Максимально допустимые отклонения свай при забивке
Фундаменты из ЖБ свай сегодня все более активно используются в капитальном строительстве сооружений любого назначения. Причина тому проста – при своей невысокой стоимости сваи обладают высокими эксплуатационными характеристиками и долговечностью, позволяющей эксплуатировать фундаменты из них в течение 90 лет и более. Но достижение таких показателей возможно лишь в случае строгого соблюдения условий монтажа.
Последние имеют ряд важных нюансов. Так, любой проект предусматривает допустимые отклонения свай в различных плоскостях. Именно по этой причине монтаж свайного фундамента должен сопровождаться постоянным контролем показателей. Даже в случае, когда свая точно выставлена в начале работ, характеристики грунтов (наличие плотных/рыхлых участков, выходов скальных пород) могут серьезно повлиять на правильность ее погружения в дальнейшем.
Допустимые показатели отклонений
Еще раз подчеркнем, что отклонения сверх указанных ниже значений недопустимы, т.
к. в этом случае гарантировать достижение необходимых характеристик самого фундамента невозможно. При забивке круглых, прямоугольных и квадратных свай при их диаметре до 0,5 м включительно, допустимо наличие максимально допустимых рядные отклонений:
- По оси – до 0,3d.
- В поперечной плоскости – до 0,2d.
В том случае D – диаметр непосредственно сваи. При использовании материала прямоугольной формы под D понимается ширина (в сантиметрах) меньшей стороны. В этом случае величина допустимых показателей составляет:
- Одиночные сваи – не более 50 мм.
- Колонны – не более 30 мм.
При расположении свай рядами (как это обычно и бывает), т.е. в случае «куста» или же ленты, предел допустимых отклонений:
- В случае свай на с краю допустимо осевое смещение до 0.3d, на пересечениях – до 0,2d.
- У прочих свай осевое смещение – до 0.3d, на пересечениях – до 0,3d.
При использовании пустотелых свай и труб диаметром до 0,5–0,8 м включительно, а также материала с диаметром до 0,5 м включительно, допускаются следующие отклонения:
- При ленточном расположении допустимое осевое смещение – до 0,15 м, на пересечениях – до 0,10 м.
- При кустовом расположении допустимое осевое смещение и смещение на пересечениях рядов – до 0,15 м.
- При использовании пустотелых свай величина допустимых отклонений при любом расположении – до 80 мм.
Кроме того, предусматривает допустимые отклонения свай в плане СП, используемый для конкретного проекта.
Допустимое количество свай, смонтированных с отклонениями
Практически во всех случаях монтажа фундамента некоторое количество свай будет забито с отклонениями. Это рядовая ситуация, но общее их количество не должно превышать:
- Ленточное размещение допускает установку с отклонениями в пределах допустимых значений не более 25% свай.
- В случае использования колонн общее число «некондиции» – не более 5%.
Как правило, при монтаже с отклонениями, чья величина не превышает вышеприведенных, их удается нивелировать при монтаже обвязки.
Забивка свай: технология погружения забивных железобетонных свай
Применение технологии забивных свай позволяет проектировать надежные фундаменты при слабой почве.
Ж/б сваи, заглубленные ниже уровня промерзания, принимают на себя нагрузки от веса постройки и равномерно распределяют ее на плотный пласт почвы, расположенный на существенной глубине. Для строительства забивных свайных фундаментов применяются опоры стандартных типоразмеров, изготовленные в соответствии с ГОСТ 19804.4-78. Строительные работы выполняются согласно СП 24.13330.2011 и СНиП 2.02.03-85.
Схема забивки свай
Расположение опорных столбов определяется в ходе проектирования будущей постройки с учетом целого ряда факторов. Главные из них — это результаты геологического исследования почвы, особенности климата, плотность застройки, расположение подземных коммуникаций, наличие подъездных путей для спецтехники.
Как правило, в гражданском и промышленном строительстве применяются следующие схемы забивания свайных столбов:
- Куст. Кустовой способ установки свай используется как основание для углов, а также в качестве основания для возведения колонн, пилонов.
- Лента. Свайно-ленточные фундаменты с линейным расположением опорных элементов по периметру постройки используются для возведения легких сооружений.
- Свайное поле. В этом случае опорные столбы устанавливаются как отдельностоящие элементы на углах постройки, а также равномерно распределяются по всей площади фундамента.
Сама забивка опорных элементов и движение спецтехники по стройплощадке может осуществляться по одной из трех схем:
а) Рядовая схема. Это наиболее простая схема установки опорных столбов, которая подходит для строительства на песчаных и гравелистых почвах, на участках с несвязными грунтами. В других случаях монтаж колонн по этой схеме может вызвать усадку почвы.
б) Секционная схема. Такой способ установки ж/б свай применяется для возведения зданий и сооружений на участках с плотной стабильной почвой.
в и г) Спиральная схема представлена в двух вариантах. В первом случае монтаж выполняют из середины свайного поля, во втором — от края.
Первая схема забивки рекомендована для участков с плотной почвой, вторая — с нормальной. К плюсам данной технологии можно отнести равномерное перераспределение нагрузки на грунт, что впоследствии позволяет исключить ее подвижки.
Наличие технологической карты (схемы забивки) дает возможность максимально эффективно организовать работу спецтехники и бригады строителей. Такой подход позволяет выполнить все операции быстро и четко, минимизировать затрачиваемое время и средства.
Способы забивки
Процесс забивки свай предполагает вертикальное погружение опорных столбов на проектную глубину. Для монтажа свайных элементов применяется несколько способов монтажа — ударное погружение, вдавливание, вибровдавливание, способ лидерного бурения.
Способ монтажа подбирается для каждого проекта с учетом:
- Характеристик грунта. Для выбора технологии погружения опор определяющим фактором является состав и плотность почвы. Эти же параметры влияют на скорость погружения свайных опор.
- Планировки участка. Некоторые из этих способов забивания опорных столбов не могут применяться в условиях плотной городской постройки, при наличии сложного рельефа, а также прохождения подземных коммуникаций в непосредственной близости от участка застройки.
- Типа свай. Забивные, вдавливаемые и другие виды ж/б опор отличаются длиной, размером поперечного сечения, стойкостью оголовка.
Типы забивных свай
Для устройства свайных фундаментов используются опорные элементы, отлитые из бетона, усиленные пространственным армокаркасом. Как правило, железобетонные изделия изготавливаются с квадратным сечением размером от 150х150 мм до 400х400 мм. Цельные опоры производятся длиной от 3 до 7 м, длина составных колонн может достигать 28 м.
Технология ударной забивки свай
Забивка свай — это самый распространенный способ установки свайных фундаментов. Технология забивки опорных колонн считается самой продуктивной. Погружение опор с помощью спецтехники позволяет за одну рабочую смену установить до 40 элементов.
Забивка опор выполняется с помощью:
- дизельного, механического, паровоздушного или гидравлического молота;
- копера для забивки железобетонных столбов.
Эффективность этого метода обеспечивается за счет действия энергии двух видов — ударной, которая передается на столб от веса молота, и взрывной, образующейся при сгорании топливной смеси.
Ударный способ имеет некоторые ограничения по применению в условиях плотной застройки. Дело в том, что динамическая нагрузка, которая прикладывается к оголовку свайной опоры, вызывает сильную почвенную вибрацию.Такие нагрузки оказывают негативное воздействие на здания и сооружения, которые располагаются рядом со стройплощадкой.
Последовательность установки свайных опор:
- Подготовка. С участка убирают и вывозят строительный мусор, подготавливают подъездные пути.
- Разметка участка. Стройплощадку размечают в соответствии с утвержденной схемой, отмечают периметр фундамента и точки установки каждой опоры, по отметкам делают неглубокие лунки.
- Доставка материалов. На объект доставляют и складируют ж/б столбы, оголовки, материалы для монтажа обвязочного пояса.
- Подготовка к забиванию. Выполняется строповка опоры за монтажные петли. Сваебойная установка поднимает столб вертикально и направляет его в подготовленную лунку.
- Забивание опор. Проверяют вертикальность опоры, выполняют ее погружение в грунт серией ударов молота на проектную глубину.
Глубина погружения свай определяется по результатам расчетов и отражается в проектной документации. Однако, как показывает практика, опора может остановиться, не достигнув заданной глубины или напротив, уйти ниже проектной отметки. Тот случай, когда элемент фундамента останавливается выше уровня, указанного в проекте, называется «отказом грунта». Чтобы убедиться, что опора достигла «отказа», выполняют ряд контрольных ударов при ударной технологии или увеличивают время давления прессом на оголовок при применении вдавливающей технологии.
Важный момент! Чтобы исключить «ложный отказ», когда опора перестает погружаться из-за перегрева, выполняется дозабивание столбов после четырехдневного перерыва.
Технология с вдавливанием
Вдавливающая технология основана на воздействии на опорные столбы статической нагрузки. Отсутствие шума и почвенной вибрации позволяет без ограничений использовать этот способ на всех видах грунта при любой плотности застройки.
Погружение опоры осуществляется за счет длительного воздействия вертикальной нагрузки. Сила давления увеличивается до того момента, пока свая не достигнет заданной глубины.
Технология вибровдавливания
Этот способ соединяет в себе особенности двух предыдущих технологий. После установки опоры в вертикальное положение, к ее верхней части прикладывается вибронагрузка низкой амплитуды. Такое воздействие позволяет снизить плотность грунта, благодаря чему опора постепенно погружается в почву.
Применение данной технологии обеспечивает устойчивость свайного фундамента на участке с несвязной почвой.
Технология лидерного бурения
Погружение свай по технологии лидерного бурения заключается в предварительном бурении скважин. Диаметр скважины должен быть не больше 70% от диаметра самой опоры, а глубина — на 1 м меньше глубины погружения. Опору заглубляют в подготовленную скважину способом забивки или вдавливания. В процессе погружения свая раздвигает стенки скважины, создавая вокруг себя плотную оболочку. Этот способ отличается:
- отсутствием шума и вибраций — при вдавливании опор;
- скоростью монтажа — при использовании сваебойной установки.
Заключение
Технологии ударного и безударного погружения свайных опор позволяет возводить здания и сооружения на участках со сложным рельефом и проблемным грунтом. При условии точных расчетов и безошибочного монтажа, фундаменты на сваях способны выдерживать значительные вертикальные нагрузки, а также нагрузки, возникающие в результате сезонных подвижек почвы.
Самая большая в мире сваебойная баржа с системой Beidou доставлена в Восточный Китай
КИТАЙ / ОБЩЕСТВО
Самая большая в мире сваебойная баржа с системой Beidou доставлена в Восточный Китай 22:03
Сваебойная баржа Yihang Jinzhuang Фото: Чжао Ханьцин/Global Times
Крупнейшая в мире 140-метровая сваебойная баржа Yihang Jinzhuang, спроектированная и построенная внутри страны , оснащенный спутниковой навигационной системой Beidou, был доставлен в прошлую пятницу в Наньтун, провинция Цзянсу, Восточный Китай.
Судно может повысить эффективность морских строительных проектов, таких как морские мосты, глубоководные причалы и морские ветряные электростанции в суровых морских условиях.
Плавающий сваебой с самой высокой в мире сваебойной рамой, наибольшей грузоподъемностью, наибольшей длиной забивки сваи и самой сильной устойчивостью к ветру и волнам, оснащен интеллектуальными и цифровыми технологиями, включая систему Beidou.
Он был профинансирован, исследован и разработан компанией China Communications Construction Co First Harbour Engineering Company и изготовлен компанией Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co. односвайных фундаментов для ветроэнергетики, и он будет играть ключевую роль в строительстве крупных портов, мостов через море, морских ветровых электростанций и искусственных островов.
Чен Сянмяо, помощник научного сотрудника Национального института исследований Южно-Китайского моря, заявил в воскресенье Global Times, что баржа может расширить возможности Китая в морских операциях и служить резервом мощностей для освоения Южно-Китайского моря.
«Однако еще предстоит пройти долгий путь для его применения в Южно-Китайском море, где глубина воды может достигать 1000 метров», — сказал Чен, отметив, что забивка свай является первым этапом строительных работ в глубоководные районы.
Модель Yihang Jinzhuang весом 14 644 брутто-тонны имеет свайную раму высотой 142 метра, что примерно равно высоте 50-этажного здания.
С максимальной рабочей длиной сваи 118 метров плюс глубина воды он может работать в гораздо более глубоких открытых морях.
Гао Сяодун, руководитель группы надзора за строительством баржи, сказал, что забивка свай — это первый шаг в строительстве сооружения в море.
Для обеспечения устойчивости глубина свай, вбитых в морское дно, должна в два раза превышать глубину морской воды. Например, сваю в морской воде глубиной 40 метров необходимо забить на дно моря на 80 метров по глубине, поэтому общая длина сваи составляет не менее 120 метров.
Чжан Нин, инженер строительной компании, сказал, что когда высота свайного каркаса превышает 100 метров, очень сложно обеспечить прочность и устойчивость конструкции. Компании удалось сделать его максимально прочным и максимально легким за счет оптимизации конструкции и выбора подходящих сталей.
Забивая сваи весом 700 тонн и диаметром шесть метров, сваебойное судно может сократить количество забиваемых свай и повысить эффективность строительства.
Обладая ветровой устойчивостью к свежим ветрам и сопротивлением волнам 1,8 метра, он может работать в плохих морских условиях.
Сваебойная баржа также оснащена разработанной в Китае системой Beidou, которая будет использоваться для навигации во время рейсов, точного позиционирования во время операций и отправки сообщений при отсутствии сигнала 4G.
По словам Кан Юйсина, капитана корабля, связь между системой Beidou и электрической вспомогательной силовой установкой также обеспечивает функцию, аналогичную автономному вождению в автомобиле.
В пределах определенного диапазона корабль может автоматически корректировать свое положение, задавая координаты, что повышает эффективность и экономит топливо.
Кан считает, что сваебойная баржа также поможет поддержать строительные работы за границей, особенно развитие инфраструктуры в рамках инициативы «Один пояс, один путь» в зарубежных странах и регионах.
Гидравлический вибрационный сваебойный молот YZ-180B Вибромолот
Вибромолот создает огромную вибрационную силу через эксцентриковые блоки.
Эксцентриковые блоки вращаются с высокой скоростью благодаря гидроагрегату.
А высокочастотная вибрация порождает центробежную силу.
Эта центробежная сила может «разжижать» почву вокруг сваи, так что свая может упасть в почву под весом молота или давлением экскаватора.
Подробное описание Характеристики продукта- ЭФФЕКТИВНОСТЬ Благодаря принципу конструкции гидравлического вибромолота эксцентриковые блоки молота вибрируют с высокой скоростью, создавая большую силу. Затем вибромолотом можно добиться забивания или извлечения свай. Это эффективнее и быстрее, чем экскаваторный молот или электрический вибромолот. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ Гидравлический вибромолот YONGAN использует специальную конструкцию и производство для основных компонентов и обеспечивает дополнительную производительность забивки и извлечения на основе средних мировых показателей свай. ЛЕГКИЙ Поскольку усилие вибромолота исходит от блока питания, корпус гидравлического вибромолота очень легкий.
Например, YZ-180B использует встроенный двигатель, а его ширина составляет всего 530 мм, а вес всего 5900 кг. Он может легко работать в узком пространстве, а максимальная центробежная сила составляет 2340 кН. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ По сравнению с дизельными и автоматическими молотами, гидравлические вибромолоты YONGAN экологичны и не беспокоят жителей. Усилие вибромолота передается непосредственно на сваи. Благодаря звуконепроницаемой конструкции силовой агрегат YONGAN может поглощать 75% шума двигателя и использовать двигатели CAT, Cummins, volvo в соответствии с национальными стандартами выбросов. СТАБИЛИЗАЦИЯ Система охлаждения большой мощности обеспечивает эффективную и стабильную работу гидравлического вибромолота. Даже если он проработает долго, серьезного перегрева не будет. Кроме того, редуктор использует конструкцию системы принудительной смазки, которая может не только полностью смазывать компоненты, но и отводить тепло, выделяемое компонентами на высокой скорости.
֎ Эксцентриковый момент
Эксцентриковый момент является мерой дисбаланса. В качестве определяющего фактора для амплитуды это ключевой параметр для операций вождения.
֎ Скорость (частота) n
Скорость определяет частоту вибрации системы. Вибрации
переносится через сваю в окружающий грунт, значительно уменьшая поверхность
трения между сваей и грунтом. Высокие частоты противодействуют нежелательному распространению
вибрации в почве.
֎ Центробежная сила
Центробежная сила должна быть достаточно высокой, чтобы преодолеть поверхностное трение между сваей и грунтом. Центробежная сила играет важную роль в снижении поверхностного трения и создает силу удара для преодоления сопротивления наконечника.
֎ Общая амплитуда S
Вместе с центробежной силой амплитуда является мерой эффективности вождения. Большой «ход» и высокая «сила удара» обеспечивают хорошие ходовые качества. Во время вождения и выемке в связных грунтах упругая связь между сваей и грунтом возможна только прерываться, если амплитуда достаточно высока.
֎ Ускорение a
Передача ускорения сваи на окружающий грунт вызывает смещение структуры зерна и снижает трение зерна и сопротивление почвы. Ускорение выражается как отношение ускорения вибратора к силе тяжести:
֎ Эксцентриковый момент M
֎ Центробежная сила
֎ Полная амплитуда S
֎ Ускорение a
֎ Объяснение
М: Эксцентриковый момент.