8. Свайные работы. Назначение и виды свай

Сваи применяют для устройства фундаментов промышленных и гражданских зданий, при строительстве опор мостов, набережных, эстакад и др. Сваи можно классифицировать по следующим признакам:

- способ передачи нагрузок от сооружения на грунт;

- технология устройства;

- назначение;

- материал конструкций и форма поперечного сечения.

По способу передачи нагрузки на грунт сваи бывают висячие – нагрузка передается за счет трения между боковой поверхностью сваи и грунтом, и сваи-стойки – нагрузка передается на плотные слои грунта за счет опирания заглубленного конца сваи.

По технологии устройства сваи подразделяются на погружаемые различными способами, их еще называют забивными; и набивные – устраиваемые на месте их работы.

По назначению сваи бывают одиночные, свайные кусты, совместно работающие в свайном поле, и шпунтовые.

Расположение свай в плане зависит от рода сооружения, его массы, места приложения нагрузки. При одиночном размещении каждая свая работает независимо от соседних. Сосредоточенная нагрузка от отдельных тяжело нагруженных опор или колонн передается на кусты свай, состоящие из свай от 3 до 12 шт. Для совместной работы свайного поля при равномерно распределенной нагрузке сваи связывают поверху ростверком - это плита или лента. Для водонепроницаемых перемычек и экранов в гидротехническом строительстве, крепления вертикальных стенок котлованов, устройства набережных, причалов и т.п. используются шпунтовые сваи, погружаемые вплотную одна к другой, для образования сплошной стенки, называемой шпунтовым рядом. Шпунтовые сваи могут быть деревянными с прямоугольным или треугольным шпунтом; металлическими с плоским, U-образным или Z-образным поперечным сечением; железобетонными – плоскими или двутавровыми.

Материалом для изготовления свай может служить дерево, металл, бетон и железобетон, уплотненный грунт, песок, щебень, грунтобетон.

Форма поперечного сечения может быть квадратной, прямоугольной, многогранной, круглой; сплошного сечения, полые, трубчатые и сваи-оболочки; постоянного по длине сечения и переменного (пирамидальные).

9. Технология устройства свай забивных и набивных. Механизмы для погружения свай.

Способы погружения делятся на статические, динамические и комбинированные.

Статические способы. Вдавливание применяют при погружении коротких свай сплошного и трубчатого сечения, вдавливание эффективно для погружения железобетонных свай во влажные глинистые и суглинистые грунты. Для вдавливания используют установки, смонтированные из двух тракторов, вес которых через систему полиспастов и обойму передается на сваю, и внедряет ее в грунт. Преимущества способа – отсутствие динамических воздействий через грунт на рядом расположенные здания и сооружения.

Подмывом ускоряют погружение свай при использовании любых способов погружения. Подмыв грунта прекращают за 1,5 м до проектной отметки, а сваю забивают ударами молота до расчетного отказа, чтобы она опиралась в неослабленный размывом грунт. Естественно, этот способ нежелательно применять для висячих свай, так как уменьшается трение боковой поверхности сваи о грунт.

Завинчивание используется для погружения в грунт винтовых свай – это сваи, имеющие винтовой наконечник. Для завинчивания используется специальное оборудование – кабестаны.

Из динамических способов погружения свай можно выделить ударный метод (забивка) и вибропогружение.

В любом случае сваебойный агрегат включает в себя три обязательных элемента:

шасси, на котором передвигается агрегат, это может быть трактор, экскаватор, самоходный кран, в том числе автомобильный;

устройство для установки сваи в вертикальное положение и сохранение его во время забивки – это так называемый копер;

и собственно погружающий механизм.

Забивка осуществляется молотами. Молоты представляют собой устройства по принципу привода разделяющиеся на механические, паровоздушные и дизельные. Механический молот – это простейшее устройство – металлическая отливка весом 0,1-3,0 т с захватным устройством и лебедкой. Дешево, просто, долговечно, но медленно. Более производительны паровоздушные и дизель-молоты. Первые совершают около 300 ударов в минуту, вторые – около 60.Наиболее удобны в эксплуатации дизель-молоты – они оригинальны по конструкции, компактны, мобильны, не требуют громоздких котлов и насосных станций, автономны, экономичны. Один у них недостаток – затруднена забивка свай в слабые грунты.

Вибропогружение осуществляют с помощью вибропогружателей – это вибратор, закрепляемый на верхнем конце сваи, который передает свои колебания свае, а она – грунту, вследствие этого уменьшаются силы трения в зоне контакта сваи и грунта, и свая под воздействием собственного веса и веса установленного на ней погружателя, внедряется в грунт.

Забивают сваи-стойки до проектной отметки – до уровня оголовков свай, а сваи висячие – до так называемого проектного (контрольного) «отказа» – наименьшую, разрешенную величину погружения сваи за 10 ударов («залог»), разрешенную проектом.

Способы комбинированные, представляющие самые разные сочетания как статических, так и динамических методов: забивка с вибрацией; забивка с подмывом; вдавливание с вибрацией; вдавливание с подмывом и т.д.

Набивные сваи

В зависимости от конструкции и способа изготовления различают набивные бетонные, с уплотнением бетона во время подъема обсадной трубы; грунтовые набивные; вибросваи; сваи с уширенной пятой; буронабивные; вибронабивные; штампонабивные и т.д.

В технологии устройства таких свай много общего. Для всех видов требуется бурение или выштамповка скважины в грунте с последующим заполнением ее или бетонной смесью, или грунтом с уплотнением или грунтом с добавлением вяжущих веществ. Если грунты склонны к обрушению, стенки скважины закрепляют обсадными трубами. Для усиления несущей способности набивных свай, они могут армироваться.