Технология погружения готовых свай кратко

Обновлено: 04.07.2024

Сваи являются соединением между основанием дома и слоем грунта. Их устанавливают, чтобы сделать фундамент более прочным. Сваи бывают из разного материала: металл, дерево, железобетон. Сваи погружаются в грунт либо наполовину, либо полностью, это зависит от того, какое сооружение предполагают построить. Видов свай существует несколько: буронабивные, деревянные, железобетонные, трубобетонные, шпунтовые и грунтоплавленые сваи.

Каждый тип подойдет лишь для определенного типа почвы. Для разных видов свай требуется свой метод погружения. Все эти нюансы необходимо соблюдать, чтобы в конце концов вы построили крепкое основание вашего жилого дома.

В этой статье будут обсуждаться все виды свай, их применение, а также методы погружения свай (технологии погружения), оборудование и специальные инструменты, которые требуются для погружения различных видов свай.

Виды свай

Буронабивные сваи

Они имеют несколько разновидностей, основная из них – баретт. Преимущество этой разновидности заключается в том, что она обладает высокой несущей способностью. Форма буронабивных свай – прямоугольная. Баретт используют для равномерной передачи давления стен и предметов, находящихся внутри здания, на фундамент. Методов погружения буронабивных свай существует множество. Основные из них:

Способ раскатки слоя грунта.
Способ вибропогружения трубы для обсадки.
Бурение происходит ударно-канатным способом.

Погружение буронабивных свай

Чтобы произвести бурение, используют специальный станок. Бурение происходит двумя способами: ударный, вибрационный. Затем происходит погружение свай (методы будут рассматриваться далее), их бетонирование. Внимание: при установке буронабивных свай нужно четко следовать точному алгоритму действий.

Деревянные сваи

Их используют в местах со слабой несущей способностью слоя грунта. Материалом данных свай являются стволы сосен. Если невозможно найти данный материал, позволяется использовать стволы другого дерева – дуба. Перед установкой нужно запастись специальными инструментами, а точнее молотами:

Паровоздушными
Механическими
Вибрационными

Погружение деревянных свай

При погружении концы свай делаются острыми. Также при погружении в почву, можно на концы свай надеть специальные башмачки, сделанные из металла. Бывает, что длины свай недостает. В этом случае применяют их наращивание.

Железобетонные сваи

Погружение железобетонных свай

Здесь все нагрузку конструкции передают на грунт. В данном виде свай в материале используется тяжелый бетон. Давление передается посредством трения железобетонных свай и слоя грунта. Метод погружения железобетонных свай – забивка. Забивка происходит молотом (гидравлическим). Материал вообще не деформируется, остается в прежнем состоянии без потери своих характеристик. Перед погружением железобетонных свай необходимо определить несущую способность почвенного покрова.

Трубобетонные сваи

Погружение трубобетонных свай

Используют для придания большой прочности основания дома. Для погружения применяют трубу (материал – сталь). Метод погружения – забивка. Для забивки трубобетонных свай используют пневмоударную машину. Используют в местах со слабой несущей способностью слоя грунта (глинистой, песчаной, влажной).

Шпунтовые сваи

Их не используют для постройки обычного жилого дома. Они применяются для постройки временных конструкций, которые в будущем будут снесены. Шпунтовые сваи могут быть сделаны из разного материала, они бывают железобетонные, стальные, деревянные. При погружении их устанавливают рядом друг с другом для того, чтобы они не пропускали внутрь воду. Данная конструкция имеет название: шпунтовая стена.

Грунтоплавленые сваи

Перед погружением происходит нагрев почвенного покроя, из-за чего изменяются физико-химические свойства грунта. После данного процесса устанавливается нужная плотность грунтового слоя для дальнейшего погружения свай. Сначала делают дегидратацию, то есть отделяют молекулы воды от грунта (осушение). Затем происходит спекание – это делают для того, чтобы материал перешел в твердое состояние. Потом грунт подвергают плавлению. Далее над расплавом проводят гомогенизацию (нагревание) – данный процесс проводят для придания почвенному покрою однородности. После нагрева массу охлаждают. Грунт становится твердым и приобретает молекулярную кристаллическую решетку. После данного длительного процесса грунт приобретает необходимые для погружения свай физические, химические и механические свойства.

Погружение грунтоплавленных свай

Для строительства обычных жилых домов используются следующие виды свай: буронабивные, деревянные, трубобетонные. Изредка применяются грунтоплавленые. При установке данных видов свай следует соблюдать правила и иметь при себе специальные инструменты и оборудование.

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

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

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.

Заключение

Хочется подвести итог. Все эти способы имеют право на существование. Каждый метод применяется в определенной сфере (промышленное или обыкновенное строительство). Ударный метод, вибрационный метод, методы вдавливания и завинчивания – все они имеют свои преимущества и недостатки. Многое зависит от места, где будет осуществляться постройка того или иного сооружения. У всех этих методов имеются две общие стороны: перед установкой различных видов свай следует провести все необходимые расчетные работы и погружением свай должны заниматься исключительно профессионалы. Для каждого отдельного способа требуется специальное оборудование. Оборудования и инструменты могут быть разными для каждого метода погружения свай: сваевдавливающая машина, молоты (дизельные, гидравлические, паровоздушные), пневмоударная машина, кабестан. В любом случае помните, фундамент вашего дома должен быть крепким!

Бетонные, металлические или деревянные сваи заглубляют в наклонном положении или ставят вертикально. Стойки монтируют в почве у оснований сооружений для восприятия срезающей, выдергивающей или давящей нагрузки от дома на землю и передачи ее стабильным нижележащим слоям. Способы погружения свай различается и зависит от типа грунта, окружающей обстановки, конструкции опорного стержня.

Разновидности свай

Забивные виды углубляются в землю без предварительной выемки грунта при помощи копров (молотов), вибрационных установок методом завинчивания или вдавливания. Сваи-оболочки монтируют вибропогружателями, при этом заранее разрабатывают почву под установку.

Буронабивные типы представляют собой погружение обсадной трубы с последующим бетонированием и установкой арматуры. Винтовые разновидности снабжают лопастями для последовательного вкручивания стержня в толщу земли.

Деревянные

Стойки из древесины погружают забивкой, ставят при малых статических нагрузках от надземной части, используют в индивидуальном домостроении и частично при промышленном возведении сооружений.

Деревянные столбы выполняют по технологической схеме:

располагают поодиночке;
делают составные сечения;
применяют пакетное расположение.

Материалом служат длинномерные бревна хвойных пород, иногда используют дуб. Изделия имеют поперечное сечение 22 – 34 см, длина составляет 700 – 800 мм, при этом сохраняется естественная конусность ствола. Деревянные сваи заглубляют паровоздушным, механическим молотом, применяют вибропогружатель свай.

Буронабивные

Представляют собой трубы-оболочки, которые заглубляются в землю и впоследствии бетонируются. Технология исполнения зависит от характеристик грунта и надземных нагрузок.

Разновидности набивных оболочек:

проходы, в которых не ставят обсадку, а бетонируют и армируют выемку в грунте;
скважины с монтажом оболочки из металлической трубы;
винтовой способ с одновременной выемкой земли и нагнетанием раствора.

Обсадку не ставят в сухих грунтах, кода стенки прохода отличаются стабильным состоянием. Оболочки применяют в размывающихся почвах и плывунах.

Железобетонные

Делают с применением тяжелого бетона и армирования. Железобетонные элементы с сечением 35х35 и 40х40 см выпускают длиной 16 м, а размер 30х30 см имеет протяженность до 12 м. Для увеличения высоты применяют составные сваи.

По типу нагрузки различают:

стойки-сваи, которые острием опираются на стабильные слои (скальные, мало сжимаемые);
висячие элементы, которые передают нагрузку боковым трением о грунт и пятой.

Для заглубления применяют копер на основе гидравлики или дизельной установки. Несущую способность определяют расчетом по формуле или проверяют статическим исследованием путем пробного вибропогружения железобетонных свай до условной готовности.

Трубобетонные

Такие стойки забивают пневматическими ударными установками. Трубобетонные сваи представляют собой стальные трубы конусной формы, которые заполняются бетонной смесью специальными насосами. Используют в городских условиях, когда есть большая скученность соседних строений. Тяжелую технику в таких условиях не применяют из-за сложности обстановки.

Габариты пневмоударного устройства позволяют использовать его в близости от существующих фундаментов других зданий. Трубобетонные стойки ставят на песчаных почвах, влажных грунтах, применяют для устройства оснований на дне водоемов.

Шпунтовые

Сваи выполняют из древесины, железобетона и металла, шпунтовочные виды ставят при возведении набережных, мостов, строительстве гидротехнических специальных сооружений, ограждений. При монтаже вплотную друг к другу получается стенка, через которую не проникает вода.

Конструкции предотвращают перемещение почвы с ограждаемой области на соседний участок, например, при земляных работах на большой глубине. При вибропогружении свай могут упасть части насыпей, откосов, склонов, поэтому с помощью шпунтовых стоек предупреждают оползни.

Грунтоплавленные

Сваи ставят в скважины, где предварительно сделано термическое укрепление почвы. Процедура изменяет структуру грунта, механические и физические свойства. При плазменном нагреве на землю действует высокая температура, магнитные волны и электростатическое поле.

Процесс состоит из преобразовательных стадий:

дегидратация (удаление влаги);
подогрев минеральных компонентов;
обжиг;
плавление;
дегазация, нагрев расплава;
твердение при постепенном охлаждении.

Новые связи в грунте придают массиву положительные физические характеристики, делая почву пригодной для восприятия больших нагрузок.

Особенности и последовательность погружения

Чаще всего для заглубления опорных элементов используется копер — установка для монтажа стоек в проектную позицию. Дизель-молот представляет собой агрегат для забивания стоек в грунт. В глину и песок стержни погружают при помощи вибропогружателя.

Гидравлический молот работает на базе экскаваторов, глыборазбивочных машин, манипуляторов, копров. Оборудование используют для разбивки горных пород, скального грунта, вечной мерзлоты. Применяют сваевдавливающие устройства и бурильные агрегаты универсального действия.

Осмотр свай перед работой

Технология вибропогружения свай предусматривает проверку соответствия марки стержней и фактических размеров опоры. В чертежах указывают модификацию элемента, габариты и отметку заглубления в грунт. В условиях строительной площадки проводятся статические и динамические испытания стоек в случае сомнения в проектных решениях.

Замеряют отказы на контрольных экземплярах — в конце погружения устанавливают точку остановки, когда его значение приближается к расчетному показателю, и останавливают заглубление. Делают залоговый контроль погружения, результаты записывают в журнал осмотра. Так проверяют и осматривают не меньше 10% опор на объекте.

Методы погружения опор

Перед работой обеспечивают сохранность близлежащих строений, обследуют их. Такое изыскание влияет на выбор способа погружения металлических свай, стоек из бетона, обсадных труб. Иногда усиливают существующие основания, укрепляют грунт. Сваи доставляют на площадку, уже подготовленные к монтажу.

Применяют методы заглубления:

ударом, забивкой;
бетонированием обсадных оболочек;
вибрационным погружением;
вдавливанием;
винтовым способом.

Эффективность погружения зависит от правильного выбора материала стоек и грунта.

Ударный

Свае передается поступательная энергия, при этом стойка заглубляется в землю, а часть почвы вытесняется наружу. Работу ведут с помощью ударных агрегатов самоходного или рельсового передвижения. В вертикальной позиции сваю удерживают копры со стрелами.

Первоначальное погружение проходит медленно, контролируют наклон стержня. На верхушку элемента надевают наголовник, чтобы ударная сила не разрушала тело сваи. Стойку заглубляют до достижения проектной отметки. Ударный метод используют на разных видах грунта, при этом работа проходит быстро. Стержни уплотняют почву вокруг себя на расстоянии до двух метров.

Буронабивной

Оболочки бетонируют составами марки от М 100 и выше, одновременно устанавливают продольные стальные стержни внутрь конструкции. Готовность сваи к нагрузке наступает через 28 суток, когда железобетон наберет заданную прочность.

Используют многоразовые трубы секционного типа. Участки опускают в скважину и вынимают после заливки следующего прохода. Секции скрепляют между собой сваркой или делают технологические соединения. Бурят скважины ударным способом, вращением, вибрацией, используют домкраты. Во время бетонирования смесь непрерывно уплотняют.

Вибрационный

Виброагрегаты снижают силу бокового трения и сопротивление почвы, поэтому требуется меньше напряжений. Вибрирование дополнительно уплотняет землю на расстоянии 1,5 – 3,0 сечения сваи и повышает несущие свойства грунта.

Вибропогружатели через наголовник передают стойке автоматические колебания, и погружение свай идет под влиянием веса. Тяжелые стержни погружают на низких частотах, а для легких стержней достаточно высокочастотного воздействия. Метод работает при монтаже во влагонасыщенных и песчаных почвах, плотных слоях, глинистых и суглинистых породах.

Вдавливание

Применяется в очень твердых и плотных слоях (исключение составляют скальные грунты). Вдавливанием заглубляют сплошные свайные элементы и непротяженные трубчатые экземпляры (3 – 3 метров). Стойку фиксируют в вертикальном положении, ствол закрепляют пневматическими зажимами. Наголовник надевают для передачи давления после погружения на 1 метр.

Если стержень не может достичь проектной отметки, его приподнимают специальным оборудованием, опять опускают и продолжают вдавливать в грунт.

Завинчивание

Так заглубляют винтовые свайные стержни, которые включают в конструкции наконечник с лопастными элементами для облегчения вхождения в почву. Сама свая представляет собой железобетонный или металлический ствол. Способ используют при погружении в рыхлых и подтапливаемых землях. Винтовые элементы используют в качестве основания для установки ЛЭП, строительства эстакад, мостов и других объектов со значительной нагрузкой.

Завинчивание применяют в регионах с плотной застройкой, например, в городах, где ударные нагрузки разрушат соседние фундаменты. Специальные агрегаты фиксируют сваю в инвентарной опалубке и передают крутящий момент с помощью трансмиссии на погружаемый элемент. Держатели разжимают стойку после достижения требуемой глубины.

Комбинирование

Чаще применяют сочетание удара и вибрации, легкое вхождение обеспечивают одновременным действием частотных колебаний, собственной массы и забивки. Комбинацию используют на плотных землях, где отдельные методы не дают результатов.

Установки для работы имеют две опорные рамы — на одной ставят ударный агрегат, вторая поддерживает стреловой вибропогружатель. Так заглубляют элементы высотой до шести метров. Сваи защищают наголовником после небольшого погружения в грунт (0,7 – 1,0 м).

При строительстве любого здания и сооружения одной из первостепенных задач, которую должен решить проектировщик, является выбор типа фундамента.

Современный уровень развития технологий, доступность строительных материалов и часто возникающая необходимость работы в сложных условиях сделали устройство свайного фундамента самым распространенным, экономичным и эффективным решением для большинства строительных площадок.

Работу со сваями можно осуществлять при любой погоде и любом климате, на различных грунтах, в том числе сложных и обводненных, при неровном рельефе местности и в условиях плотной застройки, когда рядом расположены другие здания или также ведется строительство. Применение свайной технологии обходится дешевле, чем устройство ленточных и монолитных фундаментов.

К тому же, в случае проведения предварительного лидерного бурения, сваи могут быть установлены практически в любой грунт! Погружение свай может применяться не только в строительстве фундаментов: такие процессы осуществляются также при устройстве скважин и шурфов.

Но для того, чтобы максимально эффективно решить задачи, стоящие перед строительством в отдельно взятых условиях, построить надежное и долговечное здание, необходимо правильно применять эту технологию. В первую очередь, нужно выбрать подходящие методы погружения свай.

Виды погружения свай

Сваи делятся на три основных вида:

буронабивные сваи формируются в предварительно пробуренных скважинах и устанавливаются без значительного ударного и вибрационного воздействия, позволяя осуществлять работы в стесненных условиях и рядом с другими строящимися объектами;
винтовые сваи состоят из ствола и винтовых лопастей, сконструированных для облегчения монтажа, и погружаются посредством завинчивания и вдавливания;
забивные железобетонные или грунтобетонные сваи погружаются в субстрат ударным методом и обеспечивают высокую прочность конструкции посредством дополнительного уплотнения грунта (при забивке он вытесняется наверх и в стороны, создавая область повышенной плотности).

В зависимости от выбранного вида свай, условий строительной площадки, экономических факторов и эксплуатационных требований, может быть выбран один из следующих методов установки свай:

забивка (ударный метод);
вибрационный метод погружения свай;
вдавливание;
завинчивание;
бурозабивной способ;
комбинированные технологии погружения свай.

Каждый из этих методов подходит для решения специфических задач, обладает своими преимуществами и недостатками.

Ударный метод погружения

Погружение свай забивкой – самый распространенный метод свайного строительства. Его осуществление возможно практически в любых условиях. При этом используется простое и надежное оборудование, а затраты на строительство невелики. Забивка свай обеспечивает следующие технологические преимущества:

Забивные сваи могут применяться даже там, где грунт содержит крупные включения твердых пород, строительные и промышленные загрязнения. Но в этом случае для успешного осуществления работ может понадобиться предварительное лидерное бурение.

Вибропогружение

Вдавливание

Вдавливание свай – специфический метод, применяемый на обширных строительных площадках и очень твердых грунтах. При этом необходимо предварительное выравнивание субстрата и проведение геодезических измерений. Устройство фундамента вдавливанием требует значительно меньшего количества свай, чем другие технологии, но и выстаивание фундамента может занять до 30 дней. Строительная техника, используемая при вдавливании, обладает большими габаритными размерами, поэтому устанавливать такие сваи имеет смысл только при крупномасштабных работах.

Завинчивание

Погружение свай в грунт завинчиванием использует специальные винтовые сваи с наконечниками из металла. Завинчивают такие сваи специальные установки на базе тягачей. Погружение металлических свай завинчиванием применяется при строительстве мостов, линий электропередач, вантовых сооружений, оказывающих на основание повышенные нагрузки. В отличие от других технологий свайного строительства, для винтовых свай применяется не наголовник, а специальные инвентарные оболочки.

Буронабивные сваи

Буронабивные сваи могут монтироваться с обсадными трубами или по технологии CFA (непрерывного проходного шнек). В первом случае в скважине предварительно устанавливается обсадная труба, защищающая стенки от осыпания. Затем труба заливается бетоном и, в последствии, может быть извлечена из скважины или использована в качестве части конструкции сваи. Во время буронабивного погружения по технологии CFA бетонный раствор вливается в скважину прямо во время бурения. Арматура при этом может быть расположена как по всей длине сваи, так и лишь в некоторых участках.

Применение буронабивной технологии позволяет осуществлять работы на сухих, заболоченных, рыхлых и плотных субстратах, слабых породах, песчанике и т.д. На грунт при этом не оказываются сильные динамические нагрузки и ударное воздействие. Буронабивные системы часто снабжены шумоизоляционным оборудованием, позволяя осуществлять строительство даже вблизи жилых кварталов.

Комбинированные методы устройства свай

К комбинированным методам устройства свай относятся виброударный метод, вибровдавливание, метод подмыва грунта и электоосмос.

Даже самый отдаленный от темы строительства человек понимает, что основой любого здания является фундамент, и осознает, что от его надежности и правильности исполнения зависит долговечность и прочность постройки. Когда речь идет о строительстве больших домов и ответственных объектов, выбирают обычно свайный фундамент. Его можно использовать на любых типах грунта, он обеспечивает постройке максимальную надежность, да и на монтаж такого фундамента времени уходит меньше, чем на возведение ленточного или любого другого типа основания. Для свайного фундамента используются разные типы свай и разные способы их погружения. Выбор зависит от типа грунта, расположения рядом других объектов, характера строения, длины свай и массы других факторов. Разберемся, какие способы погружения свай в грунт существуют, и когда лучше применять тот или иной метод.

Для начала несколько слов о видах свай. Они бывают набивными и забивными. Первые получаются в результате установки арматурного каркаса в заранее подготовленную скважину и последующей заливкой бетоном. Забивные сваи привозятся на место установки уже готовыми, для их транспортировки непосредственно к точке погружения используют крановые установки. Когда говорят о погружении, имеют в виду именно забивные сваи.

Погружение свай в грунт производят различными методами:

ударный;
вибрационный;
вдавливание;
завинчивание.

Комбинирование некоторых из этих способов позволяет говорить о нескольких смешанных методах погружения свай:

виброударный;
вибровдавливание;
погружение с подмывом грунта;
погружение с использование электроосмоса.

Разберемся с основными тонкостями каждого метода.

№1. Ударный способ погружения свай

Ударный метод предполагает передачу свае поступательной энергии, благодаря которой она погружается в толщу грунта, вытесняя его часть наружу или уплотняя его. Для этого используют сложные и тяжелые механизмы – ударные самоходные или рельсовые установки. Для их передвижения по строительной площадке необходима ровная поверхность, поэтому предварительно территорию необходимо выровнять. Свая удерживается в вертикальном положении благодаря копрам, своеобразным стрелам.

На первых этапах погружение осуществляется медленно, чтобы можно было контролировать правильный угол наклона. На саму сваю воздействует штанговый или трубчатый молот. При одинаковом весе трубчатый молот имеет в 2-3 раза более высокую силу удара, чем штанговый. Чтобы сваебойное оборудование не разрушило сваю, применяется специальный наголовник. Погружение продолжается до тех пор, пока свая не достигнет проектной глубины.

К главным преимуществам метода относят:

возможность проведения работ на любом типе грунта;
высокая скорость и производительность монтажных работ;
повышение несущих свойств фундамента, так как сваи, погружаясь в грунт, уплотняют его в зоне на 2-3 диаметра вокруг себя;
работы можно проводить практически в любую погоду.

№2. Вибрационный способ погружения свай

Благодаря вибрации, которая передается на сваю специальным оборудованием, значительно снижается сила трения и сопротивление грунта. Именно поэтому для погружения сваи на проектную глубину зачастую потребуется гораздо меньше усилий, чем при забивке. Нельзя забывать, что при вибрировании так же, как и при ударном способе, осуществляется уплотнение грунта примерно на 1,5-3 диаметра сваи (все зависит от типа грунта), так что можно говорить о появлении дополнительных несущих способностей.

Данный способ предусматривает использование вибропогружателей. Такие установки через наголовник передают на сваю механические вибрации определенной частоты. Благодаря подобному влиянию грунт становится как бы плывучим, и свая начинает погружаться под действием собственного веса. Если речь идет о длинных тяжелых сваях, то используют низкие частоты, для легких небольших свай больше подойдут высокие частоты (более 1500 колебаний в минуту).

Вибрационный метод погружения свай рекомендуют использовать в следующих случаях:

песчаные и водонасыщение грунты. Сваи-оболочки, металлический шпунт и железобетонные сваи в этом случае погружаются со скоростью 3,5-7 м/мин;
на маловлажных и плотных грунтах способ также применим, но для этого придется предварительно пробурить скважину;
при погружении в глинистые и тяжелые суглинистые грунты за 15-30 см до достижения проектной глубины лучше переходить на ударный способ.

Учтите, что в условиях плотной городской застройки, вибрация должна использоваться только лишь в нерезонансных режимах. Желательно, чтобы частота колебаний была не выше 40-50 Гц.

№3. Виброударный способ

Как следует из названия, этот метод предполагает комбинирование вибрационной и ударной нагрузки. На сваю одновременно воздействуют и колебания, и удары, что позволяет ей быстро и относительно легко входить в почву. Такой способ используют на плотных грунтах, где иной метод окажется нерезультативным.

Установка, которая осуществляет виброударное погружение, имеет две рамы: на одной располагается электрогенераторный ударный аппарат, на второй – стрела с вибропогружателем. Вибропогружатель соединяется со сваей при помощи наголовника, далее происходит позиционирование сваи и запуск механизма. Подобным способом можно погружать сваи длиной до 6 м.

№4. Вибровдавливание свай

Этот способ комбинирует ударный, вибрационный способ и метод вдавливания. На сваю воздействуют сразу три силы. Установка, которой производят работы, состоит из электрогенератора (работает от тракторного или экскаваторного двигателя), двухбарабанной лебедки, направляющей стрелы с вибропогружателем и блоков, через которые к вибропогружателю подходит вдавливающий канат от лебедки.

В обозначенном месте вибропогружатель поднимает сваю и устанавливает ее на ту точку, где будет происходить погружение. Свая защищается наголовником. При включении установки свая начинает погружение под действием вибрации, собственным весом, массы вибропогружателя, массы трактора или другой техники, ударной нагрузки. Удобно, что для установки не надо готовить пути перемещения. Способ подходит для работы со сваями длиной до 6 м.

№5. Погружение свай вдавливанием

Метод вдавливания используется на особо твердых и плотных грунтах (за исключением скальных пород) для погружения свай сплошного и трубчатого сечения небольшой длины (3-5 м). В основе метода – воздействие на сваю статической нагрузки. При работах используется спецтехника, которая занимает достаточно места, поэтому реализация способа возможна только на участках, где в распоряжении есть хотя бы 500 м 2 площади.

Сначала сваю в вертикальном положении размещают в направляющей стреле установки, а свайный ствол фиксируют зажимами. Свая углубляется на метр, после чего на ее голову опускают оголовник, который и будет передавать давление на сваю через систему блоков от базовой машины (экскаватор, трактор). Это давление заставляет сваю постепенно погружаться в грунт. Если свая не может достичь необходимой глубины, с помощью оборудования ее немного приподнимают, снова опускают и продолжают вдавливание.

№6. Погружение свай завинчиванием

Метод используются для винтовых свай. Они состоят из двух частей: стальной наконечник с прилегающими к нему лопастями (обеспечивает легкое вхождение в грунт) и сам ствол сваи из стали или железобетона. Завинчивание используют при строительстве мостов, линий ЛЭП и прочих объектов с большой нагрузкой. Оптимально способ подходит для применения на неплотных или подтапливаемых грунтах, может использоваться в условиях любого климата. Винтовые сваи можно вкручивать даже в зонах с плотной застройкой.

Завинчивание происходит благодаря специальному оборудованию, которое устанавливается на раму автотягача. На приводе установки сваю крепят в инвентарной оболочке (не с помощью оголовника). Крутящий момент от оборудования благодаря трансмиссии переходит на сваю, она начинает вращаться и заглубляться в грунт. Если грунт слишком плотный, то допускается небольшое поднятие сваи и повторный запуск механизма. После того, как требуемая глубина достигнута, свая разжимается.

№7. Погружение свай методом подмыва грунта

Метод подмыва грунта используется на сыпучих и рыхлых грунтах (песчаные и супесчаные грунты) для установки свай большого диаметра и длины. Не допускается использовать метод на просадочных грунтах и при угрозе просадки близлежащих зданий. Способ основывается на смачивании грунта и последующем снижении силы трения, благодаря чему свая легко входит в грунт под действием собственной массы и массы молота, установленного на нее.

Понятно, что о высокой несущей способности в этом случае речь не идет, поэтому часто способ подмыва комбинируют с ударным способом. В этом случае снижаются расходы и повышается надежность обустраиваемого фундамента.

№8. Метод электроосмоса при погружении свай

Метод электроосмоса нельзя считать самостоятельным – это, скорее, способ упрощения процесса погружения сваи. Хорошо подходит для плотных и водонасыщенных глинистых грунтов и суглинков. Суть метода заключается в соединении двух свай в электрическую сеть. Уже погруженная свая играет роль анода, а еще не забитая – катода. При включении тока грунт около анода теряет влагу – она переходит в зону около катода. В более влажный грунт, как известно, погрузить сваю намного проще. Погружение осуществляется ударным методом либо вдавливанием.

После того, как в сети пропадет ток, свойства грунта будут восстановлены в короткий срок, так что переживать по поводу несущей способности такого фундамента не стоит.

Буранабивной метод погружения свай

Оговоримся сразу, буранаибивной метод лишь косвенно относится к способам погружения свай, ведь в этом случае сваи создают сразу на участке, но коротко опишем и его. Сваи создают путем сооружения в заранее подготовленной скважине каркаса из арматуры, который потом заливается бетоном. Скважина создается с помощью ударного или вращательного бура.

Буронабивные сваи создаются одним из следующих способов:

обсадными трубами. В скважину устанавливается труба, которая защищает стенки от обваливания. Затем создается арматурный каркас и заливается подготовленный бетон. Сама труба может остаться в скважине или быть демонтированной. Естественно, в этих двух случаях необходимы разные трубы;
без обсадных труб. Бетонный раствор начинается вливаться в скважину по ходу ее бурения. Он укрепляет стенки и играет роль обсадной трубы. Далее в бетон помещается каркас из арматуры. Для более равномерного распределения бетона используют специальную трубу для заливки, с вибратором на конце.

Напоследок отметим, что сама схема погружения и последующего расположения свай также имеет большое значение:

рядовая схема предполагает равномерно удаленное расположение свай относительно друг друга. Подходит для песчаных и гравийных грунтов, не используется на плотных почвах, проста в реализации;
спиральная схема предполагает расположение свай от центра фундамента к его периметру по спирали. В этом случае можно говорить о максимально равномерном распределении нагрузки и снижении вероятности усадок;
секционная схема предполагает установку двух опор в одном ряду, последующий пропуск одного ряда и вновь установку двух опор. Так проходится все свайное поле, после чего в пропущенные ряды устанавливаются сваи. Вариант подходит для участков с плотным грунтом.

Сооружение фундамента – очень ответственный процесс, к которому необходимо подходить с пониманием особенностей почвы, специфики возводимого здания и рядом расчетов. Метод погружения вместе с другими факторами влияет на надежность фундамента, так что к его выбору необходимо относиться серьезно.

Читайте также: