Чтобы создать свайный фундамент, необходимы сваи и сваебойная установка — так называют разновидность строительной спецтехники, позволяющей погружать сваи в грунт на заданную глубину. Благодаря работе сваебойной машины можно строить многоэтажные здания на относительно слабых грунтах: ведь она не только забивает сваи, но и укрепляет грунт вокруг свайного поля.
Сваебойные машины бывают трёх типов: ударные, вибрационные и сваевдавливающие. Каждая из них имеет определённое устройство и работает по своей технологии. Выбор той или иной сваебойной установки зависит от типа грунта, особенностей стройплощадки и некоторых других условий.
Что такое сваебойная машина и как она работает
Принцип работы сваебойной машины с момента её изобретения до сегодняшнего дня не изменился: он основан на забивании сваи молотом в грунт. Но способы забивания и конструкции машин претерпели серьёзные изменения.
Чтобы понять, как работает сваебойная машина, надо знать, что все машины делятся на три группы в зависимости от приводного механизма. Самый простой из них — механический молот, который поднимается на высоту до 3 метров приводным тросом. На высшей точке он опускается вниз под собственным весом и ударяет оголовок сваи, погружая её в грунт.
Принцип работы сваебойной машины с дизель-молотом основан на воздействии сжатого воздуха. В машинах простого цикла сила сжатого воздуха расходуется только на подъём молота, а в дизель-молотах двойного цикла — на подъём и удар по свае. Производительность дизель-молотов намного выше механических сваебойных машин.
Но современные сваебойные машины работают с помощью гидравлической системы. Она отвечает за приведение гусеничных движителей, механизма поворота платформы, опор, лебёдки, механизмов подъёма и позиционирования мачты, гидромолота и бурового оборудования.
Гидравлика даёт сваебойной машине массу преимуществ, в том числе возможность развернуть её в рабочее положение за считанные минуты. В сравнении с дизель-молотами гидромолоты тише, экологичнее и эффективнее в работе, их КПД может достигать 95%.
Как работает сваебойная машина гидравлического типа? Она выходит на расчётную точку и подтаскивает сваю с помощью лебёдки, устанавливает её и подводит к наголовнику молота. Затем проверяет вертикальное положение сваи, производит несколько первых ударов, снова проверяет положение и корректирует, если это необходимо. После чего забивает сваю в грунт на расчётную глубину.
Погружение свай методом вибрации
Вибрационный метод погружения свай базируется на применении динамического воздействия на сваю, помогающего снизить трение на её боковых сторонах и сопротивление грунта на конце. Использование вибрационного метода отличается высокой скоростью погружения свай (до 7 метров в минуту), а также низкими затратами энергии (по сравнению с ударным методом оно ниже в 10–20 раз).
Кроме того, вибрационный метод отлично уплотняет грунт как у свайного острия, так и на всей площади соприкосновения и в пределах 3–6 радиусов сваи, в зависимости от типа грунта. Этот метод отличается низким уровнем шума, что очень удобно в густонаселённых районах, и применяется на рыхлых и песчаных грунтах. В плотных грунтах для вибропогружения свай необходимо предварительное лидерное бурение.
Забивку свай вибрационным методом выполняют с помощью вибропогружателей, которые крепятся к копровой установке в качестве навесного оборудования. Погружение осуществляется за счёт колебаний вибрационной системы, в которую входят свая, наголовники и вибропогружатель. Её колебания создают резонансную вибрацию окружающих слоёв почвы, вследствие чего они раздвигаются и свая опускается на проектную глубину.
Погружение свай методом вдавливания
Сваевдавливающая установка применяется в условиях точечного строительства, где есть серьёзные ограничения по уровню шума и вибраций. Она может погружать в грунт шпунты, трубы и железобетонные сваи различного сечения там, где запрещено использование ударной техники:
- в зонах с высоким риском схода оползней;
- вблизи исторических, ветхих или аварийных зданий;
- в центрах городов с плотной застройкой и густонаселённых районах;
- там, где запрещена работа техники, вызывающая вибрацию, шум и динамическое воздействие.
Их конструкция представляет собой прочную раму с закреплёнными на ней фиксирующими зажимами для свай. Специальные анкерные грузы помогают достичь нужного веса и сбалансировать установку, а давление на сваю оказывается с помощью гидравлических цилиндров вдавливания.
Преимущества сваевдавливающей установки:
- отсутствие шума, ударов, вибраций и другого вредного воздействия на окружающую среду;
- точность установки и возможность оценивать несущую способность сваи на этапе её погружения;
- сохранение оголовков свай из-за отсутствия ударной нагрузки;
- возможность погружения свай на глубину 40 метров и более;
- высокая производительность в сотни метров свай за рабочую смену;
- возможность погружать сваи ниже уровня грунта без устройства котлована.