69. Способы погружения свай заводского изготовления

Способы погружения готовых свай:

• Забивка молотами:

• Механическая

• Паровоздушная (одиночного и двойного действия)

• Дизель-молоты (штанговые, трубчатые, фрикционные, электромагнитный молот)

• Завинчивание свай (винтовые сваи и анкеры) при помощи кабестанов или завинчивающих установок

• Вдавливание (самый энергоэкономичный способ)

• Гидравлическим способом (сваи недопогружаются до проектной отметки на 1..1,5 м, затем они добиваются)

• Вибрационный способ (выполняется низкочастотными – для тяжелых свай – и высокочастотными – для легких свай – вибропогружателями)

• Сбрасывание с расчетной высоты

• С использованием явления электроосмоса

• Комбинированный способ

• Удар + вибрация (вибромолот)

• Вдавливание + вибрация (вибровдавливание)

• Вода + забивка

Схемы погружения свай:

• Рядовая схема

• Спиральная схема

• Секционная схема

Определение проектного отказаОтказ свай – осадка свай за один удар

Проектный отказ – отказ, при котором свая достигает проектной прочности.

Строительный отказ определяется по формуле

где А – площадь поперечного сечения сваи

η – коэффициент, зависящий от вида материала

Ed – расчетная энергия одного удара

h – высота сброса

Fd – расчетная несущая способность свай (Fd=k*N, где k – коэффициент надежности, N – нагрузка на сваю)

m₁, m₂, m₃ – масса соответственно молота, сваи с наголовником и подбабка

ε² – коэффициент восстановления удара

определяется при динамических испытаниях свай

В случае:

• Механических молотов – при динамических испытаниях замеряется осадка каждого удара и сравнивается с проектным

• Паровоздушных молотов – свая погружается в течение 1 мин, хзамеряется общая осадка и на основании частоты нанесения ударов определяется отказ

• Дизель-молота – сваю погружают залогами по 10 ударов. Отказ определяется делением общей осадки на количество ударов

70. Ударный способ погружения свай заводского изготовления.

В настоящее время ударный метод является самой распространенной технологией погружения железобетонных свай (забивка свай).

Ударный метод основан на использовании энергии удара (воздействия ударной нагрузки), под действием которой свая своей нижней заостренной частью внедряется в грунт. Ударную нагрузку на оголовок сваи создают специальные механизмы:

- паровоздушные молоты, которые приводятся в действие силой сжатого воздуха или пара, непосредственно воздействующих на ударную часть молота;

- дизель-молоты, работа которых основана на передаче энергии сгорающих газов ударной части молота;

- вибропогружатели — передача колебательных движений рабочего органа на сваю (использование вибрации);

- вибромолоты - сочетание вибрации и ударного воздействия на сваю.

Вибропогружатели и вибромолоты чаще используют при погружении трубчатых свай-оболочек большого диаметра, при погружении в грунт и извлечении шпунтовых свай.

Дизель-молоты, по сравнению с паровоздушными, отличаются более высокой производительностью, простотой в эксплуатации, автономностью действия и более низкой стоимостью. Автономность обеспечивается путем подъема за счет рабочего хода двухтактного дизельного двигателя.

На строительных площадках применяют штанговые и трубчатые дизель-молоты. Ударная часть штанговых дизель-молотов -подвижный цилиндр, открытый снизу и перемещающийся в направляющих штангах. При падении цилиндра на неподвижный поршень в камере сгорания воспламеняется смесь воздуха и топлива. Образовавшиеся в результате сгорания смеси газы подбрасывают цилиндр вверх, после чего происходит новый удар и цикл повторяется.

В трубчатых дизель-молотах неподвижный цилиндр, имеющий пяту, является направляющей всей конструкции. Ударная часть -подвижный поршень с головкой. Воспламенение смеси происходит при ударе головки поршня по поверхности сферической впадины цилиндра.

Главное преимущество дизель-молота трубчатого типа над штанговым в том, что при одинаковой массе ударной части они обладают значительно большей (в 2...3 раза) энергией удара.

Для подъема и установки сваи в заданное положение и для забивки свай с обеспечением передачи усилия от молота сваи строго в вертикальном положении применяют специальные устройства -копры. Основная рабочая часть копра - его стрела, вдоль которой устанавливают перед погружением молот, опускают и поднимают его по мере забивки сваи. Наклонные сваи погружают в грунт копрами с наклонной стрелой. Копры бывают на рельсовом ходу (универсальные металлические копры башенного типа) и самоходные - на базе кранов, тракторов, экскаваторов и автомашин со стрелой длиной 9...18 м.

Наиболее распространены в промышленном и гражданском строительстве сваи длиной 6... 10 м, которые забивают с помощью самоходных сваебойных установок. Такие установки маневренны и имеют механические устройства для подтаскивания и подъема на необходимую высоту сваи, закрепления головы сваи в наголовнике, в вертикальном выравнивании стрелы со сваей перед забивкой.

Забивка свай состоит из трех основных повторяющихся операций:

- передвижка и установка копра на место забивки сваи;

- подъем и установка сваи в позицию для забивки;

- забивка сваи.

От каждого удара свая погружается на определенную глубину, которая уменьшается по мере заглубления сваи. В дальнейшем наступает момент, когда глубина забивки сваи практически незаметна. Практически свая погружается в грунт на одну и ту же малую величину, называемую отказом.

Отказ — глубина погружения сваи за определенное количество ударов обычно молота одиночного действия или за единицу времени для молотов двойного действия. Величина отказа - среднее от 10 или серии ударов в единицу времени.

Залог — серия ударов, выполняемых для замера средней величины отказа: для паровоздушных молотов в залоге 20...30 ударов; для дизель-молотов одиночного действия в залоге 10 ударов; для дизель-молотов двойного действия отказ определяют за 1 мин. забивки.

Замеры проводят с точностью до 1 мм, забивку прекращают при получении заданного по проекту отказа (расчетного). Если средний отказ в трех последовательных залогах не превышает расчетного, то процесс забивки сваи считается законченным.

Если при погружении свая не дошла до проектной отметки, но уже получен заданный отказ, то этот отказ может оказаться ложным, вследствие возможного перенапряжения в грунте от забивки предыдущих свай. Через 3...4 дня свая может быть погружена до проектной отметки.