15.2 Устройство предварительно изготовленных свай

15.2.1 Применяют следующие способы погружения предварительно изготовленных свай и свай-оболочек: забивка, вибропогружение, вдавливание и завинчивание, а также облегчающие погружение средства - лидерное бурение, удаление грунта из полых свай и свай-оболочек и т.п.

Забивные и вибропогружаемые сваи

15.2.2 Для забивки свай применяют копры и копровое оборудование, а также навесное или сменное оборудование на базе тракторов и экскаваторов.

Забивку осуществляют молотами: механическими, паровоздушными, дизельными (штанговыми, трубчатыми или гидравлическими), вибромолотами или вибропогружателями.

15.2.3 Копер подбирают исходя из требуемого удельного давления копра на грунт под ходовой частью, полезной высоты стрелы, грузоподъемности лебедки.

Молот подбирают исходя из инженерно-геологических особенностей площадки строительства, соотношения массы ударной части молота и массы сваи, возможности применения способа забивки на рассматриваемой площадке.

15.2.4 Необходимую для забивки сваи максимальную энергию удара молота E_k, Дж, определяют по формуле

E_k = 1,75aP, (15.1)

где a - коэффициент, равный 25 Дж/кН;

P - расчетная нагрузка на сваю (по данным проекта), кН.

Принятый тип молота с расчетной энергией удара должен удовлетворять условию

(Q_п + q)H/E_kp < k_п, (15.2)

где Q_п - полный вес молота, Н;

q - вес сваи (включая вес наголовника и подбабка),

H - фактическая высота падения ударной части молота, м;

E_kp - расчетная энергия удара принятого молота, Дж;

k_п - коэффициент, приведенный в таблице 15.1.

Таблица 15.1

Тип молота	Значение коэффициента kп для свай из
	дерева	стали	железобетона
Трубчатый дизель-молот	5	5,5	6
Паровоздушный молот одиночного действия, гидромолот и штанговый дизель-молот	3,5	4	5
Подвесной молот	2	2,5	3

15.2.5 Расчетное значение энергии удара принимают:

для гидромолотов, паровоздушных молотов одиночного

действия и подвесных молотов E_kp = QH;

для трубчатых дизель-молотов E_kp = 0,9QH;

для штанговых дизель-молотов E_kp = 0,4QH.

Здесь Q - вес ударной части молота, Н;

H - то же, что и в формуле (15.2), м.

На стадии окончания забивки свай для трубчатых дизель-молотов H = 2,8 м; для штанговых при массе ударных частей 1250, 1800 и 2500 кг - соответственно 1,7; 2; 2,2 м; для гидромолотов - по паспорту.

Принятый тип молота и высоту падения его ударной части следует дополнительно проверять, рассчитав для железобетонной сваи максимальные сжимающие напряжения, достигаемые в свае при забивке.

15.2.6 Максимальные сжимающие напряжения в железобетонной свае при ударе молота (с учетом обжатия бетона в преднапряженных сваях) не должны, как правило, превышать 60 % нормального сопротивления бетона на сжатие для свай R_bn, находящихся в неагрессивной среде.

15.2.7 При выборе молота для забивки стальных свай необходимо соблюдать условие

(m/A) ≤ k_фα(R_y/210)^β, (15.3)

где m - масса ударной части молота, кг;

A - площадь поперечного сечения сваи, см²;

k_ф - коэффициент, равный 0,8; для трубчатых свай - 1;

α - коэффициент, принимаемый по таблице 15.2;

R_y - расчетное сопротивление стали по пределу текучести, МПа;

β - показатель степени, равный 1,4; для трубчатых свай - 1,7.

Таблица 15.2

Тип молота	Высота падения ударной части молота, м	Значения коэффициента α
Гидромолот и паровоздушный одиночного действия или подвесной	0,4	75
	0,8	45
	1,2	30
Дизельный трубчатый	2	45
	2,5	30
	3	20
Дизельный штанговый	-	50

15.2.8 При выборе молота для забивки наклонных свай энергию удара следует умножить на повышающий коэффициент k, который составляет:

1,1 - при наклоне сваи 5:1;

1,15 - « « « 4:1;

1,25 - « « « 3:1;

1,4 - « « « 2:1;

1,7 - « « « 1:1.

При прохождении слоев плотного грунта следует применять молоты с энергией удара большей, чем получается при расчете по формулам, или забивать сваи с применением лидерных скважин.

15.2.9 Выбор молота для забивки составных свай длиной более 25 м производят в проекте свайного фундамента, как правило, с использованием специальных программ, алгоритмы которых основаны на волновой теории удара. Выбор молота осуществляют на основе решения на ЭВМ вариантов задач, в которых, задаваясь конкретными параметрами системы «молот-наголовник-свая-грунт», вычисляют отказ сваи и динамические напряжения в ней от удара молота.

15.2.10 Забивку свай осуществляют до проектной отметки при получении проектного отказа (погружения сваи от одного удара), рассчитываемого по формулам, приведенным в подразделе 7.3.

15.2.11 При необходимости пробивки в процессе погружения свай слоев или прослоек плотных грунтов в целях сокращения продолжительности забивки свай, обеспечения их сохранности и погружения до заданных отметок применяют лидерные скважины. В этих случаях лидерные скважины устраивают обычно на 5 см меньше диагонали поперечного сечения погружаемой сваи на глубину до подошвы плотной прослойки.

15.2.12 Лидерные скважины рекомендуется применять также при забивке свай в водонасыщенные глинистые грунты, которые не успевают уплотняться в процессе забивки свай, что может привести к вертикальным деформациям грунтов и вызвать выпор погруженных ранее свай, разрушение стыков составных свай, разрушение фундаментных конструкций близрасположенных зданий и сооружений.

15.2.13 Глубину лидерных скважин назначают опытным путем, но не более 0,9 длины свай, а для лидерных скважин, указанных в 15.2.12, независимо от их диаметра глубина может быть определена из условия устойчивости их стенок по формуле

Z_сч = 2c_u/γ_I, (15.4)

где Z_сч - предельная глубина устойчивой скважины, м;

c_u - недренированное сопротивление глинистого грунта сдвигу, кПа;

γ_I - расчетное значение удельного веса грунта, кН/м³.

15.2.14 Перед началом массовой забивки свай рекомендуется, как правило, выполнять динамические испытания свай и, при необходимости, статические испытания свай, руководствуясь требованиями ГОСТ 5686.

15.2.15 При вибропогружении свай крепление вибропогружателя или вибромолота (за исключением вибромолотов со свободным наголовником) со сваей или шпунтом должно быть жестким в процессе погружения. Рекомендуется применять гидравлические наголовники.

15.2.16 Выбор типа вибропогружателя следует производить исходя из предусмотренной проектом несущей способности сваи с учетом грунтовых условий.

15.2.17 Для низкочастотных вибропогружателей с частотой вращения дебалансов до 1000 в 1 мин значение необходимой вынуждающей силы вибропогружателя P_в, кН, определяют по формуле

P_в = (1,4F_d - 3Q_в)/K_б, (15.5)

где F_d - расчетная несущая способность сваи, кН, по проекту;

Q_в - вес вибросистемы, включая вибропогружатель, сваю и наголовник, кН;

K_б - коэффициент снижения бокового сопротивления грунта во время вибропогружения, принимаемый для различных грунтов:

- пески средней плотности: гравелистые - 2,5; крупные - 3,2; средней крупности - 4,9; пылеватые - 5,7; мелкие - 6,2;

- глинистые грунты при показателе текучести I_L: 0 - 1,3; 0,1 - 1,4; 0,2 - 1,5; 0,3 - 1,7; 0,4 - 2,0; 0,5 - 2,5; 0,6 - 3,0; 0,7 - 3,3; 0,8 - 3,5.

Примечания

1 Для водонасыщенных песков значения K_б увеличивают в 1,2 раза для песков крупных, в 1,3 раза - средней крупности, в 1,5 раза - мелких.

2 Для заиленных песков значения K_б снижают в 1,2 раза, что не исключает применение повышающих коэффициентов, указанных в п. 1.

3 При слоистом напластовании грунтов значение K_б определяют как средневзвешенное по глубине.

15.2.18 Значение необходимой максимальной вынуждающей силы вибропогружателя P_в окончательно должно приниматься не ниже 1,3Q_в при погружении свай-оболочек (с возможной выемкой грунта из внутренней полости) и 2,5Q_в при погружении свай сплошного сечения и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта.

15.2.19 Из числа вибропогружателей, обеспечивающих развитие необходимой вынуждающей силы, выбирают вибропогружатель наименьшей мощности, у которого статический момент массы дебалансов k_о (или максимальное значение момента дебалансов k_о для вибропогружателей с регулируемыми параметрами), кг×см, удовлетворяет условию

k_о ≥ M_пA_о, (15.6)

где M_п - суммарная масса вибропогружателя, сваи и наголовника, кг;

A_о - амплитуда колебаний при отсутствии сопротивлений, см, принимаемая в зависимости от характеристики прорезаемых грунтов и глубины погружения в пределах 0,8 - 1,6.