Как и чем забивают сваи

Как и чем забивают сваи

Свайный фундамент – достаточно широко распространенное основание для любого типа зданий. Забивка свай может производиться в любое время года, при любой погоде и даже в замерзший грунт. В зависимости от типа основания и используемых материалов разделяются и технологии заглубления опоры в грунт.

Дизельные молоты применяются при сравнительно небольших, средних объемах работ. Для грунтов средней плотности вес молота, свободно падающего на наголовник и передающего усилие забиваемой свае равен 125% веса двенадцатиметровой сваи с наголовником.

Широкое применение получила забивка свай дизель молотом — благодаря продолжительному периоду применения, предельно простоте в эксплуатации и достаточно высокой производительности. Рабочая деталь штанговых дизель-молотов — перемещающийся по направляющим штангам молоток-цилиндр. При ударении цилиндром по неподвижному поршню в камере сгорания моментально воспламеняется топливо. В результате цилиндр подскакивает вверх, после чего под собственным весом опять опускается и цикл повторяется, до 60 раз в минуту.

Гидравлические молоты сваебойных установок отличаются возможностью регулирования силы удара в широких пределах, отсутствием копоти. Однако требуется гидравлическая станция — оборудование более сложное и дорогое. Гидравлические молоты могут быть навесными на самоходных кранах. А могут быть отдельными установками — такими, как Junttan PM-25.

Погружение сваи — начальный этап

Свая поставлена и выверена. Теперь осторожным опусканием молота делаются первые удары при небольшой высоте подъема молота. На начальном этапе внимательно отслеживается вертикаль движения ж/б опоры. После первых нескольких ударов копровщик проверяет вертикальность колонны, которую при необходимости корректирует оператор сваебойной установки.

Получение расчетного отказа

Сваи погружают до проектной отметки либо до получения расчетного отказа — минимальной величины погружения за один или несколько ударов. Когда величина отказа сваи близка к расчетной, его измеряют с точностью до 1 мм как минимум по трём последовательным залогам на последнем метре заглубления сваи. Для дизельных молотов залог принимают равным 10 ударам. Для молотов двойного действия за залог принимают количество ударов в промежуток времени 2 минуты. Сваи, не давшие контрольного отказа, подвергают добивке через несколько суток.

Железобетонные сваи с расчетной величиной отказа, но не заглублённые до проектного уровня, срезают под один уровень машиной или с помощью отбойного молотка и газорезкии.

Технология погружения свай забивкой в Москве применяется с ограничениями по причине плотной городской застройки и густой сети подземных коммуникаций. В этих условиях применяются другие методы погружения готовых свай или технология буровых свай.

Забивка свай с лидерным бурением

Сваебойная установка оснащается бурильным оборудованием и перед каждым погружением выполняется бурение скважины на проектную глубину, после чего бурильная колонна отводится в сторону, установка подтягивает сваю и выполняется забивка уже со значительно меньшим усилием.

Метод погружения свай вдавливанием отличается исключительно бережным воздействием на тело опоры и на грунт строительной площадки, а также поразительной для рабочих режимов сваебоя бесшумностью. Данный метод рекомендуется для бюджетного проведения свайных работ с готовыми ж/б опорами даже в районах плотной городской и промышленной застройки, в непосредственной близости от соседних зданий (вплоть до дистанции менее 1 метра).

Преимущества и недостатки забивных свай

Технология закладки фундаментных оснований с помощью забивных свай все чаще используется при возведении частных жилых домов и при обустройстве построек хозяйственно-бытового назначения. Связано это с преимуществами, характерными только для этого вида фундаментов:

• универсальность;
• оперативный монтаж – полноценное основание можно подготовить за 1-2 дня;
• минимальный объем земляных работ, что сокращает расход строительной смеси на 20-30%;
• проведение работ в любое время года:
• высокая несущая способность, устойчивость к деформациям и долговечность основания дома.

Свайные фундаменты возводят в любых климатических условиях и на любом грунте. Не имеет значения и рельеф местности, где предполагается вести строительные работы.

Если при закладке обычного бетонного основания кладку стен начинают только через 20-25 дней, то при обустройстве свайного фундамента к строительным работам можно приступать немедленно.

Недостатки, присущие свайным фундаментам:

• Необходимость тщательной геологической разведки территории, выделенной для строительства. Ошибки, допущенные при проведении изыскательных работ, могут в дальнейшем обернуться деформацией фундамента.
• Требования, касающиеся расстояний до близрасположенных строений.
• Необходимость применения узкоспециализированной техники. В некоторых случаях допускается забивать сваи при помощи ручного молота.

В доме, возведенном на свайном фундаменте, обустроить подвал и/или цокольный этаж не представляется возможным.

Способы оптимизации процесса забивки

Впрочем, процесс забивки сваи в грунт поддается оптимизации, позволяющей избавиться от большинства недостатков этой технологии.

И такую оптимизацию организуют с помощью следующих технологических приемов:

• Лидерного бурения.
• Размягчения грунта.
• Электроосмоса грунта.

Далее по тексту мы познакомим наших читателей с сутью упомянутых технологических приемов.

Технология забивки свай в лидерные скважины

Суть этой технологии — бурение перед забивкой или погружением опоры. То есть, свая погружается не в плотный грунт, а в шахту, диаметром не более 75-80 процентов от габаритов поперечного сечения опоры.

В итоге, свая раздвигает (уплотняет) стенки лидерной шахты. И этот процесс происходит под действием существенно меньших усилий, генерируемых ударной частью копра. Причем погружение скважины в опору не сопровождается лишь сильным шумом, а вибрации в грунте практически отсутствуют.

Ну а если вместо сваебойного инструмента использовать гидравлический пресс, то погружение опор в лидерные скважины можно практиковать даже на территории жилых кварталов.

Технология погружения опор в размягченный грунт

Погружение в размягченный (подмытый) грунт требует существенно меньших усилий. Ведь, чем выше влажность грунта, тем меньше его несущая способность (сопротивляемость внешним нагрузкам).

Поэтому в особо тяжелых случаях на пяту сваи надевают особую насадку с форсунками, разбрызгивающими воду под давлением в 5-10 атмосфер. Форсунки связывают с нагнетательным водопроводом с помощью двух трубопроводов, расположенных вдоль тела сваи.

В итоге, погрузив сваю в мягкие слои грунта у поверхности, в трубопровод подают воду под нужным давлением и дальнейшее погружение сваи происходит в почву с совершенно иными характеристиками. Ну а финальные метры погружения (от полутора до двух) гидромолот для забивки свай поработает на полную силу. Ведь это расстояние придется пройти без подмыва.

Технология забивки с использованием электроосмоса

Эффект электроосмоса предполагает искусственное изменение влажности в почве, окружающей катод, после подключения электричества к паре заглубленных в грунт электродов.

Роль катода, в данном случае, играет погружаемая опора. Ну а в качестве анода придется выступить уже погруженной опоре. В итоге, металлический (или покрытый металлом) катод (забиваемая опора) погружается в грунт практически беспрепятственно: ведь увлажненная притянутой жидкостью почва не может сопротивляться давлению на оголовок сваи.

Ну а после погружения ток просто выключат, и естественная влажность грунта будет восстановлена. И при должном подходе к безопасности эту технологию можно практиковать даже на очень сложных, глинистых грунтах с большой влажностью.

Но каким образом происходит забивка свай под фундамент? Давайте рассмотрим каждый аспект.

Шаг 1. Анализ грунта с инженерными испытаниями

Специалисты перед началом монтажных работ проводят геологические изыскания на месте застройки. Свайной фундамент практичен тем, что позволяет использовать его в качестве основания под любой грунт, кроме скалистого.
Но перед началом забивки требуется проверить несущую способность свайного элемента и параметры почвы. Что требуется для этого?

• Выполнить буровые работы. По периметру строительного участка формируются скважины на глубину расчетного погружения для выявления грунтовых вод.
• Взять пробу почвы. Лабораторные анализы позволят узнать модуль деформации, угол внутреннего трения и информацию о влажности и пластичности грунта.
• Выполнить пробную забивку. Несколько свай забиваются в землю для определения фактической несущей способности и параметра их «отказа».

Важно: Испытания сваи выполняются статическим или динамическим способом.

Клиенты строительных фирм всегда выбирают второй способ, ввиду его низкой стоимости. На погруженные столбы воздействуют ударными нагрузками дизель-молота и замеряют глубину осадки с помощью нивелира.

Шаг 2. Подготовительно-земляные работы

После геологических исследований происходит подготовка участка для забивки свай под фундамент. Поверхность по территории вычищается от растительности, пней, камней и валунов. Плодородный слой почвы срезается по всей площади на 12-15 см. Чтобы исключить вероятность просадки грунта под весом строительной техники, необходимо в местах проезда уложить железобетонные плиты или инвентарные щиты.
Важно: Если в проекте под ключ предусмотрен подвальный этаж – производиться откопка котлована. Работа экскаватора выполняется по ярусной схеме через каждые 1-2 метра.

Шаг 3. Разметка свайного фундамента для забивки

Инженеры прокладывают базисную линию на основе несущей стены будущего строения. Вся разметка фундамента происходит на ее основе. Дальше следуют 3 этапа.

• Этап 1. Выполняется разметка промежуточных осей по внешнему контуру путем использования выносной обноски из прутьев или деревянных кольев.
• Этап 2. Разбивка свайного поля происходит в поперечных и продольных направлениях. Расстояние между каждой сваей контролируется компарированной рулеткой. Для разметки фундамента обычно выбираются одна из трех схем: параллельная, секционная или спиральная.
• Этап 3. После завершения разметки свай выполняется проверка правильности разбивки. На этом этапе контролируется отсутствие смешений обноски и промежуточных осей.
После проделанной работы инженеры переходят к главной процедуре.

Шаг 4. Забивка свай под фундамент

Для установки свайного фундамента под дом используется специальная строительная техника. Из самых эффективных и малозатратных способов монтажа чаще всего используют:

• ударный;
• вдавливание;
• вибровдавливание;
• лидерное бурение.

ЖБ мини-сваи

Современный и самый не дорогой тип фундаментов из мини-свай длиной не более 3-4 м. Такие сваи забиваются малогабаритными установками, что подходит для малоэтажного строительства.

Для небольших дачных домиков и хоз. построек можно использовать сваи длиной около 1,5 м, процесс их забивки занимает гораздо меньшее время и выполняется мини-копрами.

Сейчас данный вид устройства фундамента достаточно распространён из-за относительно небольшой стоимости агрегатов. Их малые габариты обеспечивают лёгкую транспортировку, небольшую стоимость работ заказчикам. Исполнителям работ из-за низких накладных расходов так же выгоден данный тип бизнеса. Пр наличии соответствующего образования и некоторого количества средств можно купить мини-копр, взять помощника, найти поставщика свай, например → Глобал ЖБИ, и заниматься хорошим делом — сваебойным бизнесом.

На этом мой рассказ закончен, надеюсь вы теперь хотя бы примерно понимаете как устраивается и работает забивной свайный фундамент!

Оставляйте ваши советы и комментарии ниже. Подписывайтесь на новостную рассылку. Успехов вам, и добра вашей семье!

Способы забивания свай

Сваи, забитые на большую глубину, предотвращают деформацию основания при замерзании или периодическом подтоплении почвы. Для погружения стержней на заданную глубину применяют ударный метод, технологию предварительного бурения, метод вдавливания, вибрации. Выбор способа зависит от типа почвы на участке застройки.

Ударный метод

Этот способ может применяться для строительства на любых типах почвы, включая промерзшие и каменистые. Забивать опоры ударным способом можно в любое время года независимо от погоды и температуры воздуха. Последовательность работ:

• копр устанавливают в нужной точке;
• опору поднимают и центрируют по отметке;
• сваебойная машина с закрепленным грузом наносит удары по верхней части опорного столба.

Вбивание сваи продолжается до тех пор, пока она не достигнет проектной глубины. Когда наконечник стержня достигает плотного, несжимаемого пласта, она приобретает нужную несущую способность. К плюсам этого способа относится высокая скорость монтажа, эффективность на всех типах грунта.

Метод лидерного бурения

Принцип метода — в точке монтажа бурят скважину, в которую и забивают опорный столб. Преимущества лидерного бурения:

• при меньшем воздействии ударных нагрузок снижается вероятность деформации опоры;
• снижается шумовое загрязнение и вибрационное воздействие на грунт;
• сокращается срок выполнения монтажных работ.

Технология бурения применяется при работе с твердыми, каменистыми и вечномерзлыми почвами. В сыпучих дисперсных грунтах с минимальной плотностью скважина выполняет роль направляющей. Если опоры погружаются на значительную глубину, то при ударном закладывании велика вероятность отказа сваи. Предварительное бурение позволяет пройти плотные слои и заглубить свайные конструкции на проектную глубину.

Метод вдавливания

Вдавливание стержней выполняется при помощи СВУ — сваевдавливающей установки. СВУ имеет большую мощность. Точечное давление, которое создает оборудование, превышает 1 000 тонн. Основные этапы монтажа:

• Техника заезжает на участок застройки и занимает исходную позицию.
• Кран поднимает стержень, устанавливает его в вертикальном положении в нужную точку.
• Гидравлический узел захватывает опору и вдавливает ее в грунт, пока не опустится в нижнюю точку. Затем он отпускает сваю и перемещается в верхнюю точку.

Цикл операций повторяется до тех пор, пока опорный столб не погрузится на расчетную глубину.

Метод вдавливания применяется в условиях плотной городской застройки. Эта технология позволят устанавливать опоры на расстоянии 1 м от уже существующих построек. К плюсам метода можно отнести отсутствие шума и почвенных вибраций в процессе работы. Благодаря этой особенности возможно строительство зданий и сооружений на участках с неровным рельефом и нестабильным грунтом, склонным к образованию оползней.

Вибрационный метод

Погружение опоры происходит за счет высокочастотных или низкочастотных виброколебаний, которые создает специальное оборудование. Это может быть вибропогружатель, вибрационный молот или квазистатическая установка. Под действием динамической нагрузки и веса вибропогружателя свая с заостренным наконечником проходит верхние слои грунта и заглубляется в плотный пласт. Этот метод эффективен при строительстве фундамента на участках с песчаной почвой, супесями, низкоплотными водонасыщенными грунтами.

• Столб при помощи стрелового крана устанавливают в вибропогружатель в вертикальном положении с обязательной проверкой уровня нивелиром.
• Вибропогружатель включают на минимальную скорость и начинают медленно вдавливать опору в почву.

Вибрационный метод обеспечивает дополнительное уплотнение грунта вокруг опоры, увеличивая ее устойчивость. На плотных грунтах применяют вибромолот, который создает два вида нагрузок — вибрационную и ударную.

Что такое свайно-забивной фундамент

Свайно-забивной фундамент представляет собой опорную конструкцию, состоящую из системы вертикальных опор, погруженных в грунт до появления контакта с плотными слоями.

Принципиальным отличием этого вида является способ погружения свай в грунт.

На инженерном языке это называется «вдавливание», а на практике производится забивание опор с помощью специальных машин — строительных копров. Особенностью забивного метода стал максимально плотный контакт опор с грунтом и большая глубина погружения — от 3 до 25 м.

Для обеспечения прохода сквозь слои грунта нижний конц сваи заострен, что отличает их от буронабивных вариантов опор, которые часто имеют утолщение в нижней части для образования бетонной подушки.

Современные виды свай имеют высокие показатели прочности и надежности. Они позволяют образовать свайное поле, способное выдерживать вес больших и тяжелых зданий без опасности проседаний или деформаций опорной системы.

Как правильно забивать сваи

Существуют не только разные виды фундаментов, выполняемых из свай, но и забивку их можно провести несколькими способами:

• Удар;
• Вибрация;
• Вдавливание;
• Завинчивание;
• Использование электроосмоса и подмыва.

В некоторых случаях данные методы используются в группе.

Чтобы произвести забивку свай, необходим такой инструментарий:

• Специальный молоток;
• Копры с рельсовым и безрельсовым ходом;
• Установки самоходного вида для забоя свай;
• Наголовник;
• Вибропогружатель.

Технология забивки свай основана на применении ударной энергии, благодаря которой шпунты внедряют в землю. По мере того как происходит погружение, части почвы смещаются в сторону и наверх. Некоторый объем грунта утрамбовывается и основание уплотняется.

Нагрузка на сваи приходится на оголовок, и создает ее специальный механизм – молот. Они бывают разных видов, но используют чаще всего дизельный механизм (либо трубчатый, либо штанговый).