\» ляющих скважин. Такие скважины устраивают буровыми стан­ками на глубину, меньшую, чем проектная отметка погружаемых свай, на 0,5…1 м. Достоинства данного метода — простота мон­тажа установки на строительной площадке, недостаток — низкая производительность из-за малой маневренности.

При погружении свай зимой в сезоннопромерзающие грунты при­ходится выполнять дополнительные операции или отдельные про­цессы, увеличивающие трудоемкость и продолжительность свайных работ. Без дополнительных операций, но с некоторым снижением производительности установок удается обходиться при погруже­нии свай мощными молотами и вибромолотами, если глубина про-мерзаийя ие превышает 0,7 м. В остальных случаях следует созда­вать условия, близкие к летним. Для этого необходимо предотвра­щать промерзание грунта путем заблаговременного утепления мест
забивки свай подручными материалами (опилки, солома и т. п.). В этих же целях мерзлый грунт разрушают на месте забивки свай механическими способами, принятыми при разработке мерзлых грунтов; устраивают лидирующее скважины бурильными машина­ми и специальными виброударными установками или нарезают про­рези по рядам будущих свай с помощью баровых машин; оттаива­ют слой мерзлого грунта.

Для погружения свай с применением подмыва грунт разрых­ляют и частично вымывают струями воды, вытекающими под давлением из нескольких трубок диаметром 38…62 мм, укреплен­ных на свае. При этом сопротивление грунта у острия сваи снижа­ется, а поднимающаяся вдоль ствола вода размывает грунт, уменьшая темлсамым трение по боковым поверхностям сваи. Расположение подмывных трубок может быть боковым, когда две или четыре подмывные трубки с наконечниками находятся по бо­кам сваи, и центральным, когда один одноструйный или много­струйный наконечник размещен по центру погружаемой сваи.
При боковом подмыве трубки могут быть повреждены,   а при перерывах в работе— заполняться грунтом. При неравномерном размыве сваи могут отклоняться от проектного положения. При боковом подмыве (по сравнению с центральным) создаются более благоприятные, условия для уменьшения сил трения по боковой
поверхности свай. При боковом расположении подмывные трубки крепит таким образом, чтобы наконечники находились у свай на 30…40 см выше острия, у оболочек — на 150…200 см выше ножа.

При вибрационном методе сваю погружают с помощью вибра­ционных машин, оказывающих на сваю динамические воздейст­вия. Эти воздействия позволяют преодолеть сопротивление трения на боковой поверхности сваи, лобовое сопротивление грунта, возникающее под острием сваи, и погрузить сваю на проектную глубину.
Вибропогружатель, представляющий собой электромеханиче­скую машину вибрационного действия, подвешивают к мачте сваепогружающей установки (рис. VIII.6,а) и соединяют наго­ловником со сваей.
Действие вибропогружателя основано на принципе, при кото­ром вызываемые дебалансами вибратора горизонтальные центро­бежные силы взаимно ликвидируются, в то время как вертикаль­ные суммируются.
Амплитуда колебаний и масса вибросистемы (вибропогружа­тель, наголовник и свая) должны обеспечить разрушение струк­туры грунта с необратимыми деформациями.
При выборе низкочастотных погружателей (420 колебаний в 1 мин), применяемых при погружении тяжелых железобетонных свай и оболочек (трубчатых свай диаметром 1000 мм и более), необходимо, чтобы число, выражающее момент эксцентриков в кг-м, превосходило число, выражающее массу вибросистемы, не менее чем в 7 раз для легких грунтов и в 11 раз для средних и тяжелых грунтов.

Рассмотренный выше метод забивки применительно к вертикальным призматиче­ским железобетонным сваям с обычной или предварительно на­пряженной продольной арматурой и хомутами можно использо­вать и для забивки других видов заранее изготовленных свай. Однако из-за особенностей конструкции и материала свай в ряде случаев приходится выполнять дополнительные операции, видо­изменять приспособления, а иногда ограничивать область приме­нения процесса.
При забивке железобетонных трубчатых свай, когда их соби­рают из звеньев, возникает дополнительная операция по стыковке труб перед подъемом сваи (по два звена) и в процессе погруже­ния. При этом наголовники должны иметь специальную конструк­цию с амортизирующей прокладкой, расположенной по окружно­сти.
Железобетонные сваи без поперечного армирования можно по­гружать в песчаные и глинистые грунты полутвердой консистен­ции. При этом особое внимание следует обращать на обеспечение точного центрирования сваи по отношению к молоту.
Наклонные сваи забивают сваебойными установками, направ­ляющие мачты которых могут быть установлены с наклоном. Для придания правильного направления в ряде копров применяют ка­ретки, одну из которых прикрепляют к нижней части мачты, а другую — к нижней части молота. Мачту устанавливают по ука­зателю наклона, который имеет шкалу с делениями.

Ударный метод погружения свай основан на забивке свай моло­тами—Механическими, паровоздушными одиночного и двойного действия и дизель-молотами, которые работают с копрами или мо­бильными копровыми (сваебойными) установками, обеспечивающи­ми направленное движение сваи и молота и механизацию вспомо­гательных операций.
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.
Трудоемкость и продолжительность перемещения, установки и выверки сваебойной установки зависят от ее конструкции. Универ­сальные металлические копры башенного типа, установленные на платформах-тележках, передвигаются на колесах по рельсам, име­ют большую грузоподъемность (учитываются масса сваи и молота) и значительную собственную массу (вместе с лебедкой — до 20 т). Монтаж и демонтаж этих копров и устройство для них рельсовых путей — весьма трудоемкие процессы. Поэтому их применяют для забивки свай длиной более 12 м при большом объеме свайных работ на объекте.

Железобетонные и деревянные сваи, стальные трубы и шпунто­вые сваи доставляют к месту работ в подготовленном виде с пред­приятий стройиндустрии или с баз комплектации строительных ор­ганизаций.
Сваи перевозят на автомобилях с прицепами; погрузка на транспортные средства и разгрузка с них ведется с помощью грузо­подъемных кранов. Площадки складирования свай и шпунтов оп­ределяют проектом производства работ с учетом необходимого за­паса, минимальных трудозатрат и времени на подтаскивание свай к погружающей установке. Бетонную смесь для устройства ростверков доставляют с районных бетонных заводов или приго­товляют на строительной площадке с помощью локальных бетоно-смесительных установок.
Заранее изготовленные сваи погружают ударом, вибрацией, вдавливанием, завинчиванием с использованием подмыва и элект­роосмоса, а также комбинациями этих методов.
До начала свайных работ на площадку необходимо подвести электроэнергию, воду, воздух, пар. Если работы ведутся к вечернее и ночное время, то площадка должна быть освещена. К этому вре­мени должна быть выполнена ревизия оборудования и других средств механизации. В случае применения установок на рельсовом ходу укладывают звенья рельсовых путей.

Сваи предназначены для передачи нагрузки от здания или сооружения на грунты, повышения несущей способности слабых грунтов, ограждения пространств от доступа воды, предотвраще­ния осыпания или оползания грунтов.
Технология производства свайных работ прошла большой путь развития от примитивных способов забивки деревянных свай до современных методов свайных работ, основанных на использова­нии эффективных методов и средств механизации. Именно созда­ние высокопроизводительных установок для свайных работ приве­ло к тому, что в последние годы резко расширилась область при­менения свайных фундаментов в массовом промышленном и граж­данском строительстве, где они в силу ряда достоинств пришли на
смену ранее применявшимся ленточным и столбчатым фундамен­там.