Практическое занятие

Выбор машин и оборудования

для погружения забивных свай

Сваи применяют для передачи нагрузки от возводящихся зданий и сооружений нижележащим слоям грунта или для уплотнения грунта и увеличения его несущей способности как основания. К свайным работам также относят устройство шпунтовых ограждений при постройке водонепроницаемых перемычек, для защиты котлованов от грунтовых вод и удержания грунта от выпирания. По характеру работы сваи подразделяют на сваи-стойки, которые передают давление от зданий и сооружений на прочный грунт, расположенный под толщей слабого грунта, и висячие сваи, передающие нагрузку на окружающий грунт через трение о боковые стенки.

В плане сваи располагают полями - в несколько рядов или в шахматном порядке, кустами - группами из нескольких свай, рядами, сплошными шпунтовыми рядами. В грунт сваи погружаются:

- вертикально (вертикальные сваи);

- и наклонно под некоторым углом (наклонные сваи).

Верх свай срезают под один уровень и соединяют между собой ростверком, принимающим на себя нагрузку от зданий и сооружений, равномерно распределяя ее на сваи.

Размещение, тип, размер, глубина и способы погружения свай указываются в проектах. Сваи различают по способу изготовления, материалу, форме поперечного и продольного сечений и способу погружения.

а б в г д

Рис.1. Виды свай:

а - деревянная,1 – ствол, 2 - заостренный нижний конец с металлическим башмаком,

3 - голова сваи с бугелем; б - железобетонная сплошного сечения, в – железобетонная

полая, г - стальная винтовая, д - набивная бетонная в процессе изготовления: 1 - бетон,

2 - стальная труба, 3 - верх бетона.

Сваи изготавливают из:

● дерева - брёвна длиной от 4,5 до 16 м диаметром от 16см до 28см; изготавливаются из сосны, ели, лиственницы, кедра, иногда используется дуб. Нижний конец сваи заостряется на длину, равную 1,5-2 диаметрам бревна, и на него надевается стальной башмак, предохраняющий заостренный конец сваи от разрушения во время забивки. На верхний конец сваи надевается стальное кольцо - бугель, предохраняющий от раскалывания и размочаливания древесину сваи при ударах молотом.

Таблица 1

Сортамент свайного леса

Таблица 2

Примерные значения нагрузок, воспринимаемых деревянными сваями по прочности материала

● железобетона (изготавливают сплошными квадратного сечения с

размером сторон квадрата 30, 35 и 40см; длиной от 3 до 15-20м (до 60м); могут изготавливаться в виде круглых в виде полых труб (оболочек) диаметром 40-80см);

Таблица 3

Типы свай	Сечение, диаметр, см	Длина
Сплошные квадратного сечения
С напряженной арматурой	30		3…12
С поперечной арматурой	30		3…16
Без поперечного армирования	30		3…9
Составные квадратного сечения
С поперечным армированиям	30			14…20
С круглой полостью	30,40			3…8
Круглые сваи-оболочки
Целые	40…80				4…8
Составные	40…60				14…40

Размеры железобетонных свай

Таблица 4

Предварительно напряжённые железобетонные сваи

Таблица 5

Круглые полые сборные унифицированные сваи и оболочки

из предварительно напряжённого и обычного железобетона

● металла (из труб большого диаметра: 426 - 530мм).

Глубина погружения свай определяется проектом и требуемым «отказом» и должна быть не меньше 4м (при восстановительных работах – не меньше 3м).

«Отказом» называется наименьшая величина погружения сваи от одного удара молота.

Эта величина не постоянная и для каждого случая забивки свай указывается в проекте свайного основания или вычисляется. Забивку свай ведут до получения этого «отказа».

Для определения фактического «отказа»измеряют величину погружения сваи («осадки») в процессе забивки.

Эти измерения производят после определённого числа ударов, которые называются «залогом».

Залог для подвесных молотов и молотов одиночного действия равен десяти ударам, а для дизель-молотов и молотов двойного действия – числу ударов молота в течение 1мин. (обычно 50 ударов).

Для контроля за ходом забивки сваю размечают по всей её длине, начиная от острия через каждые 50см, а затем через 10 и 5см.

Отметки залогов наносят на стволе сваи карандашом при помощи линейки.

Рис.2. Измерение величины осадки забиваемой сваи:

1 – свая; 2 – разметка сваи; 3 – линейка; 4 и 5 – отметки залогов; 6 – копёр.

Первую отметку делают сразу после установки сваи на грунт. После опускания молота на сваю делают вторую отметку, по которой определяют глубину погружения сваи от веса молота. Затем в случае нормальной заводки молота отметки залогов наносят через каждую минуту (50 ударов). Если молот не заводится (вследствие того, что свая не встречает достаточного сопротивления слабого грунта), величину погружения измеряют через каждые 10 или 20 ударов свободного падения молота, о чём делают отметку в журнале забивки свай.

Осадку измеряют в миллиметрах с точностью до 1мм при нормальном состоянии головы сваи или наголовника (при отсутствии размочаливания, разрушения головы и т.д.).

Результаты измерений заносят в журнал забивки свай.

Журнал забивки свай является отчётным документом, который представляют при сдаче опоры и моста. К журналу забивки прилагают план расположения свай с указанием номеров свай, всех отклонений забитых свай и других особенностей. При ведении журнала необходимо соблюдать следующие правила:

▪ журнал ведётся непосредственно на месте работ;

▪ все записи делаются простым карандашом; делать подчистки, пользоваться резинкой и химическим карандашом запрещается; ошибочную запись выправляют путём её вычеркивания и надписывания правильных данных;

▪ в примечаниях указываются характер ударов при последнем залоге, наращивание свай, применение «подбабка» (кусок бревна длиной не больше 2м, соединяемый с забиваемой сваей трубой или штырём со скобами - применяют при забивке свай, голова которых находится ниже опорной части копра), применение при слабых грунтах свай с тупым концом, с увеличенным сечением сваи по острию, постановкой «бобышек», состояние головы сваи, большие отклонения свай, наличие ложного отказа, перерывы в забивке и др.

Рис.3. Форма журнала забивки сваи.

● Буронабивные сваи - это один из видов создания фундамента. Применяя сваи, можно создать любое здание: от жилого дома, до заводского блока. К тому же посредством буронабивных свай можно производить застройку на любом грунте. Сваи, которые бетонируют в скважинах; их диаметр 175-500 мм, длина 10-30 м и более. Для увеличения несущей способности эти сваи могут изготавливаться с уширением (пятой) в нижней части ствола. Чаще всего буронабивные сваи применяют при больших нагрузках на фундамент и глубоком залегании малосжимаемых грунтов.

Ни одно здание нельзя построить без предварительного создания фундамента, буронабивные сваи служат самым распространенным методом его создания. С помощью свай можно создать не только жилой дом, но и колоссальный промышленный объект. Буронабивные сваи имеется возможность установить совершенно на всех почвах.

Ещё в начале 90х годов для создания фундаментов активно использовали сборные железобетонные сваи. Использование в строительстве таких свай оказалось опасным для окружающих строительство зданий старой застройки. В те времена было очень много аварий и повреждений соседних зданий. Сейчас для предотращения аварий и разрушений используются буронабивные сваи (буровые).

В условиях городских застроек, где близко могут располагаться другие здания и сооружения, в которых могут возникнуть деформации при забивке или вибропогружении свай, удачным будет использование буронабивных свай.

Ключевым этапом создания буронабивной сваи выступает бурение скважины, которая оснащена инвентарными обсадными трубами. Их использование дает возможность осуществлять работы в непосредственной близости от прилегающих сооружений, поскольку это исключает обсыпание стенок и деформацию почв. Использование буронабивных свай существенно минимизирует расходы на снабжение и содержание строительной площадки.

Что представляет собой технология бурения и устройства буронабивных свай?

В этом случае бурение скважин ведется с применением инвентарных обсадных труб длиной от 1 до 3 метров, либо без обсадных труб с использованием проходного шнека. В нижнем фланце первой секции обсадной трубы установлен режущий наконечник. В процессе бурения совершаются непрерывные возвратно-вращательные движения обсадной трубы. Тип грунта определяет вид бурового инструмента для устройства буронабивных свай (буровых). По окончании бурения скважины устанавливается арматурный каркас, затем производится заполнение скважины бетоном при помощи инвентарных бетонолитных труб, извлекаются обсадные трубы.

Рис.4. Схема устройства буронабивной сваи.

Возможны буровые сваи любых диаметров (400-1500 мм, глубиной до 45 м).

Для сооружения фундамента требуется рытье котлована, а защитить примыкающую к нему территорию должны шпунтовые ограждения. Ограждение обязано быть максимально крепким, потому для его изготовления используют и трубы проката, и буровые сваи и шпунт Ларсена.

Шпунтовые ограждения устраивают при строительстве гидротехнических сооружений и на площадках, где необходимо гарантировать сохранность зданий и сооружений, а также для предохранения участка работ от поступления вод. Сложность условий осуществления работ, их характер - все эти факторы оказывают влияние на выбор материала для производства шпунтовых огражде-

Рис.5. Шпунтовая стенка стройплощадки.

а б в

Рис.6. Профили стальных шпунтов:

а - плоский ШП, б - корытный ШК, в - Ларсен (Л).

Таблица 6