Технологии погружения забивных свай. Техника, Оценка. Область применения.
Для внедрения готовых свай в грунт используются следующие технологии: ударное погружение; вибропогружение; вдавливание; завинчивание.
Ударная технология погружения. Для погружения свай в грунт используется сваепогружающая установка (СПУ). СПУ представляет комплект двух агрегатов - копра и погружателя.
Копер включает (рис. 3.5):
базовую машину (1) - трактор, экскаватор, автомобиль, мобильный мост;
Погружатель - механизм, который силовым импульсом внедряет сваю в грунт (рис. 3.8, 3.9). Он определяет вид технологии.
Рациональные области применения различных копров:
тракторные установки - погружение свай длиной 5-12 м при рядовом расположении свай (трактор перемещается вдоль ряда), производительность 20-30 шт/смену;
экскаваторные (или на базе стреловых кранов) - погружение свай длиной 6-16 м при кустовом расположении свай в фундаментах под колонны; с одной стоянки поворотом стрелы погружает все сваи в одном кусте и переходит к другому кусту свай. Производительность 15-25 шт/смену;
Мостовые СПУ (рельсовые или гусеничные) в комплекте с молотом - погружение свай длиной 5-10 м при рядовом расположении свай или полем (рис. 3.7). Имеют высокую производительность 40-70 свай в смену. На небольшие расстояния (от дома на дом) могут перемещаться своим ходом. Однако из-за больших начальных затрат такие установки эффективны лишь при больших объемах работ (более 1500 свай). Применяются при квартальной застройке городских микрорайонов.
Мостовая установка: а - доставка и постановка на рельсы; б - подъем направляющей стрелы; в - рабочее положение
В качестве погружателей используются молоты, которые различаются по роду привода: молоты внутреннего сгорания (дизельные), паровоздушные и механические (подвесные).
Основной параметр молота - масса ударной части, которая в зависимости от рода грунта определяет максимально возможную длину погружаемой сваи.
Трубчатые дизель-молоты более надежны в работе и обладают в 1,2- 1,5 раза большей погружающей способностью, чем штанговые дизель- молоты.
Недостатком этих молотов является то, что они трудно запускаются при отрицательных температурах.
Механический молот применяют при небольших объемах работ. Недостаток их состоит в том, что они производят небольшое количество ударов - 3-4 в минуту, при постоянном закреплении каната к ударной части молота можно увеличить число ударов до 10-12 в минуту, но это приводит к интенсивному износу лебедки и копра.
Технология вибропогружения применяется для погружения висячих свай в слабые, водонасыщенные грунты. Погружение производят мощным вибратором — вибропогружателем (рис. 3.15), который через жестко закрепленный наголовник передает колебания на сваю, а она, в свою очередь, — на грунт.
простой вибропогружатель; : 1 - наголовник; 2 - вибратор; 3 - трансмиссия; 4 - электродвигатель; 5 - пригрузка; 6 - пружины; 7 - бойки
Данная технология неприменима в плотных глинистых и песчаных грунтах, т.к. эффект «смазки» очень мал, а сопротивление грунта по боковой поверхности и особенно под острием сваи весьма значительно.
Технология вдавливания
Свая погружается в грунт вертикальным статическим усилием, которое обеспечивается системой домкратов или лебедок. Для этого используются специальные сваепогружающие установки (СПУ). Основная проблема такой технологии — восприятие реактивного усилия при задавливании сваи, направленного вертикально вверх.
Схема сваевдавливающей установки СВУ-В-3 (вид сбоку):
- базовая машина;
- главная лебедка; 3 - гидроцилиндр раскоса;
4 - полиспастные блоки;
5 — портал; 6 - вдавливающий орган; 7 - наголовник; 8 - пригрузы;
9 - свая; 10 - передний аутригер;
11 - рама; 12 - катки; 13 - опорная плита; 14 - задний аутригер
Достоинства:
отсутствие избыточных нагрузок на сваю;
отсутствие динамических нагрузок на близкорасположенные здания и сооружения;
контроль фактической несущей способности каждой сваи по усилию вдавливания.
Недостатки:
громоздкая и тяжелая техника;
в ряде случаев требуется бурение скважин.
В настоящее время технология вдавливания широко применяется при строительстве отдельных зданий внутри существующих кварталов, в том числе и на строительных площадках г. Саратова.
Технология завинчивания. Винтовые сваи состоят из железобетонного или стального (труба) ствола и опорного винтового башмака из чугуна или железобетона. Погружение ведется агрегатами, создающими горизонтальный крутящий момент - кабестанами, которые выпускают на базе трактора или автомобиля.
.Последовательность завинчивания свай
Достоинства технологии:
отсутствие значительных динамических нагрузок на окружающую среду;
высокая несущая способность сваи за счет большой площади опорного башмака;
хорошая работа на знакопеременные нагрузки (вдавливание- выдергивание).
Недостатки:
малая погружающая способность;
сложность техники и самой технологии.
Применяется для фундаментов опор ЛЭП, для крепления оттяжек высотных сооружений (мачт, вышек), в стесненных условиях, при реконструкции и т.д.
Погружение свай при отрицательных температурах. При погружении свай мощными механическими мощными и вибромолотами.