Способов погружения свай или шпунта

Все, что нужно знать о погружении шпунта

Существует три основных метода погружения шпунта: забивка, вибропогружение, статическое вдавливание. Шпунт широко используют для возведения мостов, подпорных стен, ограждений, котлованов и т.д.

Содержание статьи

Немного о шпунтовых ограждениях

По своей сути такое ограждение –это подпорная стенка. Оно используется для того, чтобы не допустить обрушения котлована. Для этой цели можно использовать любой металлопрокат, который позволяет укрепить стенки, но специалисты рекомендуют выбирать шпунт Ларсена. Он обеспечивает необходимую гидроизоляцию.

Деревянная забирка тоже часто используется в качестве шпунтового ограждения. Обратите внимание, что она предохраняет котлован от обрушения, но не обеспечивает защиты от влаги.

В каких случаях необходимо погружение шпунта?

Данный вид работ часто выполняется при гидротехническом и наземном строительстве. В первом случае шпунтовую стенку применяют, чтобы укрепить береговую линию рядом со свайными фундаментами, расположенными на покрытых водой участках. Во втором случае шпунт используют для укрепления стенок траншей и котлованов, строительстве гаражей и подземных парковок, укреплении находящихся рядом с уже существующей застройкой склонов.

Шпунтовые ограждения отличаются полной герметичностью. Из шпунта можно оборудовать резервуар, подходящий для хранений грунтовых вод.

Сфера применения шпунта

Шпунтовые ограждения используются для:

• Укрепления стенок котлована и устранения риска обрушения;
• Обеспечения защиты зоны строительных работ;
• Укрепления размывающийся береговой линии;
• Создания герметичного резервуара, чтобы хранить в нем производственные отходы;
• Постройка несущей конструкции под очистное сооружение;
• Отгорождения свалок, расположенных близко к жилым районам;
• Предотвращения затопления строительной площадки поверхностными водами;
• Укрепления участков железнодорожного полотна;
• Увеличения несущей способности уже построенных фундаментов;
• Ограждения подземных трубопроводов от разрушительного влияния грунтовых вод.

Шпунтовую конструкцию можно использовать многократно, поэтому слишком больших финансовых вложений от заказчика не требуется. После завершения запланированных работ шпунт часто извлекают из грунта и заново продают на вторичном рынке, компенсируя расходы.

Характеристики некоторых популярных видов шпунта

Шпунт Л4 — изготавливается из стали СТ3КП, они обладает 405 мм. полезной ширины (ширина металлического полотна между замками). Вес погонного метра изделия составляет 74 килограмма, квадратного метра — 183 кг. Нормативная прочность шпунтового ограждения — 517 кНм/м;

Шпунт Л5 — производится из стали 16 ХГ. Полезная ширина шпунта Л5 — 420 мм. Масса погонного метра изделия — 100 килограмм, квадратного метра — 217 кг. Прочность шпунтового ограждения варьируется в пределах 700-800 кНм/м;

Шпунт Л5-УМ — изготавливается из стали СТ3КП. Полезная ширина — 500 мм. Вес п.м изделия — 114 киллограм, квадратного метра — 229 кг. Нормативная прочность шпунтового ограждения — 830 кНм/м;

Шпунт LP — классифицируется как облегченное шпунтовое изделие (вес одного погонного метра — от 54 до 60 кг, квадратного — 77-89 кг). При производстве используется сталь S270GP. Полезная ширина шпунта — 750 мм, прочность ограждения — от 80 до 135 кНм/м;

Шпунт Омега — один погонный метр изделия весит от 69 до 88 кг, квадратный метр — от 90 до 116 кг. Полезная ширина — 750 миллиметров, прочность — от 170 до 335 кНм/м.

Также существует трубчатый шпунт, который представляет собою металлические трубы длиною от 6 до 24 метров и диаметром 530-1220 мм. Толщина стенки трубчатого шпунта варьируется в пределах 9-16 мм.

Особенности забивки шпунта

Забивка –самый доступный по цене и быстрый метод погружения шпунта. Данная технология имеет ряд ограничений в применении. Во-первых, работа дизель-молотов сопровождается сильным шумом. Во-вторых, от ударов почва уплотняется, поэтому без лидерного бурения не получится погрузить шпунт на большую глубину.

Основные технологические нюансы забивки:

• Используемые для такого погружения шпунта дизель-молоты укомплектовываются наголовниками лепесткового типа;
• Сначала рабочие резаками проделывают в грунте отверстия под зацеп крюками, чтобы потом выполнить строповку и центрирование металлоконструкции;
• Забивка происходит в результате передачи на шпунт ударной и взрывной энергий. Сила ударной энергии зависит от веса бойка. Взрывная энергия возникает от детонации топливной смеси в камере сгорания дизель молота в момент контакта бойка с расположенным на шпунте наголовником;
• Если работы происходят на гравелистых и плотных грунтов, то забивка производится в предварительно пробуренные лидерные скважины;
• Стальной шпунт жестче стандартной забивной сваи, поэтому используемые для его погружения дизель-молоты износятся достаточно быстро;
• Сложность технологии приводит к тому, что забивка шпунта стоит дороже, чем забивка свай.

При использовании ударного метода забивки требуется усиленный контроль за качеством работ, так как используется стыковка «в замок», которую легко разрушить неправильным центрированием или слишком мощным ударным воздействием.

Особенности вибропогружения шпунта

Вибропогружение применяют, когда работы производятся на грунтах средней плотности. При данном способе погружения шпунт не деформируется, что дает возможность использовать материал повторно, после завершения запланированных работ.

По количеству оборотов в минуту выделяют низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные погружатели. Низкочастотную разновидность часто используют в условиях плотной застройки. Такая техника не оказывает существенного разрушительного влияния на почву и фундаменты, расположенные поблизости.

Наголовник вибропогружателя должен жестко сопрягаться с металлоконструкцией, чтобы при погружении шпунта в почву не возникло проблем.

Вибрационные нагрузки уменьшают силу сцепления находящегося вокруг стенок шпунта грунта, снижая его плотность. Под весом вибропогружателя шпунт уходит в грунт на нужную глубину.

Скорость вибропогружения напрямую зависит от разницы между силами сопротивления почвы и мощностью оказываемого вибрационного воздействия. Если сопротивление грунта делает дальнейшее продвижение шпунта в грунт невозможным, то выполняется его подмыв. На металлоконструкции закрепляются специальные каналы, по которым вода подается к острию шпунта. Она уменьшает плотность глубинных слоев грунта, что позволяет продолжить вибропогружение.

Особенности погружения шпунта с применением установок статического вдавливания

Этот метод погружения шпунта – самый современный. Его применяют, когда приходится работать в условиях плотной застройки. Вибрационного воздействие на почву в этом случае не оказывается, что исключает риск усадки расположенных поблизости строений. Еще одним преимуществом такого метода является его полная бесшумность, однако по продуктивности он уступает забивке и вибропогружению.

Погружение методом статического вдавливания состоит из следующих стадий:

• Строповка шпунта;
• Транспортировка шпунта к месту погружения;
• Установка анкерных грузов, которые выполняют функцию противовеса на силовую раму сваевдавливающей установки;
• Выполнение позиционирования техники, фиксации, подъема и центровки шпунта;
• Вдавливание шпунта на необходимую глубину;
• Отсоединение металлоконструкции от установки, снятие анкерных грузов и перебазирование техники на другой объект.

Если работы производятся в плотных слоях грунта, то необходимо пробурить лидерные скважины и выполнить их гидроразмыв.

Об используемой технике

Если шпунт погружается методом забивки или с использованием вибропогружателя, то применяются самоходные копровые установки, работающие на гусеничном или колесном ходу. В зависимости от используемой технологии их оснащают молотом или вибропогружателем с наголовником, который совпадает по форме с погружаемым шпунтом.

Чаще всего применяется именно метод вибропогружения. Все вибропогружатели функционируют по схожей схеме, но их конструкции могут незначительно отличаться друг от друга.

Типичная конструкция вибропогружателя с жестким соединением узлов состоит из:

• Лепесткового наголовника, который жестко фиксируется на шпунтовой конструкции;
• Вибровозбудителя;
• Левого и правого дебаланса;
• Валов дебалансов;
• Корпуса вибропогружателя;
• Электропривода;
• Клиновой передачи.

В ходе работы вибропогружателя, имеющего жесткое соединение узлов, клиновая передача передает механическую энергию силового агрегата на валы дебалансов. Они вращаются в противоположном друг другу направлении, что приводит к возникновению центробежной силы, которая провоцирует появление колебаний на вибровозбудителе. Происходит передача вибрации на наголовник, в котором зафиксирован шпунт. Через стенки металлоконструкции вибрация переходит на те слои почвы, которые контактируют со шпунтом.

Вибрация способствует уменьшению уровня плотности грунта, что позволяет под давлением веса вибропогружателя опустить шпунт в почву.

Основной недостаток вибропогружателя с жестким соединением узлов состоит в быстром износе электропривода. Эта проблема устранена в подрессорных вибропогружателях, в которых силовой агрегат находится на подпружиненной платформе, гасящей вибрации, передающиеся на двигатель.

Типичная конструкция вибропогружателя с подрессоренным соединением привода и корпуса состоит из:

• Электродвигателя;
• Пригрузочной платформы;
• Вибровозбудителя;
• Дебалансов;
• Наголовника, необходимого для фиксации шпунта;
• Пружины.

У таких вибропогружателей эксплуатационный срок вдвое выше, чем у аналогов, имеющих жесткое соединение узлов.

В компании «Ларсен Пайлинг» вы можете заказать работы по погружению шпунта различными методами.

Источник

Методы погружения свай

Применяется различные технологии погружения свай, которые, в общем-то, сводятся к одной цели: погружение сваи в заданном месте, на определенную глубину и под определенным углом.

Сваи, проходя сквозь слои твердого и слабого грунта, равномерно распределяют общую фундаментальную нагрузку по всему периметру строения. Упираясь в нижний твердый слой грунта, свайный ствол обретает устойчивость и не дает предпосылок к «гулянию» всего фундамента.

Сваи подразделяются на два вида:

• Набивные. Создаются на контрольной точке расположения. Перед непосредственной заливкой свайного столба происходит бурение скважины с помощью специальной техники и установка армированных каркасов.
• Забивные. На место строительства завозятся уже готовые сваи. Используя крановые установки, их подтаскивают на контрольные точки и производят забивку с помощью молотов.

Рис. 1: Забивная и буронабивная свая (различие)

Способ погружения свай в грунт будет зависеть от геодезических данных по участку строительства и наличия рядом стоящих объектов. Также выбранный метод погружения в дальнейшем определяет выбор конкретной техники.

Существующие методы погружения свай

Согласно СНИП, погружение свай под фундамент производится различным технологическим оборудованием, выбор которого зависит от длины свай (рассчитывается при проектировании строения) и состояния грунтов.

Погружения свай применяются следующие основные методы:

В зависимости от условий и при необходимости в тех или иных случаях применяются комбинированные методы:

• виброударный
• вибровдавливанием
• с подмывом грунта
• с использованием электроосмоса

Ударный метод погружения

Наиболее распространен ударный метод применяется с использованием ударного свайного оборудования. Это паровоздушные, гидравлические и дизель-молоты различной мощности.

— Трубчатые дизель-молоты имеют преимущество перед штанговыми, так как при одинаковом весе энергия удара у трубчатых молотов в 2-3 раза выше, чем у штанговых.

— Оборудование навешивается на специальную установку — сваебойную машину и, при забивании сваи наносит сильные удары по ее верхней части. Чтобы торец сваи, по которому наносится удар, не разрушался, применяют специальное оборудование — наголовник.

— Погружение производится до достижения проектной глубины и соответствующего отказа при забивке свай.

Вибрационный метод эффективен при погружении свай в несвязные водонасыщенные грунты. Для этого применяются соответствующие устройства — вибропогружатели, которые через наголовник передают свае вибрацию определенной частоты. При этом грунт под основанием сваи и вокруг нее становится «плывучим», трение резко снижается, и свая погружается за счет собственного веса.

Наша техника

Укомплектована трубчатым дизель-молотом УР-1250, УР-1800

Укомплектована штанговым дизель-молотом СП6В, масса ударной части 2500 кг

Укомплектована трубчатым дизель-молотом СП-75А, масса ударной части 1250 кг

KOMATSU PC 400 КБУРГ 16, укомплектована дизель-молотом DD35

Вибрационный метод погружения свай

Применение вибрационного способа погружения свай обеспечивает меньший коэффициент силы трения между свайным стволом и внутренней поверхностью грунта. Из этого следует, что при таком способе затрачивается намного меньше сил и энергии, чем с использованием забивного метода. К тому же вибрационный способ погружения обеспечивает дополнительное уплотнение грунта вокруг свайного столба, тем самым увеличивая его устойчивость. Значение прессования почвы составляет диаметр сваи умноженный на три. Если грунт довольно слабый, то диаметральное число умножается на полтора или два.

Важно! Вибрационный метод погружения незаменим на водонасыщенных почвах.

В зависимости от веса свай используются высокочастотные и низкочастотные вибропогружатели. Если свайный ствол, обычно железобетонный с диаметром от тысячи миллиметров, имеет тяжелый вес, то виброустановка будет с низкой частотой. При легкой массе сваи до трех тонн – с высокой.

Рис. 2: Вибрационный метод погружения свай

• Установка. Сваю устанавливают в вибропогружатель, который перед этим ставится в исходное положение, тщательно выравнивают по вертикали.
• Погружение. Перед непосредственным опусканием сваи в грунт, вибропогружатель пробно включают, чтобы проверить возможность отклонения. Далее при соприкосновении свайного окончания с поверхностью грунта, установку включают на малую скорость и начинают аккуратным воздействием погружать в почву.

Совет эксперта! Канат с закрепленной вибропогружательной установкой не должен быть натянут, чтобы избежать его разрыва.

• Технические детали. Под воздействием вибрации сцепление свайного основания с почвой уменьшается. Из этого следует, что свая начинает погружаться под собственным весом и незначительным воздействием нагрузки от вибропогружателя.

Для более быстрого погружения сваи, особенно при наличии плотного грунта, можно использовать вибромолот. Это смешанный вибрационный метод, при котором совмещается два вида воздействия на сваю – удар и вибрация. На погружаемый под собственной массой свайный ствол наносится удар молотом. Удар проходит через наковальню, передается в наголовник и уже через него силовая волна переходит на сваю.

Метод погружения свай вдавливанием

Такой способ установки свай применяется на очень твердых грунтах, кроме скальных пород. Также он не требует предварительного выравнивания рабочей поверхности и проведения исследований по типу грунта.

Совет эксперта! Требуемое количество свай при погружении с помощью метода вдавливания значительно меньше, чем для какого-либо другого способа. Выстаивание такого фундамента до необходимой прочности занимает двадцать восемь суток.

Процесс погружения:

• Установка. Процесс начинается с помещения сваи в рабочее оборудование. После вертикального выравнивания свайный ствол тщательно фиксируют с помощью зажимов.
• Вдавливание. Первоначально свая опускается на один метр. Метраж определяется по гидродомкратному поршню. Затем все зажимы выключаются, шток перемещается на верхний уровень. Все это осуществляется при холостом рабочем режиме установки. Далее происходит повторный зажим свайного основания и продолжение вдавливающего процесса. Количество повторов зависит от глубины залегания нижней части сваи.
• Нюансы. Если свая не проходит на нижний уровень, то ее приподнимают и с помощью установки, не прерывая процесс вдавливания, опускают вновь. Причем поднятие осуществляется на малой мощности, тогда как повторный спуск производится на полных оборотах.

Рис. 3: Погружение сваи методом вдавливания

Совет эксперта! Спецтехника, применяемая при вдавливающем методе, обладает большими габаритами и может функционировать только на площади свыше пятисот квадратных метров.

Метод погружения свай завинчиванием

Такой способ погружения предназначен для железобетонных или стальных свай, имеющих стальной наконечник. Их завинчивание осуществляется с помощью специально оборудованных установок, которые расположены на раме автотягачей.

Совет эксперта! Железобетонные или стальные сваи с винтовым наконечником предназначены под строительство мостов, линий ЛЭП, вантовых креплений, которые обладают большой нагрузкой.

Свая состоит из двух частей:

• Стальной башмак, расположенный в нижней части. Он сделан как наконечник в виде конуса и прилегающих лопастей в направлении винта сваи. Также диаметр винтовой концовки больше размера свайного столба.
• Стержень из железобетона или стали, то есть основной ствол сваи.

Рис. 4: Вид сваи для завинчивания

Процесс погружения:

• Установка. Сваю в инвентарной оболочке тщательно закрепляют в приводе установки.
• Погружение. На средней мощности, которая при необходимости регулируется, производится завинчивание свайного ствола в грунт. С помощью трансмиссии крутящий момент переходит на сваю, заставляя ее вращаться. При плотной грунтовой проходимости возможно поднятие сваи и повторный ее спуск.
• Перестановка. После достижения необходимой глубины залегания винтовую сваю разжимают и осуществляют перестановку техники на следующую контрольную точку.

Совет эксперта! Разница метода завинчивания от других способов заключается в использовании инвентарных оболочек, тогда как в остальных случаях применяется наголовник.

Рис 5: Погружённая свая

Видео завинчивания сваи

Буронабивной метод погружения свай

Такой способ заключается в создании свай сразу на строительном участке. Начальная свая похожа на продольный арматурный прут, опоясанный более мелкими прутками. В последствие, такая армированная конструкция проходит стадию заливки бетонной смесью.

Буронабивные сваи устанавливаются двумя способами: с обсадными трубами и без них.

Совет эксперта! Необходимо тщательно следить за целостностью свайного ствола, так как при силовом воздействии практически невозможно проверить его целостность.

Рис. 6: Буронабивной метод погружения сваи

Процесс погружения без обсадных труб:

• Скважина. С помощью специального оборудования с ударным или вращательным буром создается вертикальный тоннель. По ходу бурения вливается бетонный раствор, который играет роль в укреплении стен скважины.
• Каркас. Арматура располагается в зависимости от будущей нагрузки, либо по всей длине сваи, либо частично.
• Бетонирование. Заливка бетона производится с помощью специальной трубы. Чтобы смесь распределилась равномерно по всему свайному столбу, трубу поднимают и опускают, проталкивая бетон к низу. Также на ее конце установлен вибратор, который прессует бетонную смесь.

Рис. 7: Процесс создания буронабивной сваи

Процесс погружения с обсадными трубами:

• Установка. В пробуренный вертикальный тоннель устанавливается обсадная труба, которая предохраняет стенки от осыпания.
• Создание сваи. Внутри обсадной трубы выкладывается армированный каркас, который впоследствии бетонируется.
• Нюансы. Обсадную трубу можно как оставить в свайной скважине, так и вытащить. От этого будет зависеть тип выбираемой трубы.

Преимущества ударного погружения свай

• Большая скорость выполнения монтажных работ и, следовательно, высокая производительность.
• Возможность осуществления строительных работ на любом типе почвы.
• Финансовая экономия.
• Повышение несущей функции сваи на 30%, так как происходит уплотнение грунта.
• Возможность осуществления строительных работ в любой сезон.

Заказ погружения свай

Наша компания занимается работами по забивке свай и готова оказать вам любые услуги по погружению свай в землю. Рекомендуем также почитать об условиях аренды сваебоя. Оставь заявку и мы свяжемся.

Источник