Строительство гидротехнических сооружений часто нуждается в выполнении специальных работ. Очень часто встречаются свайные и шпунтовые работы.
Для погружения свай и шпунта в грунт применяют разные методы и многочисленные типы и марки оборудования.
Изучая данную тему, необходимо освоить условия применения разных методов и научиться подбирать оборудование с учетом грунтовых условий, материала и размеров свай, условий работы и расположения свай.
Назначение свай - устройство фундаментов зданий, опор мостов, эстакад и т.д., укрепления слабых грунтов, защита от действия грунтовых вод и обрушения грунта.
Виды свай
Деревянные сваи бывают цельными, срощенными и клеенными. Сращивание по длине деревянных свай обычно осуществляется с установкой в месте стыка заостренного "ерша" и металлического кольца.
Железобетонные и стальные сваи при необходимости наращивают с использованием болтовых или сварных соединений.
Чтобы распределить нагрузку, по верху свай устраивают монолитные или сборно-монолитные железобетонные плиты - ростверки.
Для обоснования целесообразности применения того или иного типа свай делают экономическое сравнение вариантов их использования.
Забивка свай
Забивка - основной способ погружения готовых свай. Для забивки применяют специальные установки - копры, оборудованные механическими, паровоздушными или дизельными молотами.
Подготовительные работы включают:
- расчистка и планирование площадки;
- разбивка положения свай, устройство обносок и путей передвижения копров;
- доставку и складирование свай, доставку оборудования;
- устройство освещения площадки и рабочих мест;
- пробная забивка, по результатам которой корректируются схемы забивки и проект производства свайных работ.
Забивка свай ведется до получения заданного проектом отказа. Отказ - глубина погружения сваи от одного удара. Отказ измеряют с точностью до 1 мм. Оседание от одного удара в конце забивки сваи измерить тяжело, поэтому отказ определяют как среднее значение при серии ударов, названных закладом.
При погружении свай дизель-молотами и паровоздушными молотами одиночного действия заклад принимается ровным 10 ударам, при погружении свай молотами двойного действия и вибропогружателями заклад принимают ровным числу ударов за 1 минуту забивки.
Процесс погружения сваи состоит из следующих операций:
- подтаскивание и подъем сваи с одновременным заведением ее главной части в гнездо наголовника в нижней части молота;
- установка сваи в направляющих в месте забивки;
- забивка сваи сначала несколькими легкими ударами с последующим увеличением силы ударов до максимальной. При отклонении положения сваи от вертикали более чем на 1 % сваю исправляют подпорами, стягиванием и т.п., или вытягивают и забивают снова;
- передвижение копровой установки и срез сваи по заданной отметке.
Деревянные сваи срезают пилой, верх железобетонных свай срубывают отбойным молотком, арматуру срезают газовой резкой. Арматуру, что обнажилась, потом сваривают с арматурой ростверка.
Схемы забивки свай
Существуют следующие основные схемы забивки свай: рядовая, секционная и две спиральных (от краев к середине в обычных условиях, от середины к краям при плотных грунтах).
Способы забивки свай
Вибрационным способом обычно погружают полые сваи и стальной шпунт, поскольку такие конструкции свай при погружении встречают меньшее сопротивление грунта.
Виброударний способ погружения свай - универсален. Вибромолот делает удары по наголовнику сваи, когда зазор между ударником вибровозбудителя и сваей меньше амплитуды колебаний возбудителя.
Способ вдавливания коротких свай (до 6 м) безопаснее для окружающих сооружений, чем вибрационный и виброударний способы. Однако в плотных грунтах перед вдавливанием необходимо бурить лидирующие скважины небольшого диаметра.
При вибровдавливаннии свая погружается от комбинированных действий вибрации и статической нагрузки. Этот способ более эффективен, чем простое вдавливание.
Винтовые сваи изготовляют стальными или комбинированными: нижняя винтовая часть - стальная; верхняя - железобетонная. Такие сваи применяются как фундаменты и анкеры при строительстве мачт, линий электропередачи, радиосвязи и т.п.
С подмывом под давление воды не меньше 0,5 МПа могут погружаться сваи-стойки, если нет опасности оседания близлежащих сооружений.
Электроосмос используют при погружении свай в плотные глинистые грунты. После кратковременного действия постоянного тока возле стенок окунаемой сваи-катода собирается грунтовая вода, снижаются силы трения между сваей и грунтом.
