СПОСОБЫ ПОГРУЖЕНИЯ СВАЙ

Раздел статьи

ПОГРУЖЕНИЕ СВАЙ: СПОСОБЫ

При строительстве масштабных объектов и больших зданий чаще всего выбирают свайный фундамент. Этот тип фундамента подходит для различных типов грунта, обеспечивая надежную основу для будущих построек. Время возведения зданий с использованием свайного фундамента значительно сокращается по сравнению с ленточными или другими базисными типами фундаментов.

Производится по разным методикам:

• Ударная
• Вибрационная
• Вдавливающая
• Завинчивающая

При техниках разных видов возникает комбинированная методика:

• Виброударная
• Вибровдавливающая
• Погружающая, подмывающая грунтовые слои
• Погружающая, использующая электроосмос

Каждый метод достоин отдельного описания.

1. Ударный метод

Ударный метод заключается в использовании мощных ударов, которые передают поступательную энергию на сваю, заставляя её проникать в грунт. При этом часть земли выдавливается наружу, создавая плотную подушку вокруг сваи, что увеличивает прочность фундамента. Для реализации этой методики требуются тяжелые механизмы, такие как рельсовые или самоходные ударные установки.

Рабочие элементы фиксируются в вертикальном положении с помощью копров – специализированных стрел. Первоначально сваи погружаются медленно, чтобы обеспечить точный угол наклона и избежать брака. Основное воздействие осуществляется штанговыми или трубчатыми молотами. Трубчатые молоты при одинаковом весе имеют значительно большую силу удара, чем штанговые. Чтобы предотвратить разрушение конструкции от мощных ударов, используется специальный защитный наголовник.

Процесс заглубления продолжается до достижения проектной глубины, определенной на этапе гидрогеологических изысканий. Для Подмосковья средняя глубина составляет 2-3 метра, но в некоторых регионах с влажными песчаниками она может достигать 8 метров. Предварительные работы, такие как гидрогеологические изыскания, значительно упрощают и ускоряют процесс строительства.

Преимущества ударного метода:

• Возможность возведения зданий на любых типах грунта
• Высокая скорость выполнения строительных работ
• Увеличение несущей способности фундамента за счет уплотнения грунта вокруг сваи
• Независимость от климатических и погодных условий

2. ВИБРАЦИЯ

При использовании вибрационного метода погружения свай происходит снижение силы трения и сопротивления грунта за счет передаваемой вибрации. Это делает процесс погружения более эффективным и менее трудозатратным. Вибрация позволяет не только легче погружать сваи, но и дополнительно уплотняет окружающую грунтовую подушку радиусом 15-30 сантиметров, что придает фундаменту дополнительную прочность и устойчивость.

Для выполнения монтажных работ используются вибропогружатели, которые передают механические колебания через защитный наголовник на сваю. Вибрация строго определенной частоты превращает грунт в «плывучий», обеспечивая быстрое и плавное погружение свай под собственной тяжестью. Чем длиннее и тяжелее свая, тем ниже частота вибрации; чем легче и короче элемент, тем выше частота, доходящая до 1500 колебаний в минуту.

Процесс начинается с фиксации вибропогружателя и установки свай в исходное положение, что позволяет обеспечить их вертикализацию. Перед началом основных работ производится пробный запуск оборудования, чтобы выявить и устранить возможные отклонения от вертикали. Управление вибропогружателями требует высокой квалификации и опыта, поэтому такие машины обычно сопровождают профессиональные операторы, чьи услуги включены в стоимость аренды оборудования.

Этот метод особенно эффективен на участках с песчаным грунтом и избыточной водонасыщенностью. Процесс занимает от 3,5 до 7 минут, в зависимости от условий. В случае плотных и сухих грунтов, а также при наличии глины или тяжелых суглинков, может потребоваться предварительное бурение скважин. Если не удается достигнуть плановой глубины более чем на 30 сантиметров, необходимо переходить на ударный метод.

Недостатки: Вибрационный метод может быть менее эффективен в условиях плотной городской застройки, где необходимо избегать резонансных частот свыше 50 Гц, чтобы не повредить соседние здания.

3. ВИБРОУДАРЫ

Виброударный метод сочетает в себе элементы ударного и вибрационного методов, что позволяет эффективно погружать сваи в плотные грунты, где другие методы могут оказаться менее результативными. Погружение происходит под воздействием комбинированных колебаний и ударов, обеспечивая быстрое и надежное закрепление свай.

Процесс виброударного погружения осуществляется с помощью двухрамной установки. На первой раме крепится ударный механизм с электрогенератором, на второй раме располагается вибропогружающая стрела. Сначала свая фиксируется наголовником, после чего включается механизм, и свая начинает погружаться под действием вибраций и ударов. Этот метод позволяет достичь глубины до 6 метров, что делает его оптимальным для многих строительных задач.

4. ВИБРОВДАВЛИВАНИЕ

Метод вибровдавливания предназначен для погружения свай длиной до 6 метров и осуществляется с помощью вибровдавливающих установок. Процесс происходит за счет комбинации статического пригруза и вибрации, что позволяет эффективно погружать сваи в грунт.

Вибровдавливающая установка подключается к электрическому генератору экскаватора или трактора. Процесс погружения осуществляется с помощью лебедки с двумя барабанами, направляющей стрелы с вибропогружателем и блоками вдавливающего каната. Установка занимает рабочее положение, крюк располагается над местом погружения, и свая поднимается, защищенная наголовником. Затем она фиксируется вибропогружателем, и начинается медленное погружение под воздействием вибраций и веса установки.

Преимущества: Простота доставки техники и возможность работы на любых типах грунта, без необходимости предварительного устройства путей перемещения. Вибровдавливающий метод не разрушает окружающий ландшафт и может быть использован в сложных условиях.

Недостатки: Невысокая производительность из-за ограниченной маневренности и сложности управления установкой.

5. ВДАВЛИВАНИЕ

Метод вдавливания широко применяется при возведении сооружений, требующих высокой прочности, и позволяет сократить сроки строительства. Он демонстрирует отличные результаты на плотных и твердых грунтах, за исключением скальных пород, и подходит для свай трубчатого или сплошного сечения длиной от 3 до 5 метров. Погружение свай осуществляется при помощи статической нагрузки.

Метод вдавливания отличается высокой экономичностью и позволяет проводить постоянный компьютерный мониторинг процесса. Это повышает прочность и несущую способность фундамента, а также исключает раздражающие шумы. Однако для использования этой технологии необходимы специальные тяжелые машины, занимающие много места, поэтому метод подходит только для стройплощадок с достаточной свободной площадью не менее 500 квадратных метров.

Процесс начинается с фиксации погружаемого основания в направляющей стреле при помощи зажимов, что позволяет строго соблюдать вертикальное положение. После этого свая вручную выравнивается и вдавливается. Когда свая достигнет глубины около одного метра, ее «голову» охватывают оголовником, который передает давление генераторного устройства на блочную систему, погружая сваю еще глубже. Если проектная глубина не достигается с первого раза, сваи могут быть подняты и снова опущены, продолжая процесс вдавливания. Процедура может повторяться многократно.

По завершении вдавливания установка перемещается к следующей точке, освобождая устройство от анкерных пригрузов. Для ускорения перемещения используются самоходные шасси. Несмотря на небольшую стоимость оборудования, метод требует длительной подготовки и дополнительного оборудования.

6. ЗАВИНЧИВАНИЕ

Метод завинчивания применяется исключительно для винтовых свай, которые состоят из стального наконечника с лопастями, обеспечивающими ввинчивание. Основной ствол сваи может быть изготовлен из железобетона или стали. Этот метод широко используется при строительстве объектов, подвергающихся большим нагрузкам, таких как мосты и линии электропередач. Завинчивание идеально подходит для неплотных или подтапливаемых грунтов, а также не зависит от климатического пояса.

Процесс завинчивания осуществляется при помощи специального оборудования, закрепленного на раме автотягача. Оборудование выдает крутящий момент, который через трансмиссию передается на сваи, заглубляя их путем вращения. Если грунт слишком плотный, допускается приподнять винтовую конструкцию и повторно запустить механизм.

7. ПОДМЫВ

Метод подмыва используется на рыхлых и сыпучих грунтах, таких как песчаники и супесчаники, особенно для длинных и толстых свай. Однако его нельзя применять на грунтах с высокой вероятностью просадки, чтобы избежать просадки соседних построек. Подмыв основывается на пропитывании грунта водой, что увеличивает его силу скольжения и позволяет легко заглублять сваи под воздействием их собственной массы и тяжести рабочего инструмента.

В наконечник сваи и боковые стенки монтируются трубки, через которые подается вода под давлением. Вода размывает землю вокруг сваи, снижая сопротивление и уменьшая силу трения. Трубки имеют диаметр от 38 до 62 миллиметров. Размывание происходит благодаря воде, подаваемой через боковые трубки, расположенные на 40 сантиметров выше острия сваи.

Несмотря на то, что метод подмыва снижает несущую способность свай, он часто используется в комбинации с ударной технологией для повышения надежности фундамента. Это позволяет снизить затраты и увеличить надежность строящегося фундамента.

8. ЭЛЕКТРООСМОС

Метод электроосмоса является альтернативой традиционным методам монтажа фундамента, упрощая процесс для операторов сложной техники. Этот метод идеально подходит для суглинков и глины, которые отличаются высокой плотностью и водонасыщенностью. Две сваи подключаются к электросети: одна погруженная свая служит анодом, а вторая, только взятая для монтажа, становится катодом. Влага из грунта вокруг анода удаляется, конденсируясь около катода. Это снижает сопротивление влажного грунта и позволяет легко погружать сваи методами удара или вдавливания.

Как только ток отключается, свойства почвы возвращаются к исходным.

9. БУРОНАБИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Буронабивная технология отличается от погружных методов, так как опоры создаются непосредственно на строительной площадке путем заливки бетона в арматурный каркас, установленный в заранее пробуренной скважине. Скважины формируются либо множественными ударами, либо вращательным буром.

Буронабивные сваи могут создаваться двумя способами:

1. С использованием обсадных труб: Трубка устанавливается в скважину для предотвращения осыпания стенок, затем внутри нее размещается арматурный каркас, который заливается бетоном. В зависимости от типа трубы, ее могут демонтировать или оставить в скважине.
2. Без использования обсадных труб: Бетон заполняет скважину во время бурения, укрепляя стенки и выполняя функцию обсадной трубы. Внутрь заливаемого бетона помещается арматурный каркас. Для равномерного заполнения скважины используется специальная заливочная трубка с вибратором.

Эта технология подходит для любых гидрогеологических условий и обеспечивает надежное закрепление свай в грунте.

СХЕМЫ СОЗДАНИЯ СВАЙНОГО ПОЛЯ

Рядная схема

Рядная схема создания свайного поля отличается своей простотой в реализации. При этом опорные столбы располагаются равноудаленно друг от друга. Эта схема особенно хорошо зарекомендовала себя на песчаниках и гравии, где такие условия позволяют добиться оптимального распределения нагрузки. Однако для плотных почвенных покровов этот способ совершенно непригоден, поскольку он не обеспечивает необходимой устойчивости и равномерности распределения нагрузок.

Спиральная схема

Спиральная схема подразумевает установку столбов от центра к периметру по спирали. Эта методика обеспечивает более равномерное распределение нагрузки на фундамент. Кроме того, благодаря такой схеме снижается вероятность усадки, что делает её предпочтительной для участков с неоднородной структурой грунта. Спиральная схема создает прочное и стабильное основание, что особенно важно для строительства на сложных грунтах.

Секционная схема

Секционная схема выполняется в два этапа и применяется на связанных грунтах. Поле разбивается на секции, и опоры погружаются попарно с пропуском соседних рядов. На втором этапе монтируются опорные столбы на пропущенных рядах. Такая очередность позволяет равномерно распределить нагрузку на свайное поле, избегая чрезмерного давления на отдельные участки. Этот метод эффективен для обеспечения стабильности фундамента и предотвращения его деформации.

ПОДВЕДЕМ ИТОГ

Возведение фундаментального основания — процесс критической важности, требующий всестороннего изучения особенностей земельного надела и специфики возводимой постройки. Погружение свай по определенному методу во многом определяет надежность и долговечность будущего строения.

Общие моменты при создании свайного фундамента:

1. Тщательные расчеты и исследования: Перед началом монтажа необходимо провести детальные расчеты и исследования грунта. Это включает анализ типа почвы, уровня грунтовых вод и других геологических факторов, которые могут повлиять на устойчивость фундамента.
2. Профессиональное управление: Управление специальными машинами при создании свайного поля должно осуществляться исключительно профессионалами. Квалифицированные специалисты способны обеспечить точное соблюдение всех технологических требований и стандартов, что является залогом долговечности и надежности конструкции.

Выбор метода:

Каждый способ погружения свай имеет свои особенности и применяется в зависимости от конкретных условий строительства. Методы варьируются в зависимости от:

• Типа грунта: Разные методы подходят для разных типов почвы — от рыхлых песчаников до плотных глин и скальных пород.
• Плотности застройки: В условиях плотной застройки требуется учитывать вибрационные и шумовые нагрузки, а также возможность повреждения соседних строений.
• Свободного пространства на участке: Доступность территории для размещения тяжелой техники также влияет на выбор метода.

Заключение:

Не экономьте на фундаменте, так как его качество и надежность напрямую влияют на долговечность вашего дома. Тщательно выбирайте метод погружения свай, учитывая все вышеперечисленные факторы, и доверяйте выполнение этих работ только профессионалам. Это обеспечит вашему дому стабильность и безопасность на долгие годы.