Все, что нужно знать о технологии вибропогружения свай

Виды, способы и технология свай используются для создания фундаментов, что способны правильно стоять на нестабильных и сыпучих грунтах.

Правильно сделать фундамент на забивных сваях можно с помощью нескольких способов и один из самых популярных — это метод их вибропогружения.

В данной статье будут рассмотрены особенности технологии вибрационного погружения свай, методы погружения свай, СНИП, согласно которому правильно регламентируется технология проведения всех работ, а также акт осмотра свай, который является их нормативной документацией, необходимой для начала проведения любых сваепогружных работ. По окончании работ также составляется соответствующий акт.

Также вы узнаете такое устройство для забивания свай, как вибропогружатель (гидромолот) железобетонных свай, и ознакомитесь с их видами, принципом работы, а также особенностями этой машины.

Виды и способы технологии

Забивка сваи вибрационным методом их завинчивания является наиболее эффективным вариантом для выполнения работ по обустройству железобетонных свайных фундаментов своими руками в несвязных, либо водонасыщенных грунтах.

Данный способ или технология базируется на применении машины с направленной вибрационной нагрузкой закручивания (гидромолот), с помощью которой достигается эффективное разрушение породы вдавливанием, вследствие снижения коэффициента трения их между железобетонных элементов и почвой скважины.

Такие способы погружения железобетонных свай вибрационным вдавливанием машины имеют свои преимущества:

• технология закручивания железобетонных свай своими руками имеет высокий КПД работы в слабых грунтах (в водонасыщенной почве вибрационный способ вдавливанием показывает лидерные, в 2-3 раза большые показатели, чем погружение посредством дизель-молотов (гидромолот));
• их маневренность – сваевдавливающая установка (гидромолот) может проходить в черте города, так как их оборудование имеет достаточно компактные размеры, и не создает сильный шум;
• забивные сваи своими руками имеют небольшую материалоемкость;
• их экономичность закручивания – агрегаты для вибропогружения (гидромолот, дизель-молот) оборудованы электрическими приводами, которые не требуют горюче-смазочных материалов, что существенно снижает сопутствующие расходы завинчивания;
• забивные сваи имеют большую эффективность при работе с почвой, содержащей высокий уровень грунтовых вод;

Также такие способы завинчивания имеют недостатки:

• низкий расчет КПД скважины в твердых и скальных грунтах (в таких случаях вибрационное погружение дополняется использованием ударных дизель-молотов или берется гидромолот);
• СНИП 2.02.03-85 не предусматривает расчет вибрационного завинчивания составных винтовых свай своими руками, что гарантирует отказ от максимально возможной глубины монтажа фундаментов, при этом используются ленточные основания;
• карта потери структуры тиксотропными грунтами (по-простому – когда определенные виды грунтов переходят в жидкое состояние под воздействием вибраций);

к оглавлению ↑

Оборудование и нюансы работы

Погружение свай вибрационным методом выполняется вибропогружателем (гидромолот, дизель-молот) – устройством, которое оборудовано силовым агрегатом и функциональной частью, оказывающей на сваю динамическое вибрационное воздействие.

Данное оборудование чаще всего выполняется в виде дополнительной конструкции, которая монтируется своими руками на сваепогружающую установку в скважины, однако существуют и полностью автономные вибропогружатели. Вибропогружателем в копер скважины достаточно удобно пользоваться и он может пригодится в разных ситуациях.

Все оборудование для вибрационного погружения свай своими руками в копер скважины классифицируется по двум категориям: в зависимости от динамического влияния на грунт, и в зависимости от конструкционных особенностей.

Исходя из особенностей конструкции выделяют — классический (простой) вибропогружатель своими руками (гидромолот, дизель-молот) с жестким соединением узлов.

Основными элементами конструкции данной машины являются электрический силовой агрегат на гидромолот, который жестко вмонтирован в верхнюю часть корпуса устройства.

Вибратор, с двумя либо четырьмя валами, на которые насаживаются металлические дебалансы – неуравновешенные лидерные металлические конструкции с зубчатым соединением, двигающиеся в противоположном друг другу направлении.

Наголовник — заменяемый элемент, посредством которого выполняется подсоединение к устройству свкажины винтовых, шпунтовых либо железобетонных свай своими руками (в зависимости от формы сваи, выбирается необходимая пробная карта наголовника).

Читайте также: как закрутить винтовые сваи с помощью мотобура?

Основными недостатком вибропрогружателей с жестким методом соединения узлов является невозможность сделать расчет точной регулировки амплитуды количества колебаний для скважины своими руками, от которых непосредственно зависит скорость погружения сваи в скважины.

Вибропогружатель в скважины с подрессорной пригрузкой.

Такие машины имеют дополнительные металлические элементы – подрессорный груз, который представляет собою сменную плиту, расположенную между верхней частью корпуса и силовым агрегатом. На корпус плита монтируется посредством нескольких спиральных пружин, которые выполняют амортизирующую функцию.

Такой способ крепления силового агрегата позволяет гасить нежелательные вибрации, передающиеся на привод, в верхнюю части корпуса, что существенно продлевает ресурс его работы.

Более того, конструкция таких механизмов предусматривает возможность точной регулировки режима вибрации, за счет двухкомпонентного эксцентрика вибратора, состоящего из неподвижной и подвижной части, при перемещении которой изменяется кинетический момент и карта амплитуды колебаний.

Такое оборудование является оптимальным вариантом для погружения винтовых и железобетонных свай.

к оглавлению ↑

Вибрационный погружатель направленного действия

Данная пробная категория механизмов для погружения свай вибрационным методом является наиболее распространенной в виду простоты своей конструкции и достаточной эффективности для работы без отказа в мягких грунтах.

Основным конструкционным элементом такой техники является копер-вибратор, который состоит из двух независимых валов, соединенных друг с другом зубчатой передачей (валы вращаются по противоположном друг другу направлению) и дебалансов.

Направленные погружатели чаще всего комплектуются электрическим приводом. Свая к ним крепится посредством наголовника, который состоит из двух щек, жестко фиксирующих сваю.

Вибропогружатель направленного действия крепится к сваепогружной машине посредством такелажа, для которого на верхней части корпуса устройства предусмотрены специальные проушины.

В процессе вращения дебалансных валов, в вибраторе создаются направленные колебания, которые посредством наголовника через копер передаются на сваю.

Данное оборудование является оптимальным вариантом для работы со стальными сваями, также способ направленной вибрации нередко используется для погружения железобетонных свай в несвязные песчаные грунты, которые насыщены водой, после отказа других способов.

Такой способ в данных условиях считается оптимальным, так как он позволяет нивелировать все препятствия во время работы без отказа.

к оглавлению ↑

Вибропогружатель ударного типа

Оборудование для установки свай ударно-вибрационным методом помимо направленной вибрации использует дополнительную силу удара без отказа, что гарантирует большую эффективность процесса и высокую скорость выполнения работ.

По сути, такая пробная карта совмещает в себе все преимущества вибрационных агрегатов, и дизель-молотов для ударного погружения.

Такой копер-агрегат состоит из вибрационного элемента, который оборудован двумя электрическими двигателями, с подсоединенными к ними дебалансными валами (валы вращаются в противоположных направлениях параллельно друг к другу без отказа).

Ударного элемента – бойка, и пружин, посредством которых выполняется соединение ударного элемента и наголовника, в котором крепятся сваи.

Принцип работы копер-вибромолотов следующий: в процессе вращения дебалансов происходит передача вибрационной энергии к ударной части, которая выполняет движение вниз до отказа, и бьет по наковальне, энергия которой передается на удерживающий сваю копер-наголовник.

Частота, с которой копер-выбромолот выполняет удары до отказа, зависит от количества оборотов силового агрегата. Оборудование для установки свай данным способом имеет эффективность, которая превышает расчет КПД как обычной вибрационной, так и буроопускной и бурозабивной техники (дизель-молотов).

Расчет показывает, что погружение до отказа вибрационным копер-молотом происходит, в среднем, в 3-4 раза быстрее, чем любым другим методом.

Такие машины оптимально подходят для винтовых, шпунтовых и железобетонных свай.

к оглавлению ↑

Вибровдавливающие машины

Данные установки, в дополнение к вибрационному колебанию, оказывают на сваю статические давление, что обеспечивает высокоэффективное погружение шпунтовых и винтовых свай в мягких породах, как предполагает расчет.

Такие машины в основном выполняются в виде двухрамных конструкций, где на задней раме располагается электрический силовой агрегат, к которому подсоединяется двухбарабанная лебедка, передающая статическое давление на сваю, а на передней раме установлена направляющая стрела, на которую монтируется вибропогружатель.

Погружение свай именно вдавливанием с вибрационным воздействием демонстрирует высокую эффективность в слабых грунтах, где расчет средних производительных подобных установок может доходить до 15 винтовых, либо шпунтовых свай, длинной в 6-7 м за одну рабочую смену (8-10 часов), чего не может обеспечить расчет ни одного дизель-молота.

Впрочем, дизель-молот имеет свои преимущества, но это явно не скорость.

Любое оборудование для установки свай вибрационным методом имеет две основные характеристики:

1. Величина возмущающей силы, которая создается вследствие работы дисбалансов (согласно расчет СНИП данный показатель вычисляется как соотношение между силой воздействия неуравновешенной части дисбаланса и расстояние между центром его тяжести и оси вращения).
2. Амплитуда колебания, которая создается вибрационным элементом буроопускной техники.

Данный показатель, помимо технических характеристик машины, зависит также от свойств почвы, в которой выполняется вибропогружение свай.

Согласно СНИП 2.02.03-85, в зависимости от количества колебаний выделяют: низкочастотное (от трехсот до пятисот колебаний в минуту) и высокочастотное оборудование (от семисот до полутора тысяч колебаний в минуту).

По окончании работ составляется соответствующий акт.

к оглавлению ↑

Использование электрического вибропогружателя (видео)

к оглавлению ↑

Нормативная документация

Вибропогружение свай регламентируется согласно СНИП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», в котором указаны все особенности и нюансы технологии, а также требования, в соответствии с которыми должны выполняться погружные работы. По окончании работ составляется соответствующий акт.

Перед любыми монтажными работами сваи, которые будут использоваться для обустройства фундамента, должны получить «Акт осмотра оснований до погружения». Данный акт осмотра свидетельствует о том, что их конструкция и материалы не имеют никаких дефектов, и сваи могут использоваться для строительных работ.

Акт осмотра является необходимым правовым документом, без которого заказчик не может давать подрядчику добро на начало монтажа фундамента.

Составляя акт осмотра, группа уполномоченных лиц выполняет проверку геометрических характеристик сваи, её целостности и соответствия её маркировки требованиям СНИП и существующей нормативно-технической документации. Важно убедится в том, что акт составлен правильно и в нем указаны все необходимые моменты.