Технология забивки железобетонных свай

Применение

Любая из железобетонных свай используется для опоры фундамента и углубляется до уровня высокоплотного грунта. Если подошва расположена в грунте не очень хорошо, то фундамент не будет довольно устойчивым, что станет причиной проседания почвы под массой постройки.

Составные сваи используются при неустойчивости верхнего слоя грунта стройплощадки: если он имеет большую толщину, нежели длина свай. Как правило, не допускается опирание основания сваи на такие неустойчивые грунты, как заторфованная почва, торфяники, текучая и сильносжимаемая глинистая почва, илистые грунты. В вышеназванных почвах только свайный фундамент будет обладать устойчивостью и необходимой несущей способностью.

Изделия из железобетона обустраивают фундаменты из свай на объектах. Такие же конструкции довольно часто используются у строительных компаний, которые не имеют копровой установки.

Стандартная грунтовая свая имеет длину 12 метров. Составные железобетонные сваи применяются также при невозможности использования обычных свай из-за геологических условий. Такие сваи используются, к примеру, в строительных работах, производящихся на территории Москвы, для фундаментов жилых домов, промышленных зданий и разнообразных построек гражданского предназначения.

Целью железобетонной сваи является передача вертикальных нагрузок. Это позволит избежать усадки сооружения во время постройки и эксплуатации.

В грунте можно использовать не один, а все виды при условии, что на необходимой глубине грунта находится слабый слой породы и провести опору невозможно.

Прежде чем приступить к работе, составные сваи должны пройти статическое испытание, которое покажет возможности выдержать виды нагрузки. Нагрузочный тест-драйв проходят и стыки соединений. При строительстве фундаментов применяются такие сваи, как висячие и сваи-стойки.

Технология возведения

1. К свае, за выступающее в верхней части металлическое «ухо», крепят трос и поднимают ее с помощью лебедки.
2. Столб помещается в погружную установку (в отверстие в нижней части молота).
3. Молот начинает забивать столб. После нескольких ударов, сваебойная машина останавливается, мастер производит замер с помощью уровня, чтобы выяснить, не произошло ли отклонения от вертикали.
4. Если наблюдается уход сваи в сторону, она извлекается при помощи все той же лебедки, причина отклонения устраняется (обычно это камень или более плотная часть грунта, которая подкапывается) и производится повторная попытка погружения.
5. Также направление движения столба может быть откорректировано сваебойной машиной, которая способна изменять свое положение, подтянув погружаемый столб в нужную сторону.

Устройство и виды копров, технология работы

Машины для забивки свай имеют различные габариты под различную длину свай и глубину их заложения. Соответственно, имеют различную мощность и функциональные особенности. Так же отличаются приводом забивного аппарата.

Сама свайно-забивная установка может располагаться на базе нескольких типов машин, может быть съёмной или нет.

Методы заглубления свай

Копры поднимают сваю, при помощи 1-2 человек и иногда спецтехники — бульдозера, устанавливают в нужное, проектное положение и начинается процесс забивки, при котором используется 3 основных технологии:

1. Ударный способ , при котором забивка свай происходит под периодическими (20-40 в мин.) ударами молота копра.

Забивка сваи дизель-молотом

Перед забивкой сваи на неё надевают специальный наконечник, который предотвращает разрушение сваи под воздействием ударов молота.

1. Вибрационный способ , при котором сваи погружаются в землю за счёт вибраций. В целом — это те же удары, только низкой частоты.

Рекомендую: Нужно ли закрывать по периметру сваи дома

1. Вдавливание свай . Современный метод установки свай, обеспечивающий высокую скорость и практически бесшумную работу без вибраций по сравнению с забивным методом. Вдавливание выполняется сваевдавливающими машинами за счёт своего веса и дополнительных грузов.

Описание устройства забивных свай

Технология забивки свай начинается с опускания на наголовник молота после установки данной конструкции на фунт и ее выверки. Свая погружается в фунт под действием веса молота. Для обеспечения правильного направления сваи начальные удары производятся с офаничением энергии удара. Далее энергия удара молота постепенно увеличивается до максимальной. Свая от каждого удара пофужается на конкретную величину, которая будет уменьшаться по мере углубления. В дальнейшем наступит момент, когда после каждого залога конструкция будет пофужаться на одинаковую величину, которая называется отказом.

Забивка свай происходит до достижения расчетного отказа, который указан в проекте. Измерение отказов необходимо выполнять с точностью до 1 мм. Отказ равен средней величине после замера погружения конструкции от серии ударов, которая называется залогом. При забивке паровоздушными молотами одиночного действия либо дизельными молотами залог принимается равным 10 ударам. При забивке молотом двойного действия – количество ударов за 1-2 минуты.

Если средний отказ в 3 последовательных залогах не превысит расчетного, процесс забивки считается законченным.

Конструкции, которые не дали контрольного отказа, после перерыва (4 дня) нуждаются в контрольной добивке. Если глубина погружения не достигнет 85% проектной, при этом на протяжении 3 последовательных залогов будет получен расчетный отказ, понадобится выяснить причины данного явления и с проектной организацией согласовать порядок ведения свайных работ в дальнейшем.

Ударный метод

Технология ударного воздействия базируется на применении специализированных агрегатов – копров, которые оборудованы молотами, способными вбивать опоры в слои почвы. Сила удара молота о сваю сообщает ей поступательную энергию, под действием которой она заглубляется, вытесняя и уплотняя слои грунта. Площадь уплотнения оказывается равной примерно 2-3 диаметрам сваи и создаётся непосредственно в поле механического воздействия.

Виды ударных установок

Забивающая установка Ударная установка может быть оснащена штанговым и трубчатым молотом. В штанговых машинах молот цилиндрической формы перемещается вдоль направляющих. При его падении на сваю в управляющей камере сгорания происходит повышение давления, в результате чего молот поднимается. Затем под действием силы тяжести он падает на сваю и цикл повторяется.

Трубчатый молот оснащён неподвижным цилиндром со специальной направляющей конструкцией, называемой шаботом. Ударная часть представляет собой поршень с головкой, который при сгорании топлива воздействует на сваю. Фиксация сваи выполняется наголовником, закрепляемым к молоту. Благодаря этому верхняя часть забиваемой опоры не повреждается под ударным воздействием, а сообщаемая энергия распределяется равномерно по её поперечной площади.

Погружение заранее изготовленных свай способно существенно ускорить процесс их забивки и, соответственно, закладки фундамента при любых температурах окружающей среды.

Ударный метод погружения

Наиболее распространен ударный метод применяется с использованием ударного свайного оборудования. Это паровоздушные, гидравлические и дизель-молоты различной мощности.

— Оборудование навешивается на специальную установку — сваебойную машину и, при забивании сваи наносит сильные удары по ее верхней части. Чтобы торец сваи, по которому наносится удар, не разрушался, применяют специальное оборудование — наголовник.

— Погружение производится до достижения проектной глубины и соответствующего отказа при забивке свай.

Вибрационный метод эффективен при погружении свай в несвязные водонасыщенные грунты. Для этого применяются соответствующие устройства — вибропогружатели, которые через наголовник передают свае вибрацию определенной частоты. При этом грунт под основанием сваи и вокруг нее становится «плывучим», трение резко снижается, и свая погружается за счет собственного веса.

Шнековое бурение

Стандартный буровой шнек представляет собой продольный стержень с направляющим острием в нижней части, по всему контуру которого закреплены винтовые лопасти под углом, позволяющим выработанному грунта в процессе вращения шнека подниматься на поверхность скважины.

Рис.: Шнековый бур с грейферным наконечником

При разработке грунта буровая машина работает циклично, периодически изымая шнек из скважины и освобождая его от осевшей породы. Шнековое бурение дает возможность обустраивать скважины под буронабивные сваи глубиной до 10 метров за одну проходку (без необходимости извлечения шнека и промывки скважины).

Инфо! Средняя скорость бурения при реализации данной технологии, в зависимости от грунтовых условий, составляет 0,5-1,2 метра в минуту.

Рис: Процесс шнекового бурения скважины При необходимости обустройства буронабивных скважин с обустройством уширенной опорной пяты применяются шнековые буры с ножами-расширителями. Изначально оны размещаются параллельно буровому стержню, однако при активации шарнирного узла ножи раздвигаются и при вращении шнека срезают почву, создавая цилиндрическое уширение в нижней части скважины.

Рис: Наконечник буровой колонны для создания скважин с уширением

Виды и способы технологии

Забивка сваи вибрационным методом их завинчивания является наиболее эффективным вариантом для выполнения работ по обустройству железобетонных свайных фундаментов своими руками в несвязных, либо водонасыщенных грунтах.

Данный способ или технология базируется на применении машины с направленной вибрационной нагрузкой закручивания (гидромолот), с помощью которой достигается эффективное разрушение породы вдавливанием, вследствие снижения коэффициента трения их между железобетонных элементов и почвой скважины.

Такие способы погружения железобетонных свай вибрационным вдавливанием машины имеют свои преимущества:

• технология закручивания железобетонных свай своими руками имеет высокий КПД работы в слабых грунтах (в водонасыщенной почве вибрационный способ вдавливанием показывает лидерные, в 2-3 раза большые показатели, чем погружение посредством дизель-молотов (гидромолот));
• их маневренность – сваевдавливающая установка (гидромолот) может проходить в черте города, так как их оборудование имеет достаточно компактные размеры, и не создает сильный шум;
• забивные сваи своими руками имеют небольшую материалоемкость;
• их экономичность закручивания – агрегаты для вибропогружения (гидромолот, дизель-молот) оборудованы электрическими приводами, которые не требуют горюче-смазочных материалов, что существенно снижает сопутствующие расходы завинчивания;
• забивные сваи имеют большую эффективность при работе с почвой, содержащей высокий уровень грунтовых вод;

Погружение свай вибрационной установкой

Также такие способы завинчивания имеют недостатки:

• низкий расчет КПД скважины в твердых и скальных грунтах (в таких случаях вибрационное погружение дополняется использованием ударных дизель-молотов или берется гидромолот);
• СНИП 2.02.03-85 не предусматривает расчет вибрационного завинчивания составных винтовых свай своими руками, что гарантирует отказ от максимально возможной глубины монтажа фундаментов, при этом используются ленточные основания;
• карта потери структуры тиксотропными грунтами (по-простому – когда определенные виды грунтов переходят в жидкое состояние под воздействием вибраций);

Оборудование и нюансы работы

Погружение свай вибрационным методом выполняется вибропогружателем (гидромолот, дизель-молот) – устройством, которое оборудовано силовым агрегатом и функциональной частью, оказывающей на сваю динамическое вибрационное воздействие.

Данное оборудование чаще всего выполняется в виде дополнительной конструкции, которая монтируется своими руками на сваепогружающую установку в скважины, однако существуют и полностью автономные вибропогружатели. Вибропогружателем в копер скважины достаточно удобно пользоваться и он может пригодится в разных ситуациях.

Исходя из особенностей конструкции выделяют — классический (простой) вибропогружатель своими руками (гидромолот, дизель-молот) с жестким соединением узлов.

Основными элементами конструкции данной машины являются электрический силовой агрегат на гидромолот, который жестко вмонтирован в верхнюю часть корпуса устройства.

Вибратор, с двумя либо четырьмя валами, на которые насаживаются металлические дебалансы – неуравновешенные лидерные металлические конструкции с зубчатым соединением, двигающиеся в противоположном друг другу направлении.

Наголовник — заменяемый элемент, посредством которого выполняется подсоединение к устройству свкажины винтовых, шпунтовых либо железобетонных свай своими руками (в зависимости от формы сваи, выбирается необходимая пробная карта наголовника).

Вибропогружение свай в городе

Основными недостатком вибропрогружателей с жестким методом соединения узлов является невозможность сделать расчет точной регулировки амплитуды количества колебаний для скважины своими руками, от которых непосредственно зависит скорость погружения сваи в скважины.

Вибропогружатель в скважины с подрессорной пригрузкой.

Такие машины имеют дополнительные металлические элементы – подрессорный груз, который представляет собою сменную плиту, расположенную между верхней частью корпуса и силовым агрегатом. На корпус плита монтируется посредством нескольких спиральных пружин, которые выполняют амортизирующую функцию.

Более того, конструкция таких механизмов предусматривает возможность точной регулировки режима вибрации, за счет двухкомпонентного эксцентрика вибратора, состоящего из неподвижной и подвижной части, при перемещении которой изменяется кинетический момент и карта амплитуды колебаний.

Такое оборудование является оптимальным вариантом для погружения винтовых и железобетонных свай.

Главные достоинства метода забивки

Чтобы стало ясно, нужна ли установка свай на вашем строительном участке, необходимо предварительно ознакомится с некоторыми особенностями такого фундамента. Среди основных достоинств стоит выделить:

• При использовании качественных опор, а также их правильной установке можно существенно сэкономить. Для забивки применяется высокоэффективное оборудование, существенно ускоряющее рабочие процессы. Установить сваи можно не только на песчаных и заболоченных территориях, но также и на землях с высокой плотностью.
• Если использовать метод забивки, можно свести к минимуму предстоящие затраты. Нет необходимости в бурении грунта на строительном участке, не нужно заранее выравнивать поверхность, убирать бугры и различные дефекты. При выполнении мероприятий не используется большое количество специальной техники.
• Применяя такую технологию, возможно использование различных видов опор.
• Перед началом работ не надо выполнять предварительную проверку грунта. Все необходимые испытания осуществляются в процессе установки.

Забивка железобетонных свай существенно повышает прочность и надежность всего сооружения. Созданный фундамент на железобетонных опорах прослужит долго без изменения первоначальных характеристик.

Классификация свайных опор

Заготовки для устройства свайного фундамента можно найти в разном исполнении. Это касается как формы, так и материала. Также существует методика, по которой опорные элементы изготавливаются непосредственно на стройплощадке. Здесь достаточно сформировать скважину и залить все бетоном. Рассмотрим детальнее классификацию свай.

По материалу

Изначально в качестве точечных опор под здания применялись бревна из древесного массива. Сегодня этот материал также пользуется спросом. Для производства свай используются только твёрдые породы. Заготовки с корневого торца заостряют, на него насаживают погружаемый в грунт металлический конус. Верхняя часть во избежание растрескивания защищается (стягивается) металлическим кольцом. Для надёжности свайный фундамент забывается из пакетов. Это несколько связанных между собой столбов.

Заготовки для деревянных свай Источник sublima.cz

Распространены также заготовки из железобетона. Для отливки используется раствор прочностью не менее М300. В поперечном сечении изделия могут быть круглые, многоугольные или двутавровые, но погружаемый наконечник всегда заострённый. Выступающий край защищён оголовком из стали. Перед тем, как забивать сваи при строительстве дома, заготовки обязательно подлежат отбраковке. Недопустимы такие дефекты, как сколы или трещины.

Большим спросом в частном секторе сегодня пользуются металлические образцы. это полые трубы с заострённым концом и выступающим оголовком. Причина популярности стальных свай в простоте монтажа и долговечности материалов.

По типу проведения установки

В зависимости от исполнения фундамента выделяют три типа свай. Изначально по устройству опорного основания рассматривался вариант забивания элементов. Сегодня чаще для монтажа применяются железобетонные образцы. Работа проводится посредством спецтехники. Это главная причина малой распространённости материала в частном секторе. Обоснование – ощутимая смета по стоимости работ, свай и аренды оборудования.

Установка железобетонных заготовок Источник static-ru.insales.ru

Особенности устройства забивных свай

Основной особенностью устройства фундамента из забивных свай является то, что нужно выдерживать необходимое расстояние от других объектов строительства минимум в 15-25 м. Дело в том, что вибрации, создающиеся молотом при забивке, передаются на ближайшие строения и могут разрушать их фундамент или деформировать само строение или его отделку. Поэтому в плотной застройке такой фундамент используется редко, а если используется, применяются защитные меры для людей живущих по соседству и устанавливается наблюдение за соседними зданиями, оценивается их состояние в процессе забивки и уровень колебаний грунта от процесса забивки.

Сваи на расстоянии от 20 м от строения забивают без расчётов, если меньше, то нужно думать. Часто крайние к соседским домам сваи забивают в предварительно выбуренные на 1-2 м отверстия (лидерное бурение). Так же, при плотной застройки можно использовать метод вдавливания, который практически бесшумен.

Рекомендую: Как сделать свайный фундамент своими руками

Область применения

Использование возможно как на песчаных, так и на глинистых грунтах. Такие фундаментные элементы можно применять не только в качестве опорной части здания, но и для закрепления несущего слоя почвы. Забивные сваи можно использовать в большинстве типов грунта:

• пески рыхлые и среднеплотные;
• пластичные и текучие супеси;
• суглинки и глины тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные.

Можно использовать фундаменты и для глинистых грунтов текучей консистенции, но только при условии выхода надземной части сваи за поверхность грунта на расстояние, не превышающее 2 м.

Чтобы определить возможность использования свай , выполняют пробную забивку. Описание грунтов разных групп приведено в ГОСТ «Грунты. Классификация». Для определения точной геологии выполняют специальные изыскания.

Процесс изготовления

Сваи изготавливают на заводах, с соблюдением определенной технологии, контролируемой ГОСТ 19804-91. Некоторые умельцы делают железобетонные столбы самостоятельно, однако отклонение от правил в лучшем случае приведет к разрушению сваи в процессе погружения. В худшем – после того, как будет построено здание. Поэтому даже при самостоятельном изготовлении, если это так уж необходимо, следует руководствоваться все тем же ГОСТом. Хотя гораздо проще и быстрее приобрести готовую и заведомо качественную продукцию.

Сваи квадратного сечения

Наиболее востребованы в строительстве сваи в виде небольших квадратных столбов со стороной 150 мм или 200 мм и длиной 3, 4 и 5 метров. Процесс изготовления можно поделить на два этапа. Сначала на специальных станках натягиваются и фиксируются арматурные жилы для нескольких столбов. Все это делается в горизонтальной плоскости. Затем на дорожку с натянутой арматурой устанавливается оборудование, которое формирует вокруг металлического каркаса бетонную смесь нужной формы и размера.

Сваи круглого сечения

Железобетонные трубчатые сваи изготавливают с помощью специальных центрифуг в заводских условиях, либо на полигонах. Сваи, изготовленные при помощи центрифуги имеют ряд преимуществ:

• высокое качество;
• быстрое изготовление;
• небольшая масса;
• преимущество при транспортировании;
• при погружении имеется возможность наращивания сваи.

Стыковка секций фланцевая, при этом используется сварка стержней арматуры, с последующим скреплением в месте стыка с бетоном. При стыке арматуры с использованием сварочных работ, дополнительного расхода стали не требуется. Такой способ стыковки может использоваться при сборке сваи на стеллажах. Железобетонный или стальной башмак устанавливается в самом низу сваи. При стальном наконечнике, его внутренняя полость заполняется бетоном. В случае необходимости, в наконечнике предусматривается отверстие для подмывной трубы. Трубчатые сваи погружают с открытыми концами.

Методы погружения свай

Для погружения железобетонных свай применяются такие методы:

Ударный – наиболее широко применяемый  в строительстве.

Рис: Забивка свай штанговым дизельмолотом

Рис: Забивка свай гидравлическим молотом

технологию забивкивибропогружатель
Рис: Вибропогружение стальной трубчатой сваи

• Частоты колебаний, которые вырабатывает вибропогружатель. Она может варьироваться в пределах от 400 до 2600 колебаний в минуту;
• Веса вибропогружателя;
• Веса самой сваи.

Важно! Вибрационный метод менее продуктивен, чем ударная забивка, однако в некоторых случаях он является единственно возможной технологией погружения. Поскольку забивка свай в черте плотной городской застройки не допускается из-за деструктивных воздействий на фундаменты уже существующих зданий.
Погружение свай методом вдавливания
Важно! Данная технология считается наиболее прогрессивной, она обладает высокой эффективностью в любых типах грунтов, при этом вдавливание свай не сопровождается негативными воздействиями на фундаменты близстоящих сооружений

Рис: Установка для вдавливания железобетонных свай

• Свая устанавливается в технологическом отверстии СВУ (сваевдавливающей установки) и фиксируется в нем с помощью гидравлических цилиндров;
• После того как цилиндры зажимают сваю они начинают двигаться вниз (величина их передвижения зависит от характеристик СВУ, стандартный ход — 1 м.), после первого цикла вдавливания узел разжимается и поднимается в первоначальное положение, после чего вновь сжимает сваю и операция выполняется повторно.

Рис: Лидерное бурение при погружении ЖБ свай

Важно! Лидерное бурение позволяет реализовывать метод ударного погружения вблизи существующей застройки, поскольку при забивке столбов в скважины значительно уменьшается динамическая нагрузка, которая через почву передается на основания зданий.
сваебойных установок
Рис: Последовательность обустройства буронабивных свай

• С помощью установки шнекового бурения создается скважина проектной глубины. Бурение ведется под защитой обсадных труб, которые препятствуют осыпанию почвы и заполнению скважины грунтовыми водами;
• В скважину устанавливается арматурный каркас цилиндрической формы;
• Производится закачивание бетонной смеси в скважину, по мере ее заполнения изымается обсадная труба.

Важно! Единственным недостатком данного метода является необходимость выжидать время, необходимое для отвердевания бетона (свыше 28 дней), тогда как на фундаменте из забивных ЖБ свай можно начинать строить сразу же после его обустройства.

Наша компания погружает железобетонные сваи 300х300 мм. длинной до 12 метров и 350х350 мм длинной до 8 м. ударным способом или с производством лидерного бурения (там, где обычный ударный метод невозможен из-за близости других строений). Свяжитесь с нами и получите грамотную консультацию: Контакты.

Цена забивки свай

Стоимость монтажных работ рассчитывается для каждого проекта индивидуально и зависит от следующих факторов:

• количество, размер свай;
• тип грунта;
• погодные и сезонные условия;
• наличие ограничений на проведение тех или иных работ в данном районе;
• удаленность строительного объекта;
• масштабности строительства;

Смета на проведение монтажных работ составляется в соответствии с проектной документацией. Предварительно проводятся обязательные изыскательные мероприятия с целью определения состава почвы и только потом установка железобетонных или буронабивных свай.

Наши специалисты имеют все необходимые допуски к работе, своевременно проходят повышение квалификации. Инженеры — это профессионалы своего дела, которым вы можете полностью доверять.

Точную стоимость установки свайного фундамента помогут рассчитать сотрудники нашей фирмы. Звоните нам или оставьте заявку, чтобы получить консультацию у наших сотрудников. Цена рассчитывается индивидуально для каждого клиента. Стоит отметить, что она будет значительно ниже, чем у конкурентов.