Доставленные на строительную площадку с баз стройиндустрии или производственно-технологической комплектации сваи раскладывают в зоне свайного поля с расчетом наиболее удобной подачи их к сваебойным установкам.
Порядок складирования свай, разбивка свайного поля на захватки и очередность погружения свай определяет ППР.
До начала погружения свай выполняют планировку участка, геодезическую разбивку сооружения с закреплением осей рядов свай. В процессе подготовительных работ осуществляют пробное погружение сваи с сечением, аналогичным запроектированному, и испытывают ее для определения несущей способности. На основании пробных погружений в необходимых случаях в проект вносят коррективы. В качестве пробных свай могут применяться обычные или специальные инвентарные сваи многократного использования.
Технологический процесс погружения сваи состоит из следующих операций: подтаскивание сваи к сваебойной установке; подъема сваи, закрепление ее в направляющих устройствах; погружение до проектной отметки или «отказа», который измеряют глубиной погружения сваи за минуту, определяемой на основе предварительного проведения статических или динамических испытаний кустов свай.
Предварительно изготовленные сваи погружают в грунт ударом, вибрацией, вдавливанием или используют комбинацию этих методов.
Ударный метод. Основан на забивке свай механическими молотами, паровоздушными и дизель-молотами, которые подвешивают к сваебойным агрегатам (копрам) или мобильным установкам, имеющим механизмы подтаскивания, установки и выверки свай. Для погружения наиболее распространенных в жилищном и промышленном строительстве свай длиной до 10 м применяют самоходные сваебойные установки на базе кранов, тракторов, автомобилей и экскаваторов, которые отличаются высокой мобильностью и маневренностью (рис. 7. 1).
Механические (подвесные) молоты из-за низкой производительности (10...15 уд/мин) применяют лишь при небольших объемах свайных работ.
Паровоздушные молоты бывают одиночного и двойного действия. Паровоздушные молоты двойного действия снабжены золотниковой коробкой, что обеспечивает движение поршня в цилиндре вверх и вниз под действием пара или воздуха. При движении вниз к силе воздействия пара прибавляется собственный вес поршня, что увеличивает мощность погружающего удара.
Дизель-молоты по сравнению с паровоздушными молотами отличает более высокая производительность.
Различают штанговые и трубчатые дизель-молоты.
Ударной частью штанговых дизель-молотов является подвижной цилиндр, открытый снизу и перемещающийся в направляющих штангах. При падении цилиндра на неподвижный поршень в камере сгорания от сильного сжатия воспламеняется смесь воздуха и подаваемого туда топлива. Образующиеся при этом газы подбрасывают цилиндр вверх. Падая, снова цилиндр осуществляет новый удар и цикл повторяется.
В трубчатых дизель-молотах принцип действия тот же, только ударной частью является подвижной поршень, а неподвижный цилиндр служит направляющей конструкцией
Производительность штанговых дизель-молотов 50...60 уд/мин, у трубчатых - 47...55 уд/мин.
Вибрационный метод. Предусматривает использование вибропогружателей (рис.7,1,а), представляющих собой электромеханическую машину вибрационного действия, которую подвешивают к мачте сваепогружающей установки и соединяют наголовником со сваей. Под влиянием вибрации коэффициент внутреннего трения и сила сцепления грунта уменьшаются, что позволяет свае под действием собственного веса и веса вибропогружателя входить в грунт.
При вибрационном погружении в глину или тяжелый суглинок под нижним концом сваи образуется перемятая глинистая подушка, которая снижает (до 40%) несущую способность сваи. Для устранения этого явления остающиеся до проектной отметки 150...200 мм сваи погружают ударным методом.
Виброударное погружение. Основано на совместном воздействии на сваю вибрации и удара. Для этой цели используют вибромолоты, среди которых наибольшее распространение получили пружинные вибромолоты (рис. 7.2,б). Они имеют два вала с дебалансами, вращающимися в разном направлении и создающие колебательные движения по вертикали. Валы укреплены на ударнике с бойком. Так как зазор между бойком и сваей меньше амплитуды колебаний ударника, то боек периодически ударяет по наковальне наголовника сваи.
Вибромолоты погружают в грунт сваи быстрее, чем вибропогружатели, и при этом не требуется использовать на последнем этапе ударный метод погружения.
Погружение методом подмыва. Применяют для ускорения процесса погружения тяжелых свай или свай-оболочек. При этом методе грунт разрыхляют и частично вымывают из-под сваи струями воды, вытекающими под давлением из трубок диаметром 38...62 мм, укрепленных на сваях. Расположение подмывных трубок может быть боковым, когда две или четыре трубки находятся по бокам сваи, и центральным, когда один однострунный или многоструйный наконечник размещен по оси погружаемой сваи.
В просадочных грунтах применение этого метода недопустимо, так как используемая для погружения свай вода может вызвать просадку грунта.
Погружение свай вдавливанием. Ведут с помощью специальных установок, воздействующих на сваю собственным весом или весом и вибрацией одновременно. Для погружения свай методом статического вдавливания используют агрегат, состоящий из двух тракторов (рис. 7.3,а), один из которых оборудован направляющей рамой, опорной плитой и лебедкой с блоками для подъема свай, а второй - пятитонной лебедкой.
После подъема сваи малой лебедкой на опорную плиту въезжает пригрузочный трактор с пятитонной лебедкой. С помощью отводных блоков усилие от этой лебедки через рабочий канат передается на наголовник сваи, который, перемещаясь по направляющим, вдавливает сваю в грунт. Таким методом погружают сваи на глубину до 6 м.
Вибровдавливание более эффективно по сравнению со статическим вдавливанием. Оно основано на одновременном воздействии вдавливающей нагрузки и вибрации, создаваемой вибропогружателем. Вибропогружатель работает от электрогенератора, смонтированного на тракторе с пятитонной лебедкой (рис. 7.3,6).
Погружение свай в мерзлые грунты. Выполняют различными способами, в зависимости от глубины промерзания грунта.
При глубине промерзания до 0,7 м сваи погружают ударным или виброударным методом, но с применением молота повышенной ударной мощности (не менее 18 кН). В остальных случаях предварительно протаивают лунки или пробуривают скважины диаметром, близким к диаметру сваи. Протаивание лунок осуществляют электро- или паропрогревом, термобурами, а также термохимическим способом.
Погружение свай в многолетнемерзлый грунт ведут с обеспечением максимальной сохранности естественного состояния грунта, так как мерзлый грунт имеет высокую несущую способность. С этой целью предусматривают обязательное смерзание свай с грунтом на всем протяжении эксплуатации сооружения.
Погружают сваи в предварительно устроенные механическим, тепловым или комбинированным способом скважины. Наиболее эффективным является способ с использованием парового вибролидера, позволяющего оттаивать грунт только в пределах коронки трубы, погружаемой вибрированием. Различают три способа погружения свай: буроопускной, опускной и бурозабивной.
Буроопускной способ применяют как при твердомерзлых (имеющих температуру ниже 1,5°С), так и при пластичномерзлых грунтах (с температурой до 1,5°С). Сваи погружают в заполненные оттаявшим грунтом скважины, имеющие диаметр, превышающий на 50 мм наибольшее сечение сваи.
Опускной способ применяют только в твердомерзлых грунтах. Скважины в этом случае пробуривают паровой иглой, которая создает зону оттаивания грунта значительно большую, чем диаметр сваи.
Бурозабивной способ используют только в пластичномерзлых грунтах. В этом случае скважины бурят, а сваи погружают в них ударным или вибрационным методом. Диаметр пробуренных скважин должен быть на 10…20 мм меньше наименьшего размера сечения сваи.
|