Земляные работы. Погружение железобетонных и металлических свай.
При вибрационном методе погружения сваю погружают при помощи вибрационных машин. Суть метода состоит в том, что при интенсивной вибрации (амплитуда и частота колебаний) преодолевается сопротивление трения на боковой поверхности сваи и лобовое сопротивление, возникающее под острием сваи, что позволяет погрузить сваю на проектную глубину. Амплитуда колебаний и масса вибросистемы должны обеспечить разрушение структуры грунта с необратимыми деформациями. Вибрационный способ применяют в основном для погружения шпунта и свай-оболочек в несвязные водонасыщенные грунты.
Высокочастотные подрессорные вибропогружатели применяются для погружения деревянного шпунта, а также для нетяжелых железобетонных свай и стальных труб; тяжелые низкочастотные вибропогружатели используются для погружения свай-оболочек и т. п. При выборе низкочастотных погружателей (420 колебаний в мин), применяемых при погружении тяжелых железобетонных свай и оболочек диаме' ром
Вибрационный метод погружения свай в плотные маловлажные грунты применим только при устройстве лидирующих скважин. Вибрационное погружение свай-оболочек производится согласно проекту с извлечением или без извлечения грунта из полости сваи. Для удаления грунта используются грейферы, виброгрейферы и эр-лифтовые установки. Вибропогружатели данного вида имеют проходное отверстие, благодаря чему можно чередовать погружение и извлечение грунта без снятия вибратора. При большой глубине погружения и недостаточной погружающей способности вибромеханизма применяется подмыв грунта с подачей воды под большим давлением. При погружении свай-оболочек малого диаметра (до
Последние 0,5-
Гребень шпунта должен быть направлен вперед по ходу погружения. При погружении металлического шпунта большой длины направляющие устраиваются в два и более ярусов. В некоторых случаях применяется виброударный метод погружения свай с помощью вибромолотов. Вибромолоты могут самонастраиваться, т. е. увеличивать силу удара с повышением сопротивления грунта погружению свай.
Погружение в грунт готовых свай осуществляется двумя основными способами: ударами молота по свае или сообщением свае вибрационных колебаний погружателями, укрепленными на головке сваи. Иногда применяется вдавливание сваи в грунт.
В зависимости от конструкций и способа работы различают: механические молоты, приводимые в действие лебедкой и тросом, свободный конец которого соединен с ударной частью молота; паровоздушные молоты, приводимые в действие силой пара или сжатого воздуха, непосредственно воздействующих на ударную часть молота, и молоты внутреннего сгорания (дизель-молоты).
Выбор того или иного механизма для погружения свай зависит от типа свай, их веса, количества, сроков забивки, а также от наличия тех или других средств механизации.
Агрегаты для погружения свай забивкой принято называть копровыми установками, или просто копрами.
при длине сваи более 12 м - не менее веса сваи (или оболочки); при длине сваи до 12 м (при забивке в плотные грунты) - не менее 1,5 веса сваи, а при грунтах средней плотности - не менее 1,25 веса сваи, включая во всех случаях в вес сваи и вес наголовника.
Железобетонные сваи легкого и среднего веса в металлический шпунт забивают паровоздушными молотами двойного действия.
Перед забивкой свай (или шпунтов) производится разбивка их расположения на местности, которая в зависимости от местных условий и сложности сооружения осуществляется точными геодезическими инструментами или простым провешиванием с применением вешек, рулеток, отвеса и обносок. На обноску сооружения выносят оси продольных и поперечных рядов свай и закрепляют их на обноске гвоздями или зарубками. По осям каждого ряда натягивают шнуры или тонкую проволоку, образующие сетку осей свайного фундамента. Опуская отвес в местах пересечения шнуров или проволоки, переносят на местность центры каждой сваи, в которые вбивают колышки с надписью номера сваи.
Процесс забивки сваи состоит из следующих основных операций: перемещения копра или крана к месту забивки сваи; подъема, установки на место и укрепления сваи; погружения сваи в грунт.
Для правильной установки и направления сваи при забивке применяют специальные механизмы, копры различных типов (колесные, гусеничные, на катках).
В зависимости от назначения различают копры: стандартные для забивки вертикальных свай, наклонные для забивки наклонных свай, поворотные для забивки свай, расположенных кустами, и универсальные для забивки свай при различных способах их погружения.
Практикой установлено, что из общих затрат времени на забивку сваи собственно забивка занимает не более 30% времени, а остальное время затрачивается на вспомогательные работы по передвижке и установке копра и сваи. Поэтому на организацию вспомогательных работ должно быть обращено особое внимание с целью максимального сокращения времени на их выполнение. Места предварительного складирования свай должны быть выбраны, возможно, ближе к месту их установки. При выборе типа копров необходимо учитывать, что применение автокранов и кранов на гусеничном или автомобильном ходу ввиду большой их маневренности упрощает процесс передвижки и установки; при забивке шпунтовых рядов копер целесообразно устанавливать на колесную тележку, перемещающуюся по рельсам.
Для забивки свай и шпунта все большее распространение получают стреловые краны грузоподъемностью 10-20 тс и экскаваторы (с ковшом емкостью 0,5-1,25 м3 на гусеничном ходу), снабженные подвесной копровой стрелой, обладающие большой маневренностью и не требующие устройства рельсового пути. Копровую стрелу за верхнюю часть подвешивают к головке стрелы крана-экскаватора так, чтобы конец ее был выше головки на 3-4 м, или же стрелу крана-экскаватора снимают и заменяют копровой стрелой. Сваи длиной 8-10 м забивают при помощи оборудования, подвешенного к экскаваторам Э-505, Э-652, а длиной 9-16 м - посредством оборудования, подвешенного к экскаваторам Э-1003, Э-1004, Э-1262А или к кранам МГ-16 и МКГ-20.
Подвесная копровая стрела к кранам-экскаваторам Э-1003 и Э-1004 показана на рис.43. Она состоит из двух одинаковых секций - нижней и верхней - общей длиной 21 м. Подвесная стрела имеет направляющие из швеллеров для направления движения хвостовика паровоздушного молота одиночного действия или направляющих пазов дизель-молота.
Процесс погружения тела, подвергаемого действию вибрирования, в грунт является весьма сложным механическим явлением. Если к голове сваи, заглубленной в грунт на незначительную глубину, присоединить вибратор направленного действия, возбуждающий продольные сваи, и масса с вибратором будет меньше величины критической нагрузки на сваю, то работа вибратора будет оказывать на грунт и' сваю различные механические воздействия.
На низких частотах возникнут слабые колебания сваи и грунта при полном положении равновесия, слои грунта вокруг сваи будут перемещаться вместе с ней, и свая погружаться не будет. При увеличении же частоты вибратора возникнут взаимные смещения сваи по отношению к грунту, что приведет к проскальзыванию боковых поверхностей сваи по грунту (срыв сваи).
После срыва сваи сопротивление грунта погружению уменьшается и для продолжения этого процесса достаточны незначительные внешние силы — менее потребныд для погружения без вибрирования.
Сваи преодолевают лобовое сопротивление грунта по-разному, в зависимости от его физико-механических свойств. В сухих грунтах (песчаные, плотные, глинистые), а также при наличии твердых прослоек лобовые сопротивления преодолеваются ударами острия сваи, в результате чего свая внедряется, а грунт выпирает в стороны. В водонасыщенных грунтах под влиянием возникающих у острия сваи знакопеременных давлений грунт разжижается, и она погружается под влиянием собственной массы, если давление жид-кообразного грунта меньше массы свай с погружателем.
Зона смещения частиц грунта при вибропогружении в слабовлажных грунтах составляет 2,5—5 радиусов сваи, а в водонасыщенных— 4—5 радиусов.
§ 1. Вибропогружатели
Машины для вибрационного погружения свай, шпунта, труб и оболочек различают по динамическому воздействию на вибропогружатели и вибрационно-ударные-погружатели; по схеме устройства — на вибропогружатели простейшего типа и с подрессориой пригрузкой.
Вибропогружатели характеризуются величиной возмущающей силы, (т; кН), создаваемой работающими дебалансами, статическим моментом дебалансов. Этот момент вычисляют как произведение массы неуравновешенной части дебаланса на расстояние от его центра тяжести до оси вращения (кг-м, к11-м). Вибропогружатели отличаются также амплитудой колебания вибросистемы, зависящей от свойств грунта, фактического момента дебалансов и массы вибросистемы (свая, наголовник и вибропогружатель) .
Вибропогружатели, работающие с частотой 300—500 кол/мин, относят к низкочастотным, а с частотой 700—1500 кол/мин — к высокочастотным.
При весьма простой конструкции вибропогружателей этого типа они имеют ряд существенных недостатков, связанных с тяжелым режимом работы электродвигателя.
Типы сваепогружающих механизмов выбирают с учетом грунтовых условий, конструкции и глубины погружения сваи.Для погружения свай с помощью вибропогружающих механизмов требуется изменять технологию, традиционную для забивных свай. Вибропогружатели простейшего типа при работе передают вибрационные нагрузки не только на сваи, но частично и на базовые механизмы.
Ввиду того, что базовые машины (стреловые гусеничные, плавучие краны, копровые агрегаты) не должны воспринимать вибрационные нагрузки от вибропогружателей, их следует использовать для такелажных операций. По указанным причинам в принятых технологических схемах вибропогружения свай предусмотрены кондукторы для фиксации положения сваи в момент погружения к снятия с кранов вибрационных нагрузок.
Краны, применяемые для вибропогружения свай-оболочек, кроме самого процесса погружения используют и для выемки грунта из полостей труб.
Во время погружения свай-оболочек гравелистые или другие плотные включения могут нарушить процесс погружения сваи. Для предохранения свай-оболочек от повреждений рекомендуется использовать акселерометры (электрические, автоматические прерыватели вибропогружения), а при отсутствии их контролировать на пульте управления расход мощности двигателей вибропогружателя и изменять амплитуду колебания сваи-оболочки.
В тех случаях, когда при повышении потребляемой мощности и амплитуды колебания сваи снижается скорость ее погружения, а жесткость крепления вибропогружателя не нарушается, необходимо прекратить процесс погружения сваи, проверить сохранность оболочки и выбрать грунт из-под ножа, удалив жесткие включения.
После завершения погружения сваи-оболочки в песчаные грунты и супеси следует провибрировать сваю при сниженных моментах дебалансов в течение 7—10 мин, что обеспечит уплотнение грунтового ядра под сваей и вокруг нее.
С увеличением глубины погружения сваи-оболочки повышается сопротивление грунта по ее боковой поверхности, что снижает погружающую способность механизма. В этих условиях необходимо полнее использовать номинальную мощность электродвигателя.
Значительные нагрузки при запуске вибропогружателей вызывают определенные требования к электропитанию механизма. Источник энергоснабжения нужно выбирать такой, чтобы не иметь других потребителей.
При амплитудах колебания вибросистемы порядка 5 мм можно предположить, что свая достигла расчетных нагрузок. Если при этом необходимо увеличить глубину погружения сваи, хотя она и достигла требуемых проектом расчетных нагрузок, необходимо принять меры по подмыву грунта или другие методы, обеспечивающие заглубление сваи до определенной проектом глубины (обмазка, выемка грунта из полости трубы и др.).
Величину амплитуды колебания вибросистемы на стадии разработки проекта определяют расчетом применительно к принятому типу вибропогружателя. В производственных условиях может возникнуть необходимость замены типа вибропогружателя на имеющийся, а потому необходимо сделать перерасчет значения амплитуды.
Фактическую амплитуду проверяют с помощью специальных приборов — вибрографов, а при их отсутствии — с применением нивелиров или теодолитов.
Все эти данные фиксируют по показаниям приборов в конце погружения сваи-оболочки.
Для трубчатых свай диаметром более 2 м основные параметры условий погружения определяют опытным путем с проведением статических испытаний пробных свай.
Наши услуги:
земляные работы | доставка песка | аренда крана | аренда самосвалов | аренда экскаваторов | аренда бульдозеров | аренда манипулятора | перевозка бытовок | аренда спецтехники | аренда автокранов | снос зданий