Портал о строительстве и ремонтных работах

Наиболее широко в строительстве используются готовые железобетонные сваи квадратного или прямоугольного сечения длиной от 3 до 20 м и сечением от 20×20 до 40×40 см. Применяются также составные сваи такого же сечения, сваи-ко­лонны и пирамидальные сваи, дающие возможность при том же расходе матери­алов повысить за счет распорного эффекта несущую способность почти в 1,5 раза. Наряду со сплошными сваями (без полостей в стволе) в незначительном объеме изготовляются полые (с продольной полостью в ее стволе), в том числе железобе-

тонные призматические и пирамидальные сваи с полостями различных попе­речных сечений, трубчатые (забивная цилиндрическая свая, образуемая погру­жением в грунт стальной или тонкостенной железобетонной трубы), пакетные — готовые сваи, полученные из нескольких продольных элементов, соединенных в пакет. К готовым сваям относятся и шпунтовые сваи (шпунтины) из досок либо брусьев с боковым гребнем и пазом или из специального прокатного профиля с замковым соединением по боковым продольным сторонам для образования в грунте водонепроницаемой шпунтовой стенки. Полые сваи, через полость кото­рых осуществляется охлаждение вечномерзлых грунтов в зимнее время, называ­ются холодными.

Тонкостенные полые сваи большого диаметра (свыше 0,8 м) с замкнутым по­перечным сечением (сваи-оболочки) позволяют экономить при одинаковой удель­ной несущей способности с традиционными конструкциями свай до 30% бетона и 10—20% арматуры. Сваи-оболочки имеют кольцевое сечение диаметром до 6 м и общую длину до 40 м, составленную из звеньев длиной 3—8 м.

Забивка свай осуществляется с помощью копровых установок (копров), смон­тированных на различном ходовом оборудовании: колесных тележках, спецшасси с пневмоколесным ходом, самоходных кранах и экскаваторах и др. Рабочим обо­рудованием таких установок являются свайные молоты. Свайныймолот со свай­ным наголовником навешивается на мачту копра. В зависимости от проектного положения свай применяются вертикальные Копры (для забивки вертикальных свай), наклонные (для забивки наклонных свай) и универсальные (для забивки свай в любом положении).

При выборе типа агрегата следует исходить из технологических условий пло­щадки, типоразмеров сваи, производительности и технологических особеннос­тей машины и сетки свайного поля.

До начала производства свайных работ должны быть выполнены следующие операции: отрывка котлованов и траншей, разбивка осей свайных рядов и мест погружения свай, устройство подъездных дорог, укладка свай у места их погру­жения с предварительным осмотром и в случае необходимости с отбраковкой. Для раскладки комплектов свай у мест их погружения используется грузоподъ­емный кран. Свая, являющаяся ориентиром при погружении других свай свай­ного или шпунтового ряда, называется маячной. В случае повреждения или недостаточной несущей способности проектной сваи рядом с ней погружается в грунт свая-дублер.

Технологический процесс погружения свай забивкой состоит из следующих операций: установки копра; подтаскивания сваи к копру (подтаскивать сваи мож­но только через отводной блок, закрепленный на основной раме сваебойного агрегата); подъема и установки сваи на место Погружения под молот (призмати­ческие сваи стропят, обязательно пропуская через монтажную петлю, тросом — удавкой, длина свободного конца которого не должна превышать 15 см); наведе­ния, ориентирования и погружения сваи ударами молота; перехода копра или

перемещения оборудования к очередному месту погружения свай. При этом 70— 80% рабочего времени расходуется на передвижки копров, сама же забивка свай занимает только 20—30%. Поэтому выбору наиболее подходящего сваебойного оборудования и рациональной схемы перемещения копров, подготовке путей, предварительному размещению свай на площадке, подаче их к копру, строповке и другим вопросам организации работ необходимо уделять большое внимание.

Свайные молоты подразделяются по виду привода, по способу управления и принципу действия. Они бывают: с механическим приводом (ударная часть этих молотов поднимается лебедкой); с гидравлическим приводом (преобразование и транспортирование энергии посредством жидкости); с пневматическим при­водом (используется энергия сжатого воздуха); дизель-молоты (работают по принципу двигателя внутреннего сгорания).

Системы управления свайными молотами делятся на рычажные, полуавтома­тические и автоматические. По принципу действия различают молоты: простого действия, у которых привод используется только для подъема ударной части, а забивка свай осуществляется ударом свободно падающего молота; двойного дей­ствия, у которых привод используется как для подъема, так и для забивки сваи (дизель-молоты).

В мировой практике самой многочисленной группой машин длязабивки свай, шпунта и труб являются трубчатые дизель-молоты. Они выгодно отличаются от других типов молотов независимостью от посторонних источников энергии, простотой конструкции, низкой себестоимостью и высокой производительнос­тью. У трубчатых дизель-молотов есть и существенные недостатки: они трудно запускаются при погружении свай в слабые грунты и не обеспечивают независи­мого управления при блочной и батарейной забивке свай.

Масса ударной части молота, в том числе дизель-молота, должна быть: при длине сваи более 12 м — не менее массы сваи; при длине сваи до 12 м при плот­ных грунтах — не менее 1,5 массы сваи, а при грунтах средней плотности — не менее 1,25 массы сваи, включая во всех случаях массу наголовника.’

Возрастающие нагрузки на фундаменты требуют создания сваебойной техни­ки с массой ударной части до 10 т, а для строительства монументальных сооруже­ний — паровоздушных молотов и гидромолотов с массой ударной части 50—200 т.

Выбор молота для забивки свай и свай-оболочек производят в зависимости от проектной несущей способности свай и их массы. Вначале определяют мини­мально необходимую энергию удара молота Э (в Дж):

Э= 175аР,

где а — коэффициент, равный 25; Р — несущая способность сваи, кН.

По справочным данным подбирают молот, энергия удара которого превышает значение Э. Проверку производят по условию:

(Q„ + q)/3p<K,

где Qe — полная масса молота, кг; масса сваи, кг;

Эр — расчетная энергия удара, Дж, равная 0,4 Qa для штанговых и 0,9 Qa для трубчатых молотов;

К — коэффициент, принимаемый равным: 6 — для трубчатых дизель-моло­тов; 5 — для штанговых молотов при забивке железобетонных свай.

Первые удары по свае производят с малой высоты — до 0,5 м, пока она не получит правильного направления. Затем силу удара молота постепенно увели­чивают до максимальной. От каждого удара свая погружается на определенную величину, называемую отказом. Сваи забивают до достижения расчетного отка­за, который принято находить как среднее значение замеров погружения от де­сяти Ударов. Серию ударов, выполняемых для замера среілней величины отказа, называют залогом.

Недобиванис свай по технологическим причинам и грунтовым условиям до­пускается на 0,5 м при их погружении на 10 м, и на 1 м при погружении на глуби­ну более 10 м. Отклонения верха голов догруженных свай не должны превышать +50 мм.

При застройке районов, где залегают значительные (до 40 м) толши слабых грунтов, применяются составные сваи из 8-мегровых элементов без острия на нижнем конце, имеющих специальные монтажные замки, которые обеспечива­ют равнопрочность сваи по всей длине. Составные сваи погружаются с помо­щью обычного сваебойного оборудования.

Технологический процесс безотходной забивки свай осуществляется в. такой технологической последовательности:

♦ с помощью вспомогательной лебедки в отверстие разрывного устройства устанавливают сваю, лебедкой опускают на верхнюю ее часть наголовник с молотом и начинают погружать сваю;

♦ после погружения модульная часть сваи наращивается следующей сваей. Состыкованные сваи погружают в грунт до необходимой отметки;

♦ недопогруженная часть сваи зажимается двумя поясами разрывного уст­ройства и отрывается;

♦ оторванная часть сваи, находящаяся в верхнем поясе разрывного уст­ройства, ориентируется на ось забивки следующей сваи перемещение^ коп­ра или манипулированием мачтой;

♦ затем молотом ее погружают в грунт и наращивают следующей.

Цикл повторяется. Для безотходной технологии сваи изготовляют одного ти­поразмера — модуля, имеющего специальное стыковое соединение.

Виброіюгружсіше свай, шпунтов, труб производится вибрированием с помощью вибропогружателя (вибрационной машины). При вибрации сцепление частиц грунта и трение сваи о грунт уменьшаются, и свая под действием собственного веса и веса вибропогружателя погружается в грунт.

Вибропогружатель состоит из вибратора направленного действия, электро­двигателя с редуктором, приспособления для крепления к верхнему концу сваи и пульта управления. Вибропогружатель можно использовать в комплекте с коп­ром или краном, имеющим направляющую стрелу.

Низкочастотные вибропогружатели применяются для погружения тяжелых свай, высокочастотные — легких. Низкочастотный вибропогружатель со стати­ческим моментом дебалансов 93 кН имеет частоту колебаний 7 с-1; возмущаю­щая сила его дебалансов — 185 кН; амплитуда колебаний (без сваи) —20 мм; мощ­ность электродвигателя — 69 кВт; масса — 4 240 кг. Вибропогружатель с такими параметрами обеспечивает погружение железобетонных свай квадратного сече­ния 35×35 см массой до 3 т и может быть использован для погружения свай-обо­лочек массой до 10 т в сочетании с подмывом грунта и его выборкой из полости.

Эффективность работ по погружению элементов в грунт увеличивается при дополнительном применении подмыва, который рекомендуется во всех случа­ях, когда грунты отличаются от водонасыщенных песков, а требуемая глубина погружения превышает 8 м. Например, без подмыва железобетонные сваи труд­но погрузить больше, чем на Юм, даже при погружении их в песчаные водонд — сышенные грунты. Вибропогружение весьма успешно применяется в гидротех­ническом строительстве при погружении металлических шпунта в водона­сыщенные песчаные грунты.

В последнее время вместо вибропогружателей часто используются вибромо­лоты (массой от 1 до 12 т), действие которых основано на сочетании ударных и вибрационных воздействий на сваю. Применение вибромолотов позволяет со­кратить время погружения свай и свай-оболочек до 8 раз по сравнению с погру­жением аналогичным по мощности вибропогружателем. Их использование осо­бенно эффективно при тяжелых грунтах с каменными включениями.

Безударное погружение готовых свай осуществляется тремя способами: завин­чиванием, вдавливанием и гидроподмывом.

Винтовые сваи наиболее широко применяются для устройства фундаментов радиомачт и опор ЛЭП в качестве анкеров, т. е. в тех случаях, когда имеют место выдергивающие нагрузки. Ствол сваи может быть стальным или железобетон­ным, башмак изготавляют литым из стали, чугуна или железобетона. Диаметр ствола — 40—60 см, диаметр лопастей — 1—2,5 м.

Винтовые сваи погружают в грунт завинчиванием с помощью кабестанов (ме­ханизмов, передающих свае вращательное движение при погружении в грунт) или специальных установок.

Статическое вдавливание свай осуществляется вдавливающим агрегатом на базе двух тракторов или системой гидравлических домкратов. Вибровдавливанйе производится за счет веса сваи, вибропогружателя и трактора, на котором смон­тирована установка.

Способ вдавливания эффективен при погружении коротких свай длиной до 6 м, при этом не разрушаются головы свай.

Суть погружения свай способом гидроподмыва заключается в том, что под дей­ствием воды, направленной под напором к острию сваи из одной или несколь­ких труб, лобовое сопротивление грунта снижается. Забивные сваи, погружае­мые в грунт с одновременным подмывом их водой, подаваемой под давлением под острие свай, называется подмывными. Висячие сваи погружать методом гид­роподмыва нельзя, так как при этом нарушается сцепление их боковой поверх­ности с грунтом.

Комментарии закрыты.