Разновидности свай
Сваи могут изготавливаться непосредственно на месте строительства или в заводских условиях. То есть, когда дело касается готовых металлических или железобетонных свай, которые забиваются в почву специальными устройствами, то главной задачей является доставка изготовленных свай на участок строительства. Самостоятельным изготовлением считается бурение скважины на месте строительства и её заполнение бетонным раствором.
Все сваи подразделяются на следующие категории:
- Забивные сваи. Как правило, железобетонные стержни. В индивидуальном строительстве применяются редко из-за высокой стоимости аренды необходимой техники и самих свай.
- Винтовые сваи. Производятся из металла. Популярны в строительстве малоэтажных конструкций. Вкрутить стержни можно как самостоятельно, так и с применением техники.
- Буронабивные (буроинъекционные). Сперва в почве специальным буром проделывается отверстие, затем оно заполняется бетонным раствором.
Виды свайных элементов
Изготовление свайных элементов выполняется в условиях производства, на строительной площадке. Металлические и железобетонные элементы выпускаются готовыми к применению. Нужно организовать транспортировку оборудования, погрузку и выгрузку в место назначения. Забивка таких опор в полость земли выполняется строительными агрегатами и механизмами. Свайные сооружения можно изготовить собственными руками. Создается скважина под диаметр сваи. Ее полость заливается бетоном.
Свайные элементы делятся по категориям:
забивные — стержни из железобетона. Редко используются для самостоятельного строительства. Высокая цена аренды технических средств. Дорого стоят и сами сваи. Предварительно выполняются расчеты: глубина погружения, сила удара и время работы пневматического строительного молота;
Забивные опоры
- винтовые. Выполняются металлическими. Рекомендуются для малоэтажных зданий. Введение винтовой опоры возможно своими силами и оборудованием;
- буронабивные. Буром в грунте выполняется скважина. Производится заливка полости бетоном.
Классификация свайных опор
Заготовки для устройства свайного фундамента можно найти в разном исполнении. Это касается как формы, так и материала. Также существует методика, по которой опорные элементы изготавливаются непосредственно на стройплощадке. Здесь достаточно сформировать скважину и залить все бетоном. Рассмотрим детальнее классификацию свай.
По материалу
Изначально в качестве точечных опор под здания применялись бревна из древесного массива. Сегодня этот материал также пользуется спросом. Для производства свай используются только твёрдые породы. Заготовки с корневого торца заостряют, на него насаживают погружаемый в грунт металлический конус. Верхняя часть во избежание растрескивания защищается (стягивается) металлическим кольцом. Для надёжности свайный фундамент забывается из пакетов. Это несколько связанных между собой столбов.
Заготовки для деревянных свай Источник sublima.cz
Распространены также заготовки из железобетона. Для отливки используется раствор прочностью не менее М300. В поперечном сечении изделия могут быть круглые, многоугольные или двутавровые, но погружаемый наконечник всегда заострённый. Выступающий край защищён оголовком из стали. Перед тем, как забивать сваи при строительстве дома, заготовки обязательно подлежат отбраковке. Недопустимы такие дефекты, как сколы или трещины.
Большим спросом в частном секторе сегодня пользуются металлические образцы. это полые трубы с заострённым концом и выступающим оголовком. Причина популярности стальных свай в простоте монтажа и долговечности материалов.
По типу проведения установки
В зависимости от исполнения фундамента выделяют три типа свай. Изначально по устройству опорного основания рассматривался вариант забивания элементов. Сегодня чаще для монтажа применяются железобетонные образцы. Работа проводится посредством спецтехники. Это главная причина малой распространённости материала в частном секторе. Обоснование – ощутимая смета по стоимости работ, свай и аренды оборудования.
Установка железобетонных заготовок Источник static-ru.insales.ru
Преимущество использования гидромолота
Погружение свай можно осуществлять несколькими способами: с помощью дизельных и гидравлических молотов, вдавливанием, бурением и установкой сваи в скважину, а так же с помощью вибропогружателя.
Вибропогружатель эффективен при работе на песках и несвязанных грунтах, на более сложных грунтах приходится использовать другое оборудование. Технология вдавливания требует высоких затрат на доставку техники на место работ и из-за габаритов используемого оборудования не подходит для небольших строительных площадок. Погружение сваи с использованием лидерного бурения применяется в условиях, когда по геологическим условиям нельзя использовать забивные сваи.
При сравнении дизельного молота и гидромолота большая часть производственников выбирают последний. И тому есть причины: если сваебойный дизельный молот бьёт практически с одинаковой частотой, то гидропривод позволяет изменять параметры удара, выбирая режим, необходимый для конкретного грунта.
Гидравлическое сваебойное оборудование значительно превосходит другие виды сваебойной техники по техническим и эксплуатационным параметрам, и именно этим объясняется его растущая популярность.
Таким образом, по сравнению с другими типами аналогичной техники, гидравлический молот для забивки свай имеет следующие преимущества:
- высокая производительность на разных грунтах, надёжность;
- простота эксплуатации, отсутствие выхлопных газов;
- наличие эффективной системы принудительного охлаждения, что позволяет выполнять работы в режиме 24/7;
- возможность регулировки параметров воздействия на сваю;
- возможность работы в стеснённых условиях;
- минимальное сейсмическое воздействие на грунт;
- долгий ресурс.
Эксплуатационные преимущества гидромолота особенно заметны при погружении сваи в условиях максимального сопротивления. На тяжёлых грунтах, где применение дизель-молота возможно только с помощью подмыва грунта или лидерного бурения, молот с гидроприводом может погрузить сваю без использования дополнительных технологий.
Спецтехника для устройства фундамента
Для устройства опорного фундамента используется машина для подвозки и подачи свай и забивки сваи.
Транспортировка и установка в строго вертикальное положение осуществляются при помощи спецтехники:
Устанавливать сваи в вертикальное положение можно при помощи обоих видов техники. Разница в том, что кран можно использовать на других участках стройки, а копер – узкоспециализированная машина.
В современном строительстве используются следующие машины для забивки свай
| Вид техники | Достоинства | Недостатки |
| Дизель-молот | Самостоятельная машина для забивания свай. Низкая стоимость работ, независимость от другой спецтехники, экономит временные ресурсы. | Очень высокий уровень шума. |
| Гидравлический молот | Значительно снижается расход топлива и уровень звука. | Не самостоятельная строительная спецтехника, а насадка на копер. Не может перейти к работе с другой сваей, пока не забита первая. |
| Вибропогружатель | Насадка, в основе работы которой лежит возможность раздвигать грунт под действием вибрации. Позволяет значительно снизить уровень прикладываемой силы и шума. | Весьма затратный по времени процесс. |
| Сваевдавливающая установка | Установка включает в себя небольшой кран для подачи опоры, что дает возможность сэкономить на копере. Сваи подаются в центральный зажим, фиксируются вертикально и вдавливаются под действием огромной силы в землю. | Сборка и демонтаж установки. Для стабильности установки используются отвесы. Сама машина имеет относительно небольшую массу. |
От того, как называется машина, которая забивает или погружает сваи, напрямую связан и метод заглубления. Основных способов 4:
- ударный метод;
- вдавливание;
- вибрация. ПРимер забивания свай смотрите в этом видео:
- лидерное бурение.
Если фундамент – это основа здания, то свая – это основа фундамента. От того насколько качественный материал будет использован и, как тщательно будет соблюдена технология, зависит качество всего строительства.
Свайные вибропогружатели
В корпусе этого устройства размещено в горизонтальном положении 2-4 массивных вала, которые вращаются в разные стороны с равной угловой скоростью. Валы дебалансированы, но за счёт одинаковой скорости в горизонтальной плоскости центробежные силы уравновешиваются, и горизонтальные колебания практически отсутствуют. Но дебалансы закреплены так, что в вертикальном направлении эти центробежные силы суммируются. Устройство и закреплённая с ним свая получают направленные вниз колебания. Эти колебания ослабляют связи частиц грунта, как между собой, так и со сваей. Под объединённой силой тяжести устройства и сваи последняя погружается в грунт.
Несколько отличаются от вибропогружателей вибромолоты. Они помимо колебаний корпуса осуществляют ударные действия. Удар производит боёк, расположенный снизу устройства, по оголовку сваи. Частота этих ударов зависит от частоты вращения валов и достигает 480 уд/мин. По причине ударных действий вибромолот жёстко не крепится к свае. Вибромолот имеет более высокий КПД, чем вибропогружатель, так как погружение сваи происходит быстрее в результате объединения этих двух действий.
И вибропогружатели, и вибромолоты являются электрическими машинами.
Устройство и принцип работы
Конструкция дизельного молота включает такие элементы:
- блок поршня;
- ударную или рабочую часть;
- насос;
- шарнирную опору.
В свою очередь, ударная часть также содержит дополнительные элементы. В её конструкцию входит цилиндр, топливный резервуар и «кошки».
С помощью последних осуществляется подвешивание молота на копровых тросах. Рама молота собрана из направляющих, расположенных в вертикальной плоскости. Они соединяются обычно с помощью наголовника снизу для обеспечения жёсткости конструкции. Верхняя часть молота считается ударной, и она передвигается свободно.
Наголовник конструкции содержит поршень, за счёт которого осуществляется передвижение конструкции. Принцип работы молота не такой сложный, как может показаться. Удар по наголовнику происходит после того, как удаётся поднять цилиндр до упора, где находится траверса, а затем резко его опустить. Стоит отметить, что в момент подъёма воздух сжимается, за счёт чего растёт температура. В этот же момент в него поступает струя жидкого топлива, которое мгновенное загорается и образует газы, позволяя цилиндру резко подняться.
Когда цилиндр достигнет траверсы и начнёт двигаться вниз, воздух в нём снова начнет сжиматься. Таким образом, когда элемент опустится, снова произойдёт взрыв, после которого последует повтор цикла. Так и работает агрегат.
С его помощью происходит своевременный выброс горючей смеси в цилиндр, который находится на наголовнике. Смесь поступает через специальный топливопровод, на конце которого находится форсунка. Спуск рычага приводит в движение форсунку, и топливо попадает в цилиндр. Сам рычаг расположен в верхней части конструкции насоса.
Примечательно, что процесс подачи топлива автоматизирован, и его осуществляет непосредственно цилиндр, когда он падает вниз. Достигается такой результат за счёт предусмотренного упора снаружи.
Между траверсой и цилиндром размещено устройство с крюком. Он удерживает цилиндр в требуемом положении. Устройство фиксируется посредством троса лебёдки, за счёт работы которого поднимается молот в процессе установки оборудования на сваю.
Малогабаритные сваебойные установки ППМ от Копра
Мобильная сваебойная установка представляет собой стальную раму на колесах. Колеса имеют возможность фиксации в двух направлениях: вдоль и поперек оси установки. На раме смонтированы собственно рабочие элементы копра.
Любая из копровых установок серии ППМ допускает перемещение несущей стойки вдоль оси без потери устойчивости. Это позволяет компенсировать в процессе монтажа неровности рельефа.
Мобильная сваебойная установка Копра серии ППМ может выполнять целый ряд задач:
- монтаж свайных фундаментов
- монтаж заборов и барьерных ограждений
- укрепление берегов
- укрепление стен котлованов
Серия копров ППМ принципиально отличается от сваебойных установок предыдущих серий по своим техническим характеристикам.
Повышенной мощности:
- КОПРА серия ППМ 5-150
- КОПРА серия ППМ 4-150
Облегченные:
- КОПРА серия ППМ 5-100
- КОПРА серия ППМ 4-100
Технические характеристики установок серии ППМ
ППМ-4-100
ППМ-5-100
ППМ-4-150
Стойка с рабочим оборудованием, закрепленная на раме, имеет два положения:
- транспортное, когда стойка сложена и лежит на упоре;
- рабочее, когда стойка зафиксирована в вертикальном положении с помощью двух болтов.
На фото — транспортное положение установки
На стойке размещен ползун, к которому крепится рабочее оборудование: пневмомолот двойного действия. У основания стойки расположен пневматический цилиндр одностороннего действия, а на верхней части система направляющих блоков. Ползун через блоки соединен с пневматическим цилиндром. Устойчивость установки обеспечивается системой противовесов.
На фото — рабочее положение установки
Пневмомолот работает от передвижного компрессора, к которому Копра ППМ подключается через пневмосистему. Система распределяет сжатый воздух между пневматическим цилиндром и собственно молотом. Управление системой осуществляется через распределитель и шаровый кран. Из распределительной системы сжатый воздух поступает к оборудованию через резиновый рукав.
Пневмосистема мобильной сваебойной установки состоит из фильтра-влагоотделителя и элементов управления, находящихся на рабочей панели в зоне обслуживания.
Принцип работы мобильной сваебойной установки серии ППМ
На видео — работа установки ППМ 5-150
- Компрессор подает сжатый воздух в пневматическую систему. Там воздух очищается от влаги и примесей специальным фильтром.
- При открытии шарового крана воздух попадает в пневматический цилиндр.
- Шток цилиндра опускается и через систему блоков поднимает вверх ползун с закрепленным сваебойным оборудованием
- Затем шаровый кран перекрывают и устанавливают рукоятку распределителя в позицию 1.
- Когда стойка установлена, кран снова открывают. Так как шток соединен с атмосферой, то молот под действием собственного веса опускается на сваю.
- Затем при открытом шаровом кране, плавно переводят распределитель в позицию 2, чтобы копер заработал автоматически.
Пневмомолот перемещается вниз-вверх по стойке и забивает сваю. Свая погружается в грунт, до тех пор, пока не достигнет проектной глубины. Затем кран распределителя опять переводят в позицию 1 и копер прекращает работу. Тогда молот нужно поднять с помощью пневматического цилиндра, зафиксировав шаровый кран в промежуточной позиции, и переместить мобильную сваебойную установку к следующей свае.
Сваебойную установку допускается эксплуатировать при температуре воздуха не ниже минус 15 °С, либо, если глубина сезонного промерзания грунта не превышает 300мм и проведена подготовка грунта, облегчающая монтаж свай.
Различия сваебойных машин и установок, технические характеристики
По автономности базовых механизмов
Сваебойная техника различаются между собой по разным показателям:
1. Есть различие по базовым механизмам, обеспечивающим забивку свай. Они могут быть разного способа использования:
а) Навесные или сменные – навешиваются на грузоподъемых стрелах машин общестроительного назначения, например, кранов, экскаваторов и т.п. механизмов, имеют от этих машин минимальную энергетическую зависимость, базовая машина их только поднимает и перемещает на сваю, установленную на расчетной точке забивки;
б) Полунавесные – на базовой машине могут сменяться несколько принципиально разных вариантов навесного оборудования. Например, автономный шнековый бур, которым бурили свайные лидерные скважины снимается, и вместо него устанавливается трубный дизельный молот, которым забивают в лидерную скважину готовую железобетонную сваю. Или устанавливают автономный механизм, которым погружают (завинчивают) винтовые сваи и т. п.
в) Полностью зависимые от базовой машины:
— для работы получают от нее электроэнергию;
— на машине смонтирован компрессор для пневматического молота;
— гидравлическая станция, обеспечивающая работу гидравлического молота и т. п.
Дизельные молоты
Молоты сваебойные производятся по ГОСТ Р 51041-97.
Одним из наиболее распространенных видов свайных молотов является дизель-молот.
Это название произошло от принципа работы дизельного двигателя. В этом двигателе топливо, вбрызнутое в рабочую полость, смешивается с воздухом и испаряется. Полость уменьшается в объеме движением вниз рабочего поршня. Воздух с парами топлива сжимается и повышается его температура. Она поднимается до температуры вспышки топлива, которое загорается, и образуются горячие газы. Они толкают поршень вверх и вместе с ним подлетает вверх и ударная часть дизель-молота – его «баба». В верхней точке ее траектории открывается отверстие выпускных клапанов в цилиндре, и давление сгоревших газов сбрасывается в атмосферу. Ударник молота начинает падать вниз. В полость цилиндра впрыскивается следующая порция дизельного топлива и через впускные клапаны засасывается снаружи чистый воздух с кислородом. В горячем цилиндре порция топлива испаряется, а поршень двигается вниз и сжимает пары топлива до температуры вспышки. Пары в смеси с кислородом воздуха вспыхивают и процесс повторяется. В момент вспышки часть энергии горячих газов толкает сваю вниз, а другая часть энергии подбрасывает ударную часть дизель-молота – «бабу» вверх.
Деление дизель-молотов
Дизель молоты в основном делятся на две группы:
1. Трубчатые или трубные. Цилиндр молота устанавливается неподвижно на оголовок сваи, т. е. ее верхнюю часть. В цилиндре под действием газов сгоревшего топлива перемешается вверх-вниз массивный металлический поршень, который еще называют «бабой». Вниз он движется под притяжением Земли, т. е. под собственным весом.
Дизельное топливо – солярка, распыляется в этом молоте ударным способом.
2. Штанговые. Существенные отличия от трубчатых заключается в том, что имеются две направляющие штанги, которые задают соосность в движении поршня и цилиндра. При этом поршень неподвижен, а движется в этой конструкции только цилиндр, который и является ударной частью такого дизель-молота. В трубчатом молоте поршень постоянно находится внутри цилиндра. В штанговом – цилиндр подбрасывается вверх при неподвижном поршне. Он поднимается по штангам в верхнюю точку и начинает падать вниз. В нижней четверти движения цилиндр насаживается на поршень, в него впрыскивается дизельное топливо, которое сжимается и вспыхивает. Горячие газы опять толкают цилиндр вверх и процесс повторяется.
Отличаются от трубчатых более высокой экономичностью, простотой, надежностью, упрощением обслуживания.
Монтаж буронабивных свай
Характерная особенность, которую имеет устройство буронабивных свай – это необходимость бурить предварительно скважины до нужной отметины, а уже после формировать сам ствол сваи.
Существует три способа обустройства данных опор:
- Сухой (установка проходит без крепления стен скважины);
- С использованием раствора глины, чтобы предотвратить осыпание стен скважины;
- С наличием обсадных труб для крепления скважины.
Какой из способов вам применять – зависит от того, какие грунтовые условия имеет ваш участок.
Первый – наиболее подходит для устойчивого грунта. Технологический процесс по устройству такого рода свай заключается в том, что вращательный бур делает необходимых размеров скважину, которая к низу расширяется. Впоследствии в эти отверстия будут погружены колонны.
Трубчатый дизель молот
Трубчатые дизель-молоты выпускаются с ударной частью весом от 500 до 2 500 кг. Частота ударов в них достигает 47—55 в минуту.
В трубчатых дизель-молотах применяют топливный насос низкого давления, используемый только для дозировки топлива и подачи его в камеру сгорания.
Топливо распыляется ударом головки поршня по сферической впадине пяты цилиндра, где собирается поступившее из насоса топливо.
Основными преимуществами трубчатых молотов по сравнению со штанговыми являются:
- отсутствие верхней траверсы, благодаря чему исключается опасность поломки молота из-за чрезмерного подъема ударной части, вызывающего удар по тpaвepce;
- наличие насоса низкого давления, более долговечного и более простого по устройству и в эксплуатации; з
- начительно лучшие условия сгорания топлива за счет более тщательной очистки цилиндра от продуктов сгорания, осуществляемой естественной вентиляцией.
Молоты внутреннего сгорания имеют и некоторые недостатки:
- большие габариты, так, например, длина трубчатого дизель молота с ударной частью весом 2 500 кг достигает 4,5 м, что усложняет его эксплуатацию.
- Кроме того, дизель молоты требуют квалифицированного ухода во избежание неполадок в работе.
В заключение следует сказать, что при очень слабых грунтах дизель молоты работают плохо, так как цилиндр подбрасывается вверх настолько мало, что его падение не обеспечивает необходимого для вспышки горючего сжатия воздуха в камере сгорания.
Молот для забивки свай
Техническая особенность исполнения направляющих обеспечивает деление молота для забивки опор на два типа: трубчатые и штанговые. В первом случае, используются две направляющие, расположенные параллельно друг к другу. По ним выполняется передвижение боек. Во втором случае, молот создают конструктивно закрытым. Движение боек выполняется внутри корпуса трубы из стали.
Дизельный молот
Механизм работы дизельного молота не так сложен. Выполняется перемещение ударного бойка в верхнее положение. Параллельно, камера сгорания нагнетается топливом. Сброс и удар бойка об шабот провоцирует мгновенное сгорание топливной смеси. Получается взрыв. Свая погружается в землю. Боек отбрасывает вверх. Процесс цикличен. Будет продолжаться, пока не прекратится поступление топливного сырья.
Дизельмолот
Гидравлический молот
Не самостоятельная установка — насадка на копер. Работает, пока не забьет опору. Перейти к другой свае до этого времени не сможет.
Гидромолот
Механизм работы гидромолота другой. Отсутствуют цилиндры сгорания. Оснащается гидравлический механизм. Управление выполняется при поднятии бойка в нужное положение, опускании. Устройства более совершенны. Возможна регулировка амплитуды ударных действий. Повышается эффективность введения свай на песчанике.
Гидравлическое устройство можно арендовать. Работа пойдет быстрее в несколько раз. Некоторые работы невозможны без гидравлического оборудования.
