Монтаж свайно-винтового фундамента: этапы работ с фото

Когда и зачем необходимо вдавливание свай

Метод вдавливания свай особенно рационально использовать при больших объемах свайных работ. Если количество опор запроектировано в значительных масштабах, то эта технология послужит отличным решением вопроса монтажа. Вдавливание позволяет существенно сократить сроки проведения работ, а также финансовые затраты на создание всего свайного поля.

Технология вдавливания свай

Преимущества технологии, описанные ниже, определяют круг строительных объектов, на которых ее применяют наиболее охотно. При городском строительстве вдавливание свай особенно полезно в следующих случаях:

Строительство в непосредственной близости от старых зданий и работ в зонах существующем запрете на производство ударных близости соседних существующих территории, где возможны участок имеет значительный уклон в исторических центрах.

к оглавлению ↑

Способы погружения свай

Часто применяемым способом погружения свай в грунт, является ударный метод, для реализации которого используются дизель-молоты. Не менее популярно и вибропогружение свай поскольку таким образом получается гораздо быстрее возвести фундамент.

В основе ударного способа лежит энергия удара, производимая специальной установкой. Именно посредством неё, сваи постепенно углубляются в почву, вытесняя её при этом собой и уплотняя одновременно.

Для реализации этого метода, применяются штанговые или трубчатые молоты, создающие в работе нагрузку на монтируемую сваю.

Данная технология монтажа свай, позволяет выполнить все работы за очень короткий срок. К тому же, ударный способ выгоден и в финансовом плане, поскольку он не такой трудозатратный, как некоторые другие.

Вибропогружение свай

Кроме ударного способа погружения свай в грунт, не меньшей популярностью пользуется и метод вибропогружения. Для этих целей также применяется специализированное оборудование, в виде:

1.  Сваепогружной установки;
2.  Вибромолотов;
3.  Вибропогружателей.

Технология вибропогружения свай несколько эффективней ударного способа. Реализовываться она может посредством вибропогружателей, либо же при помощи вибромолотов.

Установка свай посредством вибрационных погружателей, понадобится при монтаже фундамента на слишком водонасыщенных почвах, там, где любой другой метод не будет столь эффективен. И напротив, использование вибромолотов, наиболее выгодный вариант при установке свай на слишком сухой и плотной почве.

Представленные выше способы, имеют свои определённые нюансы. Какой именно метод погружения свай использовать, выбирается после того, как будут произведены все необходимые исследования участка. При этом реализовать самостоятельно и ту и другую технологию навряд ли выйдет, так как для этих целей потребуется узкоспециализированное оборудование.

Кроме этого, данная работа очень ответственная и сложная, для успешного выполнения которой, нужно обладать определёнными знаниями и опытом. Если и того и другого нет, то лучше всё-таки обратиться к специалистам.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

Схемы погружения

В технологии погружения свай предусмотрено три схемы: рядовая (а), секционная (в) и спиральная (б).

Выбор схемы зависит от размеров здания или сооружения, возводимого расположения свай относительно осей и свойств почвы.

При возведении фундаментов в несвязных грунтах сваебойные установки перемещают согласно схеме, которая предполагает деление объекта на захватки, на которых погружение свай производят последовательно по рядам. По окончании последнего ряда установку перемещают на другую захватку и после окончания работ – на третью.

Погружение свай в связных грунтах при возведении фундаментов на большой площади под многопрогонные и секционные здания и сооружения выполняют, используя секционную схему, при которой процесс начинают с первого ряда крайнего пролета (секции). Последовательно забивают сваи на втором ряду. Затем пропускают один ряд и переходят на следующие ряды. Завершают работу заделкой свай в пропущенных рядах при движении установки в противоположном направлении.

Спиральную схему применяют в том случае, когда необходимо создать куст (группу) свай в слабосжатых почвах, под развитые в плане фундаменты или опоры различных сооружений. Забивку сваи начинают с расположенной внутри среднего ряда и ведут работы в направлении спирали, которая развивается.

Технология устройства свай

В районах с плотной городской постройкой вести строительство методом погружения свай забивкой запрещено. В качестве альтернативы можно рекомендовать сваи, выполненные по методу «полого шнека» (CFA – ContinuousFlightAuger).

Устройство буронабивных свай методом «полого шнека»

Устройство буронабивных свай методом CFA (полым шнеком) заключается в том, что шнек непрерывный (длина больше глубины сваи), причем бурение производится без извлечения грунта. После достижения шнеком проектной глубины осуществляется бетонирование сваи через бетонолитный трубопровод, вмонтированный в полый шнек при помощи бетононасоса. Одновременно шнек извлекается из тела сваи. После окончания бетонирования посредством вибропогружателя в сваю погружается арматурный каркас.

Устройство буронабивных свай методом CFA (полым шнеком) комбинируют достоинства набивных свай без извлечения из грунта и универсализм буронабивных свай: надежность, высокую несущую способность и технологичность. Метод предоставляет возможность сооружать сваи в разнообразных грунтах, плотных, сухих, заболоченных, рыхлых. Он прекрасно зарекомендовал себя в слабых породах, туфе, песке, суглинке, глине. Отсутствие ударного воздействия и вибрации является еще одним из преимуществ метода «полого шнека».

Технология устройства буронабивных свай по методу CFA

Бурение осуществляется полым шнеком с забурником, оснащенным режущим инструментом . Для того чтобы исключить попадание грунта в полую часть шнека, буровая колонна снабжена клапаном (заглушкой) с уплотнителем. Во время бурения грунт частично удаляется, и одновременно уплотняется по бокам.

Бетон подается в полость буровой колонны при помощи бетононасоса. После того как колонна заполняется бетоном, давление в ней возрастает и заглушка выдавливается. При подаче бетона буровая колонна поднимается и таким образом происходит формирование тела сваи.

Так как бетон подается под давлением, стенки и нижний конец (забой) сваи дополнительно уплотняются, таким образом, несущая способность сваи увеличивается.

В отличие от обычных методов бурения, метод «полого шнека» не дает возможности непосредственно наблюдать за этапами установки сваи. Поэтому контролируется бурение и бетонирование автоматически. Система мониторинга осуществляет контроль над частотой вращения бура, скоростью его продвижения и установкой скорости вращающего момента. На этапе бетонирования специальными датчиками контролируется давление подаваемого бетона, его поставка в соответствии с расчетным диаметром сваи и скорость извлечения. Все данные отображаются на дисплее в кабине оператора. Такой мониторинг дает возможность оператору в режиме онлайн устанавливать диаметр сваи.

В скважину, заполненную бетоном при помощи вибропогружателя, погружается пространственный арматурный каркас. К стальной арматуре предъявляются особые требования:

• изготовление металлического каркаса согласно проектной документации;
• для обеспечения достаточной изоляции внешний диаметр каркаса должен не превышать значения стандартного для буровых шнеков;
• крепление пластиковых центраторов по всей длине каркаса;
• нижняя часть каркаса должна иметь коническую форму, что достигается использованием последнего кольца диаметром меньше стандартного.

Бетонная смесь, подаваемая в буровую колонну, состоит из щебня с максимальным размером 14 – 15 мм и мелкого песка с фракцией 0,4 – 0,5 мм. Соотношение воды к цементу 1: 1,2. Содержание цемента в смеси варьируется от 350 кг/м3 до 450 кг/м3. Осадка конуса – в пределах 19,0 – 21.0. Для различных условий работы к бетонной смеси рекомендуется использовать разные добавки.

Преимущества метода CFA и расчет стоимости бурения

1. Использование как в сыпучих, рыхлых грунтах, так и в плотных.
2. Процесс не сопровождается шумом, вибрацией, ударами, что позволяет использовать его в городских условиях.
3. Необходимое оборудование состоит из бетононасоса и установки, это дает возможность работать в ограниченном пространстве.
4. Высокая производительность, которая в 3 – 10 раз превышает способ установки свай с обсадной трубой. Большой разбег в значениях вызван затруднениями в подготовке рабочей площадки, поставками арматуры и бетона.
5. Увеличение несущей способности при аналогичных параметрах.
6. Отсутствие колебаний почвы.

Возможные диаметры свай, используемых при устройстве свай методом CFA, от 400 мм до 1000, глубина может доходить до 35 м. Это дает возможность применять данный способ в решении различных поставленных задач при реконструкции или строительстве сооружений.

Среди особенностей технологии следует отметить более высокий расход бетона при работе в слабых грунтах, а также необходимость использования вибропогружателя.

Технологическая карта CFA

Работы по устройству любых видов свай, идет ли речь о буронабивных, или бурозабивных, это очень ответственная и сложная работа, связанная с безопасностью капитальных сооружений. Доверять ее можно лишь серьезным компаниям, имеющим большой опыт работы, отличные рекомендации и всю необходимую документацию.

Ударный метод погружения свай, преимущества и недостатки

К недочетам ударного метода можно отнести высокий уровень шума и вибрации, особенно в случае дизельных молотов. Однако, данная технология получила широкое распространение благодаря своей универсальности и экономичности. Ударный метод подходит для любых типов грунта, включая промерзшие и каменистые почвы. Забивать сваи таким способом можно в любых климатических условиях в любое время года. Высокая скорость погружения свай экономит рабочее время и снижает затраты на возведение фундамента.

Устройство оснований из свай

Данный элемент конструкции – это специальный стержень, который предназначен для погружения в почву Давайте для начала разберемся с особенностями свай. Данный элемент конструкции – это специальный стержень, который предназначен для погружения в почву. Готовый компонент обычно имеет заостренный вверх, которым они и забываются в землю. Если сваю делать своими руками, то необходимо буром сделать ямки, уложить арматуру и выполнить заливку раствором. Данный строительный элемент делится по способу изготовления:

• Материал;
• Метод изготовления;
• Форма: продольная или поперечная;
• Способ погружения.

Классификация за методом погружения свай в земляной покров выглядит таким образом:

• Забивной свай — данный вид, устанавливается способом забивания вибропогружателями;
• Набивной вид – создается из железобетона или бетона и выбуренных скважин, которые заливаются бетоном;
• Буровой свай из железобетонного материала, который монтируется в выбуренную скважину;
• Винтовой тип, который необходимо устанавливать своими руками. Метод установки – закручивание свай как сверлом.

По методу влияния на грунт бывают таких видов:

• Висячий свай. Их способность распространения нагрузок проявляются вследствие содействия почвы и боковой части такого типа.
• Сваи – стойки. Для данного устройства характерно транспортирование нагрузки на самый прочный участок почвы. Достоинством данного фундамента есть способность максимально удерживать атмосферные осадки.

Существует еще одна классификация по такому критерию, как размещение свай:

• Одиночный вид, который характеризуется самостоятельной опорой не соединенной с любыми другими креплениями;
• Тип коллективный. Для такого типа характерно объединение нескольких опорных пунктов в ленты, которые размещаются параллельно стенам, где распределяется вся нагрузка. Стоит отметить, что такие ленты могут устанавливаться в один или же множество линий.
• Кусты из свай. Могут образовываться так называемые кусты, которые располагают под каркасными колонами. Их особенность, то, что образоваться данные соединения могут в нескольких точках периметра.

Типы свай из железобетона – эти виды свайных фундаментов могут строиться прямо на месте строительного объекта, но для данного процесса необходима специализированная техника

• Типы свай из железобетона – эти виды свайных фундаментов могут строиться прямо на месте строительного объекта, но для данного процесса необходима специализированная техника. Стоит отметить, что марка бетона должна быть выше 200. Срок службы данных ростверков – больше столетия.
• Модели ростверков из стали. Такие типы имеют достаточно большое количество недостатков. Во-первых, монтаж выполняется большим количеством специализированной техники. А во-вторых, существует необходимость обработки металла специальными антикоррозийными веществами.
• Сваи из дерева. Вид таких ростверков – это ровные очищенные столбы. Их габариты равняются в диаметре 0,3 метра, а в длине до 9 метров. Для их изготовления используют хвойную древесину – это самый дешевый вариант, но применяется на практике редко. Это происходит потому, что такой материал подвержен процессам гниения.

Буроинъекционные сваи

Буроинъекционные сваи в городе на Неве применяются с 1986 года. За это время работа таких свай в массиве грунта и технология их изготовления постоянно изучались, и к настоящему времени мы обладаем достаточно широким спектром технологических приемов и конструктивных решений, которые и позволили данные сваи выделить в отдельный раздел.

Буроинъекционные сваи преимущественно используются при усилении оснований и фундаментов существующих реконструируемых и реставрируемых зданий и сооружений, в частности памятников архитектуры. Помимо этого, буроинъекционные сваи могут применяться и при строительстве новых сооружений рядом с существующими зданиями.

За рубежом их называют «корневидными сваями» из-за формы ствола, имеющего по длине многочисленные местные уширения, получаемые при нагнетании раствора в скважину под давлением. Буроинъекционные сваи обладают большим относительным заглублением, которое характеризует отношение длины сваи к ее диаметру.

Для устройства буроинъекционных свай используют растворы различного типа (в зависимости от условий строительства и характера работы свай в конструкции), а также мелкозернистые бетоны. Для буроинъекционных свай могут использоваться цементнопесчаные, цементно-бентонитовые и цементные растворы. В необходимых случаях возможно также применение растворов других специальных составов.

Для заполнения скважин при бурении применяют глинистый буровой раствор, состав, удельный вес и другие показатели которого обеспечивают стенкам скважин устойчивость к оплыванию и обрушению. Плотность глинистого (бентонитового) раствора обычно принимают равной р = 1,05 -1,25 г/см3.

Во многих случаях усиления оснований существующих зданий и сооружений их фундаменты используются в качестве ростверка в новом фундаменте. Устройству буроинъекционных свай в этих случаях, как правило, предшествует укрепительная цементация фундаментов. Заделка буроинъекционных свай в тело усиливаемого бутового фундамента должна быть не менее их 6 диаметров. Технологический цикл цементационно-укрепительных работ включает бурение в грунте или теле существующего фундамента инъекционных скважин, цементацию фундамента и зоны контакта фундамента с грунтом, опрессовку скважин. Бурение цементационных скважин выполняется, как правило, колонковым бурением станками вращательного действия. При малых диаметрах (до 42 мм) допускается перфораторное бурение с использованием сжатого воздуха. Диаметр скважин назначают в зависимости от условий работы, состояния кладки существующего фундамента и его размеров.

При усилении существующих фундаментов цементацию выполняют, как правило, в два этапа. На первом этапе цементационную скважину бурят в пределах фундамента, не доходя до его подошвы 0,5 м. В устье скважины для предотвращения выхода из нее нагнетаемого раствора устанавливают тампон (обтюратор), а затем выполняют цементацию фундаментов. По окончании цементации скважину выдерживают в течение 2 — 3 сут.

На втором этапе повторно разбуривают ствол скважины или тела фундамента до его подошвы и далее в грунт на 0,4 — 0,5 м, а затем цементируют зону контакта фундамента с грунтом. В этом случае тампон размещают в кладке фундамента на уровне 0,5 м выше подошвы.

Давление нагнетания при цементации фундаментов не превышает 0,1 МПа, при цементации зоны контакта — 0,2 МПа. Нагнетание прекращают, если расход цементационного раствора в течение 10 мин. при давлении 0,2 МПа не превышает 1 л/мин.

Вид и состав цементационных растворов зависят от конструкции, материала, состояния существующих фундаментов, геологических и гидрогеологических условий площадки. В каждом конкретном случае состав раствора подбирает лаборатория.

Технологический цикл устройства буроинъекционных свай (рис. 3):

1. бурение кладки фундаментов и (в случае необходимости) стен, а также других конструктивных элементов зданий и сооружений;
2. установка трубы-кондуктора;
3. бурение скважины в грунте до проектной отметки;
4. заполнение скважины раствором;
5. установка арматурного каркаса;
6. опрессовка скважины.

Заполняются скважины через трубу-кондуктор цементным раствором до излива его из устья скважины. Раствор подается через рабочий орган бурового станка или трубу-инъектор, опущенную до дна забоя скважины. При понижении уровня раствора в скважине более чем на 1 м ее выдерживают в течение суток и затем доливают до устья цементным раствором с меньшим водоцементным соотношением.

До начала схватывания раствора в скважину устанавливают трубу-кондуктор. Через двое суток выполняют разбуривание цементного камня в трубе-кондукторе с продувкой сжатым воздухом. После этого ведут бурение скважины до проектной отметки нижнего конца сваи. По окончании бурения скважину через буровой став промывают от шлама свежим буровым раствором в течение 3-5 мин. Заполнение скважины раствором производится через буровой став или трубу-инъектор от забоя скважины снизу вверх — до полного вытеснения глинистого раствора и появления в устье скважины чистого цементного раствора. Непосредственно после заполнения скважины раствором в нее устанавливают арматурный каркас, который опускают отдельными секциями. Стыковку секций армокаркаса выполняют с помощью сварки.

Для выполнения опрессовки сваи в верхней части трубы-кондуктора устанавливают тампон (обтюратор) с манометром и через инъектор нагнетают раствор под давлением в 0,2 — 0,3 МПа в течение 3 — 4 мин. Опрессовка может быть прекращена, если в ее процессе суммарный расход раствора не превышает 200 л. При большем расходе необходимо выдержать сваи в течение суток и после этого опрессовку повторить.

Р. А. МАНГУШЕВ, д. т. н., профессор, зав. кафедрой гео техники СПб ГАСУ, член-корреспондент РААСН

Оконная фурнитура | Двери межкомнатные | Деревянные окна | Фурнитура для межкомнатных дверей

Похожее

Общий алгоритм установки свайно-винтового фундамента

Процесс установки можно свести к пяти этапам:

1. Расчет количества материалов, глубины погружения
2. Разметка мест установки
3. Ввинчивание в почву
4. Выравнивание по горизонтали
5. Заливка свайных тел бетоном, установка оголовков

Свайное поле перед обвязкой

Расчет материала

Рекомендуемое расстояние между отдельными свайными элементами колеблется между 0.5 и 2.5 метрами. Для примерного подсчета потребных для фундамента материалов, нужно вычислить длину внешних, внутренних стен, разделить полученное на число, между 0.5 и 2.5.

Это примерные цифры (скорее, даже преувеличенные). Для более точного расчета нужно знать тип подстилающих почв, особенности рельефа участка, коэффициенты ветровой, снеговой нагрузки, вес здания, внутренней обстановки.

Как разметить места установки?

Без теодолита, нивелира точно разметить место установки нельзя. Если погрешность в метр не играет роли, можно самостоятельно установить одну угловую точку, от нее рулеткой, бечевкой отмечать остальные углы.

Будущее здание делится на набор прямоугольников, которые размечаются на местности вешками. Ровность проверяется измерением диагоналей (должны быть равны). Угловые точки соединяют бечевкой, вдоль нее размечают места промежуточных опор фундамента.

Схема ввинчивания в почву — разрез

Глубина погружения

Минимальная глубина погружения — уровень промерзания почвы. Для средней полосы России — метра. Зависит от структуры грунта, глубины залегания подходящего для опоры слоя. Для первоначальных расчетов, обследования участка, пробного бурения нужно приглашать сертифицированных специалистов.

Погружение в почву

Перед ввинчиваем в почву, бурят скважину на 20-30% меньше требуемого диаметра. Упростит погружение, не позволит появиться сильным отклонениям по вертикали.

Первичное бурение позволит выявить в канале посторонние включения (остатки корней растений, крупные камни), удалить. Сохранит в целости материалы, сбережет время на извлечение для расчистки пути.

В почву свая погружается вращением ручного ворота, моторизованным сваевертом с электрическим, пневматическим, гидравлическим приводом. Часто монтируют на передвижной буровой установке.

Ручной ворот крепится к телу через отверстия, съемный оголовник. Для работы нужно три человека. Двое будут вращать ворот за длинные ручки, третий — контролировать вертикальность строительным уровнем.

Установка воротом

Как выровнять по горизонтали

После достижения глубины в грунте, сваю прекращают ввинчивать. Когда элементы размещены на положенных по плану местах — переходят к выравниванию высоты по горизонтали. Перепад высот на участке приводит к разности длин погруженных в грунт частей. Над уровнем почвы верхушки тоже имеют разную высоту.

Исправляется положение строительным гидроуровнем, нивелиром (требует начальных знаний в геодезической съемке). По угловым выравнивают остальные (натягивают бечевку). Срезают излишки шлифмашиной с абразивным кругом.

Иногда, бывает обратная ситуация — верхушке не хватает высоты. Через муфту наваривают отрезок аналогичной трубы нужной длины. Сварные швы зачищают, покрывают составом, защищающим от коррозии.

Заливка бетоном

После ввинчивания, внутреннюю полость нужно залить бетоном. Для приготовления раствора рекомендуется использовать цемент марки М300, М500. Внутрь свайного тела бетон удобнее заливать из ведра на 20-30 литров через большую жестяную воронку (легко изготовить из обрезков жести, оцинковки). Полностью бетон затвердевает в течение 2-3 суток.

Иногда, в винтовую конструкцию вводят центральный стержень. Начало фиксируется в наконечнике, конец доходит до тыльного среза. При заливке бетоном стержень фиксируют по центру небольшими деревянными распорками. Дополнительный элемент существенно увеличит прочностные характеристики элементов даже небольшого диаметра.

После полного высыхания бетона можно приступать к установке оголовков. Бетонный наполнитель не позволит коррозии разрушать тело сваи изнутри.

Устройство обычной сваи с винтом — общий вид, чертеж

Преимущества буронабивной технологии

При помощи обсадной трубы достигается надежное укрепление грунтовых стенок внутри скважин. В состав таких изделий входят жестко соединенные секции. Данная технология обладает практической эффективностью не только при наличии проблемных почв, но и когда строительство осуществляется в условиях большого города на ограниченной площади.

На время и стоимость проводимых монтажных работ напрямую влияют следующие факторы:

1. В каком состоянии находятся буровые механизмы.
2. Требуемые размеры скважин.
3. Вид почвы на строительном участке.

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.