3.2. Способы погружения свай
Основные способы погружения свай:механическими молотами, паровоздушными, дизельными и электрическими (вибромолотами).
Перед погружением свай, на голову сваи одевают наголовник металлический с резиновыми или деревянными прокладками, они смягчают силу удара и предохраняют голову сваи от разрушения.
Механические (навесные), свайные молоты представляют собой стальную или чугунную болванку с петлей для подъема,падающую с фиксированной высоты h=2-3м по направляющей мачты копра.
Рис. 3.4 Забивка сваи
1-мачта копра; 2-молот механический; 3-наголовник металлический; 4-свая
Энергия привода тратится на подъем ударной части, а затем на ее падение вниз.
Паровоздушные и дизельные подразделяются на –одинарного действия, и двойного действия.
Для молотов одинарного действия энергия привода тратится на подъем ударной части, а затем в свободном падении на голову сваи.
В молотах двойного действия энергия привода тратится как на подъем, так и в движении вниз ,т.е. усиливает удар.
Вибромолот (электрические) ударного вибрационного действия, т.е. помимо удара, передаются ударноколебательные действия.
Погружение свай вибрированием (вибропогружатели и вибромолоты) очень эффективны при погружении в водонасыщенные пески. Под динамическими воздействиями грунт разжижается, трение уменьшается и свая свободно входит в грунт.
После прекращения динамического воздействия трение на боковой поверхности больше чем у свай забитых в грунт.
Вдавливаемые сваи используют вблизи существующих сооружений, основание которых сложено песками, супесями быстро уплотняющимися при динамическом воздействии(структурно неустойчивые грунты).
Ввинчиваемые сваи металлические используют, когда с поверхности залегают на значительную глубину слабые грунты. Для устройства анкерных свай, погружают их установками подобными буровым. Ж\б сваи завинчивают при помощи “кабестан”(вороток).
3.3Взаимодействие свай с окружающей средой
Взаимодействие свай с окружающим грунтом носит сложный характер и зависит как от способа устройства свайных фундаментов, так и работой в период эксплуатационных нагрузок. Взаимодействие свай зависит от типа свай, грунтовых условий, способов производства работ и технологии изготовления.
Так свая вытесняет объем грунта равный ее объему при погружении в рыхлые пески, пески средней плотности и ненасыщенные водой суглинки и глины, грунт вокруг сваи успевает уплотняться и наверх поднимается небольшое количество грунта.
При погружении в насыщенный водой грунт суглинки и глины процесс уплотнения происходит медленно, уплотнение происходит за счет отжима воды из пор грунта.При забивании сваи в водонасыщенный грунт, на его поверхность может быть вытеснен некоторый объем грунта (выпор грунта) , что способствует возможности поднятия ранее забитых свай.
Учитывая уплотнение грунта при погружении свай, рекомендуют следующую последовательность забивки:
-от середины свайного поля к периметру.
Учитывая, разрушение структуры грунта и его уплотнение, сопротивление погружения свай может увеличиваться или уменьшаться.
При погружении в маловлажные пески плотной или средней плотности под нижним концом сваи образуется уплотненное ядро – зона упруга, и отказ наступает быстро, вплоть до нулевого и дальнейшая попытка забить сваю может привести к ее разрушению. Нужно дать сваи отдохнуть (3-5 суток).После релаксации (перераспределение) напряжений сопротивление погружению сваи будет меньше - Описанное явление носит название ложного отказа.
Ложный отказ проявляется в том, что после некоторого количества ударов свая перестает заглубляться в грунт, но вновь легко начинает погружаться после возобновления забивки через несколько дней. При ложном отказе сваю после одной или нескольких остановок можно добить до проектной отметки, и через несколько дней несущая способность ее достигает проектной т.е. называется действительным отказом.
Явление засасывания сваи проявляется в том, что после некоторого количества ударов отказы резко увеличиваются, и свая все легче уходит в грунт. После отдыха в течение нескольких дней свая приобретает полную несущую способность. (происходит релаксация грунта)
При погружении в плотные песчанные грунты, образование упругой зоны можно избежать, погружая сваи молотами двойного действия и вибромолотами .
При погружении молотами двойного действия от частого сотрясения ударами сваи, уплотненная зона практически не образуется. При погружении вибромолотами от динамических воздействий трения песка уменьшается. Он приобретает свойство жидкости.