Как забивают сваи: машины и технология установки

Регламент забивки свай – нормативная документация

Забивка ж/б свай — свайное поле
Следует понимать, что забивка железобетонных свай, является трудоемким процессом, требует привлечения специальной техники и регламентируется целым рядом нормативных документов (ГОСТ, СНиП, ТУ, Типовые строительные серии, инструкции и распоряжения). Перечень основных нормативов позволяет понять, насколько сложной является эта работа.

Детальные сведения можно почерпнуть из указанных документов, однако для понимания процесса приведем краткую информацию.

Схема забивки свай

Расположение сваи определяется в ходе разработки проекта будущего строения. При этом каждый проект уникален, его разработке предшествует исследование местности (почвы, температурного режима, плотности застройки, наличия подземных коммуникаций, возможность подъезда техники и т.п.). Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

В частном и промышленном строительстве используются следующие схемы установки свай:

• свайный куст (в частном строительстве под колонны, в углах и т.п.);
• свайная лента (в частном строительстве и для линейных сооружений);
• свайное поле (в частном строительстве для очень больших и тяжелых домов, используется в основном в промышленном строительстве для многоэтажных домов).

Согласно СНиП сваи могут быть установлены по одной из трёх схем:

• рядовая схема (а) установки свай. Является наиболее простой. Целесообразна для использования при наличии песчаного и гравелистого грунта. Использование данной схемы предполагает монтаж свай по очереди – от первой до последней.

Примечание. Обязательным условием для применения рядовой схемы является наличие несвязанных грунтов. В противном случае, может возникнуть усадка почвы.

• секционная схема установки свай (б). Используется в случае необходимости создания свайного поля при наличии на участке плотной почвы. Специфика использования данной схемы состоит в том, что сначала забиваются сваи одной секции, затем пропускается ряд, формируется очередная секция. После того, как все секции будут обустроены, выполняется заполнение пропущенных рядов. Применение схемы позволяет исключить риск уплотнения почвы.

• спиральная (в) и (г). Представлена двумя разновидностями. Первая предполагает начало работ с середины свайного куста, вторая с его краёв. Первый способ рекомендован для работы в плотной почве, второй – в нормальной. Использование спиральной схемы обеспечивает равномерное перераспределение нагрузки на почву, что в последствие исключит её подвижки.

Наличие схемы забивки свай (технологическая карта) позволяет организовать работу техники и строительной бригады, за счет чего достигается минимизация времени и средств, а все операции выполняются быстро и четко.

Схема забивки свай (технологическая карта)

Буровые сваи

Технология устройства буронабивных свай

Буровые сваи классифицируются по способу устройства.

• буронабивные, бетонируемые в скважинах, пробуренных в пылевато-глинистых грунтах выше уровня грунтовых вод без крепления стенок скважин,
• буронабивные, устраиваемые в скважинах, пробуренных в любых грунтах ниже уровня грунтовых вод — с креплением стенок скважин глинистым раствором или инвентарными обсадными трубами,
• буроинъекционные диаметром 150-250 мм, устраиваемые способом нагнетания мелкозернистого бетонного раствора в пробуренные скважины,
• буроопускные сваи, устраиваемые путём опускания в скважину железобетонной сваи и заполнения промежутка бетонной смесью.

Виды буронабивных свай отличаются способом устройства и назначением. Собственно, основной вид выполняется прямо по месту расположения методом бурения скважины, заполнения её бетонным раствором и армирования каркасом, заранее заготовленным на всю или частичную глубину скважины из железных стержней и проволоки.

В сложных грунтовых условиях, плывунных, песчаных и грунтах на уровне подземных водоносных слоёв устройство буронабивных свай (БНС) выполняется под защитой извлекаемых инвентарных обсадных труб или под защитой глинистого (бентонитового) раствора. Допустимо оставлять обсадные трубы в грунте, если фильтрация грунтовых вод превышает 200 метров в сутки. Обычно это становиться известным по результатам инженерно-геологических изысканий и для устройства БНС используют более дешёвые оставляемые трубы.

Устройство БНС с обсадными трубами

Диаметр буронабивных свай определяется расчётом несущей способности и может находится в пределах 300-2000 мм, а глубина — ещё и уровнем залегания несущего опорного слоя грунта, и может достигать 76 м. Назначение буронабивных свай — обеспечение прочного фундамента для массивных зданий и сооружений за счёт большого диаметра и глубины погружения, позволяющей достичь малосжимаемых несущих пластов и обеспечения опорной пяты большой площади.

В простых грунтовых условиях применяется менее затратный метод устройства буронабивных свай непрерывным полым шнеком. Суть метода заключается в том, что бетонирование выполняется не с помощью отдельной бетонолитной трубы, а непосредственно через полость бурового шнека. По достижении буром проектной глубины в его полость под давлением подаётся бетон и по мере подъёма скважина заполняется бетоном. На последней стадии происходит погружение армокаркаса. После схватывания и выдержки бетона свая готова.

Устройство свай НПШ для фундамента нефтяного резервуара

Буроинъекционные сваи (БИС) имеют особое применение: укрепление старых, ветхих оснований зданий, а также в случае опасности оседания и подвижек грунта. Бурение диаметром 150-250 мм происходит в непосредственной близости или сквозь массив фундаментной конструкции. Армирование БИС в этих случаях может и не производится.

Буросекущие сваи предназначены для устройства сплошной бетонной стены, способной нести функцию шпунтового ограждения котлована, служить фундаментом и стеной подвальной части здания. Выполняются методом последовательного бурения и бетонирования сначала нечётных скважин, а затем чётных с обеспечением их зацепления.

Расчёт свай

Расчёт фундаментных свай-стоек выполняется:

• По несущей способности грунта под пятой сваи,
• По прочности конструкции сваи,
• По имеющимся горизонтальным нагрузкам.

Последовательность подбора, изготовления, заглубления, проверки качества, испытаний свай регламентируется СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Технология забивки свай

Забивка жб свай предполагает решение многих вопросов, и выбор схемы только один из них. Второй важный выбор – это решение о том, какая технология забивки железобетонных свай будет использована. Технология определяет то, как забивают сваи, и то, чем забивают сваи под фундамент.

Выбор способа основывается на учёте трёх факторов:

• почва. Каждая технология имеет свои особенности, которые лучше раскрываются на определенном типе почвы. В частности, речь идет о скорости забивания сваи;
• место. Некоторые методы не могут быть применены в условиях городской застройки, неровного рельефа участка, наличия подземных коммуникаций и т.п.;
• свая. Непосредственно её длина, поперечное сечение, стойкость оголовка.

В настоящее время получили признание технологии забивки свай, которые приведены в таблице в порядке убывания популярности:

Краткий обзор всех вариантов, приведённых в таблице.

Ударная технология забивки свай

Считается самой продуктивной. Позволяет забить до 40 свай за одну смену. Суть состоит в том, что для погружения сваи на оголовок воздействуют, используя сваебойные установки (приспособления).

• молот для забивки свай. Молот может быть дизельный, механический, паровоздушный, гидравлический. Характеристики в таблице:

Самыми востребованными считаются дизель-молоты. Характеристики в таблице:

• копер для забивки свай. Задача копера правильно установить сваю в грунте.

Продуктивность ударного метода обеспечивается действием энергии двух видов: ударная (передается на сваю от веса молота) и взрывная (за счет сгорания топливной смеси).

Метод имеет ограничения, которые связаны с тем, что динамическая нагрузка, прикладываемая к оголовку сваи, вызывает сильную вибрацию. Это усложняет использование технологии в условиях плотной застройки или ветхих зданий, представляющих собой культурную или историческую ценность.

Как забивают сваи по ударной технологии:

• полная забивка сваи. Мощность ударов составляет 100% от мощности оборудования;
• установка сваи и контроль отклонения от вертикальной оси;
• копер с помощью лебедки поднимает сваю и подает её на сваебойную установку;
• выполняется строповка сваи и поднятие;
• работа молота. Мощность первых ударов составляет 1/3 от мощности оборудования;
• отказ или достижение проектной глубины.

Вдавливающая технология забивки свай

Относится к разряду наиболее прогрессивных, поскольку в основе метода лежит статическая нагрузка. Вдавливающий метод можно использовать на любой почве в условиях застройки любой плотности.

Суть технологии в том, что на сваю постоянно приходится вертикальная нагрузка. Сила ее воздействия увеличивается до момента достижения проектной глубины или отказа грунта.

Вибровдавливающая технология забивки свай

Технология, соединяющая в себе особенности двух предыдущих. В случае её применения, на оголовок сваи действует вибропогружатель, который оказывает динамическую нагрузку низкой амплитуды. Таким образом, свая слегка вибрирует. За счет этого снижается плотность грунта, и свая от статической нагрузки постепенно погружается на заданную глубину. Метод оправдан для применения в несвязной почве.

Технология забивки свай «Лидерная скважина»

Технология лидерного бурения является отличной альтернативой остальным при условии, что работы ведутся в плотной почве. Особенность метода в создании скважины, диаметром 70% от диаметра ствола сваи и глубиной на 1 метр меньше длины сваи. В лидерную скважину затем будут погружены железобетонные сваи, которые в процессе забивания раздвинут и без того плотный грунт. За счет этого будет достигнута необходимая прочность установки сваи.

Технология отличается отсутствием шума и вибраций (при использовании пресса) и высокой производительностью (при использовании ударных инструментов).

Технология забивки свай «Размягченный грунт»

Суть метода в изменении характеристик почвы. Отмечено, что грунт, содержащий значительное количество воды, имеет меньшую сопротивляемость к нагрузкам.

Таким образом, в основе технологии положен принцип размывания (размягчения) воды. Для этого на пятку сваи одевается насадка, подающая воду под давлением. Почва меняет свою структуру, и свая заходит легко. При этом, последние 1,5-2 метра дистанции сваю следует забивать в грунт молотом.

Технология забивки свай «Электроосмос»

В основе использования технологии лежит применение электрического тока, который подается через сваю. От тока глинистые грунты размягчаются, и свая проще заходит в грунт.

Что такое свайный фундамент

Схема устройства буронабивного свайного фундамента.

Свайный фундамент – это сооружение, которое предназначено для передачи всей нагрузки от стоящего на нем строения через сваи на грунт. Такой основание дома возводят в случаях, когда несжимаемые слои грунта находятся глубоко. Это бывает на слабых торфяных или болотистых грунтах. Любой фундамент должен опираться на слой твердого грунта, чтобы выдержать давление веса дома. Чем большую площадь имеет основание здания, тем меньшее давление оно оказывает на грунт.

Наибольшую площадь имеет фундамент на забивных сваях плитного типа. Он всей площадью строения опирается на грунт. Существенную площадь имеет ленточное сооружение. Свайное сооружение опирается на твердый грунт концами свай, поэтому площадь его опоры несколько меньше, чем у плитного и ленточного сооружения.

Сваи под фундамент могут быть висячие. Их нижние концы в прочный слой грунта не упираются. Образующаяся между грунтом и поверхностями опор сила трения удерживает их и обеспечивает устойчивость. Другой тип – сваи-стойки. Они упираются своим нижним концом в твердый слой грунта. Такие сваи под фундамент являются самыми надежными и устойчивыми.

При проектировании фундамента на сваях вычисляется вес всего дома и делится на количество стоек. В результате получается нагрузка, приходящаяся на каждую опору. Сваи под фундамент обычно забивают с той нагрузкой, какую они должны будут выдерживать. Когда они упираются и не идут вглубь грунта, это является признаком того, что достигнут твердый слой, способный выдержать заданную нагрузку. Лежать он может на разной глубине и состоять из разных пород.

Забить железобетонные сваи под фундамент вручную не удастся, нужен пневматический молот. Поэтому самостоятельное строительство фундамента на забивных железобетонных сваях не представляется возможным. Забивные опоры под фундамент устанавливаются под стенами будущего здания, в углах и в пересечениях стен. Количество и расстояние между ними зависит от общего веса здания. Оголовки свай обрезаются на одинаковой высоте. На них будет в дальнейшем монтироваться здание.

Процесс забивки ж/б свай – этапы

Если рассматривать полный процесс погружения свай, то его можно описать несколькими последовательными этапами:

1. доставка. Железобетонные сваи достаточно тяжелые изделия, которые нужно привезти, выгрузить и расположить на строительном участке так, чтобы минимизировать их перемещения в процессе забивки;
2. разработка плана работ. С учетом места расположения сваи и проекта работы, разрабатывается маршрут движения копера и молота по участку;
3. подготовка участка. В частности: вывоз мусора, удаление деревьев, выравнивание (если предполагается) и т.п. В некоторых случаях перед установкой свай выполняется рытье котлована;
4. разметка места установки свай;
5. нанесение разметки на сваю. Разметка наносится яркой краской с шагом в 1000 мм. Наличие меток позволяет контролировать степень и скорость заглубления сваи в почву;
6. настройка оборудования;
7. забивка свай выбранной технологией.

Примечание. В ходе монтажа каждой сваи выполняется контроль уровня ее отклонения от вертикальной оси. Допустимые отклонения содержатся в документе («Контроль качества возведения фундаментов из забивных и буронабивных свай»).

Особенности монтажа забора

Листовой навешиваемый материал, предназначенный для установки на забивные сваи, крепится к стойкам квадратного или круглого сечения. Этот тип опор спроектирован специально для такого вида труб. Особая форма и размер идеально подходят для быстрого монтажа колонн. Посмотрите видео, как смонтировать забор на винтовые сваи.

Поскольку отсутствует необходимость устройства дополнительных крепежных конструкций, процесс установки забора на забивные сваи несколько упрощается и имеет характерные особенности.

Процесс установки немного различается для квадратных и круглых труб. Для закрепления вертикальных труб квадратного сечения в гнездо забивных свай понадобятся:

• труба квадратного сечения размерами 40 или 50 мм, в зависимости от размера гнезда в оголовке сваи;
• шуруповерт или электрическая дрель;
• уровень, отвес и разметочный трос;
• гравёрные саморезы;
• керно;
• сверло по металлу соответствующего сечению самореза.

Монтаж забора на сваи

В боковой грани гнездового оголовка колонны находятся специальные отверстия, в соответствии с которыми следует разметить основание трубы и просверлить наживные проходы для самореза. Это необходимо сделать, поскольку обычно прочности самореза не хватает для прохождения сквозь плотный металл трубы. Кроме этого следует до установки сделать отверстия для крепления горизонтальных направляющих, если выбран сплошной листовой навешиваемый материал.

Для установки круглых труб в соответствующие гнезда оголовков круглого сечения нужно всего лишь вставить трубу в гнездо и закрепить раздвижной механизм специальным блокировочным кольцом, которое находится в комплекте со сваей. Удобнее всего это делать с помощью специального трубного молотка, который оказывает равномерное давление на поверхность кольца. Вне зависимости от типа забивные сваи для забора обеспечивают хорошую устойчивость конструкции, а все слухи о ненадежности такого основания результат некачественно проведенных работ.

Отказ сваи при забивке

Глубина погружения сваи определяется расчетным методом и отражается в проекте. Однако на практике свая может не достигнуть расчетной глубины или уйти ниже заданной отметки.

Случай, когда свая больше не погружается в результате прикладываемого к ней усилия называется «отказ грунта» или «отказ сваи».

Расчет точки отказа можно выполнить по формуле:

Убедиться, что свая точно достигла «отказа» выполняется ряд ударов (при ударной технологии) или увеличивается время, в течение которого к оголовку сваи прилагается усилие (при вдавливающей технологии). Эти удары, не приводящие к продвижению сваи в почву, называются «залог».

Есть еще один термин, описывающий случай, когда свая не погружается из-за перегрева – «ложный отказ». В этом случае работы приостанавливаются на время, достаточное для остывания наконечника сваи, находящегося в грунте.

Примечание. При отсутствии отказа по достижению проектной глубины сваи дозабиваются после четырехдневного перерыва. Если отказ не достигнут – следует искать причины и менять порядок проведения забивки, чтобы исключить снижение проектной несущей способности конкретной сваи.

Какие достоинства у буронабивных свай

Не каждый участок на местности может выдержать основание среднего строения. Поэтому некоторые из жителей будущих построек используют некоторые хитрости, чтобы возвести фундамент.

Самым выгодным и наиболее востребованным в наше время считается конструкция, в которой применяются буронабивные сваи.

Они замечательно укрепляют фундамент, имеют большую несущую способность, а также намного дешевле ленточных и монолитных аналогов.

Чтобы упрочить основу под дом, имеющий средний размер, вам будет достаточно полсотни шпунтов, поскольку одна из них способна выдержать около полутора тонн веса.

Процесс забивки

Их располагают немного ниже, чем уровень промерзания почвы и применяют гидроизоляцию в виде двух слоев рубероида. Она необходима, чтобы зимой сваи не вытолкало наружу. К тому же слой гидроизоляции в значительной мере снизит силу давления на сваи.

Такой способ возведения фундаментальной основы имеет следующие преимущества:

• Нет опасности динамических воздействий на расположенные рядом строения;
• Замечательно подходит рельефным, наклонным и неустойчивым почвам;
• Окружающий ландшафт от такого вида фундамента не пострадает;
• Любой удобный участок станет пригодным к строительству с основой, выполненной таким образом;
• Возможность возводить любые типы строений (кирпичный, бревенчатый, каркасный);
• С точки зрения экономии средств – самый дешевый;
• Возведение возможно провести за неделю.

Согласитесь, что мало какой фундамент сможет похвастаться столькими преимуществами и достоинствами.

Забивка свай своими руками

Несмотря на то, что забивка железобетонных свай в основном требует привлечения специализированного оборудования, её вполне реально реализовать самостоятельно. Рассмотрим, как забить сваи вручную, с той оговоркой, что свая имеет приемлемые для работы габариты.

Установка свай своими руками выполняется по ударной технологии. Для организации динамической нагрузки нужно собрать треногу, подвесить на нее несколько бетонных блоков (служат противовесом) и молот. Молот поднимается тросами на максимальную высоту и фиксируется. После того как установлена свая, молот отпускается, и свая забивается в почву. Процедура повторятся до достижения необходимой глубины.

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: Как устроить плоскую кровлю

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.