Виды свай
а. бурение скважины, б. подтягивание сваи, в. подъем сваи, г. погружение сваи.
1. бурильная машина, 2. скважина, 3. шнековая установка, 4. цементно-песчаный раствор, 5. кольцевой строп, 6. подготовленная для погружения свая, 7. деревянные подкладки-ложементы, 8. грузоподъемно-крановый механизм
Основаны на погружении свай в предварительно пробуренные скважины, заполненные раствором. Диаметр скважины превышает наибольший размер сечения сваи.
Такой метод широко используется на крайнем севере. Он применяется как в песчаных так и в глинистых грунтах с любым содержанием крупнообломочных включений. Грунты могут быть твердомерзлые и пластично-мерзлые с температурой от -0,5°С и ниже. Этот способ также применим и при температуре мерзлого фунта выше -0,5°С, но в этом случае для ускорения вмерзания свай необходимо искусственное охлаждение грунтов.
Метод погружения свай в пробуренную скважину предусматривает такую последовательность процессов и операций:
- бурение скважины с помощью установки, размещенной на песчано-гравийной или шлаковой подсыпке, обеспечивающей возможность перемещения оборудования при слабых местных грунтах с обсадкой трубой в деятельном слое во избежание оползания грунта в скважину;
- заполнение скважины песчано-глинистым раствором до отметки, при которой объем раствора с некоторым избытком достаточен для заполнения зазоров между стенками скважины и сваи после ее погружения;
- погружение сваи, сопровождающееся выжиманием раствора;
- извлечение обсадной трубы.
Бурение скважин для буроопускных свай может осуществляться станками ударно-канатного, вращательного и ударно-вращательного бурения, машинами термомеханического бурения, установками лидерного и паровибролидерного бурения. Сваю в скважину опускают с помощью крана или бурового станка, если последний оборудован тросом.
Классическая схема предусматривает забивание свай, которая устанавливается вертикально, путем нанесения ударов молотом по её оголовку до проектного отказа или достижения проектной глубины. Машина для забивки свай представляет собой молот, на базовой машине. В качестве базовой машины выступают кран на гусеничном ходу, бульдозер или автомобиль повышенной проходимости.
Погружение свай с помощью метода бурозабивание происходит в 2 этапа:
- На первом этапе пробуривают лидирующую скважину, диаметр которой принимается на 1-2 см меньше стороны сваи.
- На втором этапе погружают сваю при помощи базовой машины с молотом. При этом грунт отжимается от углов сваи к середине стенок. Грунт оттаивает за счет тепловой энергии, развиваемой молотом, и частичным выжиманием грунта из скважины. Достаточно оттаивать лишь тонкий слой грунта, а температура в зоне, прилегающей к свае, повышается на весьма незначительную величину. Процесс вмерзания сваи в грунт происходит за короткое время.
а. мостовая; б. рельсовая универсальная; в. на базе экскаватора; г. на тракторе; д. на автомобиле;
1. кабина; 2. копровая мачта; 3. мост; 4. рельсовый путь; 5. свая; 6. оголовник с блоками; 7. ходовая тележка; 8. поворотная платформа; 9. молот; 10. базовая машина; 11. стрела; 12. распорка; 13. гидроцилиндр; 14. выдвижной механизм; 15. гидроцилиндр подъема и наклона стрелы; 16. механизм подъема сваи; 17. подвижная рама
1. Винтовые свай для талых грунтов
2. Винтовые свай для вечномерзлых грунтов
В талых грунтах используют широколопастные винтовые сваи с заострённым литым или сварным наконечником с отношением диаметров лопасти и ствола сваи. Применение винтовых свай обеспечивает эффективное и надёжное закрепление фундамента глубокого и мелкого заглубления без нарушения естественной структуры грунта при полном исключении земляных работ и сохранении окружающей среды. Применение винтовых свай позволяет сократить сроки строительства по сравнению с другими технологиями в 2-2,5 раза. Наиболее распространенная конструкция винтовых свай для талых грунтов - одновитковый анкер.
2. для вечномерзлых грунтов
В условиях вечной мерзлоты используются винтовые свай с литым наконечником, которые используются в строительстве длительное время. При возведении фундаментов с помощью данных свай для жилых домов и коммуникаций на вечномерзлых грунтах требуется особый подход для их производства, поэтому на стадиях проектирования конструкций стоит предусмотреть такие моменты:
- Разработать меры по снижению износа постройки вследствие деформаций;
- Тщательно рассчитать глубину закладки фундамента;
- Выбрать тип конструкции, учитывая местные особенности грунт;
- Технологический проект по монтажу опор здания, рассчитанный на строительство в сложных природных условиях. Определить метод заглубления деталей.
Данный тип свай представляет собой металлическую трубу и, приваренный к ней, анкер с лопастями, обеспечивающими простое погружение в грунт. В верхней части трубы находится оголовок, к которому крепится возводимый объект. Стоит отметить, что современные сваи изготавливаются также и с несколькими лопастями, что значительно увеличивает их несущую способность.
Установка винтовой сваи в вечномёрзлые грунты включает в себя:
- бурение лидерной скважины, диаметр которой меньше, чем внутренний диаметр полого трубчатого корпуса сваи;
- установка сваи в лидерную скважину;
- воздействие на сваю крутящего момента до погружения сваи на проектную глубину;
- заполнение внутренней полости сваи цементно-песчаным раствором, оттаянным выбуренным грунтом или иным грунтовым или песчано-цементным раствором;
- выдержка заполненного раствора или грунта до его смерзания с массивом вечномерзлых грунтов.