Вибропогружатель для свай

Особенности

Забивные сваи опираются на прочные слои грунта, а потому характеризуются высокой несущей способностью. Их использование, кроме того, предотвращает деформирование опасных слоев грунта, что при других условиях чревато неравномерным проседанием строения.

Забивка свай производится в следующие типы грунта:

• рыхлые песчаные и среднепрочные почвы;
• текучие и пластичные супеси;
• туго-, текуче- и мягкопластичные глины и суглинки.

Для забивки используются разные типы свай. Если говорить о форме сечения, то это:

• круглые (сплошные и полые);
• тавровые;
• квадратные.

В зависимости от применяемого материала выделяют сваи:

металлические – подходят для строительства крупных объектов из кирпича, на основе деревянного сруба, а также для возведения каркасных домов;

• железобетонные – используются под монолитные промышленные и многоэтажные объекты, рекомендованы под подвижные грунты;
• деревянные – подходят для частных домов, дач, небольших мостов, временных построек.

В зависимости от способа изготовления – монолитные и сварные.

Критерии выбора и особенности деревянных свай определяются по ГОСТ 9463-88. Для прочих изделий существуют нормативные документы.

Вне зависимости от вида сваи, они должны соответствовать следующим требованиям:

• один элемент должен выдерживать большую нагрузку;
• высокая трещиностойкость;
• устойчивость к высокой переменной нагрузке, способность функционировать в сложных гидрогеологических условиях.

Для забивки свай применяется спецтехника, оказывающая на элементы статическую (постоянное вдавливание) или динамическую (удары) нагрузку. Работы предваряются геологическими изысканием и забивкой пробного элемента. Последнее действие позволяет увидеть, насколько точны теоретические предположения о характере грунта, оценить поведение сваи в почве.

Если пробная забивка оказалась успешной, производится установка всех опор, организация основания, по окончании которой делается забирка фундамента. Последняя предполагает закрывание надземной части основания с целью его защиты от негативных факторов внешней среды. Забирка может выполняться с применением кирпичной кладки, досок, бетонного раствора. Получившийся цоколь затем облицовывается подходящим материалом.

Главным преимуществом свайного фундамента является, конечно, возможность возведения строений среднего и крупного размера на опасных, склонных к осыпанию и пластичности, почвах. Один элемент выдерживает нагрузку в 1,5 тонны. Это, в свою очередь, позволяет снизить количество свай, а, заодно, и уменьшить смету. Затраты на свайный фундамент окажутся меньшими по сравнению с расходами на организацию ленточного или монолитного аналога.

Помимо очевидного, метод забивки свай имеет следующие «плюсы»:

• расположенные рядом строения не испытывают динамических нагрузок;
• возможность строительства на рельефных грунтах, почвах, имеющих значительный наклон;
• сохранение общего вида ландшафта;
• высокая скорость возведения фундамента, отсутствие необходимости ждать, когда основание наберет прочность;
• подходит для любых типов строений;
• делает почти любой участок пригодным под строительство.

Советы

Вне зависимости от выбранной технологии и размеров, назначения здания обязательно составляются схемы, в которых отражены несущая нагрузка опор, глубина их заглубления, шаг, диаметр и так далее.

Если в строении предусмотрены тяжеловесные конструкции, например, печи, камины, то под них нужен собственный мини-фундамент. Он не связан с основным основанием и должен возводиться по собственным расчетам.

При забивании сваи своими руками следует помнить, что она должна устанавливаться ниже уровня промерзания грунта и проходить все слабые слои. Только так можно добиться прочности и надежности фундамента свайного типа.

Забивают сваи, как уже говорилось, до твердого грунта, глубина которого соответствует проектной документации

При этом важно убедиться, что элемент достиг твердых слоев, а не уперся, например, в камень. В противном случае не избежать перекоса сваи в процессе эксплуатации дома, что влияет на геометрию строения в целом

Погружение или забивание свай лучше вести в теплое время года, после того, как верхние слои почвы оттаяли. Если провести работы до заморозков не удается, то можно вести их в штатном режиме при условии, что грунт промерз на глубину не более метра.

Если промерзание более значительное, можно использовать специальное устройство – «паровую иглу». Она представляет трубку, на которой имеет отверстие – из него выходит горячий пар. Трубка опускается в скважину, способствуя размораживанию почвы. Для мерзлых грунтов подходит также буроопускной метод с предварительным бурением лидерных скважин.

Для забивки свай малого диаметра на небольшую глубину можно использовать ручной молот. Для более масштабного строительства применяют электрический или гидравлический молот. Их стоимость высока, но можно взять в аренду, если речь идет о частном домостроении.

При использовании буроопускного метода следует предварительно позаботиться о вывозе доставаемого в процессе бурения грунта. В противном случае уровень строительства поднимется в среднем на 0,5 м.

Стратегическое значение при лидерном бурении имеет глубина скважины. Она должна быть на полметра короче опоры. В противном случае не удастся обеспечить удерживание сваи грунтом.

О вибропогружении, вдавливании и забивке свай смотрите в следующем видео.

Методы ускорения процесса погружения свай

Такие методы основаны либо на энергии давления водяной струи (подмыв грунта), либо на использовании эффекта электроосмоса.

Подмывом грунт разрыхляют и частично вымывают струями воды, вытекающими под давлением из нескольких трубок диаметром 38… 62 мм, укрепленных на свае. При этом сопротивление фунта у острия сваи снижается, а поднимающаяся вдоль стволавода размывает грунт, уменьшая тем самым трение по боковым поверхностям сваи. Расположение подмывных трубок может быть боковым, когда две или четыре под-мывные трубки с наконечниками находятся по бокам сваи, и центральным, когда один одно- или многоструйный наконечник размещен по центру погружаемой сваи. При боковом подмыве (по сравнению с центральным) создаются более благоприятные условия для уменьшения сил трения по боковой поверхности свай. При боковом расположении подмывные трубки крепят таким образом, чтобы наконечники находились у свай на 30…40 см выше острия.

Для подмыва грунта воду в трубки подают под давлением не менее 0,5 МПа. Приподмыве нарушается сцепление между частицами грунта под подошвой и частично по боковой поверхности свай, что может привести к снижению несущей способности сваи. Поэтому сваи на последнем метре или двух метрах погружают без подмыва здбивкой.

Применение подмыва не допускается, если имеется угроза просадки близлежащих сооружений, а также при наличии просадочных грунтов.

Погружение свай с использованием электроосмоса применяют при наличии водонасыщенных плотных глинистых грунтов, моренных суглинков и глин. Для практической реализации метода погруженную сваю присоединяют к положительному полюсу (аноду) источника тока, а соседнюю с ней погружаемую — отрицательному полюсу (катоду) того же источника тока. При включении тока вокруг сваи (анод) снижается влажность фунта, а у пофужаемой сваи (катод), наоборот, повышается. После прекращения подачи тока происходит восстановление первоначального состояния фунтовых вод и несущая способность свай, являющихся катодами, возрастает.

Дополнительные операции при пофужении железобетонных свай с использованием электроосмоса связаны с оснащением свай полосами стали — электродами, площадь которых занимает 20…25% боковой поверхности свай. Эта операция отпадает при пофужении металлических свай методом завинчивания.

Применение метода электроосмоса, позволяет на 25…40% ускорить процесс пофужения сваи, а также уменьшить нафузки, необходимые для пофужения сваи.

Вибропогружение свай: особенности технологии

Технология вибропогружения свай известна довольно давно, но не так популярна как забивание опор. В основе данного подхода лежит снижение сопротивления подстилающих пород при направленном воздействии вибрации. В вертикальном направлении вибрация передается на погружаемый предмет, которым выступает выбранный тип свай. Передатчиком вибрации служит специальное зажимное устройство.

В техническом отношении данный процесс происходит за счет сочетания центробежной силы и статического веса сваи.

Применение специальных устройств, вибропогружателей, оптимально для несвязанных и насыщенных водой грунтов.

Под воздействием вибрационных сил происходит снижение силы трения и показателей сцепления в грунте. Увеличение амплитуды колебаний и веса погружаемого предмета ускоряет процесс погружения.

Методика разделяется на несколько этапов:

1. Подготовка сваи, доставка на участок производства работ и установка в рабочее положение.
2. Установка вибропогружателя и закрепление его на свае.
3. Проведение контрольных измерений и показателей установки опоры и вибропогружателя.
4. Погружение опоры в грунт до заданной проектом глубины.
5. Перемещение установки к новой свае.

Ударный метод

Технология ударного воздействия базируется на применении специализированных агрегатов – копров, которые оборудованы молотами, способными вбивать опоры в слои почвы. Сила удара молота о сваю сообщает ей поступательную энергию, под действием которой она заглубляется, вытесняя и уплотняя слои грунта. Площадь уплотнения оказывается равной примерно 2-3 диаметрам сваи и создаётся непосредственно в поле механического воздействия.

Виды ударных установок

Забивающая установка

Ударная установка может быть оснащена штанговым и трубчатым молотом. В штанговых машинах молот цилиндрической формы перемещается вдоль направляющих. При его падении на сваю в управляющей камере сгорания происходит повышение давления, в результате чего молот поднимается. Затем под действием силы тяжести он падает на сваю и цикл повторяется.

Трубчатый молот оснащён неподвижным цилиндром со специальной направляющей конструкцией, называемой шаботом. Ударная часть представляет собой поршень с головкой, который при сгорании топлива воздействует на сваю. Фиксация сваи выполняется наголовником, закрепляемым к молоту. Благодаря этому верхняя часть забиваемой опоры не повреждается под ударным воздействием, а сообщаемая энергия распределяется равномерно по её поперечной площади.

Погружение заранее изготовленных свай способно существенно ускорить процесс их забивки и, соответственно, закладки фундамента при любых температурах окружающей среды.

Как забивают сваи

Наверное очень большое количество людей знают о таком виде фундаментов как свайные фундаменты. Подобные фундаменты зачастую является единственным выходом в случае возведения зданий и сооружений на нестабильных и сложных грунтах (вечная мерзлота, заболоченные грунты, глинистые грунты и т.д.).

Основу данного фундамента составляют сваи, которые погружают в грунт на достаточно большую глубину. При этом нагрузка от тяжести здания передается на грунт в основном за счет большой силы трения боковой поверхности свай, либо опирания нижних плоскостей опор на глубинные слои, которые обладают большей плотностью по сравнению с поверхностными.

Погружение свай осуществляется несколькими способами, о которых мы и хотим рассказать. В зависимости от конструкции свай, различаются и методы с помощью которых осуществляют их погружение. Их можно забивать, завинчивать, погружать под воздействием вибрации и т.д.. Но теперь поподробнее…

1. Ударный метод

Подобный метод основывается на использовании ударных нагрузок на верхний участок сваи, за счет чего энергия удара передается на наконечник столба и он погружается в грунт. В результате воздействия ударной нагрузки на сваю, ее острая часть вдавливается в грунт, за счет чего частицы почвы смещаются в стороны и частично вверх и вниз.

По сути свая вытесняет объем грунта равный ее собственному объему замещая данное пространство. Подобный метод погружения позволяет забивать опоры с одновременным уплотнением основания под сваей.

Забивка свай осуществляется ударным методом с помощью специального оборудования – молотов различного типа. Наиболее распространены дизель-молоты. Они могут быть штанговыми и трубчатыми.

2. Вибрационный метод

Данный способ погружения свай в грунт основывается на  значительном уменьшении коэффициента внутреннего трения в грунте со стороны ее боковой поверхности. За счет подачи вибрации на сваю она под воздействием собственного веса, а также воздействия ударника вибромолота на верхнюю часть, начинает постепенно погружаться в грунт.

Наибольшая эффективность данного метода погружения свай присутствует в водонасыщенных грунтах. Влага в грунте как бы служит естественной смазкой для погружаемой сваи и процесс идет значительно быстрее чем в сухих грунтах.

3. Метод завинчивания

Этот способ применяется для свай с винтовой конструкцией наконечника. Изделия небольшого диаметра завинчивают вручную, что предусмотрено их конструкцией. Более тяжелые и массивные сваи с винтовым наконечником погружают подобным методом с помощью специальных установок на базе автомобильных тягачей. Как правило, подобный метод применяется при устройстве фундаментов для мачт радиосвязи, линий электропередач и других подобных сооружений.

Если рассматривать строительство частных домов, то наибольшее распространение в последнее время получили винтовые сваи, завинчивающиеся в грунт вручную бригадой в 2-4 человека. Несмотря на то, что основание под данной опорой не уплотняется, благодаря увеличенной площади опоры сваи (за счет плоскости спиральной резьбы) сваи обладают достаточно высокими показателями несущей способности.

4. Метод ускорения погружения свай

По сути это не основной способ забивки свай, а всего лишь метод ускорения процесса их забивки. Основан он на использовании эффекта электроосмоса или подмыва грунта с помощью водяной струи в месте погружения сваи. Подмыв грунта осуществляется с помощью специальных труб, закрепляемых вдоль сваи по которым подается под большим напором вода.

При этом процесс погружения проходит значительно быстрее. Электроосмос основывается на использовании электрического тока для уменьшения сопротивления грунта. Для этого возникает необходимость подключения к сваям источника тока (анод к погруженной свае, катод к погружаемой). За счет этого можно увеличить скорость погружения сваи до 40%.

Обустройство основания в вечномерзлых грунтах

Вечномерзлые грунты подразделаются на группы:

• мерзлая почва, промерзающая на глубину в зависимости от сезона;
• вечная мерзлота подразделяется на твердый и пластичный виды.

Особенности устройства свай в мерзлой почве

При устройстве основания в мерзлом грунте в летний и зимний периоды работы отличаются только применением менее мощного оборудования в теплое время года.

Для облегчения проведения работ и экономии топлива нужно предварительно утеплить место бурения. В качестве утеплителя используется: солома, ветки, опавшие листья, древесные опилки.

Особенности устройства свай в вечномерзлой почве

Рассмотрим, как устраивается свайное основание в вечной мерзлоте и чем отличаются методы по его установке от работ в мерзлой почве. О том, как проходят сваезабивочные работы и об особенностях строительства в вечной мерзлоте смотрите в этом видео:

Сваи в вечной мерзлоте должны вмерзнуть в грунт

Вечная мерзлота представляет собой очень плотный несущий слой, при бурении скважины его стараются не разрушить.

Если структура льда нарушилась, ее свойства восстанавливают до первоначальных параметров. Свая должна вмерзнуть в грунт, образовав единое целое с ледяным пластом.

В твердой мерзлоте распространен метод смерзания сваи с оттаявшим грунтом, оттаивания достигают с помощью напора горячего пара.

Промежуток времени между оттаиванием льда и погружением опоры не должен превышать 7-10 часов.

В пластичные грунты опоры опускают способом забивания или комбинацией бурения скважины с забиванием. Способ размораживания не подходит для данного вида из-за долгого срока замораживания оттаявшего слоя.

Нужен вибропогружатель? Арендуйте вибропогружение в «Арктик Гидро Строй»!

• экономичный расход энергии;
• компактность + маневренность (можно работать в ограниченном пространстве);
• качество и эффективность.

Мы также предлагаем материал для ограждений. У нас можно арендовать металлошпунты, купить новые или б/у, приобрести с возможностью обратного выкупа за 80 % исходной стоимости. Последнее актуально, если вам требуется временное ограждение для котлована, а по окончании работы материал будет не нужен.

Услуги строительства нулевого цикла, которые мы предоставляем:

• предварительные геологические изыскания на месте строительства;
• демонтаж фундаментов прежних сооружений;
• проектирование;
• полная подготовка площадки для работ – проведение коммуникаций, временные постройки, дороги, средства безопасности и др.;
• строительное водопонижение;
• бурение лидерных скважин под сваи/шпунты;
• монтаж и укрепление ограждений;
• демонтаж временного ограждения после завершения работ.

К вашим услугам:

• качественная импортная техника;
• квалифицированные рабочие;
• большой выбор марок металлошпунта;
• допуск СРО;
• быстрые сроки;
• низкие цены, различные варианты экономии;
• гарантия на ограждение.

Если у вас остались вопросы по выбору подходящего оборудования, наш специалист бесплатно проконсультирует вас.

Оставьте заявку на консультацию технического специалиста

Узнайте сколько вы сможете сэкономить с нами

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.

Метки:строительство

6.1.Технология погружения готовых свай.

Забивку
свай выполняют в соответствии с
исполнитель­ной схемой свайного поля
при наличии проекта производства работ.
Данные о погружении свай необходимо
записывать в «Журнал забивки свай».
В состав основных работ входят:

-перемещение
копра и копровой установки к месту
погружения
свай (сваи);

—
строповка и подтягивание сваи к копру;

—
установка сваи на точку погружения и
выверка правильности

её положения;

—
закрепление на свае наголовника;

—
установка погружателя и расстроповка
сваи;

—
погружение сваи с выверкой её положения;

— снятие
погружателя /молота/ и наголовника с
погруженной
сваи;

— срубка
не до погруженной части свай.

Забивку
свай начинают с погружения контрольных
свай, расположенных
за пределами свайного поля. Погружение
свай производится
до проектной отметки или проектного
отказа. Погружение
свай до проектной отметки возможно
только, когда под остриём
сваи залегают слабые грунты, а несущая
способность сваи
не превышает 20
т.
В большинстве случаев сваи забиваются
до
проектного отказа. Отказ — это расчетная
величина погру­жения
сваи от определенного количества ударов
(залога, обычно 10
ударов). Для вибропогружения и забивке
молотами двойного действия
отказ определяется величиной погружения
сваи за 1-2 минуты
работы установок. Определяют отказ с
помощью нивелиров и
специальных приборов — отказомеров.

С
целью сокращения времени для разворотов
и перемещения копров
и копровых установок необходимо применять
схему движения с минимальными затратами
времени на холостые хода и выби­рать
места стоянки агрегата, позволяющие
погружать с одной стоянки
несколько свай.

На
рис. 2
показана
схема передвижения сваебойного аг­регата
при забивке свай фундамента многоэтажного
жилого дама.
Копровая установка на базе экскаватора
с управляемой стрелой.

Рис.2
Схема забивки свай сваебойным агрегатом
на базе экскаватора.

а)
схема движения сваебойного агрегата:

1)
положение агрегата;

2)
путь
движения;

3)
забитые сваи_.

б) вид
по I-I

1) базовая машина
экскаватор Э-652;

2) копровая мачта;

3) молот;

4) свая.

Вибрационный метод.

Метод основан на значительном уменьшении при вибрации коэффициента внутреннего трения в грунте и сил трения по боковой поверхности свай. Благодаря этому при вибрировании для погружения свай требуется усилий иногда в десятки раз меньше, чем при забивке. При этом наблюдается также частичное уплотнение грунта (виброуплотнение). Зона уплотнения составляет 1,5…3 диаметра сваи (в зависимости от вида грунта и его плотности).

При вибрационном методе сваю погружают с помощью специальных механизмов — вибропогружателей. Вибропогружатель, представляющий собой электромеханическую машину вибрационного действия, подвешивают к мачте сваепогружающей установки и соединяют со сваей наголовником.

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 кол/мин), применяемых при погружении тяжелых железобетонных свай и оболочек (трубчатых свай диаметром 1000 мм и более), необходимо, чтобы момент эксцентриков превышал вес вибросистемы не менее чем в 7 раз для легких грунтов и в 11 раз для средних и тяжелых фунтов.

При вибрационном погружении в глину или тяжелый суглинок под нижним концом сваи образуется перемятая глинистая подушка, которая вызывает значительное (до 40%) снижение несущей способности сваи. Чтобы устранить возникновение этого явления, сваю погружают на заключительном отрезке длиной 15…20 см ударным методом.

Для погружения легких (массой до 3 т) свай и металлического шпунта в грунты, не оказывающие большого лобового сопротивления под острием сваи, применяют высокочастотные (1500 колебаний в 1 мин и более) вибропогружатели с подрессоренной пригрузкой, которые состоят из вибратора и присоединенного к нему с помощью системы пружин дополнительного груза и приводного электродвигателя..

Вибрационный метод наиболее эффективен при несвязных во-донасыщенных фунтах. Применение вибрационного метода для пофужения свай в маловлажные плотные фунты возможно лишь при устройстве лидирующих скважин, т. е. при предварительном выполнении другого процесса, требующего буровых механизмов.

Более универсальным является виброударный способ пофуже-ния свай с помощью вибромолотов.

Наиболее распространенные пружинные вибромолоты работают следующим образом. Вибровозбудитель при вращении валов с дебалансами в противоположных направлениях совершает периодические колебания. Когда зазор между ударником вибровозбудителя и сваей меньше амплитуды колебаний вибровозбудителя, ударник периодически ударяет по наковальне наголовника сваи.

Вибромолоты могут самонастраиваться, т. е. увеличивать энергию удара с повышением сопротивления фунта пофужению свай.

Масса ударной части (вибровозбудителя) вибромолота применительно к пофужению железобетонных свай должна быть не менее 50% от массы сваи и составлять 650…1350 кг.

В практике строительства применяют также метод, основанный на комбинированном воздействии вибрации (или вибрации с ударом) и статического пригруза. Вибровдавливающая установка состоит из двух рам. На задней раме находятся электрогенератор, работающий от тракторного двигателя, и двухбарабанная лебедка, на передней раме — направляющая стрела с вибропогружателем и блоки, через которые проходит к вибропогружателю вдавливающий канат от лебедки. Когда вибровдавливающая установка займет рабочее положение (крюк подвески вибропогружателя должен находиться над местом погружения сваи), вибропогружатель опускают вниз, наголовником соединяют со сваей и поднимают в верхнее положение, а сваю устанавливают на место ее забивки. После включения вибропогружателя и лебедки свая погружается за счет собственного веса, веса вибропогружателя и части веса трактора, передаваемого вдавливающим канатом через вибропогружатель на сваю. Одновременно на сваю действует вибрация, создаваемая низкочастотным погружателем с подрессоренной плитой.

Метод вибровдавливания не требует устройства каких-либо путей для рабочих передвижек, исключает разрушение свай и особенно эффективен при погружении свай длиной до 6 м.