Забивка свай начинается с
того, что копер с опущенным
в нижнее положение молотом перемещают
к месту погружения сваи и после
выверки правильности положения
его направляющей по вертикали или
с требуемым наклоном закрепляют
неподвижно на рельсах с помощью
специальных натяжных скоб или аутригеров.
После этого молот поднимается по направляющим
и закрепляется в верхнем положении. После
этого подтягивают и закрепляют сваю на
копер. Убедившись в правильности установки
сваи, опускают на ее голову молот вместе
с наголовником и начинают забивку. Под
действием массы молота свая погружается
в грунт. Для обеспечения правильного
направления сваи первые удары производят
с небольшой глубины подъема молота, как
правило не больше 0,4-0,5 м. Во избежание
отклонения свай их забивают на глубину
1-1,5 м. В начале погружения необходимо
отсчитывать число ударов на каждый метр
погружения сваи, отмечая при этом среднюю
высоту падения ударной части подвесного
молота одиночного действия. При использовании
молотов и дизель-молотов замеряют время
действия молота, расходуемое на каждый
метр погружения сваи, число ударов в мин,
а молотов двойного действия — давление
воздуха (пара). В конце забивки с помощью
подвесных молотов и паровоздушных молотов
одиночного действия, когда острие сваи
приблизительно достигло проектной отметки
или получен проектный отказ, забивку
производят «залогами» по 10 ударов в каждом.
При забивке свай молотами двойного действия
и дизель-молотами считать удары из-за
их большой частоты (число ударов в мин
у штанговых дизель-молотов — 50-60, у трубчатых
— 47-55, молот двойного действия может делать
более 200 ударов в мин) практически невозможно;
в этих случаях за отказ принимают величину
погружения сваи за 1 мин. Отказы измеряют
с погрешность не более 1 мм. Сваи, не давшие
контрольного отказа после перерыва продолжительностью
в 3-4 дня, подвергают контрольной добивке.
Если глубина погружения не достигла 85%
проектной, а на протяжении трех последовательных
залогов получен расчетный отказ, выясняют
причины этого явления и согласовывают
с проектной организацией порядок дальнейшего
проведения свайных работ. Для определения
несущей способности проводят динамические
испытания свай. При динамическом испытании
определяют несущую способность сваи
в зависимости от энергии удара свайного
погружателя при ее забивке. Отказы при
этом способе устанавливают с помощью
отказомеров, которые можно ставить на
грунт или подвешивать на сваю.
При вибрационном методе погружения
сваю погружают при помощи вибрационных
машин. Суть метода состоит в том,
что при интенсивной вибрации
(амплитуда и частота колебаний)
преодолевается сопротивление трения
на боковой поверхности сваи и
лобовое сопротивление, возникающее
под острием сваи, что позволяет
погрузить сваю на проектную глубину.
Амплитуда колебаний и масса
вибросистемы должны обеспечить разрушение
структуры грунта с необратимыми
деформациями. Вибрационный способ применяют
в основном для погружения шпунта
и свай-оболочек в несвязные водонасыщенные
грунты. Высокочастотные подрессорные
вибропогружатели применяются для
погружения деревянного шпунта, а
также для нетяжелых железобетонных
свай и стальных труб; тяжелые низкочастотные
вибропогружатели используются для
погружения свай-оболочек и т. п. При
выборе низкочастотных погружателей (420
колебаний в мин), применяемых
при погружении тяжелых железобетонных
свай и оболочек диаметром 1000 мм и
более, нужно, чтобы число, выражающее
момент эксцентриков в кг*м, превосходило
число, выражающее массу вибросистемы,
не менее чем в 7 раз для легких
грунтов и в 11 раз для средних
и тяжелых грунтов. При вибрационном
погружении в глину или тяжелый
суглинок под нижним концом сваи образуется
перемятая глинистая подушка, вызывающая
значительное (до 40%) снижение несущей
способности сваи. Для устранения
этого явления сваю погружают
на последнем этапе длиной 15-20 см
ударным методом. Для погружения
легких свай (массой до 3 т) и металлического
шпунта в грунты, не оказывающие
большого лобового сопротивления, применяют
высокочастотные (1500 и более колебаний
в мин) вибропогружатели с под
рессорной пригрузкой. Вибрационный
метод погружения свай в плотные маловлажные
грунты применим только при устройстве
лидирующих скважин.
Вибрационное погружение
свай-оболочек производится согласно
проекту с извлечением или
без извлечения грунта из полости
сваи. Для удаления грунта используются
грейферы, виброгрейферы и эрлифтовые
установки. Вибропогружатели данного
вида имеют проходное отверстие,
благодаря чему можно чередовать
погружение и извлечение грунта без
снятия вибратора. При большой глубине
погружения и недостаточной погружающей
способности вибромеханизма применяется
подмыв грунта с подачей воды под
большим давлением. При погружении
свай-оболочек малого диаметра (до 1,2 м)
применяется центральный подмыв
с одной трубкой, установленной
внутри сваи, а при большем диаметре
— двумя или несколькими трубками,
установленными снаружи. Внутренний диаметр
трубок принимается от 37 до 131 мм, давление
воды — 0,4-2 МПа и более. Грунт вместе
е водой по затрубному пространству
выносится на поверхность и отводится
в сторону. Последние 0,5-1 м до проектной,
отметки свая погружается без
подмыва. Подмыв снижает несущую
способность сваи и при расчете
это необходимо учитывать. Способ подмыва
дает хороший результат только в
тех грунтах, которые поддаются
размыву водой, т. е. несвязных или
малосвязных; подмыв в макропористых
(лессовых) просадочных грунтах исключен.
При вибрационном погружении шпунта
через 2-2,5 м по длине шпунтового ограждения
погружаются маячные сваи, к которым
крепят горизонтальные направляющие таким
способом, чтобы расстояние между
ними в свету равнялось толщине
шпунта. Гребень шпунта должен быть
направлен вперед по ходу погружения.
При погружении металлического шпунта
большой длины направляющие устраиваются
в два и более ярусов. В некоторых
случаях применяется виброударный
метод погружения свай с помощью
вибромолотов. Вибромолоты могут
самонастраиваться, т. е. увеличивать
силу удара с повышением сопротивления
грунта погружению свай.
Для погружения в грунт
свай методом статического вдавливания
применяются специальные установки.
Сваи при этом погружают в заранее
пробуренные лидерные скважины, диаметр
и глубину которых подбирают
опытным погружением сваи. Лидерная
скважина, пробуриваемая с целью
уменьшения сопротивления грунта внедрению
сваи, одновременно является направляющей
для погружения сваи. Более эффективным
является способ динамического (вибрационного)
вдавливания свай с помощью вибровдавливающих
установок; в этом случае свая погружается
за счет комбинированных действий вибрации
и статической пригрузки. Применение
вибровдавливания позволяет повысить
эффект погружения, т. е. увеличить размер
сваи, осуществить погружение в более
плотные грунты, отказаться от устройства
лидерной скважины.
Метод завинчивания свай применяют
главным образом при устройстве
фундаментов под мачты электропередач,
радиосвязи и т. п., где могут быть
использованы несущая способность
винтовых свай и их сопротивление
выдергиванию. Завинчивают железобетонные
и стальные сваи со стальными наконечниками
с помощью специальной техники
(сваи небольшого диаметра длиной до 8
м) или с помощью кабестанов (кабестан
представляет собой механизм, включающий
пару захватов, обнимающих сваю и передающих
ей вращательное движение при погружении
в грунт) с установленными на них
электродвигателями.
Электроосмос применяют
для облегчения процесса погружения
свай в глинистых грунтах тугопластичной,
полутвердой и твердой консистенции.
После кратковременного действия постоянного
тока вокруг забиваемой сваи, подключенной
в сеть в качестве катода, влажность
грунта возрастает и в нем возникают
водонасыщенные зоны, благодаря этому
понижается сопротивление грунта и
сваи легко погружаются в грунт.
У ранее забитой сваи, служащей
анодом, образуется зона грунта со сниженной
влажностью. После прекращения подачи
тока происходит восстановление первоначального
состояния грунтовых вод, прочность грунта
восстанавливается и несущая способность
свай, являвшихся катодами, возрастает.
Наибольший эффект от применения метода
электроосмоса наблюдается при погружении
свай в глинистые грунты со степенью водонасыщения,
близкой к единице.
Рис. 16. Способы погружения
свай в мерзлые грунты:
а — обычная забивка при глубине промерзания
менее 30 см; б — забивка с помощью пробойника
при глубине промерзания до 50 см; в — установка
в оттаянный грунт; г — забивка в лидерную
скважину, диаметр которой меньше наибольшего
размера сваи; 1 — свая; 2 — мерзлый грунт;
3 — приямок в мерзлом грунте; 4 — оттаянный
грунт; 5 — лидерная скважина
Погружение свай в мерзлые
грунты имеет свои особенности (рис.
16). Без дополнительных операций, но
с некоторым снижением производительности
установок удается обходиться при
погружении свай мощными молотами и
вибромолотами, если глубина промерзания
не превышает 0,7 м. Забивка свай молотами
без дополнительных мер допускается
при небольшой глубине промерзания
— до 0,3 м; при промерзании не более
0,5 м с успехом используется пробойник,
при этом пробойник погружают
на всю глубину мерзлого грунта и
затем извлекают, сваю устанавливают
в образовавшуюся лунку и добивают
до проектной отметки. В остальных
случаях создаются условия, близкие
к летним. С этой целью предотвращают
замерзание грунта путем заблаговременного
утепления мест забивки свай подручными
материалами. Чтобы уменьшить глубину
промерзания, дно котлована засыпают
слоем снега высотой 70-80 см; по мере производства
работ снег убирают бульдозером. Мерзлый
грунт на месте забивки свай разрушают
механическими способами, принятыми при
разработке мерзлых грунтов; устраивают
лидирующие скважины или нарезают прорези
по рядам будущих свай; оттаивают слой
мерзлого грунта. Грунт оттаивают с помощью
ручных или станковых термобуров с реактивными
горелками. Грунт на глубину 6-8 м оттаивают
паровыми или электрическими трубками
(электронагреватели устанавливают в
узкие скважины, пробуренные в грунте
до отметки 25-30 см выше глубины промерзания),
а сваи погружают молотами или вибропогружателями
сравнительно небольшой мощности. Необходимо
учитывать, что при устройстве лидирующих
скважин несущая способность висячих
свай может снижаться на 15-20%, при оттаивании
несущая способность сваи повышается
на 10-15%.
Список
литературы:
- С.С. Атаев, «Технология строительного производства», Стройиздат, М.,-1984 г.