Cваи, технологии, оборудование.

Виды свай
Способы погружения забивных свай
Отличие сваевдавливающей машины от сваевдавливающей установки

В настоящее время Россия переживает строительный бум. Стремительно растет количество вновь возводимых жилых, общественных и производственных зданий, увеличивается их этажность. Все это требует применения новых технологий, особенно при устройстве фундаментов. Основным типом фундаментов для многоэтажного строительства в последнее время является свайный фундамент. Применение свай при устройстве фундамента позволяет укрепить сложные грунты и увеличить этажность возводимых зданий без существенного увеличения затрат на нулевом цикле строительства.

Виды свай

При устройстве свайного поля фундамента используются сваи следующих основных типов:

бурозавинчиваемая свая - cвая, состоящая из металлической трубы с крестообразным наконечником и спиральной навивкой, погружаемая в грунт путем ее вращения в сочетании с вдавливанием.
буроинъекционная свая - буровая свая диаметром 0,15-0,25 м, устраиваемая в грунте путем нагнетания (инъекции) в скважину мелкозернистой бетонной смеси и установки арматурного каркаса.
буронабивная свая - бетонная или железобетонная свая диаметром 0,4-1,2 м, устраиваемая в грунте путем укладки бетонной смеси в скважину.
трубобетонная свая - это свая с сердечником из металлической трубы, погружаемая пневмопробойником. Трубобетонную сваю устраивают звеньями длиной по 0,5-1,5 м.
винтовая свая - свая, состоящая из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола со значительно меньшей, по сравнению с лопастью, площадью поперечного сечения, погружаемая в грунт путем ее завинчивания в сочетании с вдавливанием.

забивная свая - железобетонная, стальная или деревянная свая, погружаемая в грунт без его выемки или в лидерную скважину с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих, виброударных и вдавливающих устройств. К забивным сваям также относятся железобетонные сваи-оболочки, диаметром до 0,8 м, заглубляемые вибропогружателем без выемки или с частичной выемкой грунта и не заполняемые бетонной смесью.

Способы погружения забивных свай

Из всех перечисленных видов свай, в массовом строительстве зданий различного назначения при устройстве свайного поля фундамента в основном используются забивные сваи квадратного или круглого сечения. Погружение забивных свай осуществляется одним из следующих способов:

Ударный (забивной) способ погружения
Наиболее распространенный на сегодняшний момент способ, используется при устройстве свайного поля на любых грунтах, за исключением скальных.

Для ударного погружения свай используют сваебойный копер (сваебой) - специализированную машину на базе существующих или специализированных самоходных шасси (кранов, бульдозеров, автомобилей) и стационарных установок башенного типа, рабочий инструмент копра - молот.

Молоты выпускаются двух основных типов - гидравлический молот и дизельный молот (дизель-молот) в двух вариантах исполнения: съемном и несъемном. Дизель-молоты существуют двух видов - трубчатый дизель-молот и штанговый дизель-молот.

К основным преимуществам ударного способа погружения свай следует отнести относительно низкую стоимость оборудования благодаря возможности использовать навесные молоты на существующих шасси.К существенным недостаткам ударного способа относятся: высокий уровень шумов и вибраций (что делает практически невозможным использование копров в городской черте), низкая скорость работы (необходимо использовать дополнительное оборудования для бурения лидерных скважин, для подачи свай в зону погружения), высокие ударные нагрузки на сваю (что иногда приводит к частичному разрушению сваи и требует проведения статических испытаний свай).В силу своих недостатков, ударный метод погружения имеет самую высокую себестоимость погружения свай.

Вибропогружение свай
Наиболее эффективен при погружении свай в водонасыщенные песчаные и малосвязные грунты. При прикладывании к свае вибрационной нагрузки происходит разжижение песчаного грунта и резко уменьшаются силы трения по боковой поверхности. После прекращения вибраций силы трения пограничного слоя восстанавливаются.

Для погружения свай методом вибрации используют вибропогружатели и вибромолоты - навесное оборудование в составе вибрационных машин. Вибромолот, в отличии от вибропогружателя, ускоряет процесс погружения сваи путем приложения к свае, кроме вибрационной, еще и ударную нагрузку.

К достоинствам метода относятся: низкий уровень ударных воздействий на грунт, высокая эффективность при погружении свай в песчаные грунты

К недостаткам вибрационного метода относятся: необходимость бурения лидерных скважин, невысокая эффективность в плотных грунтах, относительно невысокая скорость работы, наличие вибрационных нагрузок на грунт, что затрудняет использование вибрационного метода в городской черте.

Вдавливание (задавливание) свай
Логическим развитием методов погружения свай является метод вдавливания (задавливания) свай. Он сочетает в себе высокую скорость работы, отсутствие каких-либо ударных или вибрационных нагрузок на грунты, что позволяет производить работы в историческом центре города или на сложных грунтах. Технология не зависит от типа грунта и применяется при устройстве свайного поля на любом типе грунтов, за исключением скальных.

Пожалуй единственным недостатком этого метода является относительно высокая стоимость оборудования, определяемая его конструктивными особенностями.

К несомненным преимуществам технологии вдавливания свай относятся: отсутствие лидерных скважин, отсутствие любых вибро и ударных нагрузок на грунт и окружающие сооружения, очень высокая скорость работы.

Благодаря своим преимуществам, сваевдавливающие машины и установки сокращают срок возведения свайных фундаментов в несколько раз, что позволяет окупить оборудование гораздо быстрее, чем при других способах погружения свай. Кроме того, сваевдавливающие машины и установки незаменимы при работе на сложных грунтах и/или в исторической части города, а также при возведении свайных фундаментов большого размера.

Отличие сваевдавливающей машины от сваевдавливающей установки

Для погружения свай вдавливанием используют как сваевдавливающие установки, так и сваевдавливающие машины. При всей схожести в терминологии, между этими двумя типами оборудования есть существенные отличия.

Сваевдавливающая установка
Классическая сваевдавливающая установка состоит из опорной рамы, на которой монтируется зажимное устройство, фиксирующее сваю. Зажимное устройство соединено с опорной рамой направляющими и гидроцилиндрами прямого и обратного хода, что позволяет задавливать сваю, вставленную в зажимное устройство. Опорная рама установки анкеруется грузами для достижения необходимого веса установки. Гидравлические насосы для создания необходимого давления в установке монтируются на собственной отдельной раме, либо установка подключается к гидросистеме крана или другого оборудования, имеющегося на площадке.

Схема работы сваевдавливающей установки на строительной площадке выглядит следующим образом: с помощью крана установку ставят на точку задавливания, установка анкеруется грузами, выполняют вручную выравнивание установки. Далее, краном подают сваю в зажимное устройство сваевдавливающей установки, производят захват сваи и ее вдаливание. Для перемещения установки на новую точку задавливания, с установки снимают анкерные грузы и процесс повторяется сначала.

Существуют также установки, смонтированные на самоходном шасси. Такое решение позволяет быстрее перемещать установку на следующую точку задавливания, однако и для таких установок требуется наличие вспомогательного механизма - крана для подачи свай в зажимное устройство установки.

Сваевдавливающие установки сочетают в себе преимущества метода задавливания сваи и относительно невысокую стоимость оборудования, однако существенным недостатком сваевдавливающих установок является необходимость в дополнительном оборудовании и длительный процесс подготовки к непосредственному вдавливанию сваи, включая ручное выравнивание установки, что предъявляет повышенные требования к подготовке строительной площадки для работы сваевдавливающей установки.

Сваевдавливающая машина (гидравлический гидростатический копер)
В отличии от сваевдавливающей установки, сваевдавливающая машина является функционально-законченным устройством задавливания свай высокой степени готовности к работе на строительной площадке.

Сваевдавливающая машина состоит из основной рамы (на которой монтируются установка перемещения машины, крановая и сваевдавливающая установки) и грузовой рамы для навешивания анкерных грузов. Сваевдавливающая машина имеет два крепления сваевдавливающей установки - центральное и боковое, что позволяет работать вблизи существующих зданий или в котловане около его стенки.

Сваевдавливающая машина привозится на строительную площадку в разобранном виде на обычных трейлерах. Далее машина собирается один раз в начале работы и разбирается только по ее окончании. Подготовка строительной площадки для сваевдавливающей машины заключается в черновом выравнивании площадки и разметке точек установки свай. При этом качество подготовки площадки может быть гораздо ниже, чем для работы сваевдавливающей установки, строительная площадка может иметь уклон до 15° - машина выравнивается гидроцилиндрами установки перемещения сваевдавливающей машины перед непосредственным задавливанием сваи. В процессе вдавливания осуществляется непрерывный контроль качества вдавливания свай, что исключает последующее статическое испытание свай.

К единственному недостатку сваевдавливающей машины можно отнести ее относительно высокую стоимость по сравнению с другими типами сваебойного и сваевдавливающего оборудования, однако не нужно забывать, что сваевдавливающая машина - это, по сути, три установки, объединенные в одну машину - шагающее шасси, кран и сваевдавливающая установка. Стоимость такого оборудования по отдельности зачастую намного превышает стоимость комплексного решения сваевдавливающей машины.

К несомненным достоинствам применения сваевдавливающих машин относятся: отсутствие вибраций и ударных нагрузок на грунты и окружающие здания, отсутствие лидерных скважин, высокая готовность машины к работе, нетребовательность по первоначальному устройству строительных площадок и высокая скорость работы. Сваевдавливающая машина позволяет выполнять работы нулевого цикла значительно быстрее и дешевле, чем при использовании машин и оборудования других типов, а значит и окупаемость машины самая высокая в классе сваепогружного оборудования. Кроме того, сваевдавливающая машина просто незаменима при производстве работ в историческом центре города или при выполнении большого объема свайных работ.




Сваевдавливающая машина Starke 800