Методы погружения свай

Наиболее распространенные методы погружения свай основаны на забивке свай специальными агрегатами-молотами.

Содержание статьи:

♠ Контроль качества свайных работ;

♠ Погружение свай в мерзлых грунтах;

♠ Методы устройства набивных свай;

♠ Методы погружения свай;

♠ Свайные работы

◊ Вибрационный и виброударный методы.

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 ( рис-1,а,б). Вибрационный метод эффективен при несвязных водонасыщенных грунтах.

Рисунок-1.Оборудование для погружения сваи вибрационным методом

а-сваепогружающая установка; б-вибропогружатель простейшего типа; в,г-вибромолоты; 1-вибропогружатель; 2-экскаватор; 3-свая; 4-электродвигатель;5-корпус вибратора; 6-пригрузочная плита ; 7-наголовник; 8, 9-электродвигатель с пригрузочными плитами; 10-пружины; 11-вибратор с дебалансами; 12-наголовник; 13,14-ударная часть с электродвигателем с дебалансами;15-боек; 16-пружины; 17-наковальня

Более универсален виброударный метод погружения свай с помощью вибромолотов, которые по виду привода разделяются на электрические, пневматические, гидравлические и вибромолоты с двигателем внутреннего сгорания.Наиболее распространенные пружинные вибромолоты ( рис-1,в,г) 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, то есть увеличивать энергию удара с повышением сопротивления грунта погружению свай. Масса ударной части ( вибровозбудителя) вибромолота применительно к погружению железобетонных свай должна быть не менее 50% массы сваи и составлять 650…1350 кг.

◊ Погружение свай вдавливанием и вибровдавливанием

Статическое и вибрационное вдавливание свай производят с помощью установок, действующих на сваю массой либо массой и вибрацией одновременно. Для этого используют установки, состоящие из двух тракторов, оборудованных направляющей рамой, опорной плитой, наголовником для передачи давления, соединенным с вдавливающим полиспастом. На одном тракторе установлена грузоподъемная лебедка, на втором -тяговая ( рис-2,а).

Рисунок-2. Установка для погружения свай вдавливанием и вибровдавливанием

а-установка для погружения свай вдавливанием; 1-трактор с-100 с грузоподъемной лебедкой; 2-трактор С-100 с тяговой лебедкой; 3-рама направляющая; 4-подвижный наголовник;5-погружаемая свая; 6-наклонная эстакада;
б-установка для погружения свай вибровдавливанием. 1-двухбарабанная лебедка; 2-канат и блоки для подъема вибропогружателя; 3-рама стрелы( контур); 4-вибропогружатель; 5-направляющий трос и блоки

Трактор с мачтой устанавливают над местом погружения свай и с помощью малой лебедки опускают на землю опорную плиту. После этого на опорную плиту устанавливают пригрузочный трактор. Предварительно с помощью малой лебедки сваю помещают в проем мачты трактора, находящегося на грунте. Усилия от большой лебедки передаются на наголовник, который начинает перемещаться по направляющим, обеспечивая тем самым вдавливание сваи. Установка развивает усилие вдавливания до 350 кН и может погрузить за смену 13…15 свай длиной до 6 м.

Точность установки сваи обеспечивается устройством лидирующих направляющих скважин.Такие скважины устраивают буровыми станками на глубину, меньшую, чем проектная отметка погружаемых свай, на 0,5…1 м. Достоинство данного метода-простота монтажа на строительной площадке, недостаток-низкая производительность из-за малой маневренности. Более эффективен метод вибрационного вдавливания свай.

Вибровдавливающий агрегат ( рис-2,б) состоитиз двух рам. На задней раме имеется электрогенератор, работающий от тракторного двигателя и двухбарабанная лебедка, на передней раме -направляющая стрела с вибропогружателем. После включения вибропогружателя и лебедки агрегата свая погружается за счет собственной массы, массы вибропогружателя и части массы трактора, передаваемой вдавливающим канатом через вибропогружатель на сваю.Одновременно на сваю воздействует вибрация, создаваемая низкочастотным погружателем с подрессорной плитой.

◊ Погружение свай завинчиванием

Погружение свай завинчиванием

Метод применяется главным образом для устройства фундаментов под мачты линий электропередач, где сваи могут работать на выдергивание.Агрегаты для завинчивания свай (рис-3) смонтированы на базе автомобилей, имеют рабочий орган, четыре выносные опоры ( аутригеры), привод вращения и наклона рабочего органа, гидросистему, пульт управления и вспомогательное оборудование.

Рисунок-3. Установка для погружения свай завинчиванием

а-наконечник сваи с винтовыми лопастями; б-схема погружения сваи ; 1-рабочий орган; 2-редуктор наклона рабочего органа; 3-аутригеры( выносные опоры); 4-свая; 5-наконечник сваи.

Конструкциия рабочего органа позволяет выполнять следующие операции: втягивать винтовую сваю внутрь трубы рабочего органа( предварительно на сваю надевают инвентарную металлическую оболочку); обеспечивать заданный угол погружения сваи в пределах 0…45 градусов от вертикали; погружать сваю в грунт путем вращения с одновременным использованием осевого усилия; при необходимости вывертывать сваю из грунта.

Вращение рабочего органа и его наклон осуществляются от коробки отбора мощности автомобиля через соответствующие редукторы.Рабочие операции при погружении свай методом завинчивания аналогичны операциям, выполняемым погружением свай методом забивки или вибропогружением. Только вместо установки и снятия наголовника здесь надевают и снимают оболочки.

Погружение свай подмывом

Погружение свай подмывом. Для погружения свай с применением подмыва грунт разрыхляют и частично вымывают струями воды, вытекающими под давлением из нескольких трубок диаметром 38…63 мм укрепленных на свае. При этом сопротивление грунта у острия сваи снижается, а поднимающаяся вдоль ствола вода размывает грунт, уменьшая тем самым трение по боковым поверхностям сваи.

Рисунок-4. Установка для ускорения погружения свай методом подмыва

а-схема установки ; б-расположение труб подмыва в теле сваи; в-наконечник; 1-копровая рама;2-блок; 3-молот; 4-гибкий шланг; 5-противовес;6-трубка к насосу; 7-вентиль; 8-трубка для подачи воды; 9-свая

 

Расположение подмывных трубок может быть боковым, когда две или четыре подмывных трубки с наконечниками находятся по бокам сваи, и центральным, когда один многоструйный или одноструйный наконечник размещен по центру погружаемой сваи( смотри рис-4).При боковом подмыве трубки могут быть повреждены, а при перерывах в работе заполняться грунтом.

При неравномерном размыве сваи могут отклоняться от проектного положения.При боковом подмыве ( по сравнению с центральным) создаются более благоприятные условия для уменьшения сил трения по боковой поверхности сваи. Для подмыва грунта воду подают в трубы под давлением не менее 0,5 МПа. Подмыв не допускается, если имеется угроза просадки близлежащих сооружений.

◊ Погружение свай с помощью электроосмоса
Метод применяют при погружении свай в глинистые грунты. В этом случае после кратковременного действия постоянного тока вокруг забивной сваи, подключенной в сеть в качестве катода, влажность грунта возрастает, и в нем возникают водонасыщенные зоны. Погружение сваи -катода облегчается, поскольку уменьшаются лобовое и боковое сопротивления грунта.

У ранее забитой сваи, служащей анодом, образуется зона грунта со сниженной влажностью.После прекращения подачи тока восстанавливается первоначальное состояние грунтовых вод и несущая способность свай, являвшихся катодами, возрастает. Дополнительные операции при погружении железобетонных свай с использованием электроосмоса связаны с оснащением свай полосами стали-электродами, площадь которых составляет 20…50% боковой поверхности свай. Эта операция отпадает при погружении металлических свай, в частности с использованием при этом метода завинчивания.