Тема 2.4. Свайные работы

Опоры простейшей конструкции из деревянных свай начали применять в глубокой древности для устройства примитивных жи­лищ и мостиков, расположенных на периодически или постоянно затапливаемых территориях. Сваи применяли для деревянных ба­лочных мостов через реки Тибр и Рейн, построенных более двух тысяч лет. В дальнейшем деревянные сваи стали применять для устройства фундаментов деревянных и каменных арочных мостов.

Применение свай обуславливается геологией на участке строительства. Если на участке слабые грунты, высокий уровень грунтовых вод или же участок строительства находится в воде или заболочен существует необходимость использования свайного фундамента.В строительстве есть случаи, когда невозможно построить монолитный фундамент или ставить фундаментные блоки. Это часто зависит от нестойких видов грунтов или рельефа на местности. Здесь на выручку может прийти свая. Свайный фундамент ничем не уступает классическому способу, а в некоторых вопросах может быть надежней и экономичней.

Виды свай: а) сваи забивные железобетонные и деревянные, погружаемые в грунт с помощью молота, вибропогружателей и вибровдавливающих агрегатов; б) сваи-оболочки железобетонные; в) сваи набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте на месте; г) сваи буроопускные железобетонные, устраиваемые из готовых железобетонных элементов, погружаемых в заранее пробуренные в грунте скважины; д) сваи винтовые со стальным или железобетонным стволом.

Технология, способы и методы погружения свай:-доставку готовых свай либо материалов для их изготовления,

-доставку и установку оборудования,

-подготовку схемы передвижения сваебойной установки с определением последовательности забивки или изготовления свай;

-проектирование свайного основания и разбивку осей свайных рядов, а также устройство подмостей;

-пробную забивку свай для окончательного расчета их несущей способности.

-Забивные сваи погружают в грунт с помощью сваебойных установок ударами молота по голове. Для погружения свай в несвязные грунты используются также вибропогружатели. При забивке железных и железобетонных свай обязательным является применение защитных наголовников, предохраняющих от повреждения голову сваи. При устройстве свай из дерева их голову предохраняют бугелем – цилиндрическим кольцом из стали. Низ деревянной сваи заостряют и в случае твердых частиц в грунте на острие сваи надевают защитный металлический башмак.

Устройство и оборудование для забивки свай:Забивку свай производят сваебойной установкой ударами молота по голове сваи. Данная установка состоит из:

-копра,

-устройства, поддерживающей сваю в ходе ее забивки;

-вибропогружателя или молота, производящего забивку сваи в грунт;

-силового оборудования (паросиловая установка + компрессор) и др.

Кроме того, для проведения свайных работ необходимо также и некоторое вспомогательное оборудование:

-защитное кольцо на верхний конец сваи для защиты ее головы от повреждений при забивке;

-Оборудование для срезки железобетонных и деревянных свай;

-сваевыдергиватели.

Способы забивки свай

Забивку сваи продолжают до тех пор, пока не получают определенное значение отказа. Эта характеристика показывает величину погружения сваи в результате одного удара молота. При приближении к необходимой величине погружения забивку свай производят «залогами» - 10 ударами молота.

Второй способ устройства свай - это вибропогружение. Этот метод основан на том, что при воздействии вибрации определенной частоты резко уменьшаются силы трения и сцепления в грунте. В результате чего свая начинает погружаться.

Еще один способ погружения свай – завинчивание. Он может осуществляться только для свай с винтовыми наконечниками. Производится завинчивание с помощью самоходной установки или специального оборудования – электрокабестона.

Процесс извлечения сваи состоит из следующих операций: установки сваевыдергивателя; подготовки сваи к извлечению (соединение со сваевыдергивателем или молотом); выдергивания сваи. Использование парового сваевыдергивателя, котор] вешивается к крюку крана и имеет приспособление для захвата сваи, позволяет повысить производительность процесса ния свай за счет сокращения продолжительности ных операций.

Виды набивных свай и способы их изготовления

В зависимости от материала, конструкции и способов изготовления различают следующие виды набивных свай:

-по материалу — бетонные, железобетонные, песко- и грунто-бетонные, песчаные, грунтовые, комбинированные с применением металлической, асбоцементной и синтетических оболочек, сборного железобетона, дерева;

-по глубине заложения — короткие (до 6 м) и длинные (более 6 м). - Кроме этого, набивные сваи подразделяют:

-в зависимости от расположения свай в плане — одиночные, свайные кусты, полосы и поля;

-по способу заделки — со свободной головой и заделкой в бетон ростверка или фундаментной плиты;

-по отношению оси к горизонтальной плоскости — вертикальные и наклонные;

-по горизонтальному сечению ствола — круглые сплошные и кольцевые;

-по вертикальному сечению ствола — цилиндрические, гофрированные, конические, с уширенной пятой;

-по характеру работы в грунте — висячие сван, сваи-стойки и анкерные.

При забивных сваях, головы которых часто оказываются на разных отметках, перед усфойством ростверка выполняют трудоемкие операции по выравниванию голов свай (срубают бетон, режутарматуру и др.). Срезают бетон обычно с помощью пневматических отбойных молотков. Более эффективно применять для этих целей установки для срубания свай, состоящие из жесткой замкнутой станины, подвижной рамы, съемных зубьев и гидродомкрата с поршнем.

Конструкцию ростверка и технологию его устройства принимают в зависимости от типа свай. Ростверки объединяют группу свай в одну конструкцию и распределяют на них нагрузки от сооружения. Они чаще всего представляют собой непрерывную ленту по всему контуру здания в плане, включая внутренние стены. При использовании железобетонных свай ростверки могут быть выполнены из монолитного и сборного железобетона.

В зависимости от типа здания или сооружения ростверки разделяют на высокие и низкие.

Сооружение свайного фундамента завершается устройством ростверка - конструкции, связывающей между собой головы свай.

По существующим правилам, головы свай должны быть прочно связаны с ростверком. С этой целью у железобетонных свай обна­жают выпуски арматуры не менее чем на 25 см при работе свай на вертикальную нагрузку и на 40 см при работе свай на горизон­тальную нагрузку. Головы свай заделывают в бетон ростверка соот­ветственно не менее чем на 5 и 10 см.

Если железобетонный ростверк устраивают по деревянным сва­ям, то головы свай заделывают не менее чем на 30 см. В опорах мостов головы свай заделывают в ростверк не менее чем на удвоен­ную толщину ствола сваи.

Контроль и приемка свай и ростверков осуществляются службой технического надзора заказчика с участием авторов проекта свайных фундаментов и строителей, выполнивших проект.

Приемка свайных фундаментов осуществляется в два приема: после выполнения свайных работ и после выполнения работ по устройству ростверков.

В процессе выполнения свайных работ и работ по устройству ростверков осуществляются авторский надзор и технический надзор заказчика за соблюдением строителями требований проекта фундаментов, проекта производства работ и за своевременным устранением выявленных дефектов или предупреждением их возникновения.

Запрещается устройство ростверков и вывод с площадки сваебойного или бурового оборудования до устранения дефектов, выявленных в процессе осуществления авторского надзора и приемки свайного поля. Также запрещается монтаж конструкций зданий и сооружений до приемки ростверков.

Сущность метода «Стена в грунте» - сооружение монолитных или сборных железобетонных стен подземной части сооружения в узких глубоких траншеях или в виде ряда секущихся буронабивных свай. Возведенные в грунте стены являются наружными стенами или частью наружных стен заглубленного сооружения, противофильтрационной завесой (она может выполняться из глиноцементной композиции), в отдельных случаях - временным ограждением глубокого котлована.