Фундамент — это нижняя опорная часть сооружения, скрытая под землей. От конструкции фундамента и качества его выполнения во многом зависит прочность и долговечность здания. Конструкцию фундамента выбирают, учитывая особенности грунта и климатические условия.

Один из основных видов фундаментов, используемый в случаях, когда на слабый грунт необходимо передать большие нагрузки, это свайный фундамент. Он состоит из отдельных свай, перекрытых сверху ростверком.

Ростверк (нем. Rostwerk, от Rost — решётка и Werk — строение) — верхняя часть свайного или столбчатого фундамента, которая распределяет нагрузку на основание. Ростверк выполняется в виде балок или плит, объединяющих оголовки столбов (свай) и служащая опорной конструкцией для возводимых элементов сооружения. Ростверк называется высоким, если он расположен значительно выше уровня грунта или воды, и низким, если он размещается близко к поверхности грунта или заглублен в него (например, в фундаментах жилых и промышленных зданий). Материалом для ростверка в современном строительстве служат преимущественно бетон и железобетон (сборный или монолитный), реже — дерево и металл. Название «ростверк» возникло в связи с применявшейся ранее конструкцией, имевшей вид решётки из деревянных брусьев, по которой укладывался дощатый настил.

Сваи — это стержни, которые заглубляют в грунтовое основание зданий и сооружений для передачи нагрузок на более плотные грунты, залегающие на глубине. Сваи, которые применяются при строительстве ограждений, называются шпунтовые сваи (шпунт).

Сваи различаются по материалу, методу изготовления и погружения в грунт, характеру работы в грунте.

В зависимости от материала различают деревянные, бетонные, железобетонные, асбестоцементные, стальные и комбинированные сваи. Самые дешевые сваи — деревянные, но они недолговечны, поскольку быстро загнивают, находясь в грунте с постоянно меняющейся влажностью. Железобетонные сваи долговечнее и выдерживают значительные нагрузки, но и стоят они дороже, чем деревянные.

По методу изготовления и погружения в грунт сваи бывают забивные, т.е. погружаемые в грунт в готовом виде (забивка свай), и буронабивные сваи, т.е. изготавливаемые непосредственно в грунте.

Забивка свай (погружаемых) используется при наличии слабых грунтов в основании свайных фундаментов. Они передают нагрузку от свайного фундамента не только за счет опорного давления, но и за счет бокового трения об уплотненный грунт. Для забивки свай используются копры

В местах где запрещено погружать сваи ударным методом или вибропогружением из-за недопустимости динамических и вибрационных воздействий погружение свай осуществляется методом вдавливания с применением сваевдавливающих машин.

Буронабивные сваи используются при больших вертикальных и гортзонтальных нагрузках, на строительных площадках со сложными геологическими условиями, в условиях плотной городской застройки. Основными методами устройства буронабивных свай для Санкт-Петербурга на сегодняшний день являются метод FUNDEX(c использованием обсадной инвентарной трубы без извлечения грунта) и метод C.F.A (проходного полого шнека с частичным извлечением грунта).

Шпунтовое ограждение предназначено для удержания от обрушения грунта при устройстве как постоянных , так и временных земляных сооружений, а также предохранение зоны работ от поступления воды. Материал шпунтового ограждения выбирают в зависимости от назначения и условий работ. Металлические (стальные) шпунтовые сваи можно многократно погружать и извлекать из грунта. Стальной шпунт применяется при строительстве шпунтового ограждения котлованов, траншей во время строительства мостов, путепроводов, эстакад; а также при возведении гидротехнических сооружений(причалов, гидроузлов и т.д.) и сооружений для складирования промышленных отходов. Основными видами шпунтовых свай являются сваи типа Ларсен-4 и Ларсен-5 длинной 12 метров.

Методы погружения шпунта, забивка свай

• погружение свай с помощью вибрации (вибрационный метод);

• забивка свай молотом (ударный метод);

• методом вдавливания;

• предварительное бурение и последующее опускание свай в скважину.

Погружение свай (ударный метод погружения) осуществляется с помощью гидравлических молотов которые сагрегатированны с копровыми установками,обеспечивающими направленное движение сваи и молота и механизацию вспомогательных операций.

Погружение шпунтовых свай вибрационным методом осуществляется с помощью вибрационных машин. Используя вибропогружатель можно погрузить и извлечь шпунтовую сваю из грунта.

Для бурения и устройства скважин применяют разнообразное оборудование в зависимости от вида свай, грунта и параметров скважин. В скважины погружают сваи стойки между которыми в процессе разработки котлована устраивают забирку. Этот метод позволяет избежать динамических воздействий на близлежащие здания и строения.

Технология забивки свай

 

Итак, сваи - конструктивный элемент, передающий нагрузки от здания (сооружения) на грунты, находящиеся значительно ниже условной нулевой отметки. Забивные сваи квадратного сечения 300х300мм от 3 длиной до 12 м и составные длинной до 24м являются оптимальным выбором для строительства на слабых грунтах. Технология практически не меняется на протяжении уже многих лет, однако в последние годы введены определенные ограничения на применение свайных молотов в условиях городской застройки. В плотно застроенных городских районах используют буронабивные сваи, которые значительно дороже, однако при их устройстве не возникает риск разрушения соседних ветхих зданий.

Забивка свай

Слово "забивка" очень точно соответствует технологии процесса. Ее производят свайными молотами, смонтированными на тяжелую, как правило гусеничную технику (гусеничные краны, троссовые и гидравлические экскаваторы). Сваи погружают в грунт приложением вертикальной (иногда наклонной) нагрузки. Базовая машину служит для того, чтобы зацепить сваю, поднять ее и завести в молот, двигающийся по направляющей мачты. Дальше молот сбросом ударной части забивает сваю в грунт. Также сваи можно погружать методом вдавливания.  Оборудование для вдавливания свай достаточно громоздко, производительность оставляет желать лучшего, однако иногда этот безударный метод просто незаменим. Забивка свай, в тех случаях, когда это возможно, является оптимальным способом погружения свай.

Забивка осуществляется молотами разных типов с ударной частью весом, обычно 1,8 - 7 тонн. Весь цикл состоит из подтаскивания сваи, ее установки в наголовник, наведении на точку забивки и непосредственно забивки.

Геодезическая разбивка, т.е. вынос в натуру точек расположения свай осуществляется нашими специалистами на основании чертежей и полученных от заказчика осей здания. В соответствии с нормативными требованиями, допустимыми отклонениями свай от проектной оси являются значение 0,2d при линейной забивке, либо 0,3d если сваи будут объединяться фундаментной плитой. d - сечение сваи, т.е. при забивке свай 300х300мм под "плиту", допустимым значением отклонения будет 9 сантиметров.

Машины и оборудование для погружения забивных свай

Экскаваторы на гусеничном ходу и служат, по большому счету, для перемещения сваебойного оборудования. Сваебойным оборудованием является мачта и непосредственно сам молот. Молот перемещается по направляющим на мачте. В случае необходимости молот может быть заменен на буровое оборудование для производства лидерного бурения. При перебазировке с объекта на объект, с базовой машины снимается молот и мачта (состоящая из 2-3 частей). Учитывая негабаритные размеры и вес копра, его перебазировка осуществляется по специальному разрешению ГИБДД с сопровождением. 

Молоты для забивки.

Молот состоит из ударной части, перемещающейся вдоль направляющих, шабота (неподвижной части) и наголовника. По типу действия различают дизель-молоты и гидромолоты. На фотографии представлен очень распространенный штанговый дизель-молот СП6В. Между ударной и неподвижной находится обычный цилиндр дизельного двигателя. Принцип работы также очень похож на обыкновенный дизельный двигатель. Ударная часть поднимается тросом, в этот момент открывается подача топлива, затем молот сбрасывается и в цилиндре происходит взрыв т.к. как известно, воспламенение дизельного топлива происходит от сжатия. За счет энергии удара молота и взрыва в цилиндре, свая погружается, а ударная часть молота подбрасывается вверх и снова падает. Так происходит пока не прекращается подача топлива. 

Гидромолот отличается механизмом привода. Вместо цилиндра ДВС, ударная часть приводится в движение гидравликой. Причем при помощи гидравлики, ударная часть не только поднимается, но и опускается, т.е. не сбрасывается. За счет этого есть возможность регулировки высоты подъема. Если дизель-молот бьет с практически одинаковой частотой, гидромолот может бить как с максимальной силой, так и маленькими частыми ударами, что очень удобно при работе на песчаных грунтах. Вест ударной части гидромолотов составляет 3-7, в отличие от дизель-молотов, у которых ударная часть весит 1,8-3 тонны.

Для того, чтобы мощные удары не разбили голову сваи, в наголовник молота вставляют деревянную прокладку, выполняющую функцию амортизатора.