Этапы установки забивных железобетонных свай
Единственным минусом применения забивных ЖБ свай является необходимость использования тяжелой техники для установки конструкций. Однако без специальных машин не обойтись во время монтажа изделий из-за их большого веса. Тем более сваебойная техника ускоряет процесс установки.
Процесс забивки свай выполняется ударным молотом, подвешенным на тросе. Направление ЖБ конструкции осуществляется с помощью копра — механизма, позволяющего подвешивать и направлять молот, а также поднимать и подтягивать сваи. Обычно молоты размещаются на гусеничных и колесных кранах. Больше информации про забивные ЖБ сваи смотрите тут.
Процесс установки забивных ЖБ свай состоит из следующих этапов:
- На каждое железобетонное изделие наносятся отметки при помощи краски через каждые 1 м, чтобы можно было контролировать глубину погружения столба.
- Выполняется строповка ЖБ конструкции. Для этого сначала столб подтягивается к установке при помощи лебедки копра.
- Железобетонный столб поднимается строго вертикально, а потом подводится под молот, который опускается на сваю для ее фиксации.
- Проводится закрепление железобетонного столба в направляющих мачты, чтобы его ось совпадало с центром молота.
- После проведенных работ начинается процесс забивки железобетонной сваи. Сначала осуществляются удары молотом с высоты 200-400 мм. Это позволяет точно направить столб. Когда конструкция войдет в почву на 1 м, сила ударов увеличивается.
На каждом этапе работ контролируется вертикальность свай. Отклонения изделий от оси не должны превышать 1%.
Чем забивают сваи в почву
Мы выяснили, что винтовые и буронабивные (буроинъекционные) стержни не требуют применения крупногабаритной строительной техники. А вот забивные стержни самостоятельно погрузить в грунт не получится. Для этого используется машина для забивки свай. Она может быть на гусеничном ходу или на колесной тяге.
Гусеничная техника просто так попасть на стройплощадку не сможет. Для ее транспортировки потребуется заказывать трал, а это ведет к удорожанию процесса строительства. Колесная техника в этом плане более мобильна, поэтому ее использование более экономично.
Техника для забивания свай
Сейчас мы рассмотрим разновидности строительной техники, которая используется для погружения железобетонных свай в почву.
Они принципиально различаются между собой, прежде всего, по способу погружения:
1. Сваезабиватель (копёр промышленного масштаба). Принцип работы данной установки состоит в нанесении серии ударов по свае, установленной в необходимом положении. Сами удары наносятся молотом, виды которого также могут различаться:
- Дизельный молот. Работает за счет сгорания дизельного топлива. Ударная часть молота поднимается, а в цилиндр впрыскивается топливная смесь. При падении молота происходит взрыв в цилиндре (воспламенение топлива). При этом энергия удара направляется к свае, а ударная часть идет вверх. Снова впрыскивается топливо, в результате чего молот забивает сваю.
- Гидромолот. Гидравлический привод осуществляет и подъем, и опускание ударной части молота. Это дает возможность регулировать силу удара. Например, при строительстве вблизи уже жилых зданий целесообразно использовать не очень сильные, но частые удары.
2. Вибропогружатель. Машина для установки и забивания стержня сваи, работающая по принципу создания вибраций вдоль оси сваи, существенно отличается от копера. Питание машины происходит от гидропривода или электродвигателя. Устройство имеет вращатель и пригруз, на котором смещен центр тяжести. Оно закрепляется на оголовке сваи, а под весом вибрации создает все условия для погружения стержня.
3. Сваевдавливающая установка. Такая техника способна плавно вдавливать железобетонные стержни в почву. Лишь на завершающем этапе погружения допускается нанесение ряда ударов по стержням с целью достижения стержнями плотных слоев грунта. Такая установка используется в таких случаях, когда строительство ведется вблизи жилых домов или уже построенных сооружений. Она позволяет избежать повреждения зданий в результате сильных ударных вибраций.
Работы по забивке свай
На практике работы по забиванию свай производятся в следующем порядке:
- Установка для забивания свайподготавливает железобетонный стержень. Для этого стержень устанавливается в такое положение, в котором он будет погружаться. То есть, стержень устанавливается в наголовник устройства.
- Производится вдавливание стержня в грунт до тех пор, пока будет существовать возможность его вдавливания.
- По стержню наносятся удары, благодаря которым он утапливается на заданную глубину.
Можно заключить, что самостоятельно изготовить фундамент свайного типа можно при помощи буронабивных или винтовых свай. Либо же арендовать копер и приобрести комплект железобетонных свай. Использование специальной техники для забивания свай позволит достаточно эффективно и быстро построить фундамент, в надежности которого не придется усомниться.
Железобетонные сваи
- сборные;
- монолитные.
Сборные сваиМонолитные сваиклассифицируются
- Набивные;
- Буронабивные;
- Забивные.
Рис. 1.8: Обустройство набивных железобетонных свай Набивные сваиНабивные сваи могут иметь цилиндрическую форму либо обладать уширением опорной подошвы (уширение создается с помощью специальных буровых колонн с откидными лопастями либо по камуфлетной технологии, при которой на дне скважины детонирует взрывчатое вещество). Рис. 1.9: Уширение подошвы набивных свай Буронабивные сваи изготавливаются по похожей технологии, однако заполнение скважины бетоном осуществляется в процессе ее разработки через специальную буровую колонну с внутренним каналом для подачи бетона (буровая колонна CFA). Арматурный каркас опускается в уже заполненную бетоном скважину с помощью вибропогружателя
Важно: создание железобетонных свай по буронабивной технологии позволяет значительно сократить сроки обустройства фундаментных опор. Рис
2.0: Последовательность создания буронабивных свай Забивные сваи – железобетонные изделия промышленного производства, погружающиеся в грунт посредством ударной забивки, вибропогружения либо статического вдавливания. Классификация забивных свай на типы выполняется исходя из сечения конструкции и способа армирования сваи. Рис. 2.1: Забивные железобетонные сваи квадратного сечения
- Сваи с продольным армированием;
- Сваи с продольно-поперечным армированием;
Рис. 2.2: Схема продольно-поперечного армирования свай
- Сваи сплошного квадратного сечения (размеры от 20*20 до 40*40 см, длина – от 3 до 20 метров);
- Сваи квадратного сечения с внутренней полостью (размеры от 25*25 до 40*40 см, длина от 3 до 8 метров, диаметр полости от 110 до 275 мм);
- Сваи прямоугольного сечения (20*40, 20*45 и 20*50 см, длина от 3 до 16 метров);
- Полые сваи круглого сечения (делятся на трубчатые сваи – диаметр от 40 до 80 см, длина от 4 до 12 м, и сваи-оболочки – диаметр от 100 до 300 см, длина – 6-12 м).
Важно: сваи квадратного и круглого сечения могут быть цельными либо составными – состоящими из двух стыкующихся секций. Наращивание составных свай позволяет формировать железобетонные опоры общей длиной до 48 метров
Рис. 2.3: Составные трубчатые сваи
Где применяются ЖБ сваи
применения железобетонных свай Важно: фундаменты на железобетонных сваях обладают максимальной надежностью и устойчивостью в любых типах грунта, включая низкоплотные и насыщенные влагой илистые и болотистые почвы, насыпи, пучинистые грунты и почву, склонную к горизонтальным сдвигам. Рис. 2.4: Свайное поле под строительство многоэтажного здания
- В качестве фундаментов для гидротехнических сооружений – пирсов, причалов, дамб, гидроэлектростанций;
- Как фундаменты для автодорожных и железнодорожных мостов на суше и воде;
- В качестве опор для инженерных сооружений – трубопроводов, линий электропередач;
- Как опорные колонны, удерживающие междуэтажные перекрытия каркасных сооружений – ангаров, складов;
- При реконструкции фундаментов как дополнительные опоры, воспринимающие на себя часть исходящей от массы здания нагрузки;
Рис. 2.5: Гидротехническое сооружение на фундаменте из свай-оболочек
Способы погружения ЖБС
Применяя разные виды свай для устройства основания зданий, нужно определить способ их погружения в грунт, в зависимости от технических условий:
- Ударный метод — с помощью специального молота.
- Вибрационный – постепенное погружение за счет колебаний, создаваемых оборудованием.
- Вдавливание – методика, позволяющая сохранить целостность опоры и избежать акустического дискомфорта.
- Вкручивание или завинчивание – применяется для полых металлических типов с винтовыми наконечниками.
- Буронабивной – заливка армированным бетоном непосредственно в грунте.
Ударный метод осуществляется молотом паровоздушной или гидравлической конструкции. Чтобы укрепиться в грунте потребуется пневмоударная машина, опускающая молот на верхнюю часть. Чтобы не разрушить бетон, на нее накладывается наголовник. Чтобы установить сваю на место забивки требуется автокран или другое грузоподъемное оборудование.
Вибрационный метод использует вибропогружатель. Применяется для влажных почвенных слоев, опора устанавливается вертикально и постепенно погружается под воздействием вибрации. Скорость погрузки зависит от плотности грунта, на жестких фракциях требуется помощь вибромолота, вес ударной части которого должна быть не менее половины веса устанавливаемой сваи. На последних 25 см производится забивка.
Метод вдавливания применяется на плотных грунтах, это одна из новейших технологий. Перед установкой делается горизонтальная площадка, на которой ж/б сваи забиваются на глубину до 1 м, затем их вдавливают до расчетной отметки специальной машиной. К преимуществам этого метода относят бесшумность, достижение максимальной прочности, при минимальном количестве опор, низкая себестоимость.
Методика завинчивания применима для свай с винтовыми конусообразными наконечниками. Они используются как в промышленном, так и частном строительстве. Завинчивание осуществляется специальной машиной – кабестан. Конструкции делаются полыми, чтобы после установки укрепить их бетонированием. Важным преимуществом такого метода является возможность демонтажа опоры в случае неправильной установки. Монтаж можно вести в любое время года, это самый экономный способ погружения ж/б свай.
Буронабивная технология требует устройства скважин на площадке, где делается фундамент. В них помещаются обсадные опалубки из труб или рубероида, размещается арматура. Далее заливается бетонная смесь, при необходимости, опалубка изымается. Чтобы бетон схватился и набрал расчетную прочность, понадобится до 30 суток, что является недостатком этого метода установки.
Свайные фундаменты — технология, позволяющая быстро создать надежное основание под любое здание. Благодаря универсальности, они используются как в частном строительстве, так и для многоквартирных домов, промышленных сооружений. Применение этой технологии требует георазведки, специализированного оборудования и профессионального подхода к монтажу.
https://www.youtube.com/embed/U-OmEsJ0PTk https://www.youtube.com/embed/Ch-77zqTK-c
Что это такое, характеристики свайных опор
Буронабивные сваи – силовая конструкция, которая отвечает за передачу нагрузки от дома на несущий слой грунта. Опорные элементы создаются непосредственно на стройплощадке, когда заранее делают усиление подготовленных шурфы арматурным каркасом и заливают бетонным раствором.
Буронабивные сваи можно использовать в качестве самостоятельных силовых элементов, например:
- при строительстве заборов;
- легковесных хозяйственных построек;
- временных сооружений (бытовок).
Верхняя часть силовой конструкции (лента или плита) связывает отдельно стоящие опоры и воспринимает на себя суммарные нагрузки от дома, равномерно распределяя их между буронабивными сваями. Таким образом получают надежное несущее основание для тяжеловесных сооружений 1-й и 2-й степеней ответственности.
- с защитой стен скважины за счет применения обсадных труб (погружных и извлекаемых);
- с защитой стенок шурфов от обсыпания с помощью бентонитового раствора;
- подача бетона через полость непрерывного шнега.
По форме буронабивные сваи могут иметь одинаковое сечение по всей высоте или быть усложнены расширенной пятой в нижней части для улучшения несущей способности фундамента.
Плюсы и минусы
Преимущества следующие:
- доступная технология для применения в частном строительстве;
- высокая скорость возведения – уже через две недели после бетонирования скважин можно приступать к следующему этапу возведения дома;
- эффективны при строительстве практически на любых типах грунта, в том числе на пучинистых и сыпучих почвах, а также на участках со сложным рельефом;
- удобство монтажа на площадках с высокой плотностью застройки;
- значительная несущая способность каждого силового элемента – до 400 т.
Помимо очевидных достоинств технологии, необходимо также учитывать ее недостатки:
- потребность в расходе большого количества бетона;
- сложность контроля над выполняемыми технологическими процессами;
- необходимость привлечения спецтехники при закладке фундамента на значительную глубину (более 2 м);
- при строительстве на пучинистых грунтах необходимо преждевременно продумать уширение пяты опоры и обвязку конструкции ростверком, чтобы предотвратить выталкивание сваи из почвы в результате действия сил морозного пучения;
- строительство подземных помещений в доме на буронабивных опорах окажется затратным по времени и средствам мероприятием.
Сфера применения
Применение технологии монтажа буронабивных свай считается оправданным в таких ситуациях:
- ведется строительство промышленных объектов и тяжеловесных конструкций, жилых домов и построек сельскохозяйственного назначения на крутых склонах;
- возводимый объект по проекту расположен на заболоченной местности, а также на участках со слабым грунтом, где несущий пласт и точка промерзания расположены достаточно глубоко, но не ниже 3 м от уровня поверхности;
- высокая плотность застройки на рабочем участке, что предопределяет необходимость контроля динамических нагрузок на существующие дома и сооружения.
Стандартизированная документация
Непосредственно перед проведением работ составляется технологическая карта на забивку железобетонных свай, так как установка данных элементов относится к операциям высокой степени сложности. В пунктах документа отражаются базовые сведения и инструкции для персонала, выполняющего монтаж. Процесс составления не настолько сложный, чтобы строительные фирмы поручали его разработку сторонним организациям (см.также статью «Стены из керамзитобетонных блоков – особенности кладки, советы и инструкции»).
Область применения элементов
Стойки из железобетона используются на любых видах грунтов, за исключением тех случаев, когда на глубине боле 9-11 м имеются слабые прослойки. В первую очередь они призваны принимать сжимающие нагрузки по вертикали. Область применения элементов по сейсмичности площади застройки не имеет ограничений, если речь не идет об изделиях с квадратным сечением и отсутствием армированного ствола.
Показан процесс сооружения фундамента.
Общие положения
Изготовление подобных железобетонных изделий производится по ГОСТу 19804 91, где отражены основные требования к качеству проводимых работ.
Кроме того, стандарт определяет правила хранения, транспортировки, приемки и контроля, а также порядок маркировки изделий.
- Забивка элементов осуществляется при помощи специальных установок, называемых копрами. Они оборудованы механическими, дизельными или паровоздушными молотами.
- Подготовительные работы предполагают расчистку и планировку выделенного участка. Также перед основными работами делается пробная забивка, после которой выбирается базовая схема установки.
- Глубина погружения стоек от одного удара измеряется с особой точностью. Погрешность обычно составляет не более 1 мм. Однако определить осадку на конечном этапе сложно, поэтому этот показатель является средним значением.
- Для защиты от возникновения трещин элементы следует подвергать предварительному напряжению, а непосредственно перед погружением должна производиться пропитка особыми средствами на базе нефтебитума.
- Наряду с копровыми установками в процессе забивки применяется универсальная техника – экскаваторы. Они оснащаются подвешенной мачтой, которая выступает в качестве направляющего стержня.
Основные типы копровых установок.
Технология выполнения работ
С предприятий элементы доставляются на строительную площадку в готовом для проведения работ виде. Чаще всего их длина колеблется от 6 до 10 м.
Технология забивки железобетонных свай таких размеров осуществляется с использованием самоходных сваебойных установок.
Разновидности изделий в зависимости от характера армирования.
- На начальном этапе осуществляется транспортировка, а также последующий подъем стойки с одновременным ее заведением основной части в отверстие наголовника, расположенного снизу молота.
- После этого выполняется установка элемента в направляющую мачту там, где будет происходить погружение. Обычно до основных работ выбирается схема инсталляции.
- Далее производится погружение стержня легкими ударами, однако их сила постепенно увеличивается до предела. Если отклонение сваи по вертикали превышает 1 процент, то осуществляется выравнивание подпорками.
- На финальной стадии копровая установка перемещается, а установленные элементы срезаются по заранее сделанной отметке. Для этого производится резка железобетона алмазными кругами.
Базовые схемы инсталляции элементов.
Контроль качества
При контроле качества во время устройства и после него руководствуются несколькими критериями.
- В первую очередь исследуются элементы, поступающие на площадь застройки, на предмет соответствия основному проекту.
- Далее проверяется соблюдение технологии погружения, утвержденной непосредственно перед работами.
- В обязательном порядке тестируется несущая способность элементов, так как от этого будет зависеть безопасность конструкции.
- Также сверяется расположение стоек с планом геодезической разбивки.
Представлены графики статических испытаний.
Техника безопасности
Осуществляя забивку элементов, алмазное бурение отверстий в бетоне и другие операции, необходимо соблюдать предельную осторожность. При работе с тяговыми и подъемными механизмами в обязательном порядке должна быть проверена их исправность, в противном случае гарантировать безопасность не получится
Работы по устройству буронабивного свайного фундамента своими руками
Устройство буронабивных свай включает следующие этапы:
Бурение скважин под сваи
Ручным бензиновым, или электрическим буром (см. фото 1;2.) бурим скважины диаметром 30 см и глубиной до 5 м.
Ручным или мотобуром бурим скважины под сваи
Стоит учесть, что расширение подошвы фундамента повышает несущую способность сваи в несколько раз. Для этих работ существуют особые буровые головки различных моделей, имеющиеся в свободной продаже.
Рекомендую: Геометрия помещения: проверяем полы и стены
Длина сваи должна быть достаточной чтобы:
а)
пройти зону промерзания самое меньшее на 0,5 м;б) пройти слабые слои и опереться на плотные слои грунта.
Устройство опалубки сваи
Для сыпучих почв из нескольких слоёв рубероида изготавливаем трубу по диаметру скважины, но на 200-300 мм длиннее. Эту своеобразную опалубку опускаем в скважину. Для опалубки отлично подойдёт и асбестоцементная труба.
Для опалубки под свайный фундамент отлично подойдёт асбестоцементная труба
Если опалубки не делать, то при заливке бетона цементное молочко будет просачиваться в грунт, что снизит прочность сваи. Кроме того, поверхность будет шероховатой, станет удерживать больше влаги и циклы замерзания-оттаивания будут быстрее разрушать сваю.
В плотных грунтах можно обойтись и без опалубки, установив её только в оголовке сваи (см. фото 3)
Армирование сваи
Сделать свайный фундамент своими руками можно сделать и без арматурного каркаса, но прочность её будет значительно ниже, ведь свая работает не только на сжатие, но и на растяжение. Тянет её расширяющийся при замерзании грунт. Кроме того сваи могут испытывать нагрузку от горизонтального смещения почвы (скажем, при оползнях). Для каркаса используем 3-4 арматурных стержня d 6-8 мм. Стержни в единую конструкцию скрепляем через 500-600 мм по высоте поперечинами или хомутами. Готовый каркас располагаем так, чтобы он вошёл в скважину на всю её глубину, а снаружи возвышался на высоту ростверка, за вычетом 2-3 см (защитный слой). Не забываем про защитный слой бетона для арматуры по высоте тела сваи: располагаем каркас не вплотную к опалубке, а с зазором 3-5 см.
Бетонирование сваи
Бетон укладываем в скважину слоями по 40-60 см с уплотнением вибратором или штыкованием. Процесс бетонирования сваи должен быть непрерывным. Застывший и свежий бетон в месте контакта не создадут цельного монолита, образуют так называемый «холодный шов», ослабляющий прочность конструкции почти как трещина.
Используем тяжёлый бетон с наполнителями из кварцевого песка и щебня твёрдых горных пород фракцией до 20 мм.
Устройство фундамента на забивных сваях
Железобетонные забивные сваи являются хорошей альтернативой другим фундаментам, особенно на сложных грунтах. Разновидность такого свайного фундамента уже давно используется при строительстве домов.
Железобетонная свая
Такой фундамент представляет из себя поле из забитых в грунт свай — железобетонный квадратный стержень с пирамидавидным наконечником. Его размеры в основном варьируются от 150 до 500 мм и длина от 3 до 25 метров. Длинна сваи и его сечение, рассчитываются для конкретного участка и под конкретный проект дома. Для фундамента без ростверка применяются металлические оголовки для крепления к ним обвязки.
Оголовок забивной сваи
Забивание свай производят специальной техникой, на которой установлен гидравлический молот. А специально для небольших свай и маленьких участков есть небольшие установки. Свая должна опираться в твердые слои грунта. Именно это будет гарантировать соответствующую несущую способность сваи.
Монтаж жб свай сваебойной установкой
Фундаменты с использованием забивных свай обычно разделяют на ленточный и плитный. Плитный тип в данном случаи будет считаться более надежным из за большей опорной площади на грунт. Ленточный фундамент хоть и в меньшей степени опирается на грунт, но имеет неоспоримое преимущество меньшую стоимость возведения.
Сваи жб фундамента могут распологатся следующим образом:
при строительстве плитного типа фундамента в виде свайного поля, обычно используется для строительства многоэтажек;
сваи могут забиваться рядами только под стенами их пересечениях и в углах. Такой метод применяю при возведении частных домов;
в виде отдельных опор, забиваемых в сложных местах, там где явно выражено пучение почвы;
Сваебойная техника: навесное оборудование
Для забивки свай используются молоты, которые могут быть различны по принципу действия:
- механические
- паровоздушные
- гидравлические
- дизель-молоты
С развитием техники для забивки свай первые два типа молотов сегодня практически исчезли из штатов строительных предприятий. Гидравлические молоты – самое мощное навесное оборудование, которым вооружаются, копры на гусеничном или рельсовом ходу. Применяются такие сваебойные установки при строительстве крупных, массивных зданий и сооружений.
Наша компания ориентирована на строительство небольших и средних по величине объектов, поэтому мы используем трубчатые дизель-молоты УР-1250, позволяющие забивать сваи не только вертикально, но и под углом к горизонту. Может быть полезным для Вас:
- Сваебойная машина
- Сваебойная установка Юнтан
https://www.youtube.com/embed/F-iVpyEgRcY https://www.youtube.com/embed/mSEhjW6U114 https://www.youtube.com/embed/2dHtXYwFxKk