Виды свай и способы их погружения

Деревянные, железобетонные, стальные и комбинированные сваи изготовляют на заводах, подсобных предприятиях или непосредственно на площадке в виде сплошных или полых стержней, труб и т. п.; грунтовые и бетонные сваи - непосредственно на месте, заполняя материалом полости специально подготовленных скважин заданного диаметра.

Деревянные сваи делают из прямых бревен диаметром 18-30 см. Для свай пригодны ель, сосна, дуб, лиственница, кедр, пихта. Нижний конец сваи заостряют и иногда защищают металлическим башмаком, а верхний уширенный- обтесывают конусно, чтобы насаженный горячим стальной бугель возвышался над головой сваи на 10-20 мм. Первые удары молота окончательно осаживают бугель на место и обжимают голову сваи, что предохраняет ее от размочаливания.

Эти сваи можно наращивать по длине, а также собирать в пакеты по три или четыре бревна (стыки при этом размещают вразбежку). Шпунтовые сваи делают из брусьев или досок. Они имеют продольный замок - шпунт, который направляет сваи при забивке ряда и повышает водонепроницаемость стенки. Железобетонные сваи бывают сплошные - квадратного, прямоугольного или многоугольного сечения, полые -квадратного с круглой полостью или кольцеобразного сечения (трубчатые) и шпунтовые- различных сечений, зависящих от типа сопряжения шпунтин.

Нижний конец сплошных свай усиливают острием, приваренным к продольной арматуре, верхний - сетками или спиральной арматурой, что улучшает сопротивляемость ударам. Сваи, предназначенные для погружения вибратором, снабжают в верхнем конце специальными деталями для его закрепления. Полые сваи делают без острия. Погружать их в грунт можно с открытым отверстием либо присоединив острие в виде железобетонного башмака на болтовом креплении.

Полые кольцеобразные и квадратные сваи изготовляют секциями, которые наращивают по мере погружения либо укрупняют заранее. Стальные сваи в виде труб применяют для устройства сталебетонных, а также винтовых стальных и комбинированных свай, состоящих из разных материалов (например, ствол сваи железобетонный, а винтовой наконечник стальной).

Стальные шпунтовые сваи специальных прокатных профилей изготовляют с замками на продольных кромках, обеспечивающими хорошее уплотнение примыканий в шпунтовых рядах и перемычках.

Все технологические приемы устройства свайных фундаментов можно свести к трем основным способам: забивке свай, безударному погружению (подмыв, завинчивание и вдавливание свай) и набивке в проектном положении. Наиболее распространенный метод погружения свай - ударный, основанный на забивке свай специальными агрегатами -молотами.

Наиболее распространены сваи длиной 6-10 м, забиваемые с помощью самоходных сваебойных установок. Ударным способом сваи погружают с помощью различных молотов: механических, подвесных, паровоздушных и дизель-молотов.

Механические и подвесные дизель-молоты применяются при сравнительно небольших объемах работ. Масса ударной части свободно падающего молота при забивке сваи в грунты средней плотности равна 1,25 массы сваи длиной 12 м с наголовником.

Паровоздушные молоты выпускают различных марок. У большинства молотов двойного действия ударной частью является поршень. Масса ударной части паровоздушных молотов двойного действия составляет 15-20% общей массы молота.

Широкое применение получили дизель-молоты благодаря высокой производительности, простоте эксплуатации. На стройках обычно применяют два типа дизель-молотов: штанговые и трубчатые. Ударная часть штанговых дизель-молотов - подвижный цилиндр, открытый снизу и перемещающийся в направляющих штангах. С падением цилиндра на неподвижный поршень в камере сгорания воспламеняется смесь воздуха и топлива, а образующиеся в результате сгорания смеси подбрасывают цилиндр вверх, после чего происходит новый удар, и цикл повторяется.

Ударная часть трубчатого дизель-молота - подвижный поршень с головкой, а неподвижная часть - цилиндр. Распыление топлива и воспламенение смеси происходит при ударе головки поршня по поверхности сферической впадины цилиндра, куда подается топливо. Число ударов в минуту у штанговых дизель-молотов - 50-60, а у трубчатых - 40-50.

Трубчатый дизель-молот по сравнению со штанговым при одинаковой массе ударной части обладает значительно большей энергией удара. Неотъемлемая часть дизель-молота - наголовники, необходимые для закрепления сваи в направляющих сваебойной установки и предохранения головы сваи от разрушения ударами молота. Размеры внутренней полости наголовника должны соответствовать размерам головы сваи. Между наголовником и сваей устанавливается амортизирующая прокладка.

Сваи начинают забивать с медленного опускания молота на наголовник после ее установки на грунт и выверки. Первые удары делают при небольшой высоте подъема молота - 0,4-0,5 м. В начале забивки необходимо внимательно следить за правильностью погружения сваи в плане и по вертикали.

Сваи забивают до проектной отметки или до получения расчетного отказа- минимальной величины погружения сваи за один или несколько ударов. Для этого в конце забивки, когда величина отказа сваи близка к расчетной, его измеряют с точностью до 1 мм не менее чем по трем последовательным залогам на последнем метре погружения сваи. При забивке свай подвесными паровоздушными одиночного действия или дизельными молотами залог принимают равным 10 ударам. При забивке свай молотами двойного действия за залог принимают число ударов в 2 минуты. Сваи, не давшие контрольного отказа, после перерыва в 3 -4 дня подвергают дополнительной забивке.

Железобетонные сваи, не достигшие проектной отметки, но имеющие расчетную величину отказа, срезают под одну отметку машиной или вручную с помощью отбойного молотка и газосварочного аппарата. В зависимости от формы и размера свайного поля, а также вида грунта применяют рядовую, спиральную и секционную схемы забивки свай.

Рядовую схему применяют при устройстве свайных фундаментов зданий и сооружений в несвязных грунтах. При строительстве линейного сооружения забивку свай производят последовательными рядами, по захваткам. Сначала забивают сваи в первом ряду на участке 1-2, затем на втором участке 3-4 и в третьем на участке 5-6. По окончании работ на первой захватке сваебойный агрегат переходит во вторую и продолжает забивку свай в такой же последовательности.

Спиральную схему применяют при кустовом расположении свай (например, под тяжелые колонны). Забивка начинается от центра куста и по спирали идет к периферии. Секционную забивку применяют при устройстве свайных полей на больших площадях в плотных грунтах. Сваи забиваются на площади каждой секции (2-3 ряда) с пропуском одного ряда между ними, то есть агрегат проходит через точки 1-12. Такая схема исключает неравномерное нарушение структуры грунта.

Вибрационные способы применяют при устройстве свайных оснований в песчаных грунтах, которые поддаются вибрации. При вибрационном способе сваю погружают при помощи вибрационных машин, оказывающих на сваю динамические воздействия, которые позволяют резко уменьшить трение боковой поверхности сваи о грунт.

Вибропогружатель - это электромеханическая машина вибрационного действия, которая подвешивается к мачте сваепогружающего агрегата и соединяется со сваей. Вибрационный метод эффективен при несвязных водонасыщенных грунтах.

Далее>>>