Способы погружения свай

Сваи погружаются в грунт при помощи вибрационного, вдавливающего, ударного, вибровдавливающего или виброударного воздействия и путём завинчивания.

Установки ударного действия делят на молоты паровоздушные, дизель- молоты и механические.
Паровоздушные молоты запускаются с помощью сжатого воздуха или пара. Их делят на молоты дифференциального, одиночного и двойного действия и характеризуются применением энергии пара или воздуха в рабочем процессе.
В молотах дифференциального и двойного действия пар или воздух применяется как для увеличения частоты и силы ударов, так и для подъема ударной части.

Механические или так называемые подвесные молоты обладают ударной частью в виде отливки и используются при незначительных объемах работ, в целом для забивания свай из дерева.

Дизель-молоты работают по технологии однотактного двигателя внутреннего сгорания, их делят на штанговые и трубчатые. Ударный элемент у трубчатых — поршень, а у штанговых — цилиндр. Рабочий ход осуществляется под действием силы тяжести, подъем ударной части — при помощи энергии газов, которые образуются при сгорании топлива. Молоты этого типа в сравнении с паровоздушными являются более мобильными и экономичными. Трубчатые молоты являются более надежными при выполнении работ и имеют большую погружающую способность, чем штанговые.

Рабочими характеристиками молотов ударного действия, которые определяют область их использования, являются: общая масса, масса ударного элемента и высота его подъема, энергия удара и количество ударов в минуту.

Cваи и молоты ударного действия во время забивки крепятся чаще всего на копрах, которые состоят из вертикального направляющего устройства башенного или стрелового типа и рабочей площадки с рельсоколесной ходовой частью. Молоты и сваи имеют возможность также находиться на самоходных устройствах, установленных на кранах, экскаваторах, автомобилях и тракторах.

Во время устройства свайных оснований под опоры мостов, здания и путепроводов максимально результативна мостовая сваебойная установка ЦНИИОМТП, которая обладает координатно-шаговым механизмом и программным управлением. Выбор способа забивки свай обуславливается их типом, материалом, массой, сечением, длиной, объёмом свайных работ и условиями их производства. Масса ударного элемента молота должна подходить по массе забиваемой сваи согласно её длине и характера грунтов.

Технологическая операция погружения свай при помощи забивки включает следующие процессы: передвижение и устройство копра или сваебойного аппарата, разметку мест забивки, подъем и монтировку её в зону погружения, подачу сваи к копру, забивку сваи. На подготовительные процессы приходится около трёх четвертей от времени выполнения свайных работ. Таким образом, огромное значение имеют целесообразный выбор самоходной установки или копра, а также схемы забивки.

В зависимости от месторасположения свай в основании конструкции и его параметров, а также вида грунтов используются следующие схемы забивания: секционная, рядовая, спиральная (концентрическая). Погружение свай-стоек производят до проектного уровня.

Висячие сваи забивают до достижения проектного, так называемого контрольного отказа, что подразумевает размерную величину опускания сваи от одного удара на конечной стадии забивания. Контрольный отказ назначается во время расчета несущей способности сваи.

Погружение свай можно производить вибропогружателем, закреплённым в верхней части шпунта или сваи и передающим направленные колебания через сваю грунту. Свая вместе с вибропогружателем вешается на крюк крана или крепится к копру. Во время достижения предельной частоты колебаний трение сваи о влажный грунт резко снижается, и под действием собственной силы тяжести и веса вибратора свая входит в грунт. Наиболее результативно вибропогружение в песчаных грунтах насыщенных водой.

Для тяжелых свай используются низкочастотные вибропогружатели, стального шпунта и легких свай — высокочастотные. Вибропогружатели применяются и для забивки свай-оболочек.

Во время погружения шпунта и свай в связные твёрдые грунты эффективно использовать вибромолоты.

Рабочими габаритами вибромолота являются масса, частота ударов в минуту, возмущающая сила; вибропогружателей — общая масса, частота колебаний, возмущающая сила.

Метод вдавливания применяется во время устройства свайных оснований из коротких, длиной до 6 м железобетонных свай трубчатого или непрерывного сечения. Для этого используются установки статического вдавливания. Данный метод рационален при опускании свай во влажные суглинистые и глиняные грунты. Если в грунтах присутствует гравий, то целесообразно использование вибровдавливающих приборов.

Погружение наклонных или вертикальных свай путём завинчивания осуществляется при возведении инженерных сооружений, на основания которых действуют нагрузки выдергивающего характера. Размер лопасти винтового наконечника в два-три раза превышает диаметр стержня сваи, и тем самым, такие лопасти дают существенную несущую способность винтообразных свай. Пользуются ими при сооружении причалов, мостов, опорных стенок и для вантовых креплений различных конструкций. При этом применяются самоходные агрегаты или электрокабестаны.

Погружение свай путём подмыва результативно в раздельных и других грунтах поддающиеся размыванию. По трубам, смонтированным к свае, к её острому наконечнику подводится под напором вода, которая размывает грунт, вследствие чего уменьшается трение между боковой поверхностью сваи и грунтом, а также снижается его лобовое сопротивление. Под действием собственной силы тяжести и прикреплённого к ней молота свая опускается в грунт. Подмывание завершается за 1—1,5 м до запланированной глубины погружения, после чего выполняют вибропогружение до проектной отметки или забивку сваи молотом. Данный метод применяется только для свай-стоек.

В случае если обычный размер сваи оказывается недостаточным для её погружения на проектный уровень, её удлиняют различными способами, обуславливаясь материалом сваи и характером воспринимаемых усилий.

Выдергивание свай и металлического шпунта, которые были неправильно забиты, во время разборки непостоянных ограждений выполняется с применением различного оборудования, но наиболее результативны сваевыдергиватели.