Средства механизации для погружения свай, их выбор по технологическим параметрам.

Нормативными документами сваи заводского изготовления по технологии погружения подразделяются на следующие виды:

а) погружаемые в грунт без его выемки или в лидерные скважины с помощью молотов, вибропогружателей, вибро-вдавливающих, виброударных и вдавливающих устройств, а также железобетонные сваи-оболочки диаметром до 0,8 м, заглубляемые вибропогружателями без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью;

б) сваи-оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые частично или полностью бетонной смесью.

в) в ударной технологии 100% контроль качества материала ствола сваи возможен до погружения

г) технология вдавливания в условиях реконструкции при использовании малогаборитного оборудования возможно погружать малоразмерные составные сваи из подвалов зданий.

Сваи армируются сварными каркасами. В качестве продольной арматуры для каркасов свай используется горячекатаная арматурная сталь А-I, А-II, А-III. Поперечное армирование в виде спирали из проволоки диаметром 5 мм класса Вр-I. В верхней зоне сваи (голове), подвергающейся ударному воздействию, устанавливаются дополнительные арматурные сетки. Приставные каркасы острия привязываются к основному каркасу вязальной проволокой. Сваи, предназначенные для вибропогружения и прохождения плотных прослоек грунтов, усиливаются за счет более высокого класса бетона и дополнительных армирующих горизонтальных сеток.

Забивка

Основным агрегатом, использующимся для погружения свай, является молот, характеризующийся массой, высотой сброса и частотой удара. Молот для погружения свай перемещается по мачте копра. Копер состоит из базовой машины, мачты и подкосов, устройства для крепления мачты, лебедок. Базовая машина – это самоходный агрегат, используемый для передвижения копра к месту забивки сваи. Мачта – металлическая конструкция, обеспечивающая перемещение молота, установку, центрирование и наведение сваи на точку погружения.

Основным механизмом, погружающим сваи, является молот. Между сваей и ударной частью молота устанавливается металлический наголовник. Для предотвращения разрушения голов свай в наголовник устанавливают амортизаторы из плотных сортов дерева или ударостойких полимеров. К основным технологическим характеристикам молота относятся его полная масса и масса ударной части, частота ударов, расчетная энергия удара, высота подъема ударной части

Для снижения динамического воздействия от ударов сваи погружаются в предварительно пробуренные скважины. Бурение применяется и при наличии в грунте труднопроходимых прослоек, препятствующих погружению сваи до проектных отметок. Лидерные скважины устраивают обычно на 5 см меньше диагонали поперечного сечения погружаемой сваи. Глубина скважин должна быть ниже подошвы фундамента существующего здания или достигать подошвы плотной грунтовой прослойки, но не превышать 0,9 длины сваи в грунте.

Забивка свай состоит из следующих технологических этапов: 1) раскладка (подача) свай краном в зоне действия копра; 2) установка копра на точку погружения сваи; 3) подтаскивание и подъем сваи на мачту копра; 4) забивка сваи; 5) перемещение копра на следующую точку погружения; 6) вырубки бетона голов свай для оголения рабочей арматуры.

Вдавливание

Опыт эксплуатации установок вдавливания заводских свай (УВС) показал их эффективность при работе на расстояниях до 1,2 м от конструкций существующих зданий и сооружений; вблизи коммуникаций; в слабых грунтах, как альтернатива буронабивным технологиям, при рисках развития недопустимых деформаций грунтов.

К достоинствам технологии вдавливания свай относятся: а) гарантированное заводское качество сваи в грунте; б) по конечному усилию вдавливания можно прогнозировать несущую способность сваи по грунту без дополнительных испытаний; в) по сравнению с буронабивными технологиями нет зимнего удорожания и технологических перерывов на прогрев бетона; г) при работе с уровня дневной поверхности есть возможность додавливания сваи на 5–6 м до уровня проектной отметки без откопки котлована. К недостаткам технологии вдавливания относится следующее: а) при вдавливании свай в примыкании к существующим конструкциям часть свай не может быть погружена; б) наличие плотных грунтов может препятствовать погружению свай до несущего слоя; в) по сравнению с буронабивными сваями у типовых заводских свай имеются ограничения по длине и расчетной нагрузке.

Для УВС непрерывного действия с передачей вдавливающего усилия на верхний торец сваи технологическая последовательность вдавливания аналогична забивному способу: подтаскивае- ние и подъем сваи на мачту УВС, вдавливание сваи до проектной отметки и перемещение установки на следующую точку погружения. Рассмотрим последовательность циклического вдавливания свай: 1) подъем и заводка сваи краном в зажимное устройство УВС; 2) фиксация сваи гидравлическим цилиндром зажимного устройства; 3) вертикальное перемещение вниз зажимного узла со сваей с помощью двух цилиндров; 4) при достижении крайнего нижнего положения цилиндр зажимного устройства разжимается, высвобождая сваю, и вдавливающий узел поднимается в исходное верхнее положение, и далее цикл повторяется.

По способу перемещения по свайному полю различают следующие виды УВС: самоходные на базе экскаваторов и кранов; несамоходные перемонтируемые на каждую сваю краном и ограниченно мобильные на специальных модульных устройствах.

Технологическая последовательность работы модульной свае- вдавливающей системы следующая: а) модуль устанавливается краном по осям свайного ряда; б) на модуль монтируют УВС; в) гидроцилиндрами УВС наводят на точку вдавливания сваи; г) осуществляется подача сваи краном в зажимное устройство УВС; д) выполняется вдавливание сваи на проектную отметку; е) перемещение УВС по каретке поперечно оси модуля на следующую точку вдавливания осуществляется при помощи двух дополнительных гидроцилиндров.

При вдавливании свай в плотные грунты или в примыкании к существующим зданиям для снижения усилия вдавливания и исключения выпора грунта с деформациями конструкций зданий вдавливание выполняется в лидерные скважины. В этом случае применяется буровая установка (поз. 7 рис. 27). При вдавливании свай в примыкании к существующим зданиям работы, как правило, производят с поверхности земли без от- рывки котлована. Площадка, с которой будут погружаться сваи, должна быть горизонтально спланированной и усилена песком и щебнем для обеспечения маневра установки. Производительность погружения крайних свай у стен здания – не более 3–4 свай в день. Для предотвращения неравномерных осадок конструкций примыкающего здания сваи погружаются с наибольшим удалением друг от друга. При расположении свайного поля кустами порядок погруже- ния свай распределяется аналогично, т. е. сначала погружается одна свая из первого куста, затем свая из последнего, и в третью очередь – из среднего. В следующую смену таким же образом.