ТСП Лекции 6 / Лекция 6.2.5 Погружение свай завинчиванием

Технология погружения готовых свай. Погружение свай завинчиванием.

История винтовых свай насчитывает почти 200 лет. Еще в 1838 году английский инженер Александр Митчелл получив ссуду на строительство осветительных сооружений в зоне приливно-отливных бассейнов в районе Лондона, предлагал нижнюю часть сваи изготавливать в виде винта, для того чтобы иметь возможность ввинчивать сваи в грунт.

В 1850 г. в США, в заливе Делавэр был смонтирован маяк новой конструкции (рис. 1), фундамент которого выполнили на металлических трубах с приваренными винтовыми наконечниками. Труба погружалась в грунт посредством завинчивания. В течение нескольких десятилетий, сотни маяков с подобной конструкцией были построены по всей протяженности береговой зоны США.

Рисунок 1. Проект маяка в заливе Делавэр.

В России первые винтовые сваи появились на 30 лет позже, когда инженер Карлович продемонстрировал преимущество винтовой сваи перед забивной при применении в условиях мерзлоты, обводненных и слабых грунтов.

Стоит отметить, что применение традиционных методов погружения свай (забивка, вибрация) не только доставляет неудобство и дискомфорт проживающим в окрестностях строительства людям, но и способно нанести серьезный ущерб уже существующим строениям, выражающийся в образовании трещин и разрушениях.

О приемлемом способе решения данной проблемы специалисты задумались довольно давно, и более 80 лет назад было разработано достаточно эффективное решение – винтовые сваи (рис. 2).

Прообраз того оборудования, которое используется в современном строительстве, впервые появился во второй половине 19 века. Инженеры – конструкторы разработали металлическую сваю, на которую наваривались специальные лопасти, благодаря которым она свободно входила в грунт любой степени твердости. Конечно же, скальные породы такая свая не возьмет, а вот сыпучие грунты – пожалуйста. Монтаж подобных конструкций осуществлялся с помощью мощных гидромоторов.

В настоящее время винтовые сваи используются повсеместно, что обусловлено удобством установки фундаментов на их основе, а также прочностью и надежностью всей конструкции в целом. Широкое распространение винтовые сваи получили при строительстве в северных районах, поскольку именно там из-за промерзаемости земли устройство фундаментов наиболее проблематично.

- 1 -

Рисунок 2. Виды винтовых свай. а) для вечномерзлых грунтов; б) для обводненных грунтов; г) для пучинистых грунтов.

Винтовые сваи обладают рядом несомненных преимуществ по сравнению с обычными конструкциями, и дело заключается не только в исключении вибрации и уменьшении шума при погружении, но и чисто в эксплуатационных характеристиках, особенно в случае с производством работ на сложных ландшафтах. Винтовые сваи и фундамент на их основе отличаются:

1.Возможностью погружения и выравнивания стартовой площадки цоколя здания на любом рельефе.

2.Снижением трудоемкости и материалоемкости работ.

3.Повышенной несущей способностью.

4.Возможностью использования на любом типе грунтов, в том числе подвижном и обводненном.

Погружение свай методом завинчивания так же применяют при устройстве фунда-

ментов под мачты линий электропередачи, радиосвязи и других сооружений, где в достаточной мере могут быть использованы несущая способность винтовых свай и их сопротивление выдергиванию. При этом завинчивают стальные и железобетонные сваи со стальными наконечниками с помощью установок, смонтированных на базе автомобилей или автомобильных тягачей (рис. 3). Эти установки имеют рабочий орган, четыре гидравлических аутригера, привод вращения и наклона рабочего органа, гидросистему, пульт управления и вспомогательное оборудование.

Рисунок 3. Схема процесса завинчивания свай. 1—рабочий орган; 2 — редуктор наклона рабочего органа; 3 — аутригеры; 4 — свая; 5 — наконечник сваи.

- 2 -

Конструкция рабочего органа позволяет выполнять следующие операции: втягивать винтовую сваю внутрь трубы рабочего органа (предварительно на сваю надевают инвентарную металлическую оболочку): обеспечивать заданный угол погружения сваи в пределах 0...45 от вертикали; погружать сваю в грунт путем вращения с одновременным использованием осевого усилия; при необходимости вывертывать сваю из грунта. Вращение рабочего органа и его наклон осуществляют от коробки отбора мощности автомобиля через соответствующие редукторы.

Процесс завинчивания свай осуществляют в следующей последовательности. Машину устанавливают и закрепляют аутригерами точно у места завинчивания сваи, которую вставляют в направляемую трубу и выверяют точность ее положения. Затем включают механизмы завинчивания сваи, после погружения сваи на проектную отметку поднимают опорные аутригеры, и машина меняет позицию. При помощи такой машины осуществляют и вывинчивание свай.

- 3 -