Схемы размещения свайных опор
Погружение свай при строительстве фундамента по любой технологии выполняют строго по схеме. Ее составляют заранее на этапе проектирования. С этой целью учитывают следующие факторы:
- план участка, предназначенного под застройку;
- конструктивные особенности создаваемого сооружения;
- характеристику грунта.
Пример схемы свайного поля
На практике получили распространение следующие виды схем расположения опор основания:
- рядовая;
- спиральная;
- секционная.
Первый вариант отличается несложным планированием и простотой реализации. Он считается оптимальным выбором на сыпучих гравийных либо песчаных типах грунта. На плотных разновидностях почв, где существует большая вероятность возникновения усадок, не рекомендуется применять рядовую схему расположения опор.
Монтаж свай по спирали выполняют от центра основания к его периметру или наоборот. Благодаря этому обеспечивается равномерное, правильное распределение между элементами опорной конструкции нагрузки на грунтовые слои. Это уменьшает вероятность возникновения прохождения процессов.
Секционную схему монтажа свайных опор применяют, если почва на стройплощадке плотная. Технология практической реализации состоит из таких этапов:
- монтируют 2 сваи;
- пропуская 1 ряд, устанавливают еще 2 опоры;
- таким способом проходят все фундаментное поле;
- в обратном направлении погружают столбы в пропущенных перед этим рядах.
Такой вариант монтажа не подходит, если почва рыхлая.
Процесс установки свай ударным методом с предварительным проведением бурения показан в ролике далее.
Ниже в видео демонстрируется монтаж опор вдавливанием под фундамент.
Погружение свай выполняют, используя различные методы, которым присущи свои достоинства и недостатки. От неукоснительного следования любой выбранной технологии при поэтапном проведении работ будет зависеть качество достигнутого результата, следовательно, и долговечность возводимой конструкции.
Выбор способа монтажа определяется видом используемых опор, структурой и свойствами грунта на застраиваемом участке. В большинстве случаев установка свай потребует применения дорогостоящей специальной техники. Самостоятельно смонтировать получится только некоторые их разновидности, например, винтовые, набивные.
Размеры и расчет
Обеспечить надежность фундамента позволяет точный расчет количества свай, диаметра их сечения и длины. При строительстве жилого дома в зависимости от типа почв используются железобетонные сваи с сечением 150-250 мм длиной от 3 до 10 м. Как известно, сваи должны опираться на твердые слои грунта – от этого зависит их длина.
Путем бурения геологической скважины устанавливаются особенности почвы, и определяется глубина залегания твердых слоев. Для расчета количества опор нужно знать массу дома. Например, глубина залегания твердых слоев на суглинистых почвах в среднем составляет 3,5 м, поэтому длина свай будет составлять 4 м.
Для подсчета веса дома нужно знать, сколько весит 1 куб. м материала, из которого он построен. В нашем случае это лиственница, 1 куб. м которой весит около 800 кг (узнать этот параметр позволяет специальная таблица, которую можно найти в свободном доступе для разных стройматериалов). Общая площадь дома – 60 кв. м. Общий вес объекта вычисляется произведением этих показателей. В итоге получается 50 тонн.
К этому весу следует прибавить массу ростверка, перекрытий, отделочных и прочих материалов. Вычисляя по объему, получаем еще 80 тонн. Следует прибавить 10 тонн на мебель и оборудование, используемое в доме при эксплуатации.
Сложив получившиеся показатели, получается 140 тонн. Около 30% от веса закладывается дополнительно для прочности, поэтому общий вес дома получится равным 182 т.
Свая длиной 4000 мм в зависимости от типа почв выдерживает нагрузку в пределах 10-40 тонн. Если взять усредненное значение в 20 тонн, то на строительство деревянного дома площадью 60 кв. м потребуется 9 свай.
После того как проведены расчеты, составляется схема забивки свай. Они обязательно должны приходиться на углы зданий, в местах пересечения несущих элементов.
Сечение сваи также определяет ее прочностные и несущие способности. Например, свая с сечением 150х150 мм рекомендована для сезонных построек, бань. Аналог с сечением 200х200 мм может применяться под строительство одноэтажных деревянных или каркасных домов. Для более внушительных объектов в 2-3 этажа, а также выполненных из строительных блоков или кирпича, требуются опоры с сечением 300х300 мм.
Механизация погружения завинчиванием
Сваи, которые завинчиваются в грунт, применяют при строительстве фундаментов, которые в процессе эксплуатации способны воспринимать выдергиваемые усилия. В связи с этим такие конструкции используют при возведении линий ЛЭП, вантовых креплений, мостов, подпорных стен и других сооружений, фундаменты которых подвержены нагрузкам, которые выдергивают.
Сваи, которые завинчиваются в грунт, отличаются тем, что имеют составляющие. Нижняя часть – стальной башмак, а верхняя – железобетонный стержень или ствол из стальной трубы. Башмак изготавливают в виде конического наконечника с лопастями, расположенными на его поверхности в направлении винтовой линии. Внешний диаметр такого устройства больше соответствующего размера стержня сваи.
Осуществляют погружение свай мобильными установками на базе автомобилей повышенной проходимости. Посредством трансмиссии крутящий момент от двигателя автомобиля передается на сваю.
Процесс углубления совершают в такой последовательности: сваю закрепляют в инвентарной оболочке, затем подают в привод, выполняют завинчивание, выводят курю в исходное положение над местом погружения и, включив привод, завинчивают в грунт на предусмотренную глубину. По завершении процесса установку готовят к перестановке для следующего погружения.
Преимущества
Достоинства технологии монтажа свай вдавливанием:
- Отсутствие разрушительных деформаций конструкций соседних зданий и сооружений. Отсутствие ударных нагрузок и вибрационных усилий обеспечивает сохранность и целостность исторических памятников архитектуры, рядом проходящих автомагистралей, инженерных трубопроводов.
- Быстрый монтаж. Установка для вдавливания способна выполнять полный цикл работ и не требует установки дополнительного оборудования. Производительность машины позволяет установить в одну смену до 50 свайных опор.
- Минимальное количество подготовительных работ.
- Возможность эффективной работы на любом грунтовом основания. Чтобы преодолеть слабые и просадочные почвы и погрузить опору в плотное основание, метод вдавливания дает возможность заглубить сваю на отметку свыше 30 метров.
- Увеличение срока службы конструкций фундаментов. Технология статистического погружения во много раз снижает риск образования на корпусе сваи опасных микротрещин, которые во время эксплуатации могут привести к нарушению несущей способности фундамента.
С помощью компьютерного мониторинга можно проводить регулировку давления каждой погружаемой опоры.
Метод вдавливания свайных опор практически лишен недостатков.
Последовательность монтажа
Монтаж свайного фундамента
Фундамент на забивных сваях возводится по общей для всех типов оснований технологии. Последовательность работ:
Проведение инженерно-геологических изысканий с целью определения состава и характеристик грунта в месте постройки. В том числе изучается возможный вред для соседних строений — от ударов при забивании могут произойти разрушение построек.
Согласование земляных работ с организациями, которые могут иметь подземные коммуникации в районе проведения работ (водо- и газопроводы, электрокабели, кабели связи, сети канализации).
Составление проекта, определение подходящего типа свай
Важно учитывать наличие свободной специализированной техники, работающей с конкретным видом погружаемых изделий.
Подготовка площадки для проведения работ — очистка от растительности, мусора, разравнивание поверхности.
Организация подъездных путей для спецтехники и доставки комплектующих.
Отведение грунтовых вод и осушение участка при необходимости.
Рытьё котлована.
Организация электроснабжения строительной площадки для освещения места работ и питания спецтехники.
Разметка площадки с определением точного расположения свай.
Непосредственно установка подземных деталей фундамента.
Способ установки зависит от наличия спецтехники у подрядчика.
Специальная машина захватывает элемент, придаёт ей вертикальное положение и молотами массой от 1,5 до 9 тонн постепенно забивает железобетонную конструкцию в грунт. Этот способ в большей части случаев получается самым быстрым.
Жб сваи для фундамента могут погружаться иными способами:
- вибрацией с давлением;
- вдавливанием;
- опусканием в заранее вырытую скважину.
Какой бы способ монтажа ни был выбран, результатом всегда является долговечный фундамент, способный вынести повышенные нагрузки. В некоторых случаях без оснований не обойтись. Появление в строительных организациях надёжной спецтехники делает свайные железобетонные фундаменты популярными при возведении частных домов.
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.
Безударные методы
Безударные способы основаны на достижении умягчения грунта, использовании специальной конструкции опор либо упрощении погружения свай. Данные методы позволяют существенно упростить трудозатраты на погружение опор фундаментов в среднем на 20-40%.
Метод завинчивания
Технология завинчивания применяется для заглубления винтовых свай. Их лопастная конструкция позволяет при сообщении вращательного момента углублять свайные опоры в грунт даже без применения спецоборудования и тягачей.
Посмотрите видео о том, как происходит процесс монтажа опоры с помощью ввинчивания в грунт.
Метод используется в тех случаях, когда требуется возвести малоэтажное здание, мачты, линии электропередач и другие сооружения в условиях неплотных или подтапливаемых грунтов. Технология относительно простая и может применяться в условиях любого климата.
Винтовые сваи обычно изготавливают из стали или железобетона. Нижняя часть имеет уширение за счёт установленных лопастей, что придаёт завинченной опоре дополнительную стойкость к сдвиговым и выдёргивающим силам. Сваи можно вкручивать без проблем даже в условиях плотной застройки, не беспокоясь за возможное проседание грунта под возведёнными объектами.
Метод подмывания грунта
Установка свай методом подмывания грунта применяется для заглубления опор в сыпучих и рыхлых слоях. Наибольшая эффективность достигается при необходимости погружения свайных конструкций с большим диаметром и/или длиной.
Схема подмывки грунта
Технология заключается в размытии грунта под высоким напором воды, подаваемой по трубам с диаметром 38-62 мм в направлении заглубления сваи. Плотность грунта снижается за счёт разрыхления и вымывания, а поднимающаяся на поверхность вода размывает стенки и уменьшает боковое трение погружаемой конструкции о проходимые слои почвы. Путь сваи освобождается под собственным весом, а грунт вымывается на поверхность.
Трубки для подачи воды могут находиться сбоку или по центру сваи. Боковая водяная струя является наиболее выгодной, так как позволяет существенно облегчить процесс заглубления за счёт снижения влияния бокового трения. Крепление трубок выполняют так, чтобы их концы находились выше острия свайных опор на 300-400 мм. Минимальное давление воды составляет 500 кПа.
Во время подачи воды могут ухудшаться несущие способности плотного слоя, поэтому подмыв грунта останавливают за 50-200 см до достижения заданной проектной глубины.
Метод электроосмоса
Технология установки свай методом электроосмоса основана на погружении двух свай с подключением одной к отрицательному полюсу электросети, а второго – к положительному. В результате такого подключения влага начинает скапливаться вблизи отрицательно заряженной опоры, облегчая ей погружение. Дополнительно для ускорения заглубления можно использовать забивную установку.
После отключения тока несущие способности грунта полностью восстанавливаются. Уровень влажности выравнивается до прежнего состояния.
Метод вдавливания
Технология вдавливания свай эффективно применяется для опор небольшой длины от 3 до 5 м и с трубчатым сечением. Погружение свай осуществляется путём воздействия статической нагрузки.
Посмотрите видео, как происходит процесс вдавливания железобетонных опор.
Сначала выполняется установка опоры в нужное положение, на верхнюю часть закрепляют оголовок, а затем посредством воздействия стрелы агрегата базовой машины производится погружение. Одновременно с вдавливанием может прикладываться и вибрационное воздействие.
Перед вдавливанием в грунты с высокой плотностью необходимо пробурить небольшую скважину, задающую направление для движения сваи.
Atlas Copco
Компания Atlas Copco справедливо считается одним из мировых лидеров во многих областях машиностроения, в т. ч. производстве бурового оборудования для горно-добывающей промышленности. Но только горным делом его применение не ограничивается. В большинстве европейских стран оно уже давно успешно применяется для инженерного бурения, в. т. ч. буровых работ в строительном комплексе. Круг задач, решаемых с помощью «строительного» бурового оборудования Atlas Copco, очень широк.
Это и взрывные скважины, необходимые не только при проходке тоннелей, но и строительстве дорог и различных сооружений транспортного, энергетического и промышленного комплекса; бурение под анкерное крепление (например, для укрепления откосов при строительстве мостов), бурение при устройстве буронабивных свай. Последнее особенно актуально для тех крупных российских городов, чьи исторические центры активно реконструируются, где ведется новое строительство, в том числе и т. н. «уплотнительная» застройка.
Здесь не обойтись без щадящих технологий, не допускающих даже намека на возможность повреждения находящихся в непосредственной близости от места работ конструкций. (Буронабивные сваи – это также единственный выход при строительстве на скальных грунтах). Кроме того, многие здания, построенные 100 и более лет назад, испытывающие прессинг резко возросших потоков транспорта и увеличившегося объема подземного строительства, нуждаются в работах по укреплению фундаментов. Производимые Atlas Copco небольшие буровые станки наилучшим образом подходят для этого
Они способны работать в самых стесненных условиях, некоторые модели способны даже проходить сквозь дверные проемы (это очень важно, поскольку зачастую скважины для укрепления фундаментов приходится бурить не только снаружи, но и изнутри зданий). Их немаловажное достоинство – низкие шум и вибрация
Универсальные буровые установки Mustang используются в гидрогеологии, инженерной геологии, при устройстве фундаментов, для укрепления грунтов. С их помощью можно (при необходимости меняя буровое оборудование) реализовывать несколько видов бурения: шнековое, колонковое, погружным пневмоударником, вращательное (роторное шарошечными долотами), бурение OD, ODEX и DEPS. Сегодня производятся 4 модели: Mustang 4 (особенно хорошо подходит для бурения в ограниченном рабочем пространстве, имеет 4 модификации), Mustang 5 (буровая установка среднего размера; может быть легко оборудована специально спроектированными комплектами для струйной цементации колонн различной высоты; имеет 5 модификаций). Mustang 9 (установка повышенной мощности; для особо тяжелых условий эксплуатации; имеет 4 модификации), Mustang 13 (новейшая модель в семействе Mustang, разработанная для наиболее тяжелых условий эксплуатации; предусмотрено 3 модификации). Основное отличие «Мустангов» от конкурентов – повышенные момент вращения и подача.
Как строительные могут позиционироваться модели легкой серии с гидроперфоратором: ROC D3, ROC D5, ROC D7, ROC D9, ROC F7 и их модификации и исполнения (такие, как, например, с кабиной и без, с системой RRC, бесшумные, модификации с дистанционным управлением и т. д.) Всего производится 5 моделей и 10 исполнений. Полностью автоматизированные (автоматическая замена штанг обеспечивает очень высокую скорость бурения) они изначально изготавливаются под конкретное буровое оборудование – пневмоударник, гидроперфоратор и др.
В ассортименте компании есть также оборудование для нагнетания цементного раствора, используемое для стабилизации, уплотнения или укрепления грунта и скальных пород.
Преимущества бурового оборудования Atlas Copco – это не только надежность, экономичность и высокая производительность, но и высокая планка сервисного обслуживания, поддерживать которую помогает развитая сеть филиалов (основные – в Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Хабаровске, Мирном и плюс представительства во всех без исключения регионах), наличие складов в регионах (буровой инструмент, запасные части, расходные материалы), высокая квалификация специалистов.
Интерес представителей российского строительного комплекса к буровой технике Atlas Copco совпал с заинтересованностью компании в новых заказчиках. А значит, уже в самое ближайшее время эти машины можно будет увидеть на строительных площадках.
Нужен вибропогружатель? Арендуйте вибропогружение в «Арктик Гидро Строй»!
- экономичный расход энергии;
- компактность + маневренность (можно работать в ограниченном пространстве);
- качество и эффективность.
Мы также предлагаем материал для ограждений. У нас можно арендовать металлошпунты, купить новые или б/у, приобрести с возможностью обратного выкупа за 80 % исходной стоимости. Последнее актуально, если вам требуется временное ограждение для котлована, а по окончании работы материал будет не нужен.
Услуги строительства нулевого цикла, которые мы предоставляем:
- предварительные геологические изыскания на месте строительства;
- демонтаж фундаментов прежних сооружений;
- проектирование;
- полная подготовка площадки для работ – проведение коммуникаций, временные постройки, дороги, средства безопасности и др.;
- строительное водопонижение;
- бурение лидерных скважин под сваи/шпунты;
- монтаж и укрепление ограждений;
- демонтаж временного ограждения после завершения работ.
К вашим услугам:
- качественная импортная техника;
- квалифицированные рабочие;
- большой выбор марок металлошпунта;
- допуск СРО;
- быстрые сроки;
- низкие цены, различные варианты экономии;
- гарантия на ограждение.
Если у вас остались вопросы по выбору подходящего оборудования, наш специалист бесплатно проконсультирует вас.
Оставьте заявку на консультацию технического специалиста
Узнайте сколько вы сможете сэкономить с нами
Методы погружения опор
Ввинчивание свай с острым наконечником и лопастями
Перед работой обеспечивают сохранность близлежащих строений, обследуют их. Такое изыскание влияет на выбор способа погружения металлических свай, стоек из бетона, обсадных труб. Иногда усиливают существующие основания, укрепляют грунт. Сваи доставляют на площадку, уже подготовленные к монтажу.
Применяют методы заглубления:
- ударом, забивкой;
- бетонированием обсадных оболочек;
- вибрационным погружением;
- вдавливанием;
- винтовым способом.
Эффективность погружения зависит от правильного выбора материала стоек и грунта.
Ударный
Свае передается поступательная энергия, при этом стойка заглубляется в землю, а часть почвы вытесняется наружу. Работу ведут с помощью ударных агрегатов самоходного или рельсового передвижения. В вертикальной позиции сваю удерживают копры со стрелами.
Первоначальное погружение проходит медленно, контролируют наклон стержня. На верхушку элемента надевают наголовник, чтобы ударная сила не разрушала тело сваи. Стойку заглубляют до достижения проектной отметки. Ударный метод используют на разных видах грунта, при этом работа проходит быстро. Стержни уплотняют почву вокруг себя на расстоянии до двух метров.
Буронабивной
Процесс установки буронабивных свай
Оболочки бетонируют составами марки от М 100 и выше, одновременно устанавливают продольные стальные стержни внутрь конструкции. Готовность сваи к нагрузке наступает через 28 суток, когда железобетон наберет заданную прочность.
Используют многоразовые трубы секционного типа. Участки опускают в скважину и вынимают после заливки следующего прохода. Секции скрепляют между собой сваркой или делают технологические соединения. Бурят скважины ударным способом, вращением, вибрацией, используют домкраты. Во время бетонирования смесь непрерывно уплотняют.
Вибрационный
Виброагрегаты снижают силу бокового трения и сопротивление почвы, поэтому требуется меньше напряжений. Вибрирование дополнительно уплотняет землю на расстоянии 1,5 – 3,0 сечения сваи и повышает несущие свойства грунта.
Вибропогружатели через наголовник передают стойке автоматические колебания, и погружение свай идет под влиянием веса. Тяжелые стержни погружают на низких частотах, а для легких стержней достаточно высокочастотного воздействия. Метод работает при монтаже во влагонасыщенных и песчаных почвах, плотных слоях, глинистых и суглинистых породах.
Вдавливание
Способ вдавливания свай на очень твердом грунте
Применяется в очень твердых и плотных слоях (исключение составляют скальные грунты). Вдавливанием заглубляют сплошные свайные элементы и непротяженные трубчатые экземпляры (3 – 3 метров). Стойку фиксируют в вертикальном положении, ствол закрепляют пневматическими зажимами. Наголовник надевают для передачи давления после погружения на 1 метр.
Завинчивание
Так заглубляют винтовые свайные стержни, которые включают в конструкции наконечник с лопастными элементами для облегчения вхождения в почву. Сама свая представляет собой железобетонный или металлический ствол. Способ используют при погружении в рыхлых и подтапливаемых землях. Винтовые элементы используют в качестве основания для установки ЛЭП, строительства эстакад, мостов и других объектов со значительной нагрузкой.
Завинчивание применяют в регионах с плотной застройкой, например, в городах, где ударные нагрузки разрушат соседние фундаменты. Специальные агрегаты фиксируют сваю в инвентарной опалубке и передают крутящий момент с помощью трансмиссии на погружаемый элемент. Держатели разжимают стойку после достижения требуемой глубины.
Комбинирование
Чаще применяют сочетание удара и вибрации, легкое вхождение обеспечивают одновременным действием частотных колебаний, собственной массы и забивки. Комбинацию используют на плотных землях, где отдельные методы не дают результатов.
Установки для работы имеют две опорные рамы — на одной ставят ударный агрегат, вторая поддерживает стреловой вибропогружатель. Так заглубляют элементы высотой до шести метров. Сваи защищают наголовником после небольшого погружения в грунт (0,7 – 1,0 м).
