Организация работ по забивке свай.

2.9.1. Подтягивание и подъем сваи автокраном на копер с одновременным заведением ее головной части в гнездо наголовника в нижней части молота.

2.9.2. Установка сваи в направляющих в месте забивки.

2.9.3. После установки сваи на точку забивки отклонение острия сваи от проектного положения в плане должно быть не более 1 см. Копровая стрела и свая должны быть приведены в вертикальное положение с соблюдением соосности сваи и молота.

2.9.4. Начало погружения нижнего элемента сваи должно производиться сначала несколькими легкими, одиночными ударами с небольшой высоты падения ударной частью молота, с последующим увеличением силы ударов до максимальной. При этом особенно необходимо следить за правильным положением элемента как в плане, так и по вертикали.

К полной забивке можно переходить только после того, как будет обеспечено погружение элемента в заданной точке и в заданном направлении.

При отклонении положения сваи от вертикали более чем на 1% сваю выправляют подпорками, стяжками и т.п., или извлекают и забивают вновь.

2.9.5. В процессе забивки элементов сваи должно вестись наблюдение за соответствием скорости погружения характеру грунтовых пластований. Быстрое погружение сваи, когда ее острие проходит плотные слои грунта, может свидетельствовать об ее изломе. В этом случае следует прекратить забивку и вызвать представителя проектной организации для принятия соответствующего решения.

2.9.6. Наращивание сваи и соединение элементов между собой производится по мере погружения каждого предыдущего элемента ССН на высоту 0,7-1,0 м от поверхности грунта. Соединение нижней и верхней свай производятся посредством электродуговой сварки закладных деталей. Схема выполнения сварного соединения стыка составной сваи приведена на рис.7.

Рис.7. Схема сварного соединения стыка составной железобетонной сваи

1 - погружение нижнего элемента составной сваи (ССН); 2 - установка верхнего элемента составной сваи (ССВ) с совмещением продольных осей элементов; 3 - обваривание закладной детали для соединения оголовков и стыка составных элементов по периметру электродами УОНИ-13/55 (сварной шов должен быть по ГОСТ 5264-80); 4 - установка, фиксирование 4-х закладных пластин размером 150х200х8 мм, Ст.3 и обваривание их по периметру (сварной шов должен быть по ГОСТ 5264-80); 5 - обработка металлических оголовков, закладных пластин и сварных швов антикоррозийной мастикой “МАГИР”

2.9.7. В процессе забивки составных свай особое внимание должно быть уделено техническому состоянию молота, так как для передачи на сваю всей энергии удара продольные оси ударной части молота и элемента свай должны совпадать, т.е. удар должен быть центральным.

2.9.8. В случае, если при забивке составной сваи нижний элемент отклонился от проектного положения, необходимо:

- чтобы ось молота совпала с осью сваи, если позволяет конструкция стрелы в соответствии с наклоном сваи;

- либо передвинуть копер и продолжать забивку сваи в данном положении.

2.9.9. Забивка свай молотами должна производиться с применением наголовников, оснащенных деревянными прокладками, соответствующими поперечному сечению сваи. Зазоры между боковой гранью сваи и стенкой наголовника не должны превышать 1 см с каждой стороны.

2.9.10. Передвижение копровой установки и срезание сваи по заданной отметке.

Верх железобетонных свай срубают отбойным молотком, арматуру срезают газовой резкой. Обнажившуюся арматуру затем сваривают с арматурой ростверка.

Рис.8. Последовательность работ при забивке составных свай

ССН - составная свая нижняя; ССВ - составная свая верхняя; - стык свай
1. Забитая нижняя свая (ССН). 2. Соединение нижней и верхней свай на сварке.
3. Окончательное погружение составной сваи.

Погружение свай подмывом грунтаприменяют в несвязных и малосвязных грунтах - песчаных и супесчаных. Целесообразно подмыв использовать для свай большого поперечного сечения и большой длины, но недопустимо для висячих свай. Способ заключается в том, что под действием воды, вытекающей под напором у острия сваи из одной или нескольких труб, закрепленных на свае, грунт разрыхляется и частично вымывается (рис.9). При этом сопротивление грунта у острия сваи снижается, а поднимающаяся вдоль сваи вода размывает прилегающий грунт, уменьшая тем самым трение по боковым поверхностям сваи. В результате свая погружается в грунт под действием собственной массы и массы установленного на ней молота.

Рис.9. Подмыв грунта для погружения свай:

а -погружение квадратных свай с подмывом грунта; 1- молот; 2- трос, поддерживающий подмывные трубки; 3 -напорный шланг; 4- подмывные трубки; 5 -свая; б - расположение подмывных трубок; в -наконечник подмывной трубы

Расположение трубок для подмыва грунта диаметром 38-62 мм может быть боковым, когда две или четыре трубки с наконечниками находятся по бокам сваи, и центральным, когда одно- или многоструйный наконечник размещен в центре пустотелой забиваемой сваи. При боковом подмыве, по сравнению с центральным подмывом, создаются более благоприятные условия для уменьшения сил трения по боковой поверхности свай. При боковом расположении подмывные трубки крепят таким образом, чтобы наконечники находились у свай на 30-40 см выше острия.

Для подмыва грунта воду в трубки подают под давлением не менее 0,5 МПа. При подмыве нарушается сцепление между частицами грунта под подошвой и частично по боковой поверхности свай, что может в последующем привести к снижению несущей способности сваи. Учитывая, что свая должна будет в дальнейшем воспринимать нагрузку, погружение с подмывом осуществляют только до заданного уровня, а затем с помощью сваебойной установки ее забивают до проектной глубины (на 0,5-2,0 м). При этом способе погружения производительность возрастает на 30-40% по сравнению с чистой забивкой, экономится горючее. После прекращения подачи воды и стабилизации уровня грунтовых вод, грунт уплотняется и плотно обжимает сваю.

Применение метода подмыва не допускается, если имеется угроза просадки близлежащих сооружений, а также в целом на просадочных грунтах.

Погружение свай с использованием электроосмосаприменяют в водонасыщенных плотных глинистых грунтах, в моренных суглинках и глинах. Для практической реализации метода уже погруженную в грунт сваю присоединяют к положительному полюсу (аноду) электрической сети постоянного тока, а соседнюю с ней, подготовленную для погружения в грунт - к отрицательному полюсу (катоду). При включении тока вокруг сваи с положительным полюсом резко снижается влажность грунта, а у соседней с отрицательным полюсом она наоборот резко увеличивается. В более влажной среде свая быстрее погружается в грунт, что позволяет применять сваебойное оборудование меньшей мощности.

После окончания забивки и отсоединения свай от источника тока в грунте быстро восстанавливается былая стабилизация грунта и его влажностного состояния. Благодаря этому, только за счет уменьшения влажности вокруг забитой сваи ее несущая способность значительно возрастает.

Если железобетонные сваи при методе осмоса дополнительно оснастить металлическими полосами, которые будут занимать 20-25% боковой поверхности свай, и также, уже забитую сваю подсоединить к аноду, а погружаемую с металлическими полосами к катоду, то только это позволит на 20-30% сократить трудозатраты и продолжительность погружения по сравнению с чистым методом электроосмоса. По сравнению с забивкой свай, использование дополнительно особенностей электроосмоса позволяет на 25-40% ускорить процесс погружения свай в грунт.

Последовательность погружения свай.Порядок погружения свай зависит от их расположения в свайном поле и параметров сваепогружающего оборудования. Последовательность забивки свай определяется техкартой или проектом производства работ, она зависит от размеров свайного поля и свойств грунтов. Применимы три схемы - рядовая,когда последовательно забиваются все сваи в одном ряду; спиральная,при забивке свай от центра к сваям внешних рядов и секционная,когда все поле делят на отдельные секции по ширине здания, в которых забивка осуществляется по рядовой схеме (рис.10).

Спиральная схема предусматривает погружение свай концентрическими кругами от центра к краям свайного поля, что позволяет получить минимальную протяженность пути сваепогружающей установки.

Рис.10. Схема рядовой системы погружения свай:

а -при прямолинейном расположении свай отдельными рядами; б - при расположении свай кустами; 1-15 -последовательность забивки свай

Кроме этого при погружении свай вокруг нее грунт дополнительно уплотняется. При спиральной схеме вновь забиваемые сваи находятся всегда по внешнему контуру свайного поля, поэтому напряженность уже забитого поля оказывает минимальное воздействие.

При больших расстояниях между отдельными сваями последовательность погружения может определяться в основном технологическими соображениями, прежде всего используемым оборудованием. У некоторых копров башенного типа мачты опираются на выдвижные рамы, смещающиеся примерно на 1 м. Такими копрами можно забивать сразу сваи двух рядов с одной стоянки, что значительно снижает трассу движения копра и время на его передвижки. При сооружении подземной части жилых зданий нашли применение краны, оснащенные навесным копровым оборудованием, перемещающиеся по рельсовому пути вдоль бровки котлована здания.

При устройстве свайных фундаментов зданий большой протяженности рационально применять мостовую сваебойную установку (рис.11), представляющую собой передвижной мост, по которому перемещается тележка с копром. Сваи длиной 8-12 м забивают дизель-молотом. Достоинством мостовой сваебойной установки является возможность точной установки свай в месте забивки, предварительная раскладка свай в зоне работ значительно сокращает операции по подтаскиванию и закреплению сваи на копре, что значительно повышает производительность и качество работ.

При погружении свай основными факторами, определяющими выбор метода и сваепогружающего оборудования, являются физико-механические свойства грунта, объем свайных работ, вид свай, глубина их погружения, производительность применяемых сваебойных установок и свайных погружателей.

Объемы предстоящих работ измеряют числом свай, которые необходимо забить, или суммарной длиной погружаемой в грунт части свай. От этих объемов, специфики фунтовых условий и заданных сроков работ зависит выбор оборудования для погружения свай и количество сваепогружающих установок.

Рис.11. Схема погружения свай мостовой сваебойной установкой:

1- головка с блоками; 2 -дизель-молот; 3 -свая; 4 -копер; 5 - рельсы; 6- передвижной мост 7 - кран для подачи свай