Технология забивки свай

• Ударный метод.
• Вибрационный метод.
• Статический метод.
• Вращательный метод.
• Комбинированный метод. Этот подход сочетает в себе использование различных типов воздействия, таких как виброудары, ударно-вращательные технологии и вибрационное вдавливание. Возможны различные комбинации методов в зависимости от особенностей проекта и условий.

Технология забивки свай

Применение технологии забивных свай позволяет проектировать прочные и надежные фундаменты, особенно в условиях слабых почв. Железобетонные сваи, которые устанавливаются ниже уровня промерзания, способны хорошо воспринимать нагрузки от весовой нагрузки здания и равномерно распределяют эти нагрузки на прочный слой почвы, находящийся на значительной глубине. Для строительства забивных свайных фундаментов используются опоры стандартных размеров, изготовленные в соответствии с ГОСТ 19804.4-78. Все строительные работы должны выполняться в соответствии с СП 24.13330.2011 и СНиП 2.02.03-85, чтобы обеспечить надлежащее качество и безопасность фундамента.

Расположение опорных столбов определяется в процессе проектирования будущей постройки с учетом ряда значимых факторов. К основным из них относятся данные геологического исследования почвы, климатические условия, плотность застройки, расположение подземных коммуникаций и доступные подъездные пути для специальной техники.

В гражданском и промышленном строительстве обычно используются следующие схемы установки свайных столбов:

• Кустовая схема. Кустовой метод установки свай применяется как основа для углов, а также как поддержка для возведения колонн и пилонов.
• Ленточная схема. Свайно-ленточные фундаменты, в которых опоры размещены линейно по периметру здания, используют для строительства легких конструкций.
• Свайное поле. В этом случае опорные столбы устанавливаются как отдельные элементы на углах постройки и равномерно распределяются по всей площади фундамента.

Забивка опорных элементов и движение специальной техники по строительной площадке осуществляется по одной из трех схем:

а) Рядовая схема. Эта простая схема установки опорных столбов подходит для работы на песчаных и гравелистых почвах, а также на участках с несвязными грунтами. В других случаях использование этой схемы может приводить к усадке почвы.

б) Секционная схема. Этот метод установки железобетонных свай используется для возведения зданий на участках с плотной и стабильной почвой.

в и г) Спиральная схема. Данная схема представлена в двух вариантах: первый вариант предполагает монтаж из центра свайного поля, второй — от его края. Первый способ рекомендован для участков с плотной почвой, второго — для участков с нормальной плотностью грунта. Преимуществом этой технологии является равномерное перераспределение нагрузки на грунт, что позволяет избежать его подвижек в будущем.

Наличие технологической карты (схемы забивки) позволяет максимально эффективно организовать деятельность специальной техники и бригады строителей. Такой подход обеспечивает выполнение всех операций быстро и слаженно, что в свою очередь минимизирует время и затраты.

Способы забивки

Процесс забивки свай предполагает вертикальное погружение опорных столбов на проектную глубину. Для монтажа свайных элементов применяется несколько методов, такие как ударное погружение, вдавливание, вибровдавливание и лидерное бурение.

Выбор метода монтажа зависит от характеристик, анализируемых для каждого конкретного проекта:

• Характеристики грунта. Состав и плотность почвы являются ключевыми факторами при выборе технологии погружения опор, так как они существенно влияют на скорость установки свай.
• Планировка участка. Некоторые способы установки опор не могут быть применены в условиях плотной городской застройки, наличия сложного рельефа и близкого расположения подземных коммуникаций.
• Типы свай. Забивные, вдавливаемые и другие виды железобетонных опор отличаются друг от друга размерами, длиной и стойкостью оголовков.

Какие сваи мы используем для забивки

Наша компания осуществляет погружение свай с использованием методов забивки и вдавливания, располагая всеми необходимыми для этого оборудованием. Мы используем железобетонные сваи, классифицируемые согласно стандарту ГОСТ № 19804 по типу «С» и «СГ»:

• Тип «С» — это железобетонные сваи с квадратным поперечным сечением 30*30, 35*35 и 40*40 см (как цельные, так и составные);
• Тип «СГ» — сваи с прямоугольным сечением 25*35 см.

Важно: указанные сваи полностью удовлетворяют потребности как в жилищном, так и в промышленном строительстве, позволяя использовать их для обустройства фундаментов под дома любой этажности в любых распространенных типах грунтов, встречающихся в центральном регионе России.

Сваи квадратного сечения изготавливаются из бетона марок М200 и М250, соответствуют стандарту морозостойкости F100 (это означает, что они могут выдерживать 100 циклов замораживания и оттаивания без потери прочности) и стандарту водонепроницаемости W2 (то есть обладают нулевым водопоглощением при воздействии давления жидкости 0.2 мПа).

Рис: Железобетонные сваи квадратного сечения тип «С»

Длина цельных свай квадратного сечения может достигать 14 метров. Если требуется заглубление опоры на большую глубину, мы используем составные сваи, собирающиеся из двух соединяющихся элементов, общая длина которых при наращивании может достигать до 28 метров.

Эти сваи оборудованы армокаркасом, что обеспечивает их высокую механическую прочность и ударостойкость. При погружении оголовки использованных нами свай не подвержены повреждениям в результате ударного воздействия дизельмолота.

Важно: при необходимости мы также можем использовать сваи с предварительно напрягаемой арматурой, что является технологией дополнительного уплотнения бетона; такие сваи способны выдерживать максимальные нагрузки в процессе эксплуатации.

Кроме того, наша компания выполняет погружение стального шпунта. Мы работаем с такими видами шпунтового металлопроката, как:

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

Рис: Стальной корытообразный шпунт Ларсена

По индивидуальному запросу к клиенту мы можем осуществить погружение шпунта любых распространенных типоразмеров.

Какой техникой мы работаем

Одним из главных преимуществ нашей компании по сравнению с конкурентами является высокая скорость выполнения свайных работ. Оперативные сроки выполнения проектов достигаются благодаря применению современного сваебойного оборудования, которое демонстрирует высокую эффективность работы во всех типах грунтов.

Рис: Сваебойная установка Junttan PM20

Забивка свай осуществляется с применением мощного гидравлического молота Junttan HHK-5A, масса ударной части которого достигает 5 тонн. Этот молот способен погружать сваи весом до 3.5 тонн даже в высокоплотные, включая мерзлые, грунты. При этом его работа не вызывает значительных динамических и вибрационных воздействий на основания близлежащих сооружений, что позволяет использовать установку для обустройства свайных фундаментов в условиях плотной городской застройки.

Важно: Junttan PM20 предназначена для работы со сваями длиной до 14 метров и сечением от 30*30 до 40*40 сантиметров.

• Универсальный сваебойный агрегат (УСА);

Рис: Универсальный сваебойный агрегат (УСА)

УСА оборудован дизельным молотом трубчатого типа УР-180. Рабочая платформа данной установки поворотная, что позволяет погружать железобетонные сваи в радиусе 6 метров вокруг машины без изменения ее местоположения на участке, при этом забивка может выполняться как вертикально, так и под наклоном.

Важно: УСА работает со сваями массой до 5 тонн и длиной до 12 метров, поперечное сечение составляет 30*30 и 35*35 см. Средняя продуктивность данной установки — 20 свай за одну рабочую смену.

• Бурильно-сваебойная машина БМ-811.

Рис: Бурильно-сваебойная машина БМ-811

Для лидерного бурения установка БМ-811 укомплектована непрерывным шнековым буром, который способен создавать скважины под сваи на глубину до 16 метров (глубина бурения за одну проходку составляет 8 метров, что достигается за 5-6 минут). Максимальный диаметр создаваемых скважин равен 500 мм.

Важно: Забивка свай с использованием БМ-811 осуществляется с помощью дизельного молота трубчатого типа СП-75А, масса бойка которого составляет 1.25 тонны. Данная установка может работать со сваями весом до 3 тонн и длиной до 8 метров, сечением 30*30 см.

Технология забивки свай

Копровая забивка свай — это технология, предполагающая погружение свай в грунт с использованием специальных сваебойных установок.

Вертикально установленная свая погружается в грунт методом нагнетания отвесных ударов по оголовку. Для защиты железобетонной конструкции от повреждений используется специальная прокладка. Во время погружения грунт частично вытесняется наружу, а также уплотняется вокруг — радиус уплотнения может достигать 2-3 метров, что дополнительно укрепляет основание здания.

Ударный метод погружения свай является наиболее доступным по стоимости и наиболее распространённым способом установки фундаментов в современном строительстве.

Технология забивки свай применяется при создании свайных фундаментов, когда отсутствует риск повреждения соседних сооружений, причиняющего сотрясение почвы от ударов сваебоя. В случае с твердыми грунтами есть вероятность, что опору не удастся вбить до проектной глубины. В грунтах, загрязненных строительным и промышленным мусором, также может возникать отклонение от вертикали. В таких ситуациях рекомендуется применение предварительного лидерного бурения.

Последовательность процесса забивки

• Установка начинается с размещения копра над точкой забивки согласно технологической карте.
• Копровая установка аккуратно подтягивает сваю с помощью лебедки, оголовок входит в наголовник, а обслуживающий персонал помогает с ее центрированием на точке установки.
• Оператор сваебойной машины запускает молот.
• Свая погружается на проектную глубину или достигается проектный отказ.

Дизельные молоты применяются для выполнения работ средней и небольшой масштабов. Для грунтов средней плотности вес молота, который свободно падает на наголовник и передает усилие забиваемой свае, равен 125% веса двенадцатиметровой сваи с наголовником.

Широкое применение получила забивка свай дизельным молотом благодаря длительному сроку эксплуатации, простоте в использовании и высокой производительности. Рабочая деталь штанговых дизель-молотов представляет собой перемещающийся по направляющим штангам молоток-цилиндр. При ударении цилиндром по неподвижному поршню в камере сгорания происходит мгновенное воспламенение топлива. В результате чего цилиндр подскакивает вверх, а затем под собственным весом вновь опускается, повторяя цикл до 60 раз в минуту.

Гидравлические молоты сваебойных установок обладают возможностью регулирования силы удара в широких пределах и отсутствием копоти, однако для их работы требуется гидравлическая станция — это более сложное и дорогое оборудование. Гидравлические молоты могут устанавливаться как навесные на самоходные краны, так и в качестве отдельных установок, таких как Junttan PM-25.

Погружение сваи — начальный этап

Свая установлена и выровнена. Далее с помощью осторожного опускания молота производятся первые удары на небольшой высоте подъема молота. На начальном этапе важно тщательно следить за вертикалью движения железобетонной опоры. После нескольких первых ударов копровщик проверяет вертикальность колонны и, если необходимо, корректирует её под руководством оператора сваебойной установки.

Получение расчетного отказа

Сваи погружаются до проектной отметки или до получения расчетного отказа — это минимальная величина погружения за один или несколько ударов. Когда величина отказа сваи близка к расчетной, ее измеряют с точностью до 1 мм, как минимум по трём последовательным проверкам на последнем метре погружения. Для дизельных молотов обязательное количество ударов для расчета составляет 10, а для молотов двойного действия — число ударов в промежуток времени 2 минуты. Сваи, не показавшие необходимого контрольного отказа, подвергаются добивке через несколько суток.

Если железобетонные сваи достигли расчетного отказа, но не углублены до проектной отметки, то они обрезаются на один уровень с помощью машины или отбойного молотка и газорезки.

Технология погружения свай забивкой в Москве ограничена из-за плотной городской застройки и густой сети подземных коммуникаций. В таких условиях применяются другие методы погружения готовых свай или использование технологии буровых свай.

Забивка свай с лидерным бурением

Сваебойная установка дооснащается бурильным оборудованием, и перед каждым погружением производится бурение скважины на проектную глубину, после чего бурильная колонна уводится в сторону, установка подтягивает сваю и производит забивку с значительно меньшими усилиями.

Метод погружения свай вдавливанием отличается бережным воздействием на тело опоры и грунт строительной площадки, а также впечатляющей тихостью производимых работ. Этот метод рекомендуется для бюджетного выполнения свайных работ с готовыми железобетонными опорами даже в районах плотной городской и промышленной застройки, при непосредственной близости к соседним зданиям (вплоть до одного метра).

Вибрационный метод

Процесс вибропогружения включает в себя аналогичные этапы, как и ударный метод, но данный способ не только позволяет погружать сваю в почву, но и извлекать ее.

Наиболее распространенной является схема свободного подвесного вибропогружателя, в то время как технологии с использованием направляющих мачт применяются значительно реже. Наиболее массовым вариантом является установка оборудования на гидравлические экскаваторы.

Перед началом работ необходимо убедиться, что крепление сваи в вибропогружателе является жестким и соосным. Четкая фиксация элемента важна для достижения нескольких целей:

• гарантия безопасности выполняемых работ,
• обеспечение полной передачи энергии на свайный элемент,
• облегчение достижения проектного положения.

• Частота — 50 Гц
• Вынуждающая сила — 385 кН
• Амплитуда — 6.8 мм

• Частота — 48.3 Гц
• Вынуждающая сила — 400 кН
• Амплитуда — 12 мм

В настоящее время чистый вибрационный способ применяется достаточно редко, так как большинство вибропогружателей комбинируют статическую нагрузку (создаваемую собственным пригрузом или усилием от рукояти экскаватора) с вибрационной вынуждающей силой, то есть реализуют комбинированный метод.

Методы статического вдавливания

Процесс статического вдавливания можно описать следующим образом.

Погружаемая свая устанавливается в проектное положение в направляющем устройстве агрегата.

Происходит закрепление с помощью специального зажима, который передает создаваемое статическое усилие (от гидроцилиндров или тросовых лебедок) на свайный элемент.

Под воздействием статической нагрузки постепенно происходит заглубление опоры.

При работе с проходным зажимом он перемещается вдоль сваи, и статическое усилие прикладывается столько раз, сколько необходимо для достижения проектной отметки.

После реализации поставленной задачи зажим открывается, и агрегат меняет местоположение.

Статическое вдавливание чаще всего используется в непосредственной близости к зданиям или сооружениям, для которых недопустимы динамические нагрузки. Это может быть связано с ветхими строениями или зданиями, имеющими историческую ценность, трубопроводами, технологическими линиями с высокоточными устройствами и так далее. Кроме того, данный метод может быть востребован в местах, где шумовые нагрузки строго запрещены, что очень важно при работе в условиях плотной застройки.

Как рассчитать количество свай

Чтобы определить, сколько свай необходимо для строительства гаража, бани или легкого дома из бруса, вы можете выполнить расчеты самостоятельно. Это будут предварительные вычисления, дающие возможность оценить нужное количество свай, общий объем работ и потенциальные затраты. Для точных расчетов рекомендуется обращаться к профессиональным инженерам.

При использовании домов с деревянным ростверком сваи необходимо устанавливать под каждым пересечением бруса, из которого состоит ростверк. Дополнительные сваи располагаются между этими опорами — их количество зависит от типа конструкции: чем больше размер и масса здания, тем больше потребуется свай.

Схема свайного фундамента бани габаритом 5х4 м.

Под бетонным ростверком расстояние между сваями составляет 1–2 м. Чем больше здание и длиннее стены, тем больше свай потребуется для уверенного фундамента.

Как забить сваи

Для установки фундамента лучше всего обращаться в крупную компанию, действующую на строительном рынке уже долгое время. Такая компания способна решить все организационные и рабочие моменты, от вас потребуется лишь проект будущего дома.

Порядок работ при взаимодействии с подрядчиком:

1. Разработать проект дома с проектировщиком.
2. Выбрать компанию для установки фундамента.
3. К вам сведется специалист для оценки участка и условий работ.
4. Компания приобретает сваи — того размера и в том количестве, которые указаны в проекте.
5. Сваи доставляются на участок. Проверьте их качество, оценив правильность геометрических размеров по вертикали и горизонтали.
6. Специалист проведет разметку свайного поля.
7. На участок приезжает сваебойная техника, где обязательно должно быть как минимум двое операторов, так как по правилам безопасности на такой машине работать в одиночку запрещено.
8. Операторы инициируют забивку свай по разметке. Убедитесь, чтобы сваи забивались строго вертикально.
9. Производится подготовка свай к установке ростверка. Если ожидается монтаж деревянного ростверка, рабочие установят оголовки, необходимые для его монтажа. Если планируется бетонный ростверк, рабочие выпустят арматуру из верхней части свай.
10. Рабочие убирают остатки мусора после завершения работ.
11. Примите выполненные работы и подпишите акты.

Артем Ершов

При установке фундамента на песчаных грунтах верхняя часть сваи зачастую начинает крошиться. Это происходит из-за плотности грунта и не зависит от качества используемого бетона. Однако такую сваю невозможно забить до всей глубины. Поэтому раскрошившийся верх — примерно 10–40 см — подрезается. Это не снижает устойчивости фундамента к морозному пучению, поскольку величина подрезки незначительна и песок в принципе хорошо противодействует пучению.

Способность сваи сопротивляться морозному пучению определяется не только ее длиной. Существенную роль играет нагрузка от здания: сваи под тяжелым двухэтажным домом гораздо сложнее вытолкнуть, чем под легкой террасой или крыльцом. Именно поэтому в фундаментах иногда используются сваи различных длин: для легких пристроек могут понадобиться более длинные сваи.

При установке фундамента следует внимательно следить, чтобы не было срезанных свай. В правильно забитой свае арматура залита бетоном в оголовке; в случае срезанной сваи арматура выступает наружу. Даже на участке с твердым грунтом 1–2 сваи могут сломаться — в таком случае рядом с ними устанавливаются дублирующие сваи. Но если заметно большее количество срезанных свай, работу необходимо немедленно прекратить. Подобное количество дефектов обычно указывает на некачественную забивку, и для решения проблемы потребуется другая машина и другие операторы.