Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Строительство городских мостовых сооружений Минимаркер Забивка свай

Забивка свай

Страница 8 из 17

Технологию погружения свай составляют следующие процессы:

  • подготовка свай (визуальный осмотр на складе с целью выявления дефектов; разметка; крепление строповочных устройств);
  • монтаж и установка распорно-направляющих устройств;
  • транспортировка и установка свай в направляющие устройства;
  • принятие мер по облегчению погружения свай в грунт;
  • забивка свай (рис. 2.17).

В качестве направляющих устройств используют копры, навесное копровое оборудование, кондукторы и пространственные каркасы.

Сваи длиной до 12 м целесообразно забивать навесным копровым оборудованием на базе тракторов, экскаваторов, автомобилей или стреловых кранов.

Сваи длиной 12–25 м погружают в грунт универсальными полноповоротными копрами на рельсовом ходу (рис. 2.18, а).

Они обеспечивают наклон стрелы вперед до 8:1, назад – до 3:1, вправо-влево – до 30:1. Однако эти копры недостаточно маневренны, для их перемещения требуются рельсовые пути. Характеристики некоторых универсальных копров отечественного производства приведены в табл. 2.5; зарубежного – в табл. 2.6.

Забивка свай

Рис. 2.17 – Забивка свай: а – при навесной стреле копра; б – при подвесной стреле; 1 – кран; 2 – навесная стрела; 3 – молот; 4 – свая; 5 – телескопическая распорка; 6 – подвесная стрела; 7 – башмак

В копровое оборудование, навешиваемое или подвешиваемое к тракторам, экскаваторам или кранам, входят направляющие стрелы. Подвесные стрелы, в отличие от навесных, при забивке свай опираются на грунт (рис. 2.17), что дает возможность увеличить их вылет.

Самоходный копер состоит из ходовой части, на которой размещается поворотная или неповоротная рама с установленными на ней механизмами подъема молота и сваи, а также с копровой стрелой, имеющей механизмы наклона и вылета (рис. 2.18, б).

Для строительства опор в акватории используют направляющие конструкции в виде плоских рам или пространственные направляющие каркасы. Они придают направление погружаемым сваям и шпунту ограждения, а также воспринимают давление воды на стенку ограждения при сооружении свайного ростверка.

Таблица 2.5 – Технические характеристики отечественных копров

Технические характеристики отечественных копров

Таблица 2.6 – Технические характеристики зарубежных копровых установок

Технические характеристики зарубежных копровых установок

Рельсовый копер СП-69 Копер КН-1-16 на гусеничном ходу

Кроме того, они являются основанием для рабочего настила площадки, с которой погружаются сваи. Каркасы (или плоские рамы) изготовляют сборно-разборными или цельносварными (что нежелательно). Монтируют их на берегу, а затем транспортируют к месту установки с помощью плавсредств (барж или плашкоутов из понтонов). Установленный в проектное положение каркас закрепляется на металлических или деревянных маячных сваях. Их забивают с помощью плавучего копра через направляющие ячейки каркаса. После этого плашкоуты освобождают от веса каркаса и буксируют к берегу.

Как известно, в мостостроении используют деревянные, металлические (например, из труб или двутавровых балок) и железобетонные сваи.

Деревянные сваи изготовляют из леса хвойных пород. Сваи бывают круглого сечения, пакетные (из трех-четырех бревен или брусьев) и клееные. В благоприятных условиях срок эксплуатации деревянных свай в воде может быть очень большим.

Длина свай из бревен диаметром более 18 см в тонком отрубе не превышает 6–8 м без стыка. При устройстве стыка она может достигать 12 м. Стык бревен чаще всего выполняют с отрезком трубы длиной не менее двух диаметров бревна. Стык устраивают только один по длине сваи, и он должен быть заглублен не менее чем на 2 м ниже поверхности грунта. Пакетные сваи изготовляют длиной до 25 м, бревна свай соединяют болтами через 1 м. Клееные сваи изготовляют на специальных деревообрабатывающих заводах. Сечение таких свай – 30×30–40×40 см, длина 6–8 м.

Железобетонные сваи изготовляют на заводах МЖБК. Они бывают сплошного сечения (размерами 30×30, 35×35, 40×40 см длиной от 5 до 12 м) и полыми цилиндрическими с закрытым концом (диаметром 40 и 60 см и толщиной стенки в 8 и 10 см соответственно), состоящие из секций длиной 8–12 м. Класс бетона по прочности – не ниже В40.

Металлические сваи используют в основном для свайных фундаментов временных опор. Обычно их изготовляют из труб диаметром 426 и 530 мм. Для повышения несущей способности конец сваи закрывают, для чего по периметру конца трубы делают треугольные вырезы, отгибают внутрь сваи и сваривают полученные секторы. При больших нагрузках и в слабых грунтах используют металлические сваи диаметром до 2 м. Такие сваи погружают с открытым концом, извлекая грунт из внутренней полости (при необходимости в нижней части сваи устраивают бетонную пробку). Внутреннюю полость сваи можно заполнить бетоном на всю длину.

Способ погружения свай выбирают в зависимости от грунтовых условий и применяемого оборудования (табл. 2.7).

Таблица 2.7 – Рекомендуемые способы погружения свай

Рекомендуемые способы погружения свай

Основные характеристики отечественных дизель-молотов и вибромолотов приведены в табл. 2.8 и 2.9.

В зарубежной практике мостостроения распространены молоты с гидравлическим приводом – гидромолоты (технические характеристики одного из них приведены в табл. 2.10).

Таблица 2.8 – Технические характеристики отечественных дизель-молотов

Тип дизельного

молота

Марка

Вес ударной части, кН

Высота падения ударной части, м

Энергия удара,

кДж

Частота ударов в мин

Вес молота, кН

Штанговый

С-268

18

2,1

14

55

31

С-330

25

2,3

20

50

42

Трубчатый с воздушным охлаждением

УР-1250

12,5

3,0

33

43-55

25

УР-1800

18

3,0

48

34

С-949

25

3,0

67

35

С-954

35

3,0

94

73

С-974

50

3,0

135

90

Таблица 2.9 – Технические характеристики отечественных вибромолотов

Параметры

Марки вибромолотов

С-834

С-835

С-836

ВМС-1

Ш-2

МШ-2

Возмущающая сила, кН

50

112,5

145

125

255

94,5

Частота вращения грузовых валов, об./мин

960

1440

960

730

970

970

Частота ударов в минуту

480

483

485

730

970

970

Мощность электродвигателей, кВт

5,5

7,0

13,0

28,0

22,0

22,0

Количество электродвигателей, шт.

2

2

2

2

2

2

Вес вибромолота, кН

19

11

46

49

33

42

Таблица 2.10 – Технические характеристики гидромолотов фирмы Junttan (Финляндия)

Технические характеристики гидромолотов фирмы Junttan

Выбор молота для забивки свай длиной до 25 м осуществляется по необходимой энергии удара молота. Ее определяют по формуле

Э = 1,75·а·Р, кЖд,

Где а = 0,25 кДж/кН,

Р – расчетная нагрузка на сваю по проекту, кН.

Например, при Р = 500 кН Э = 1,75·0,025·500 = 21,9 кДж.

Выбранный молот с расчетной энергией удара Эр при весе сваи q должен удовлетворять условию:

170114_f1

где Q – полный вес молота, кН;

К – коэффициент применимости молота (определяется по табл. 2.11).

Таблица 2.11 – Коэффициенты применимости молота

Коэффициенты применимости молота

Примечание: Для стальных свай (труб, шпунтов) значение коэффициента К

увеличивается в 1,5 раза.

Например, для трубчатого дизель-молота УР-1250 с энергией удара Эр = 33 кДж имеем:

(25 + 20)/33 = 1,36 < 6,

следовательно, для забивки свай длиной до 25 м этот молот можно использовать.

Расчетное значение энергии удара для дизель-молотов определяют по формуле

Эр = 0,9·Qуд·Н,

где Н = 2,5 м;

Qуд – вес ударной части молота.

Сваи всех типов погружают в грунт до контрольного отказа, который определяют как погружение сваи от одного удара. При забивке молотом отказ находят по формуле

170114_f2

где п – коэффициент, кН/м2; зависящий от материала сваи (для деревянной п = 1000; железобетонной – 1500; стальной - 5000);

А – площадь, ограниченная наружным контуром сечения сваи, м2;

γ = 1,4 – коэффициент надежности;

Р – несущая способность сваи по грунту, кН (по проекту);

ε2 = 0,2;

q – вес сваи и наголовника, кН;

q1 – вес подбабка, кН;

Q – вес ударной части молота, кН;

Эр – расчетная энергия удара, Дж;

Эр = 0,9·Q·Н.

Например, для забивки трубчатым дизель-молотом УР-1250 железобетонной сваи сечением 35×35 см с несущей способностью 500 кН величина отказа будет равна

170114_f3

Отказы измеряют с точностью до 1 мм. Когда свая не дает расчетного отказа, ей дают «отдохнуть» в грунте, а затем производят контрольную добивку. Если при контрольной добивке превышена величина расчетного отказа, проектная организация должна определить необходимость испытаний свай статической нагрузкой. При необходимости проектировщики корректируют проект свайного фундамента.

Сваи, недопогруженные в грунт более чем на 15% проектной глубины, должны обследоваться для выяснения причин, затрудняющих забивку. В дальнейшем забивать их можно только после согласования с проектной организацией.

Для успешной забивки свай длиной 12 м и более вес ударной части молота не должен быть меньше веса сваи. При забивке свай длиной до 12 м в плотные грунты вес ударной части молота должен составлять не менее полутора веса сваи, а в грунты средней плотности – не менее 1,25 веса сваи.

Схемы забивки свай на суходоле

Рис. 2.19 – Схемы забивки свай на суходоле: а – с поверхности земли с использованием копра; б – со дна котлована; в – с подмостей; г – с помощью крана с навесным оборудованием; 1 – копер; 2 – молот; 3 – свая; 4 – контур котлована; 5 – подкопровый мостик; 6 – кран; 7 – навесное оборудование

Выбор технологии забивки свай зависит от местных условий. Если свайные работы ведутся на местности, не покрытой водой, технологию принимают по одной из схем, изображенных на рис. 2.19.

Крепление подмывных труб к сваям

Рис. 2.20 – Крепление подмывных труб к сваям: 1 – молот; 2 – свая сплошного сечения; 3 – шланг; 4 – подмывная труба; 5 – хомут; 6 – соединительная муфта; 7 – нижний конец подмывши трубы; 9 – вертикальная прорезь в патрубке; 10 – полая железобетонная свая

Для ускорения погружения свай в несвязный грунт применяют подмыв в сочетании с забивкой молотами или вибропогружением. Для этого к острию сваи подводят трубы, в которые под большим давлением подают воду, размывающую грунт вокруг сваи (рис. 2.20). Этим уменьшается трение грунта о сваю, и она сравнительно легко погружается. Погружение продолжают до тех пор, пока не останется 1,0–1,5 м до проектной отметки, после чего подмыв прекращают и сваю добивают молотом.

Используют стальные подмывные трубы диаметром до 37 – 106 мм с насадками на концах. Их можно разместить снаружи сваи (свободно или с креплением хомутами) или внутри, если труба заделана в сваю при изготовлении. Расход воды на сваю – до 1–4м3/мин.

Подмыв вблизи существующих сооружений не допускается, если есть опасность их просадки.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика