Погружение свай: различные методы, схемы и способы монтажа

Варианты погружения железобетонных свай

Установка свайных столбов может выполняться несколькими способами:

  • путем забивания, в том числе пневмо- или гидромолотом;
  • с помощью вибрационного оборудования;
  • посредством вдавливания;
  • в предварительно пробуренные скважины.

В первом случае погружение свай осуществляет копер или другая оборудованная ударным молотом строительная машина, к примеру – экскаватор. Технология позволяет выполнять устройство железобетонных свайных фундаментов практически на любом грунте. Ее популярность связана с малыми материальными затратами по сравнению с другими методами устройства подземных опор.

Вибропогружение свай требует меньших усилий, так как данная технология подразумевает значительное снижение сил трения, возникающих между боковой поверхностью опоры и грунтовыми пластами. Установка железобетонных свай с использованием вибрационного оборудования сопровождается уплотнением грунта вокруг вертикальных стенок монтируемого столба. Данный фактор влияет на повышение надежности и устойчивости основания.

Технология вибровдавливания предусматривает погружение железобетонных изделий в грунт под определенной нагрузкой. Оборудование собственным весом давит на сваи, включая дополнительные усилия от работы гидродомкрата и, возможно, от вибропогружателей. Подобные методы предполагают относительную бесшумность по сравнению с рабочими процессами, в которых задействуются копер или гидромолот. Но следует заметить, что эффективность вибровдавливания проявляется лишь в том случае, если погружение свай производится на глубину до 6 метров.

К минусам технологии вибровдавливания можно отнести то, что используемое оборудование имеет большую массу, поэтому его транспортировка обходится недешево.

Наиболее тихой и безопасной для окружающих строительную площадку домов считается технология устройства свайного фундамента путем предварительного выбуривания скважин. Данный метод относится к дорогостоящим вариантам установки подземных опор, так как в процессе работы задействуется специальное оборудование. Его выбор зависит от нескольких составляющих:

  • типа грунта;
  • разновидности свай;
  • требуемых размеров скважин.

При всех своих положительных качествах, буроопускной способ погружения свайиспользуется реже аналогичных методов устройства фундаментов. Но в определенных ситуациях именно он остается единственно правильным решением. В частности, если строительство или реконструкция объекта ведутся в стесненных условиях населенного пункта, вблизи медицинских или детских учреждений.

Условия выбора технологии

Технология буронабивных свай с обсадной трубой является одной из наиболее безопасных в современном строительстве. Она применяется:

  • на территории с очень плотной застройкой;
  • на оползневых грунтах и участках со значительным уклоном;
  • в местностях со сложными геологическими условиями (например, повышенной сейсмичностью).

Использующаяся при установке обсадная труба обеспечивает безопасность свайных работ любой сложности. Она позволяет перекрыть горизонты плавунных грунтов и контролировать параметры скважины.

Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой является универсальной и может использоваться при закладке фундамента для зданий различной архитектуры и назначения. Такой метод применяется для жилых домов, производственных объектов, административных, торговых и иных сооружений. В силу своей высокой надежности он особенно востребован в транспортном и мостовом строительстве.

Технология бурения с защитой стенок скважин

Применяется также технология бурения с защитой стенок скважин от обрушения путем заполнения ее специальным глинистым раствором устье скважины укрепляют короткой обсадной трубой;

Технология сооружения буронабивных свай с бурением скважин под

  • а)- 1 стадия — крепление устья скважины обсадной трубой;
  • б — 2 стадия — извлечение грунта под защитой глинистого раствора;
  • в — 3 стадия — установка в скважину арматурного каркаса;
  • г — 4 стадия — бетонирование скважины методом ВПТ.
  1. буровой станок;
  2. короткая обсадная труба;
  3. глинистый раствор;
  4. рабочий орган бурового станка;
  5. арматурный каркас;
  6. бетонолитная труба с воронкой;
  7. заслонка;
  8. забетонированный столб
  • устье скважины укрепляют короткой обсадной трубой;
  • производится извлечение грунта из скважины под защитой бентонитового глинистого раствора;
  • в скважину устанавливают арматурный каркас;
  • скважину бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ).

Бурение скважин свай под защитой инвентарных обсадных труб наиболее часто применяют для фундаментов мостов.

Для крепления стен скважин используют инвентарные стальные обсадные трубы диаметром 1,2; 1,5; 1,7; 2,0 м. Они состоят из стыкуемых резьбовыми конусными пробками промежуточных секций длиной 2, 4 и 6 м и ножевой секции с режущей коронкой с зубьями.

При применении этой технологии сначала проводят подготовительные работы:

  1. срезку бульдозером с погрузкой в автосамосвалы с помощью погрузчиков и складирование в отведенное место растительного слоя грунта, планировку рабочей площадки и устройство подъездов;
  2. разбивку и закрепление осей опоры и каждой сваи на базе геодезической разбивочной основы;
  3. доставку и сборку бурового, кранового и бетонолитного оборудования;
  4. подготовку площадки из железобетонных плит под буровую машину и другое оборудование, установку инвентарной опорной плиты бурового стола.
Читайте также:  Как сделать отливы вокруг дома своими руками: правильная отмостка

После выполнения всех подготовительных работ бурение скважин производят в следующем порядке:

Порядок работ
1 после установки буровой машины в рабочее положение с помощью стрелового крана устанавливают нижнюю часть обсадной трубы с ножевой секцией, последующие секции объединяют между собой конусными резьбовыми пробками (общая длина обсадной трубы назначается из условия возвышения ее над уровнем рабочей площадки на 1,5 м для возможности размещения обжимного хомута);
2 обсадные трубы погружают домкратами в грунт вращательно-вдавливающими движениями на проектную глубину;
3 удаляют грунт из полости обсадной трубы различными способами: в песчаных, глинистых грунтах пластичной, полутвердой и твердой консистенции применяют ударный грейферный или шнековый способ бурения, в водонасыщенных песках, плывунах и илах грунт разрабатывают желонкой с обратным клапаном (в процессе бурения непрерывно совершаются возвратно-вращательные и поступательные движения обсадной трубы);
4 грунт, извлекаемый из скважины, складируют в специальные емкости и затем вывозят в заранее отведенные места, грунт из скважин фундаментов русловых опор загружают на плашкоуты из инвентарных понтонов КС
5 по мере необходимости обсадную трубу наращивают очередными секциями при помощи стрелового крана, все секции заранее очищают от грязи (на строительной площадке организуется участок для очистки и мойки обсадных труб)
6 бурение производят на всю глубину, для контроля после установки станка на место бурения на его мачте, примерно в 1 м от поверхности земли (рабочего мостика), наносят линию условного нуля, от которого ведется отсчет
7 при разработке неустойчивых грунтов в скважине поддержи- вают уровень воды на 1…1,5 м выше уровня воды в реке для предупреждения наплыва воды и грунта в скважину
8 после достижения проектной отметки перед установкой арма- турного каркаса забой тщательно зачищают от бурового шлама
9 в ходе буровых работ постоянно следят за характеристиками проходимых грунтов, для контроля соответствия проектной геологии и выявления необходимости замены рабочего органа данные бурения заносятся в журнал бурения скважин; перед каждой установкой новой секции обсадной трубы, а также при изменении характеристик грунта лотом замеряют глубину скважины и определяют отметку дна;
10 в процессе бурения осуществляют постоянный контроль положения ножа обсадных труб относительно уровня разрабатываемого грунта

Наращивание обсадной трубы автокраном

По окончании бурения контролируют глубину скважины и качество зачистки забоя скважины путем медленного опускания рабочего органа и пробного забора бурового шлама со дна скважины.

Конструкция винтовых свай

Вопреки расхожему мнению, сваи винтовые стальные (СВС) создавались не для снижения бюджета строительства, а для гарантированной компенсации сил пучения на элементы фундамента, легкого достижения нижних опорных пластов. Существуют различные виды винтовых свай для малоэтажного строительства, однако их конструкция во многом схожа:

  • тело – бесшовная труба (4 – 4,5  мм стенка), обычно из стали Ст3, максимальным ресурсом обладают конструкции из сталей 30ХМА, толщиной стенки 6 – 10 мм;
  • лопасти – навариваются на тело или имеют вид самостоятельного наконечника (сварка, литье), привариваемого к телу сваи.

Подобная конструкция многофункциональна – лопасти преобразуют крутящий момент в продольное перемещение при погружении, компенсируют горизонтальные усилия, обеспечивая стабильность геометрии. Поэтому на СВС дома можно строить на вечномерзлых, слабых и пучнистых грунтах.

Разновидности винтовых свай

Рис. 1. Виды винтовых свай.

Перед тем, как выбрать винтовые сваи для фундамента дома, необходимо изучить требования нормативов СНиП от 1985 года за номером (проектирование свайных полей), точнее последнюю редакцию от 2011 года – СП для расчета несущей способности основания.

Для различных сооружений существуют несколько типов СВС:

  • узколопастные – многовитковый аналог шурупа, литой наконечник соединяется с телом сваи сваркой, для вечной мерзлоты используются варианты с зубьями по периметру нижнего среза (Рис. 1, Вар. 4), для почв с большим содержанием камней, осколков и плотных пород применяются заостренные наконечники (Рис. 1, Вар. 3);
  • широколопастные – одна лопасть литого наконечника с 1– 1,5 заходом (Рис. 1, Вар. 1);
  • многолопастные – несколько лопастей по длине для улучшенного опирания, компенсации вертикальных подвижек (Рис. 1, Вар. 2).

Здания максимально разрешенной этажности (3 уровня с мансардой) в малоэтажном строительстве можно строить исключительно на многолопастных СВС. Для легких построек достаточно однолопастных модификаций с широким винтом либо узкой спиралью наконечника в зависимости от типа грунта. Для винтовых свай предусмотрена стандартная маркировка:

  • СВС – сварной наконечник;
  • ВСЛ – литой наконечник;
  • СВК – конусная модификация, может обозначаться СВС-К;
  • СВП – конструкция дополнена пикой, варрант обозначения СВС-П;
  • ВАУ – анкерное устройство винтового типа (сборная конструкция).

Литой наконечник винтовой сваи.

Для решения специфических задач производители выпускают сваи переменного диаметра, сложной конфигурации:

  • серия Z – винтовой анкер для легких конструкций;
  • серия Т – пластина оголовка с монтажными отверстиями;
  • серия U – П-образный оголовок;
  • серя F – круглый фланец;
  • серия R – квадратный фланец.

Стандартными диаметрами СВС, СВЛ являются 57 – 325 мм. Изделия специальных серий имеют размер 159 мм, максимум. В маркировке последовательно отражается тип сваи, диаметр ствола, толщина стенки, размеры лопасти, общая длина изделия. Существуют особенности маркировки отдельных производителей. Например, фирма Фундэкс добавляет Ф1, Ф2 после стандартного обозначения (две, одна лопасть, соответственно).

Схема винтовой сваи.

В середине 20-го столетия для нужд армии выпускались максимально прочные СВЛ со следующими характеристиками:

  • литой наконечник;
  • винт 14 мм, 6 мм (возле конуса, с края, соответственно);
  • бесшовная труба (Ст20);
  • горячее цинкование (140 – 200 микрон).

При заявленном 100 – 180 летнем ресурсе эти изделия эксплуатируются до сих пор, поэтому реальный эксплуатационный период пока не известен.

Область использования

Лестница на винтовых сваях.

В 70% случаев индивидуальные застройщики не подозревают, что СВС можно использовать, не только для опирания коттеджей и бань, но и для изготовления фундаментов следующих конструкций, значительно сокращая время строительства:

  • шумозащитные экраны, заборы;
  • беседки, теплицы, малые архитектурные формы;
  • усиление монолитных фундаментов (плита, лента);
  • оттяжки, анкеры, столбы ЛЭП;
  • временные сооружения с возможностью демонтажа (аттракционы, павильоны);
  • мосты, причалы, укрепление откосов;
  • рекламные конструкции.

В нормативах СНиП приведены детальные инструкции, как выбрать винтовые сваи для конкретных эксплуатационных условий. Для большей надежности рекомендуется красить изделия специальными антикоррозионными ЛКМ.

Технология и оборудование при погружении свай вдавливанием

Вдавливаемые сваи, технология создания которых имеет большую историю, имеют в основе статическое продавливание опоры в грунт под высоким давлением и большой нагрузкой. В общем виде процесс включает в себя 2 этапа: погружение сваи вдавливанием и уплотнение грунта под давлением конструкции.

Непосредственное погружение сваи состоит из нескольких этапов:

  1. Специальная установка, которая будет осуществлять погружение сваи, должна пройти необходимую проверку и подготовку. Уровень нагрузок, который ляжет на все механизмы машины. Требует особого внимания к техническому состоянию техники.
  2. Дополнительно изучают состояние строительной площадки – плотность, отметки поверхности, проверяют разметку точек установки свай.
  3. Сваевдавливающая установка (СВУ) перемещается к оси вдавливания. Здесь устанавливают гидравлический узел на СВУ. С помощью крана технику устанавливают на первую точку будущего поля.
  4. Угол вертикали СВУ должен иметь значение не более 2 градусов – в противном случае потребуется переустановка СВУ.
  5. Снимают строповку и убирают кран с площадки.
  6. Подается электричество на систему и гидравлический уровень помещается в исходное положение.
  7. На грузовую платформу СВУ устанавливают особые анкерные пригрузы. Их монтаж осуществляется последовательно и с осторожностью.
  8. После монтажа пригрузов снова проверяют горизонтальность установки СВУ. Если после этого машина просела в грунте, то необходимо снять анкеровку, поднять установку краном и уплотнить основание щебнем.
  9. Затем переходят к подготовке сваи: с ней срезают монтажные проушины, потом проводят строповку сваи и вывод ее в вертикальное положение.
  10. Сваю переставляют на ось погружения таким образом, чтобы острие сваи оказалось в размеченной под установку точке. Теперь ствол поднимается на 10 см.
  11. Свая окончательно выверена и установлена на месте. Теперь она зажимается гидравлическим узлом, а стреловой кран опускается до уровня, обеспечивающего свободное натяжение тросов.
  12. Гидравлический узел перемещается по направляющим рамам и так передает давление на сваю, вдавливая ее в грунт. После выхода на нижний уровень, узел разжимается и перемещается в верхнюю часть сваи и вдавливание повторяется вновь. Так продолжается вплоть до достижения установленной проектом глубины заложения опоры.

Оборудование для погружения свай

Технология и оборудование при погружении свай вдавливанием

При производстве работ по вдавливанию сваи в грунт применяется особое оборудование и техника. Процедура включает в себя сложные работы, требующие высокой мощности и прочности устройств. В строительстве применяют сваевдавливающие машины, которые также называют гидравлическими копрами или сваевдавливающими установками (СВУ).

При работе СВУ нет необходимости применять дополнительное оборудование. Технология производства работ таких систем происходит следующим образом:

  1. Доставка разобранного оборудования на строительный объект.
  2. Выравнивание площадки в соответствие с требованиями строительства.
  3. Разметка точек под выполнение работы и переход к работе СВУ.

к оглавлению ↑

Виды свайных фундаментов, классификация и виды свай – СвайМастер монтаж установка свайных фундаментов

Свайные фундаменты широко применяется в жилом строительстве. Рассмотрим некоторые из них.

Сваи изготавливают из стали, железобетона, дерева. Чаще всего используют железобетонные сваи, за счет их долговечности и небольшой виду погружения в грунт сваи подразделяют на висячие и стойки. Они отличаются тем что сваи-стойки опираются подошвой столба на высокоплотный слой грунта. Их погружают на глубину 20 метров, исключая слабые участки почвы.

Читайте также:  Делаем фундамент из асбестоцементных труб

Эти опоры очень надежны, устойчивы к различным видам нагрузок.

Висячие сваи применяют для слабого грунта на большую глубину. Вся нагрузка передается нижним концом и трением между грунтом и боковой поверхностью. Висячие сваи применяют для обустройства свайных кустов и свайных полей, где максимальный уровень устойчивости происходит за счет уплотнений грунта рядом стоящими сваями.

Железобетонные сваи могут быть сборные и монолитные. К первым относят железобетонные блочные конструкции, которые укрепляют и соединяют между собой. Монолитной является цельная свая определенной длины, которую забивают на свайном способу погружения железобетонные сваи классифицируют на набивные, буронабивные, забивные.

Виды свайных фундаментов, классификация и виды свай – СвайМастер монтаж установка свайных фундаментов

Набивные сваи создают с помощью бурения скважины и наполнения её бетоном. Далее в скважину погружают арматурный каркас и через трубу в яму подается бетонный раствор.

Изготовление буронабивных свай происходит по аналогичной технологии, но скважину заполняют бетоном в течении бурения через специальный канал для бетона, расположенного в буровой колонне. Вибропогружателем опускают арматурный каркас в заполненную бетоном сваи погружают в грунт с помощью ударной забивки или специальных устройств вдавливания.

Совет

Компания СвайМастер выполнит фундамент на железобетонных забивных сваях, фундамент на забивных ж/б сваях с монтажной пластиной, свайный железобетонный фундамент с обвязкой брусом и швеллером, фундамент на забивных ж/б сваях с ростверком, свайное поле на забивных ж/б сваях.

Обращайтесь к нам по адресу г. Кострома ул. Мясницкая 19а/ телефоны в Костроме +79203809911.

Способы погружения обсадной трубы

Обсадные трубы погружают в грунт несколькими способами:

  • Ударное бурение предполагает погружение трубы в процессе бурения скважины. В зависимости от характеристик грунта труба может идти впереди забоя или после него. Наращивание обсадной трубы осуществляется по необходимости.
  • Вращательное бурение предполагает первоначальное прохождение скважины на длину одной секции и последующую установку трубы. Далее выполняется бурение следующего участка по аналогичному принципу и установка дополнительной секции обсадной трубы.

Этот процесс мы детальнее рассматривали в статье «Бурение скважин под сваи: техника и технология».

О применяемой технике

Работы осуществляются с использованием современных установок. Они состоят из опорной рамы, на которой расположено зажимное устройство. Оно необходимо для крепления элементов. Рама и зажим соединены гидроцилиндрами, за счет которых происходит погружение объектов в скважины. Дополнительно техника укомплектовывается анкерными грузами, необходимыми для придания нужной массы. Гидравлические насосы обеспечивают необходимый уровень давления. Они монтируются на специальной рамной конструкции. Технику ставят на шасси, чтобы обеспечить ее самостоятельное передвижение по площадке.

Копером называют рамную конструкцию, на которой смонтированы и установлены:

  • Установка для вдавливания свай;
  • Кран;
  • Подвижное шасси.

Кроме того, есть грузовая рама, которую используют для того, чтобы монтировать анкерные грузы. Центральные и боковые крепления позволяют использовать технику достаточно близко от действующих объектов. Для использования копера не требуется вспомогательного оборудования.

Почему наши заказчики выбирают технологию статического вдавливания?

Экономия бюджета:

  • СВУ SUNWARD 360 способна погрузить за сутки свай в 1,5 раза больше, чем любые другие копры за счет того, что она может работать круглосуточно. Установка использует электроприводы и гидравлику и работает практически бесшумно не создавая вибраций и ударных нагрузок, как забивные установки.
  • СВУ имеет собственную крановую установку грузоподъемностью 16т и может работать автономно самостоятельно подавая сваи в зажимную коробку. Аренда дополнительного подъемного крана не потребуется.
  • Технология статического вдавливания обеспечивает плавное погружение свай в грунт. Свая не разрушается на всем своем протяжении и остается целой даже при достижении проектной отметки в несущем слое или достижении отказа сваи. В грунт погружаются ГОТОВЫЕ железобетонные сваи, которые прошли через вибростол, пропарочную камеру и набрали 100% прочности в отличии от например буронабивных свай.
  • При использовании вдавливания, проведение статических испытаний становится дешевле как минимум в 4 раза. Нет необходимости в погружении дополнительных анкерных свай, доставке испытательной балки или пригрузов. СВУ SUNWARD 360 позволяет контролировать усилие вдавливания в течение всего процесса погружения.

Экономия сроков:

  • Погруженные установкой статического вдавливания (СВУ) сваи можно сразу готовить («распушать») для объединения в ростверки и фундаменты, в отличие от буронабивных, которым необходимо набрать прочность в течение 28 дней.
  • Возможно погружать сваи методом статического вдавливания при заливке бетона на соседней площадке. Производить работы по забивке в этой ситуации нельзя.
  • СВУ работает практически бесшумно и позволяет погружать сваи круглосуточно.
  • Возможность погружения свай ниже дневной отметки грунта до 6ти метров без разработки котлована.
  • Несущей способность каждой сваи известна уже на этапе погружения. Нет необходимости тратить время на организацию статических испытаний.