Метод забивки свай в землю подходит далеко не для всех опор. Данную методику практикуют в ходе процесса заглубления цельных стержней из железобетона, дерева или стали, диаметром около 60-80 см и длинной до 25 м.
Но такие параметры характерны совсем не для всех забивных опор. К примеру, у типичных свай из железобетона не круглый, а квадратный профиль с размерами сечения начиная от 35х35 см (для свай длиной до 7 м) или же 40х40 см. Согласно ГОСТУ длина данных опор варьируется от трех до двадцати метров.
У деревянных свай нет четких стандартизированных габаритов, ведь изготавливают их из цельного бревна диаметром от 240 до 350 мм и длиной до 16 - 18 метров.
Забивные сваи из металла – это обыкновенные обсадные трубы с конической пятой и наваренным оголовком. Их диаметр колеблется от 25 до 60 см, а длинна – от 3 и до 12 м.
Технология погружения забивных опор: обзор.
Технология погружения опор в землю обусловлена стойкостью оголовка сваи, ее длиной и габаритами поперечного сечения. В основном работы по забивке свай осуществляются с помощью таких технологических манипуляций:
- погружение с помощью динамической нагрузки (удар). В этом случае усилие, которое погружает опору в грунт, передается на оголовок вследствие действия инструмента – копра или молота;
- погружение с помощью действия статической нагрузки (вдавливание). В данном случае погружающая сила генерируется прессом, который вдавливает опору в землю;
- погружение в почву с помощью статической нагрузки, что расшатывает и продавливает опору (вибровдавливание). В этом случае опора двигается в продольном и поперечном направлениях под действием усилия, которое генерирует специальный инструмент – вибровдавливатель;
- погружение опоры с помощью метода забивания или вдавливания в скважину, которая высверлена предварительно (лидерная). Тут используют такие инструменты как копр или пресс.
То есть существует множество способов, упоминаемых в СНИП для забивки свай. И у каждого из них есть свои плюсы и минусы. Так как нам интересна именно забивка опор, то будем рассматривать лишь технологию погружения с помощью удара.
Обзор процесса забивки свай ударом.
Углубление в грунт опоры под действием ударных нагрузок практикуется на тех стройплощадках, которые находятся вдали от жилых кварталов. Ведь нагрузку генерирует многотонный (массой от 2000 до 12000 килограмм) молот для забивки свай, падающий на оголовок со значительной высоты, а значит весь процесс создает много шума.
Боек этого молота монтируется (на правах насадки) на гусеничный кран или экскаватор тросового или гидравлического типа.
Нагрузку, транслируемую молотом на оголовок сваи можно просчитать за формулой:
Е= 0,4Qh, где Q - это массу «бойка» молота, а h – высота подъема бойка перед падением на оголовок.
Значит ясно, что чем массивнее молот и выше высота его подъема, тем большей будет энергия, которую генерирует машина для забивки свай.
Поэтапный разбор процесса забивки свай.
Весь процесс забивки сваи ударом выглядит таким образом:
• сначала на стройплощадку завозят основную технику – кран или экскаватор. Далее к стреле аппарата крепят насадку с молотом. Впрочем, как мы знаем, копр может быть и самостоятельным приспособлением с самоходным шасси.
• на следующем этапе после настройки копра сваю подтягивают тросами в зону работы, укладывая оголовок опоры в направляющий короб копра;
• далее после установки нужной позиции сваи, в процессе которой определяется угол наклона опоры относительно нулевого уровня почвы, начинается процесс забивки. Боек молота поднимается и сбрасывается с нужной высоты. Сначала эта высота небольшая, ведь самые первые удары должны погрузить сваю на малую глубину, на которой с помощью растяжек пока еще можно контролировать положение сваи относительно нулевого уровня грунта.
• затем после частичного погружения сваи и остаточной сверки положения опоры можно приступать к серии из 10 ударов с максимальной силой. В данном случае молот поднимают на максимальную высоту и сбрасывают на оголовок сваи. После каждой серии таких ударов («залогов») положение сваи контролируется с помощью гидроуровня. Максимальное отклонение опоры от перпендикуляра не должно превышать один градус. В другом случае свая изымается из грунта и все надо начинать сначала.
Забивка сваи ударным методом завершается только после достижения особого состояния – отказа опоры, что препятствует дальнейшей погрузке сваи в землю.
Плюсы и минусы «ударного» погружения сваи в землю.
Основное достоинство этого погружения – высокая скорость заглубления опоры. Мощные молоты вбивают сваю за минуты.
Недостаток этого метода – высокая вероятность повреждения оголовка опоры и высокий уровень шума. И если первый недостаток можно устранить (срубить разрушенную часть опоры), то от второго не отделаешься. Из-за сильных вибраций в грунте ударную забивку надо практиковать подальше от уже построенных фундаментов и коммуникаций.
Как оптимизировать процесс забивки сваи.
К счастью, процесс забивки сваи можно оптимизировать и устранить большинство недостатков. Это делается вот такими приемами:
- лидерное бурение
- размягчение грунта
- электроосмос грунта.