Какие существуют способы погружения свай

Как известно, первое, что делается при строительстве дома или любого другого объекта – укладка фундамента. Одним из наиболее надежных и долговечных вариантов фундамента является свайный фундамент. Данная технология монтажа фундамента предполагает погружение опорных элементов глубоко в землю для обеспечения их устойчивости. Большое значение имеет выбор способа погружения свай. К такому выбору нужно подходить максимально серьезно с соблюдением всех правил, установленных СНИП, а также с учетом данных, полученных во время проведения инженерных исследований.

Какие методы погружения опор существуют?

На сегодняшний день существует несколько методов погружения свай. Все способы можно подразделить на две большие группы: ударные и безударные. Первый вариант подразумевает различные методики забивания опорных элементов и является наиболее популярным, поскольку позволяет достигнуть нужной несущей способности всей конструкции. Кроме того, ударные технологии признаны наиболее эффективными многими строительными компаниями. Использование таких методов погружения свай в основном осуществляется на плотных и твердых грунтах, а также при большом диаметре самой опоры.

Безударные способы погружения опорных элементов в основном применяются на сыпучих и потопляемых грунтах. Сегодня существует достаточно много технологий, которые позволяют установить опоры максимально прочно и обеспечить долговечность и устойчивость здания, соответствующие параметрам СНИП.

Ударный метод погружения представлен тремя основными технологиями:

• непосредственно ударный;
• вибрационный;
• виброударный.

Безударный метод погружения свай, в свою очередь, подразделяется еще на несколько технологий:

• вдавливание;
• завинчивание;
• электроосмос;
• подмыв.

Выбор метода погружения опорных конструкций осуществляется исключительно на основании данных, полученных при исследовании участка инженерами. Специалисты определяют качество грунта, его устойчивость, твердость, прочность, сыпучесть и т.д.

Основные характеристики ударного метода

Ударный способ основывается на использовании специального оборудования для погружения свай. Как правило, для таких целей используются специальные копры, на которых имеются мощные молоты, предназначенные для вбивания опор в почву. При этом сила от удара молотом сообщается опоре, которая воздействует на слои грунта, уплотняя их или вытесняя. Данной силы хватит для того, чтобы уплотнение было распространено на площадь, по размерам равной двум или трем диаметрам самой опоры.

Для забивания опорных конструкций в грунт используются различные виды ударных установок. Забивающие агрегаты могут обладать штанговым или трубчатым элементом. Штанговые установки представляют собой забивающий элемент в виде цилиндра, который двигается вверх и вниз, вдоль направляющих. Вниз молот движется под силой своей тяжести, а наверх поднимается посредством повышения давления в камере сгорания.

Трубчатая установка имеет в своей конструкции неподвижный цилиндрический молот с направляющей конструкцией, которая называется шаботом. Ударная часть представлена поршнем с головкой, которая воздействует на опору, когда происходит сгорание топлива. Конструкция удобна тем, что не повреждает верхнюю часть опоры, как это часто случается при использовании других технологий. Сообщаемая опорной конструкции сила равномерно распределяется по всей опоре.

Для погружения заранее приготовленных свай используется другое оборудование, поскольку работать с готовыми опорами намного легче. Погружение свай методом забивания осуществляется при помощи самоходных и рельсовых установок, поэтому предварительно строители готовят строительную площадку, выравнивая ее. Специально заготовленные сваи представляют собой опоры с несколько заостренными окончаниями. На начальном этапе темп работы выбирается медленный, поскольку нельзя допускать ошибки в направлении опоры. После того, как свая прочно погружена в грунт, темп забивания усиливается.

Особенности вибрационного метода

Установка опор вибропогружателем представляет собой погружение сваи путем сообщения ей вибраций, которые постепенно уменьшают сопротивляемость грунта. Параллельно происходит продавливание почвы самой опорой. По мере того, как сопротивление грунта уменьшается, снижается и прилагаемое усилие. Уплотнение грунта, которое возникает от погружаемых свай, может распространяться максимум до трех диаметров опоры.

Вибропогружатель – электромеханическая установка, которая работает по принципу создания дисбаланса вибрирующего элемента. Амплитуда вибраций вместе с силой тяжести от массы системы воздействую на грунт, уменьшая его прочность и сопротивляемость. Кроме того, такое воздействие приводит к разрушению слоев грунта, в результате чего свая легко входит в него. Частота вибрирующих колебаний составляет 400-450 в минуту.

Установки с вибрационными молотами, согласно параметрам СНИП, лучше всего использовать на грунте, который сильно насыщен влагой. Как правило, применяются они на влажных песчаных грунтах. Если почва мало насыщена водой, может потребоваться также и буровая установка.

Характеристика виброударной методики

Виброударная технология погружения свай одновременно совмещает в себе воздействие вибрации и ударов молотом. Также добавляется сила статистического пригруза. Во время установки свая устанавливается при помощи агрегата в нужном месте и под правильным углом, чтобы направление опоры было четким. Сверху, с помощью наголовника свая закрепляется на вибрирующем элементе. Затем свая приподнимается и вводится в грунт посредством собственного веса и воздействия вибраций. Одновременно происходит воздействие ударного элемента.

Виброударный метод можно использовать только при длине свай не более шести метров, в противном случае опора может быть повреждена вследствие усиленного воздействия.

Особенность безударных методик

В основе безударных технологий погружения свай лежит целенаправленное смягчение грунта при помощи опор со специальной конструкцией, либо с использованием специальных технологий погружения, которые значительно размягчают грунт и уменьшают сопротивление его слоев. Такие способы часто применяются на современных стройках, поскольку они позволяют значительно уменьшать трудозатраты.

Методика завинчивания опор

Технология завинчивания опор применяется только в случаях, когда используются винтовые сваи. Их особенная конструкция, содержащая лопасти, позволяет завинчивать их в грунт посредством сообщения вращательных движений. Удобство технологии заключается в том, что при завинчивании можно не использовать дополнительные утяжелители или ударное воздействие.

В основном метод завинчивания применяется при строительстве малоэтажных конструкций или установке линий электропередачи. Введение осуществляется на неплотных или подтапливаемых грунтах. Винтовые опоры чаще всего изготавливаются из металла или железобетона. Нижняя часть опоры благодаря расположенным лопастям является более широкой, что обеспечивает опоре дополнительную устойчивость. Метод завинчивая можно использовать даже в условиях достаточно плотной застройки, он не ведет к негативным последствиям для близлежащих конструкций.

Методика подмывания грунта

Согласно СНИП, в территориях с сыпучими или рыхлыми грунтами установка свай должна производиться при помощи методики подмывания грунта. Как правило, в таких случаях используются опоры с большим диаметром или длиной для более надежного закрепления. Суть технологии заключается в размывании грунта водой под большим давлением. Вода подается по большим трубам в направлении заглубления опоры. В результате под воздействием жидкости грунт разрыхляется, а свая без труда погружается все глубже.

Трубы для подачи воды располагаются по бокам опоры или в самом ее центре. Прикрепляются трубки таким образом, чтобы они располагались чуть выше самой сваи. Вода подается под давлением не меньше 500 кПа.

Согласно правилам СНИП, данную методику введения свай нельзя использовать в ситуациях, когда в результате исследований инженерами было выяснено, что поблизости находятся здания или конструкции, которые могут быть разрушены в результате подмывания грунта, или если на территории имеются проседающие слои грунта.

Методика электроосмоса

Технология электроосмоса заключается в том, что одновременно погружаются две сваи. К одной подключается электрический ток с отрицательным зарядом, а к другой с положительным. Под воздействием тока влага скапливается возле отрицательно заряженной сваи, что существенно облегчает ее погружение. Порой для более быстрого введения сваи в грунт дополнительно применяют забойные установки. После отключения электричества распределение влаги в грунте восстанавливается, так же, как и его сопротивляемость.

Методика вдавливания

Порой в строительстве используется технология погружения свай вдавливанием. Как правило, данная техника применяется преимущественно для небольших опор, длиной от 3 до 5 метров. Погружение свай при этом происходит методом статического вдавливания. Это означает, что на установленные опоры воздействует статическая нагрузка, уменьшающая сопротивление грунта.

Сначала вдавливаемые опоры устанавливаются в нужном месте и под нужным углом, обеспечивая правильное направление. Делается это при помощи стрелы специального агрегата. Далее происходит погружений свай путем вдавливания, которое осуществляется посредством крепления опоры к оголовку базового агрегата. Одновременно с методом вдавливания может использоваться вибрационная установка.