Информационный портал про фундаменты

Технология погружения свай

Строительство свайного фундамента
Строительство свайного фундамента

Фундамент – это опора любой конструкции. При строительстве зданий используются различные виды оснований. Выбор в конкретном случае определяется характеристиками грунта на строительном участке, экономической целесообразностью, габаритами и массой возводимой конструкции, временным фактором. Если необходимо быстро построить сооружение на почвах со слабыми несущими свойствами, то часто используют свайные разновидности фундаментов. Опоры применяют готовые, произведенные на заводе, либо изготавливают на месте. Погружение свай выполняют, используя различные методы. Технология проведения работ в каждом случае отличается. От правильного выбора способа установки зависит время строительства, денежные и трудовые затраты.

Железобетонные опоры
Железобетонные опоры

Классификация свай

Сваи нашли свое применение при строительстве фундаментов различных объектов на грунтах, обладающих слабыми несущими свойствами. Ими также укрепляют боковые стенки котлованов, предотвращая возможность возникновения обрушений.

Виды свай, классифицируемые по разным признакам, представлены в таблице далее.

Классификационный признакРазновидности свайных опор
1используемый для изготовления изделий материалстальные, бетонные, деревянные, железобетонные
2конструкция опоркруглые, прямоугольные, многоугольные, составные и цельные, без уширения и с ним, квадратные, сплошные, пустотелые, винтовые, конические и призматические
3способ монтажанабивные, погружаемые
4характер опирания внутри почвысваи-стойки, висячие опоры

Железобетонные разновидности изделий могут быть армированы поперечно либо нет, с ненапрягаемой или напрягаемой продольно расположенной арматурой.

Набивные виды свай устраивают путем заливки бетона непосредственно в грунт, а погружаемые – это готовые изделия, которые монтируют наклонно либо вертикально.

Выбор метода погружения свай в значительной степени зависит от выбранной их разновидности по конструкции и материалу.

Установка свай
Установка свай

Методы погружения свай

Методы, с помощью которых выполняют установку свай, делятся на ударные и безударные. Первые – это высокоэффективные технологии, которые используют на практике, если диаметр монтируемых опор большой или почва плотная. Они наиболее распространены.

Когда на строительном участке грунт неплотный, сыпучий либо происходят регулярно подтопления, тогда применяют безударные методы установки. При этом требуемый результат достигается применением опор специальной конструкции, размягчением почвенной массы. Затраты труда в итоге снижаются примерно на 20-40 %.

Разновидности наиболее распространенных способов погружения свай представлены далее в таблице.

УдарныеБезударные
1вибрационныйподмыв грунта и вдавливание
2ударныйэлектроосмос
3виброударныйзавинчивание

Чтобы правильно подобрать метод монтажа свай в грунт, следует детально ознакомиться с плюсами и минусами каждого. При этом нужно учитывать геологические особенности участка, а также характеристики выбранных для строительства фундамента изделий.

Ударная технология погружения

Погружение свай данным методом основано на использовании энергии от удара. Под ее действием опоры заглубляются в почву, которая при этом смещается вверх, вниз и по сторонам. В процессе происходит уплотнение грунта (в радиусе 2-3 свайных диаметров), а также частичное его вытеснение на поверхность.

Ударный метод монтажа
Ударный метод монтажа

Для забивания в строительстве задействуют копры, которые создают ударное воздействие на опоры. Данная спецтехника оснащается штанговыми либо трубчатыми молотами.

Забивка свай штанговыми молотами происходит так:

  • ударная часть оборудования, которая представлена размещенным между направляющих штанг подвижным цилиндром, падает на поршень;
  • при этом происходит в камере сгорания выброс энергии;
  • из-за этого цилиндр подкидывает вверх;
  • под действием силы притяжения молот падает, осуществляется при этом удар по опоре;
  • весь цикл происходит до того, пока погружаемые сваи не окажутся забитыми до требуемой глубины.

Если используются трубные установки, то забивание происходит несколько иначе. Связано это с особенностями устройства и работы оборудования. Цилиндр, оснащенный шаботом (направляющими), не движется. Ударной частью выступает движущийся поршень с головкой. Когда топливо сгорает, тогда он ударяет по свае, зафиксированной с помощью закрепленного на молоте наголовника. Из-за этого контактная (верхняя) часть опоры не получает повреждений, а энергия по ударной площади равномерно распределяется.

Важным моментом является выбор наголовника с внутренним диаметром, соответствующим по размеру забиваемому столбу. Это обеспечивает сохранение вертикального положения опорой после установки ее по уровню при работе молота.

Если заранее заготовить требуемое число опор для взведения основания, то весь процесс проведения строительства ускорится.

Так как в работе задействуют специальную технику, самоходную или передвигающуюся по рельсам, то предварительно разравнивают всю площадку.

В вертикальном положении столбы закрепляются на имеющие вид стрел копры.

В самом начале процесс забивания происходит весьма медленно, потому что важно задать правильное направление погружения свае, чтобы не было ни малейших отклонений. При достаточном заглублении столба скорость работы поднимается до максимально возможного своего значения.

Погружение завершается, если достигнута глубина, указанная в проекте, либо нет движения столба некоторое время под ударами молота.

Применение ударного метода погружения достаточно распространено при возведении самых разных сооружений, что обусловлено высокой скоростью проведения работ, сравнительной их простотой, возможностью получения прочного фундамента. Это оптимальный вариант, если нужно построить здание большой площади, потому что снижаются затраты труда и денежных средств.

Вибрационный метод

Вибрационная технология погружения свай основывается на придании устанавливаемым столбам колебаний. Их действие через опоры распространяется по грунту, уменьшая его сопротивляемость. При этом сила трения между контактирующими поверхностями почвы и свайной конструкции снижается, что приводит к возможности понижения вдавливающего воздействия в несколько раз по сравнению с ударным способом.

Вибропогружение
Вибропогружение

Процесс требует использования вибропогружателя – электромеханической техники, которая работает по принципу поддержания дисбаланса вибратора. При этом складываются только вертикальные силы, а горизонтальные игнорируются. Результатом вибраций является разрушение различных типов грунта, приводящих к понижению его плотности и смещениям. Рабочая частота находится в диапазоне 400-450 колебаний в течение минуты.

Вибрационный метод позволяет применять изделия с сечением, превышающим 1 м. За четверть метра до проектной глубины вибрации прекращают и добивают столбы молотом. Это делается для более надежного их закрепления.

Если на неплотных грунтах используются нетяжелые сваи, длина которых не превышает 3 м, то необходимая амплитуда колебаний должна составлять больше 1500 в минуту. Это необходимо, чтобы ускорить заглубление и сохранить несущие характеристики почвы.

Пружинные вибромолоты получили наибольшее практическое распространение. Колебания создаются из-за вращения в разных направлениях их дисбалансных валов. Техника способна работать в автоматическом режиме, что ускоряет рабочий процесс и оптимизирует силу воздействий по его ходу.

Вибропогружение – это оптимальный метод для чрезмерно увлажненных песчаных почв. В сухих местностях понадобится предварительно с помощью буровой установки углубиться до определенной отметки. Слои глины проходят, повышая частоту колебаний. Погружение с помощью вибраций проводят при плотной застройке, только если техника работает в режимах без резонанса.

Виброударный способ погружения

При виброударном методе сваи погружаются в результате совокупных воздействий ударов молота и вибраций с одновременным применением статической нагрузки.

Виброударный метод в действии
Виброударный метод в действии

Рабочая установка по конструкции отличается от вибрационной и ударной. Она оснащена двумя рамами. На первой закреплен электрогенератор с 2-мя барабанами и лебедкой. На второй раме установлены направляющие с блоками и вибропогружателем. При начале работы последний элемент установки наголовником соединяют со столбом, поднимая после вверх. Установленная правильная свая под действием вибраций, собственной массы и ударов молота заглубляется в почву.

Виброударный способ совмещает в себе ударный и вибрационный методы погружения свай. Это упрощает работу. Данный вариант погружения позволяет использовать столбы до 6 м длиной, а при больших значениях данного параметра сложнее свайные опоры выставить в требуемом направлении, вдобавок можно их повредить.

Установка свай вдавливанием, вибровдавливание

Вдавливание столбов – достаточно эффективный, популярный метод их погружения. Он применяется при любых типах грунта на строительном участке. При этом предварительное выравнивание площади рабочей площадки не требуется, что ускоряет строительство. Также вдавливание менее опасно для окружающих построек, чем погружение опор виброударным либо вибрационным способами.

Реализация технологии вдавливания на практике
Реализация технологии вдавливания на практике

Применяются для работы столбы 3-6 м длиной круглого сечения. Величина вдавливающего усилия находится обычно в диапазоне до 350 кН.

Технология предусматривает вдавливание опор под действием статической нагрузки. Установка проходит в несколько этапов:

  • придают свайной опоре требуемое положение;
  • фиксируют сверху заглубляемого столба оголовок;
  • используя стрелу рабочего агрегата, выполняют вдавливание.

Если свая перестает вдавливаться, то ее поднимают на некоторую высоту, опуская после обратно и продолжая при этом процесс монтажа. Так проделывают до погружения столба на требуемую по проекту глубину.

Фундамент, возведенный по технологии вдавливания – это надежное основание для здания. При погружении столбов происходит уплотнение почвы и ее рыхлость уменьшается, что дает возможность использовать меньшее количество свай.

Недостатки метода вдавливания следующие:

  • большие габариты используемой техники, из-за чего применять ее можно только при площади стройплощадок более 500 м.кв;
  • стоимость проведения работ выше, чем при их выполнении ударным способом.

Для ускорения и облегчения процесса погружения оказывают дополнительно вибрационные воздействия на сваю. Вибровдавливание эффективнее обычного вдавливания, при этом возможность разрушения или деформации опор сводится к минимуму. Если грунт плотный, то предварительно бурят скважины требуемых размеров, которые определяют нужное направление установки опоры.

Завинчивание

Технология с применением завинчиваемых опор предназначена для возведения фундаментов под малоэтажные, нетяжелые сооружения на подтапливаемых либо неустойчивых типах грунта. Она относительно несложная и применяется в регионах с различным климатом.

Завинчивание винтовых свай вручную
Завинчивание винтовых свай вручную

Для завинчивания используются только винтовые сваи. Наличие лопастей позволяет вкручивать их в почву без специальной техники. Это также придает дополнительную стойкость к вырывающим воздействиям и горизонтальным сдвигам. Винты делают из железобетона либо стали.

Винтовые сваи используют без проблем при близком расположении различных построек. Просадка грунтовой массы под объектом не происходит.

Погружение свай с подмывом грунта

Технология погружения забивных свай с помощью подмыва грунта находит применение, если грунт рыхлый либо сыпучий. Максимально эффективен метод, когда необходимо заглубить опоры, имеющие большой диаметр или длину, либо оба параметра вместе.

Схема погружения опор с подмывом
Схема погружения опор с подмывом

Сущность способа заключается в том, что под воздействием сильного напора воды происходит размывание горной массы. Жидкость в заглубление подают по трубам, расположенным сбоку или в центре столба, диаметр которых составляет от 3,8 до 6,2 см. В результате этого происходит размягчение и разрыхление почвы. Вода также размывает стенки выемки, а трение опоры при установке о грунт уменьшается.

Под действием собственной массы столб погружается в скважину, при этом лишний грунт выдавливается на поверхность.

Боковое расположение трубок – это оптимальный вариант, позволяющий облегчить процесс погружения из-за значительного уменьшения бокового трения. Подающие воду концы располагают на расстоянии 30-40 см от острия сваи. Минимальная величина давления внутри труб составляет минимум 500 кПа.

Метод подмыва нельзя применять, если присутствуют почвенные слои, которые могут просесть. Также запрещено использование способа. Когда существует достаточная вероятность разрушения близлежащих построек. Подмыв заканчивают на глубине примерно от 0,5 до 2 м от проектной, чтобы не нарушить несущий слой.

Принцип технологии электроосмоса
Принцип технологии электроосмоса

Технология электроосмоса

Электроосмос – это технология, которая предполагает подключение к сваям электродов: к одной положительного, а к другой отрицательного. При этом во время погружения вода будет стекаться к опоре со знаком минус, чем облегчит ее продвижение.

Чтобы ускорить процесс, применяют специальную забивную установку. Когда ток будет отключен, тогда первоначальные свойства грунта восстановятся.

Схемы размещения свайных опор

Погружение свай при строительстве фундамента по любой технологии выполняют строго по схеме. Ее составляют заранее на этапе проектирования. С этой целью учитывают следующие факторы:

  • план участка, предназначенного под застройку;
  • конструктивные особенности создаваемого сооружения;
  • характеристику грунта.
Пример схемы свайного поля
Пример схемы свайного поля

На практике получили распространение следующие виды схем расположения опор основания:

  • рядовая;
  • спиральная;
  • секционная.

Первый вариант отличается несложным планированием и простотой реализации. Он считается оптимальным выбором на сыпучих гравийных либо песчаных типах грунта. На плотных разновидностях почв, где существует большая вероятность возникновения усадок, не рекомендуется применять рядовую схему расположения опор.

Монтаж свай по спирали выполняют от центра основания к его периметру или наоборот. Благодаря этому обеспечивается равномерное, правильное распределение между элементами опорной конструкции нагрузки на грунтовые слои. Это уменьшает вероятность возникновения прохождения процессов.

Секционную схему монтажа свайных опор применяют, если почва на стройплощадке плотная. Технология практической реализации состоит из таких этапов:

  • монтируют 2 сваи;
  • пропуская 1 ряд, устанавливают еще 2 опоры;
  • таким способом проходят все фундаментное поле;
  • в обратном направлении погружают столбы в пропущенных перед этим рядах.

Такой вариант монтажа не подходит, если почва рыхлая.

Выбранная схема должна сводить к минимуму все передвижения используемой техники, то есть оптимизировать данный процесс. Это значительно ускорит весь строительный процесс.

Процесс установки свай ударным методом с предварительным проведением бурения показан в ролике далее.

Ниже в видео демонстрируется монтаж опор вдавливанием под фундамент.

Погружение свай выполняют, используя различные методы, которым присущи свои достоинства и недостатки. От неукоснительного следования любой выбранной технологии при поэтапном проведении работ будет зависеть качество достигнутого результата, следовательно, и долговечность возводимой конструкции.

Выбор способа монтажа определяется видом используемых опор, структурой и свойствами грунта на застраиваемом участке. В большинстве случаев установка свай потребует применения дорогостоящей специальной техники. Самостоятельно смонтировать получится только некоторые их разновидности, например, винтовые, набивные.

Добавьте комментарий