Технология забивки свай в грунт

Технология забивки железобетонных свай

Одним из наиболее надежных оснований, которые возможны при слабой почве, считается свайный фундамент. Железобетонные сваи позволяют передать нагрузку построенного здания на более плотный грунт, расположенный на существенной глубине.

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.

• 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)

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:

№	Технология	Характеристика	Оборудование
1	Ударная	Динамическая нагрузка	Молот, копер
2	Вдавливающая	Статическая нагрузка	Пресс
3	Вибровдавливающая	Динамическая и статическая нагрузка	Вибровдавливатель
4	Лидерная скважина	Динамическая или статическая нагрузка	Предварительное обустройство лидерной скважины, инструмент согласно выбранной технологии
5	Размягченный грунт	Динамическая и статическая нагрузка	Водопровод, гидромолот
6	Электроосмос	Электрический ток	Свая выполняет функцию катода

Краткий обзор всех вариантов, приведённых в таблице.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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).

5. 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.

6. 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.

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.

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.

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.

Стоимость забивки свай

В завершении немного о том, сколько стоит забить сваю и из чего формируется стоимость.

Цена складывается из следующих параметров:

• грунт. Чем сложнее почва, тем выше будет стоимость. Есть таблица коэффициентов, с помощью которой ведется пересчет грунта. На нее опираются и при формировании цены;
• место расположения строительства. Чем дальше от места расположения техники, тем дороже;
• объем работ. Причем, чем больше число свай, тем на большую скидку может претендовать заказчик. Отметим, что цена указывается за метраж свай и их число.

Ориентировочные цены приведены в таблице.

Таким образом, забивка свай является единственным способом устройства свайного железобетонного фундамента.

Технология забивки свай

Вы можете обратиться к нашу компанию за данными услугами заполним форму внизу страницы, либо по телефонам указанным в шапке сайта. На этой странице вы узнаете какие мы сваи забиваем, какую технику для этого используем, расскажем о технологии забивки свай и о схемах их забивки.

Какие сваи мы используем для забивки

Можно выделить следующие виды сваи по способу их забивания:

• Буро забивные;
• Забивные;
• Вдавливаемые;
• Буроиньекционные;

Выбор того или иного способа забивки сваи зависит от технико-экономических показателей и учета достоинств и недостатков того или иного метода.

Наша компания погружает сваи методом забивки и вдавливания и располагает для этого всем необходимым оборудованием. Для забивки мы используем железобетонные сваи, классифицирующиеся согласно стандарту ГОСТ № 19804 по типу “С” и “СГ”:

• Тип “С” – железобетонные сваи сплошного квадратного сечения 30*30, 35*35 и 40*40 см. (цельные и составные);
• Тип “СГ” – сваи прямоугольного сечения 25*35 сантиметров.

Сваи квадратного сечения изготавливаются из бетона марок М200 и М250, они соответствуют стандарту морозостойкости F100 (без снижения первоначальной прочности выдерживают сто циклов замораживания и оттаивания) и стандарту водонепроницаемости W2 (обладают нулевым водопоглощением при прямом давлении жидкости в 0.2 мПа).

Длина цельных свай квадратного сечения может доходить до 14 метров. При необходимости заглубления опоры на большую глубину мы используем составные сваи, которые состоят из двух соединяющихся элементов, общая длина которых при наращивании может доходить до 28 метров.

Данные сваи укрепляются армокаркасом, что обуславливает их высокую механическую прочность и ударостойкость (при погружении оголовки используемых нами свай не повреждаются под воздействием ударов дизельмолота).

Также наша компания выполняет погружение стального шпунта. Мы работаем со следующими видами шпунтового металлопроката:

• Шпунт Ларсена, тип Л4, Л5, Л5-УМ;
• Трубошпунт диаметром до 100 см;
• Плоский шпунт.

По индивидуальной договоренности с клиентом мы можем осуществить погружение шпунта любых распространенных типоразмеров.

Какой техникой мы работаем

Одним из ключевых преимуществ нашей компании, в сравнении с конкурентами, является высокая скорость выполнения свайных работ. Оперативные сроки реализации проектов достигаются за счет использования современной сваебойной техники, которая обладает высокой эффективностью при работе во всех типах грунтов.

Парк техники компании “Установка Свай” состоит из следующих сваебойных машин:

• Junttan PM20;

PM20 – это гусеничная сваебойная установка производства одного из лидеров мирового рынка тяжелой строительной техники, финской компании Junttan. Отличительной чертой данного копра является высокая продуктивность – PM20 способен погружать до 60 железобетонных свай в течении одной рабочей смены.

Забивка свай выполняется с помощью мощного гидравлического молота Junttan HHK-5A, масса ударной части которого составляет 5 тонн. Данный молот способен погружать сваи весом до 3.5 тонн в высокоплотные, в том числе мерзлые, грунты. При этом его работа не сопровождается сильными динамическими и вибрационными воздействиями на основания близстоящих сооружений, что позволяет использовать установку для обустройства свайных фундаментов в черте города с плотной застройкой.

• Универсальный сваебойный агрегат (УСА);

УСА – проверенная рабочая лошадка отечественного производства, которая отличается высокой надежностью и безотказностью при любых режимах работы. УСА оборудована на колесной базе от КРАЗа-250К, это мобильная установка с высокой проходимостью, для передвижения которой по дорогам общего назначения не требуются специальные разрешения.

УСА оборудована дизельным молотом трубчатого типа УР-180. Рабочая платформа данной установки поворотная, что дает возможность погружать ЖБ сваи в радиусе 6-ти метров вокруг машины, не меняя ее расположения на участке, при этом забивка может выполняться как вертикально, так и наклонно.

• Бурильно-сваебойная машина БМ-811.

БМ-811 является копровой установкой многофункционального назначения, которая способна бурить лидерные скважины и погружать в них ЖБ сваи и шпунт без замены навесного оборудования.

Для лидерного бурения БМ-811 укомплектована непрерывным шнековым буром, она способна создавать скважины под сваи на глубину до 16 метров (глубина бурения за одну проходку – 8 метров, такая скважина создается в течении 5-6 минут). Максимальный диаметр скважин – 500 мм.

Процесс забивки свай

Процесс забивки свай стандартный и осуществляется ударным дизель молотом. Такие молоты представляют собой тяжелые металлические оголовки, которые подвешены на тросах. Для направления сваи мы применяем копер — это механизм для подвешивания и направления свайного молота с одновременной подачей (подъемом, подтягиванием и направлением) сваи. На необходимую высоту они поднимаются при помощи лебедок, а затем свободно падают на сваю, забивая ее при этом в грунт. Подобные дизель-молоты монтируются, как правило на тяжелую технику, иногда на гусеничные краны, иногда на колесные.

Забивные железобетонные сваи передают нагрузку от здания к грунту за счет трений в грунте.

Рис: Процесс установки сваи в положение для забивки

Процесс забивки ЖБ свай состоит из нескольких технологических этапов:

• Перед началом забивочных работ на каждую сваю краской наносятся размерные пометки с шагом в 1 метр, которые позволяют визуально контролировать глубину погружения столба;
• Далее свая зацепляется лебедкой копра и волоком подтягивается к установке, после чего выполняется ее строповка (для этого на свае предусмотрены специальные монтажные петли);
• Происходит подъем свайного столба в воздух и установка конструкции в вертикальном положении. Верхняя часть столба подводится под наголовник дизельного молота, молот опускается по копровой мачте и фиксирует сваю;
• Свая закрепляется в направляющих копровой мачты и устанавливается на место погружения (отклонение острия свайного столба от точки забивки не должно превышать 1 см). Проверяется совпадения осей сваи и ударной части дизель молота;
• После того как свая подвешена и направлена в точку погружения начинается непосредственно процесс забивки. Первые удары дизельмолота по свае выполняют направляющую функцию. Они наносятся в единичном порядке с небольшой высоты (20-40 см), чтобы столб правильно вошел в почву. После углубления сваи на 1-1.5 метров сила и амплитуда ударов дизельмолота увеличиваются до максимальной;
• В процессе забивки выполняется непрерывный контроль за вертикальностью погружения сваи. Если конструкция отклоняется от проектной оси более, чем на 1%, ее положение корректируется с помощью стяжек либо подпорок. Если принудительная корректировка не дает результатов, свая извлекается с грунта и забивается повторно.

Рис: Забивка ЖБ сваи копровой установкой Junttan PM20

При каждом ударе дизель молота свая погружается на определенную глубину. Чем дальше она заходит в почву, тем меньшей будет глубина погружения от одного удара. Момент, когда погружение столба становится визуально неразличимым называется отказом сваи.

Сваи погружаются в грунт вертикально, иногда при необходимости наклонно, в зависимости от нагрузки. Сваи должны быть сделаны из высококачественного материала, чтобы в процессе забивания они не разрушались.

Полезные для Вас материалы:

Схема забивки свай

Погружение железобетонных свай всегда выполняется по предварительно спланированной схеме, которая определяет порядок забивки.

Существует три основные схемы забивки свай:

• Рядовая;

Данная схема применяется при проведении работ в условиях несвязных песчаных грунтов, несклонных к уплотнению под воздействием динамических нагрузок из-за отсутствия жестких структурных связей. При такой схеме копр последовательно забивает каждый ряд свайного поля.

• Спиральная;

Применяется при обустройстве свайных полей в глинистых и суглинистых грунтах. Существует два подвида спиральной схемы – обратная, когда сваебой начинает забивку с центра свайного поля и движется по выходящей траектории, и последовательная, при которой копр начинает работать с краев и движется к центру. Последовательная спираль реализуется в грунтах нормальной плотности, обратная – в плотных грунтах.

• Секционная.

Секционная схема применяется в условиях высокоплотных грунтов. Копр начинает движение с крайнего участка свайного поля, забивая первые 2 ряда свай, далее он пропускает третий ряд и начинает работать на четвертом. Когда первая проходка свайного поля полностью завершена производится погружение оставшихся свайных рядов.

Популярность забивных свай

На сегодняшний день в строительстве широкое применение получили забивные железобетонные сваи. И если обратиться к статистике, то работы по устройству железобетонных сваи, составляют 90% от общего объема свайных работ.

Использование железобетонных свай в плотных грунтах может привести к тому, что произойдет перерасход материала, а также неиспользование всей несущей способности и снижение эффективности их применения.

Именно по этой причине, правильный выбор установки свай играет определяющую роль в процессе строительства в целом. Обратившись к нам, ошибки в проектировании исключаются.

Наши услуги

Строительная компания “Установка Свай” занимается погружением железобетонных свай методом ударной забивки. Данную технологию мы реализуем с помощью современных копровых установок, оборудованных дизельными и гидравлическими молотами, демонстрирующими высокую эффективность при работе в любых грунтовых условиях.

Мы готовы качественно выполнить весь спектр свайных работ: от поставки железобетонных конструкций и шпунта, соответствующих всем требованиям ГОСТ, и геодезической разбивки свайного поля, до погружения ЖБ свай и их статических и динамических испытаний.

Если вы ищите ответственного подрядчика, обращайтесь в нашу компанию. Мы гарантируем, что любой, даже самый сложный проект, будет реализован с высочайшем уровнем качества в минимальные сроки. При этом стоимость наших услуг, в сравнении с конкурентами, более чем умеренная.

Технология забивки свай

Копровая забивка свай — технология погружения свай в грунт с применением сваебойных установок.

Вертикально расположенная свая погружается в грунт методом нанесения отвесных ударов по оголовку. Для предохранения железобетонной конструкции используется прокладка. В процессе погружения грунт частично вытесняется наружу, и частично уплотняется в стороны — радиус уплотнения породы достигает 2-3 метров. Чем достигается дополнительное упрочнение основы здания.

Ударный метод погружения свай — самый доступный по стоимости и самый распространённый по применению в устройстве фундаментов в современном строительстве.

Технология забивки свай применяется при устройстве свайных фундаментов, когда отсутствует вероятность повреждения близлежащих строений сотрясением почвы от ударов сваебоя. При наличии твёрдых грунтов есть вероятность не добить опору до проектной глубины. В грунтах, содержащих строительный и промышленный мусор возможно отклонение от вертикальной оси. Для таких ситуаций применяется предварительное лидерное бурение.

Последовательность процесса забивки

• Установка начинается с расположения копра над точкой забивки согласно технологической карты.
• Копровая установка подтягивает сваю лебёдкой, оголовок входит в наголовник, обслуживающий персонал помогает отцентровать её на точке.
• Оператор сваебойной машины запускает молот.
• Свая забивается на проектную глубину или до проектного отказа.

Копровые сваебойные установки

Дизельные молоты применяются при сравнительно небольших, средних объемах работ. Для грунтов средней плотности вес молота, свободно падающего на наголовник и передающего усилие забиваемой свае равен 125% веса двенадцатиметровой сваи с наголовником.

Широкое применение получила забивка свай дизель молотом — благодаря продолжительному периоду применения, предельно простоте в эксплуатации и достаточно высокой производительности. Рабочая деталь штанговых дизель-молотов — перемещающийся по направляющим штангам молоток-цилиндр. При ударении цилиндром по неподвижному поршню в камере сгорания моментально воспламеняется топливо. В результате цилиндр подскакивает вверх, после чего под собственным весом опять опускается и цикл повторяется, до 60 раз в минуту.

Гидравлические молоты сваебойных установок отличаются возможностью регулирования силы удара в широких пределах, отсутствием копоти. Однако требуется гидравлическая станция — оборудование более сложное и дорогое. Гидравлические молоты могут быть навесными на самоходных кранах. А могут быть отдельными установками — такими, как Junttan PM-25.

Погружение сваи — начальный этап

Свая поставлена и выверена. Теперь осторожным опусканием молота делаются первые удары при небольшой высоте подъема молота. На начальном этапе внимательно отслеживается вертикаль движения ж/б опоры. После первых нескольких ударов копровщик проверяет вертикальность колонны, которую при необходимости корректирует оператор сваебойной установки.

Получение расчетного отказа

Сваи погружают до проектной отметки либо до получения расчетного отказа — минимальной величины погружения за один или несколько ударов. Когда величина отказа сваи близка к расчетной, его измеряют с точностью до 1 мм как минимум по трём последовательным залогам на последнем метре заглубления сваи. Для дизельных молотов залог принимают равным 10 ударам. Для молотов двойного действия за залог принимают количество ударов в промежуток времени 2 минуты. Сваи, не давшие контрольного отказа, подвергают добивке через несколько суток.

Железобетонные сваи с расчетной величиной отказа, но не заглублённые до проектного уровня, срезают под один уровень машиной или с помощью отбойного молотка и газорезкии.

Технология погружения свай забивкой в Москве применяется с ограничениями по причине плотной городской застройки и густой сети подземных коммуникаций. В этих условиях применяются другие методы погружения готовых свай или технология буровых свай.

Забивка свай с лидерным бурением

Сваебойная установка оснащается бурильным оборудованием и перед каждым погружением выполняется бурение скважины на проектную глубину, после чего бурильная колонна отводится в сторону, установка подтягивает сваю и выполняется забивка уже со значительно меньшим усилием.

Метод погружения свай вдавливанием отличается исключительно бережным воздействием на тело опоры и на грунт строительной площадки, а также поразительной для рабочих режимов сваебоя бесшумностью. Данный метод рекомендуется для бюджетного проведения свайных работ с готовыми ж/б опорами даже в районах плотной городской и промышленной застройки, в непосредственной близости от соседних зданий (вплоть до дистанции менее 1 метра).

Забивка свай — способ погружения опор в грунт

Погружение свай забивкой практикуют при обустройстве основания, покоящегося на железобетонных, стальных или деревянных опорах цельного или полого типа. Когда-то эта технология использовалась практически повсеместно. Ну а в наши дни подобное погружение свай практикуют только в случае строительства соответствующих фундаментов на отдаленных участках. Расположенных как можно дальше от жилых массивов или объектов общественного пользования.

Однако и в наши дни забивка опоры в грунт остается весьма эффективной технологией погружения. Поэтому в данной статье мы познакомим наших читателей с сутью этого процесса. Надеемся, что изложенная на страницах нашего ресурса информация поможет вам спланировать процесс забивки, сэкономив время строительства вашего свайного основания.

Сваи для забивки: типовые разновидности

Погружение опор в грунт методом забивки подходит далеко не каждому типу свай. Как правило, эта методика практикуется в процессе заглубления монолитных стержней из железобетона, стали или древесины, диаметром до 60-80 сантиметров и длинной до 25 метров.

Впрочем, такие габариты характерны далеко не для всех забивных опор. Например, типовые железобетонные сваи имеют не круглый, а квадратный профиль с размерами сечения от 35х35 сантиметров (для свай длиной до 7 метров) или 40х40 сантиметров. А согласно ГОСТ 19804.2-79 длина таких опор колеблется в пределах от 3 до 20 метров.

Деревянные сваи не имеют четких, стандартизированных габаритов, поскольку изготавливаются из цельного бревна диаметром от 240 до 350 миллиметров и длиной до 16-18 метров.

Металлические забивные сваи – это обычные обсадные трубы с наваренным оголовком и конической пятой. Диаметр таких опор колеблется между 25 и 60 сантиметрами, а длина – между 3 и 12 метрами.

Обзор технологии погружения забивных опор

Технология погружения опоры в грунт зависит от стойкости оголовка сваи, а также от ее длины и габаритов поперечного сечения.

И в большинстве случаев работы по забивке свай основаны на следующих технологических приемах:

• Погружение под действием динамической нагрузки (удара). В данном случае погружающее опор в грунт усилие передает на оголовок сваи особый инструмент – копр или молот.
• Погружение в грунт под действием статической нагрузки (вдавливания). В этом случае погружающее усилие генерируется прессом вдавливающим опору в почву.
• Погружение в грунт под действием статической нагрузки, расшатывающей и продавливающей опору (вибровдавливание). В этом случае опора движется и в продольном и в поперечном направлении под действием усилия, генерируемого особым инструментом — вибровдавливателем. Причем использование вибровдавливателя позволяет уменьшить усилие, погружающее опору.
• Погружение опоры методом забивания или вдавливания в предварительно высверленную (лидерную) скважину. В этом случае можно использовать и копр и пресс.

Словом, приемов погружения, упоминаемых в СНИП на забивку свай, достаточно много и каждая технология обладает своими достоинствами и недостатками. И поскольку нас интересует именно забивка опор, то далее по тексту мы рассмотрим лишь технологию погружение ударом.

Погружение ударом: обзор процесса

Заглубление опоры в грунт под действием ударной нагрузки практикуется на строительных площадках, удаленных от жилых кварталов. Ведь эту «нагрузку» генерирует многотонный (масса от 2 000 до 12 000 килограмм) молот для забивки свай, падающий на оголовок сваи со значительной высоты.

Причем сам молот, а точнее его боек, монтируется (на правах насадки) на гусеничный кран или экскаватор тросового или гидравлического типа.

Энергия (нагрузка) транслируемая молотом на оголовок сваи высчитывается по формуле:

Е= 0,4Qh

Под Q в этом случае понимают массу «бойка» молота, а под h – высоту подъема бойка перед падением на оголовок.

Таким образом, чем массивнее молот и выше высота его подъема, тем больше энергия, которую генерирует машина для забивки свай.

Технологическая карта на забивку свай

Сам процесс забивки опоры ударом выглядит следующим образом:

• На стройплощадку завозят базовую технику – кран или экскаватор. После чего к стреле аппарата крепят насадку с молотом. Впрочем, копр может быть и самостоятельным устройством с самоходным шасси.
• После настройки копра сваю подтягивают в рабочую зону тросами, укладывая оголовок опоры в направляющий короб копра.
• После позиционирования сваи, в процессе которого определяется угол наклона опоры относительно нулевого уровня грунта, начинают процесс забивки, поднимая и сбрасывая боек молота с определенной высоты. Причем вначале эта высота еще небольшая, поскольку первые удары должны погрузить сваю на малую глубину, на которой еще можно контролировать положение сваи относительно нулевой уровни грунта с помощью растяжек.
• После частичного погружения сваи и окончательной сверки положения опоры можно приступать к «залогам» — серии из 10 ударов максимальной силы. В этом случае молот поднимают на максимальную высоту и сбрасывают на оголовок сваи. После каждой серии «залогов» положение сваи контролируется гидроуровнем. И максимальное отклонение опоры от перпендикуляра не должно превышать одного градуса. В противном случае свая изымается из грунта и все начинается сначала.

Ударная забивка сваи завершается только после достижения особого состояния – отказа опоры, который препятствует дальнейшему погружению сваи в грунт.

Достоинства и недостатки «ударного» погружения

Основное достоинство ударного погружения – это высокая скорость заглубление опоры в грунт. Действительно мощные молоты вбивают сваю за считанные минуты, проталкивая опоры в почву с весьма приличной скоростью (от 0,7-1 м/мин до 5 м/мин).

Главный недостаток сваебойных установок – это высокая вероятность повреждения оголовка опоры и не менее высокий уровень шумового загрязнения.

И если с первым отрицательным качеством можно справиться, срубив разрушенную часть опоры, то второй недостаток – неустраним. К тому же, копры для забивки свай генерируют достаточно сильную вибрацию в грунте. Поэтому ударную забивку следует практиковать подальше от уже построенных фундаментов или инженерных коммуникаций.

Способы оптимизации процесса забивки

Впрочем, процесс забивки сваи в грунт поддается оптимизации, позволяющей избавиться от большинства недостатков этой технологии.

И такую оптимизацию организуют с помощью следующих технологических приемов:

• Лидерного бурения.
• Размягчения грунта.
• Электроосмоса грунта.

Далее по тексту мы познакомим наших читателей с сутью упомянутых технологических приемов.

Технология забивки свай в лидерные скважины

Суть этой технологии — бурение перед забивкой или погружением опоры. То есть, свая погружается не в плотный грунт, а в шахту, диаметром не более 75-80 процентов от габаритов поперечного сечения опоры.

В итоге, свая раздвигает (уплотняет) стенки лидерной шахты. И этот процесс происходит под действием существенно меньших усилий, генерируемых ударной частью копра. Причем погружение скважины в опору не сопровождается лишь сильным шумом, а вибрации в грунте практически отсутствуют.

Ну а если вместо сваебойного инструмента использовать гидравлический пресс, то погружение опор в лидерные скважины можно практиковать даже на территории жилых кварталов.

Технология погружения опор в размягченный грунт

Погружение в размягченный (подмытый) грунт требует существенно меньших усилий. Ведь, чем выше влажность грунта, тем меньше его несущая способность (сопротивляемость внешним нагрузкам).

Поэтому в особо тяжелых случаях на пяту сваи надевают особую насадку с форсунками, разбрызгивающими воду под давлением в 5-10 атмосфер. Форсунки связывают с нагнетательным водопроводом с помощью двух трубопроводов, расположенных вдоль тела сваи.

В итоге, погрузив сваю в мягкие слои грунта у поверхности, в трубопровод подают воду под нужным давлением и дальнейшее погружение сваи происходит в почву с совершенно иными характеристиками. Ну а финальные метры погружения (от полутора до двух) гидромолот для забивки свай поработает на полную силу. Ведь это расстояние придется пройти без подмыва.

Технология забивки с использованием электроосмоса

Эффект электроосмоса предполагает искусственное изменение влажности в почве, окружающей катод, после подключения электричества к паре заглубленных в грунт электродов.

Роль катода, в данном случае, играет погружаемая опора. Ну а в качестве анода придется выступить уже погруженной опоре. В итоге, металлический (или покрытый металлом) катод (забиваемая опора) погружается в грунт практически беспрепятственно: ведь увлажненная притянутой жидкостью почва не может сопротивляться давлению на оголовок сваи.

Ну а после погружения ток просто выключат, и естественная влажность грунта будет восстановлена. И при должном подходе к безопасности эту технологию можно практиковать даже на очень сложных, глинистых грунтах с большой влажностью.

8 способов (методов) погружения свай в грунт

Даже самый отдаленный от темы строительства человек понимает, что основой любого здания является фундамент, и осознает, что от его надежности и правильности исполнения зависит долговечность и прочность постройки. Когда речь идет о строительстве больших домов и ответственных объектов, выбирают обычно свайный фундамент. Его можно использовать на любых типах грунта, он обеспечивает постройке максимальную надежность, да и на монтаж такого фундамента времени уходит меньше, чем на возведение ленточного или любого другого типа основания. Для свайного фундамента используются разные типы свай и разные способы их погружения. Выбор зависит от типа грунта, расположения рядом других объектов, характера строения, длины свай и массы других факторов. Разберемся, какие способы погружения свай в грунт существуют, и когда лучше применять тот или иной метод.

Для начала несколько слов о видах свай. Они бывают набивными и забивными. Первые получаются в результате установки арматурного каркаса в заранее подготовленную скважину и последующей заливкой бетоном. Забивные сваи привозятся на место установки уже готовыми, для их транспортировки непосредственно к точке погружения используют крановые установки. Когда говорят о погружении, имеют в виду именно забивные сваи.

Погружение свай в грунт производят различными методами:

Комбинирование некоторых из этих способов позволяет говорить о нескольких смешанных методах погружения свай:

• виброударный;
• вибровдавливание;
• погружение с подмывом грунта;
• погружение с использование электроосмоса.

Разберемся с основными тонкостями каждого метода.

№1. Ударный способ погружения свай

Ударный метод предполагает передачу свае поступательной энергии, благодаря которой она погружается в толщу грунта, вытесняя его часть наружу или уплотняя его. Для этого используют сложные и тяжелые механизмы – ударные самоходные или рельсовые установки. Для их передвижения по строительной площадке необходима ровная поверхность, поэтому предварительно территорию необходимо выровнять. Свая удерживается в вертикальном положении благодаря копрам, своеобразным стрелам.

На первых этапах погружение осуществляется медленно, чтобы можно было контролировать правильный угол наклона. На саму сваю воздействует штанговый или трубчатый молот. При одинаковом весе трубчатый молот имеет в 2-3 раза более высокую силу удара, чем штанговый. Чтобы сваебойное оборудование не разрушило сваю, применяется специальный наголовник. Погружение продолжается до тех пор, пока свая не достигнет проектной глубины.

К главным преимуществам метода относят:

• возможность проведения работ на любом типе грунта;
• высокая скорость и производительность монтажных работ;
• повышение несущих свойств фундамента, так как сваи, погружаясь в грунт, уплотняют его в зоне на 2-3 диаметра вокруг себя;
• работы можно проводить практически в любую погоду.

№2. Вибрационный способ погружения свай

Благодаря вибрации, которая передается на сваю специальным оборудованием, значительно снижается сила трения и сопротивление грунта. Именно поэтому для погружения сваи на проектную глубину зачастую потребуется гораздо меньше усилий, чем при забивке. Нельзя забывать, что при вибрировании так же, как и при ударном способе, осуществляется уплотнение грунта примерно на 1,5-3 диаметра сваи (все зависит от типа грунта), так что можно говорить о появлении дополнительных несущих способностей.

Данный способ предусматривает использование вибропогружателей. Такие установки через наголовник передают на сваю механические вибрации определенной частоты. Благодаря подобному влиянию грунт становится как бы плывучим, и свая начинает погружаться под действием собственного веса. Если речь идет о длинных тяжелых сваях, то используют низкие частоты, для легких небольших свай больше подойдут высокие частоты (более 1500 колебаний в минуту).

Процесс погружения начинается с установки вибропогружателя в исходное положение, крепления сваи и ее выравнивания по вертикали. Перед началом работ рекомендуется выполнить пробное включение, чтобы убедиться в отсутствии отклонений от вертикали. Подобное оборудование стоит дорого, да и управлять им должны квалифицированные специалисты: цена на вибропогружатель, точнее стоимость его использования, будет ниже, если воспользоваться услугами аренды. В Москве и по всей России аренду таких установок предлагает ГК «Буровые Технологии»: в стоимость включены услуги опытного оператора.

Вибрационный метод погружения свай рекомендуют использовать в следующих случаях:

• песчаные и водонасыщение грунты. Сваи-оболочки, металлический шпунт и железобетонные сваи в этом случае погружаются со скоростью 3,5-7 м/мин;
• на маловлажных и плотных грунтах способ также применим, но для этого придется предварительно пробурить скважину;
• при погружении в глинистые и тяжелые суглинистые грунты за 15-30 см до достижения проектной глубины лучше переходить на ударный способ.

Учтите, что в условиях плотной городской застройки, вибрация должна использоваться только лишь в нерезонансных режимах. Желательно, чтобы частота колебаний была не выше 40-50 Гц.

Как забивают сваи: методы и особенности

Устройство фундамента на сваях сегодня является достаточно распространённой технологией, широко применяемой при малоэтажном строительстве. Фундаментные сваи, в свою очередь подразделаются на три основных вида – буронабивные, винтовые и забивные. Каждая разновидность предусматривает и свою технологию заглубления в грунт.

Виды и особенности забивных свай

Из всех разновидностей забивные сваи, как считается, являются наиболее надёжной опорой для фундамента. Благодаря тому, что они достаточно плотно держаться в грунте, именно забивная технология рекомендуется для обустройства тяжёлых ростверковых фундаментов. Забивка свай является самым старым и испытанным способом их погружения в грунт. Сегодня данная технология широко распространена по всему миру, в связи с чем разработаны различные методики забивки и специальные приспособления.

Железобетонные сваи

Современные забивные сваи могут быть нескольких видов:

• Железобетонные. Имеют уже готовое заострённое окончание и могут быть любого сечения – квадратного, круглого, двутаврового и т.п. Должны быть изготовлены их бетона не ниже 300 марки и иметь внутри арматурный каркас. Перед забивкой отлитую сваю следует внимательно осмотреть – она не должна иметь трещин, деформаций и прочих дефектов. На верхний торец при заглублении надевается специальный стальной оголовок, предотвращающий его разрушение при ударах молота.
• Деревянные. Изготавливают обычно из твёрдых пород деревьев (кедр, лиственница, дуб) и снабжаются коническим остриём из металла, надеваемым на заглубляемый конец. На верхнюю часть надевают металлический обруч, во избежание её растрескивания во время забивки. Бывают длиной до 10 и более метров, а диаметром до 40 см. В отдельных случаях, когда нужно добиться особой прочности свайного фундамента, применяются связки из нескольких свай – «пакеты», забиваемые в грунт как единое целое.
• Металлические. Наиболее распространённый тип свай, используемый в частном строительстве. Сталь является наиболее универсальным материалом, более долговечным, чем дерево, и более технологичным, чем бетон. Могут быть как изготовлены в домашних условиях, так и забиты в грунт с помощью ручного молота. Конструктивно состоят из трубы, острия и оголовка.

Некоторые нюансы забивания

Главное предназначение свайного фундамента – предотвратить деформации основания постройки во время сезонных циклов замерзания и оттаивания почвы. Для этого свая должна быть забита на глубину ниже уровня промерзания почв. Также при забивании необходимо пройти насквозь слабые грунты до достижения твёрдого основания – это позволяет создать максимально прочный фундамент.

В случае, если грунт наоборот, чересчур плотный, а необходимое углубление свай достаточно большое, применяют методику подмыва грунта. Вглубь почвы вдоль сваи под напором подаётся вода, которая, с одной стороны размягчает грунт, а с другой – уменьшает силу трения.

При забивании сваи необходимо убедиться, что свая не упёрлась в глубине в твёрдый предмет – например, камень. Это особенно важно при неглубоком заглублении свай при малоэтажном строительстве. Дело в том, что в ходе строительства нагрузка на сваи значительно возрастёт и они со временем углубятся ещё на несколько сантиметров, за исключением той сваи, что упёрлась под землёй в камень. Это неизбежно приведёт к перекосу основания и, в итоге, всей постройки.

Производить установку свай желательно в тёплое время года, когда грунт уже полностью оттаял. Это позволит избежать неприятности в виде ослабших опор после полного оттаивания почвы. Однако, в некоторых случаях приходится производить заглубление опор и в холодное время года. Если грунт не успел промёрзнуть глубже одного метра, то работа по заглублению производится в штатном режиме, до тех пор пока свая не будет забита на нужную глубину (глубже уровня промерзания почвы и глубже слабых грунтов). В случае, если грунт промёрз на значительную глубину, то работа может быть невозможна без нанесения повреждений свае.

В данных случаях применяется специальное устройство – «паровая игла». Она представляет собой трубку с отверстиями на конце, через которую подаётся пар. Эта трубка опускается в про буренную скважину небольшого диаметра и производит оттаивание почвы на необходимую глубину. Другая техника, применяемая для зимнего забивания опор – лидерное бурение (см. ниже).

Методы забивки свай

На сегодня в арсенале строителей имеются несколько методов заглубления забивных свай, каждый из которых имеет свои плюсы и свои минусы:

• Ударный метод.
• Погружение вдавливанием.
• Погружение вибрацией.
• Метод лидерного бурения.

Ударный метод

Это наиболее распространённая технология, применяемая как в частном, так и промышленном строительстве. Данная технология предусматривает углубление опоры с помощью ударов специальными молотами, также именуемыми копрами. Для этого созданы многочисленные механизмы, различающиеся мощностью, способом работы и другими техническими характеристиками. Ударный метод является единственной технологией, доступной для забивания свай своими руками.

Для этого применяется нехитрое устройство – ручной молот. Самая простая конструкция его такова:

• Тренога, сваренная из стальных труб или сделанная из брёвен (брусьев).
• Пара подвешенных на ней блоков.
• Собственно молот – тяжёлая металлическая деталь с плоской рабочей частью.
• Два троса, перекинутые через блоки и служащие для подъёма молота.

Забивка свай ударным методом

Принцип работы в данном случае предельно прост – молот поднимается на максимальную высоту и фиксируется в таком положении. Свая устанавливается вертикально и также фиксируется. После этого молот отпускается и, набирая ускорение в свободном падении, бьёт по торцевой стороне сваи, загоняя её в грунт. Подъём молота осуществляется с двух сторон с помощью тросов, после чего он опять сбрасывается на забиваемую опору. В виде усовершенствования конструкции можно снабдить копр барабаном с фиксатором и рукояткой для накручивания троса.

Кроме того, можно установить на этот барабан электромотор, превратив ручной молот в электрический. Для этого нужно будет предусмотреть систему редукторов и сцепление, для отъёма барабана от шкива электромотора при сбрасывании молота. Возможна и установка на устройство и двигателя внутреннего сгорания.

Высчитывать высоту треноги необходимо с тем расчётом, чтобы падающий сверху молот смог набрать достаточную скорость для мощного удара по тыльной стороне сваи. При необходимости большого заглубления, металлические сваи можно сделать составными – надставлять их с помощью сварки.

Самодельные копры отлично подойдут для забивания металлических трубчатых свай на сравнительно небольшую глубину – до нескольких метров. Это позволяет широко использовать самодельный копр в частном строительстве при возведении относительно лёгких конструкций. В промышленном строительстве применяются многотонные устройства на гусеничном или колёсном ходу, монтируемые на базе бульдозеров, автокранов или экскаваторов. Посмотрите видео, как устанавливают сваи ударным методом.

Лидерное бурение

В случае, если грунт на месте строительства оказывается слишком плотным, для ускорения забивания применяется технология лидерного бурения. В заранее отмеченных местах с помощью бурильной установки делаются скважины диаметром чуть меньше диаметра свай. В данные отверстия и забиваются сваи, в том числе и с применением самодельного копра. Также лидерное бурение применяется для устройства свайного фундамента в мёрзлых почвах в холодное время года.

При лидерном бурении глубина скважины должна быть на полметра меньше глубины углубления опоры. Это необходимо для более плотного удержания сваи грунтом.

Кроме этого существует ещё несколько технологий заглубления опор в грунт. Среди этих технологий можно упомянуть методы вдавливания и погружения опоры вибрацией. Однако, оба они требуют привлечения специализированных строительных машин – их практически невозможно осуществить самостоятельно. Посмотрите видео, как заглубить сваи лидерным бурением.

Углубление опоры вибрацией

Производится специальным механизмом, устанавливаемом на экскаваторе или кране – вибропогружателем. Он представляет собой электрический или бензиновый (дизельный) двигатель, приводящий в движение устройство со смещённым центром тяжести. Устройство закрепляется на оголовке опоры и приводится в действие. При этом возникают поступательные колебания, направленные сверху вниз. Под их воздействием свая и действием своего веса она углубляется в землю. Такой метод применяется там, где невозможно использовать ударный метод – в районах с плотной жилой застройкой, рядом с ветхими и аварийными зданиями и т.д. Посмотрите видео, как монтируют сваи с помощью вибропогружателя.

Углубление вдавливанием

Данный метод также используется там, где невозможно или запрещено применение ударного способа. Для вдавливания сваи используется специализированная многотонная техника, которая захватывает сваю и, перенося на неё свой вес, буквально втыкает её в грунт. Несмотря на то, что данный способ является достаточно сложным и дорогостоящим, существуют области строительства, где без него никак не обойтись – при реконструкциях старинных зданий, строительных работах в непосредственной близости с жилым зданием. Посмотрите видео, как происходит процесс вдавливания свай.

Как видим, выбор того или иного способа заглубления забивных свай в грунт зависит от целого ряда факторов. Каждый метод более всего подходит для определённой ситуации, и выбирать технику забивания опор следует с максимальной точностью – от этого зависит эффективность и скорость работы над закладкой фундамента здания.