Технология забивания свай: методы и особенности

Для установки свайного фундамента используются разные технологии и виды оборудования – вибропоггружатели, копры, специальные установки для забивания свай. При этом стоимость такого фундамента примерно на 35-40% меньше, чем для ленточного или монолитного. Но прочные характеристики не уступают плитному основанию, а сроки службы даже больше – от 80-100 лет.

Технология установки свай может быть различной, она выбирается в зависимости от условий выполнения работ, типа грунта, наличия рядом строений. Например, забивка свай допускается на участках с мягкими грунтами, но при отсутствии рядом расположенных зданий.

Забивные сваи: виды и особенности

Для сооружения фундамент используются три типа забивных свай:

1. Железобетонные. Это опоры с заостренным концом, которые могут иметь квадратное или круглое сечение. Для изготовления опор используется бетонный раствор на основе цемента М300 и больше. Опора представляет собой конструкцию из арматурного усиленного каркаса, для сборки которого используются рифленые или гладкие стальные стержни. Для заливки используется бетонный раствор. Защиту от деформации при забивке обеспечивает специальный оголовок из стали. Такой тип фундамента используется для жилых многоквартирных зданий, объектов промышленности. Конструкция выдерживает большие нагрузки, отличается прочностью, долговечностью и не требует специального обслуживания.
2. Деревянные. Для изготовления таких опор используются твердые породы, например, дуб, белая акация, лиственница. Они устойчивы к негативным внешним воздействиям, агрессивным грунтам. Нижние концы опор защищаются стальными конусами, верхние – обручами из металла. Это предохраняет сваи от появления трещин, которые могут возникнуть во время установки опор в грунт. Длина таких опор из дерева может достигать 10 метров, диаметр – 40 сантиметров. Если такой тип фундамента используется для тяжелого сооружения, в одной точке забивается группа из нескольких свай. Обычно подобный вариант конструкции применяется для брусовых, каркасных домов, при строительстве бревенчатых дач.
3. Металлические. Такие опоры выполнены в виде стальных труб с заостренными наконечниками и оголовками. Сваи этого типа наиболее надежные и прочные, они выдерживают большие нагрузки, являются более долговечными, чем деревянные и бетонные. Опоры этого типа используются для строительства частных домов из кирпича, ячеистого бетона.

Способы установки

Для установки свай в грунт используются различные варианты. Выбор технологии зависит от типа грунта, условий выполнения работ, заданной глубины погружения и этажности здания. К таким технологиям относятся ударный, метод, погружение вдавливанием или при воздействии вибрации, технология бурения.

Ударное погружение

Такая технология погружения позволяет устанавливать фундамент на любом грунте, исключая каменистые и промерзшие почвы. Использовать технологию можно в любое время года, температура и погода значения не имеют, что является большим преимуществом и позволяет сэкономить на работах.

Порядок установки свай ударным методом:

• копр монтируется на нужном участке;
• опора поднимается, после чего проводится центровка по отметке;
• установка наносит удары по опоре, погружая ее до установленной глубины.

Работы продолжаются, пока свая не достигнет расчетной точки. Когда наконечник опоры достигает несжимаемого, плотного слоя грунта, вбивание останавливается, свая приобретает требуемую несущую способность. Технология обладает многими преимуществами, в том числе, высокой скоростью работ, надежностью и прочностью, возможность работать практически со всеми типами грунта.

Лидерное бурение

Технология установки достаточно простая, она заключается в необходимости предварительного бурения скважины в рассчитанных ранее точках. Затем в подготовленные скважины забиваются опоры. Такая технология обладает следующими преимуществами:

• вероятность деформации опоры во время установки снижена;
• вибрационное и шумовое воздействия минимальные;
• срои выполнения работ минимальные.

Технология установки свай при помощи лидерного бурения востребована на вечномерзлых, каменистых, твердых грунтах.

Вдавливание свай

Для вдавливания свай используется специальная установка с большой мощностью. На опоры оказывается точечное давление, превышающее 1000 тонн. Основными этапами работ выступают:

• на участок доставляется техника, материалы для обустройства фундамента;
• опора поднимается краном, ставится в вертикальном положении;
• далее установка захватывает сваю, вдавливает ее в грунт до достижения расчетной глубины.

Такой метод востребован для строительства в условиях плотной окружающей застройки, примерно в одном метре от уже стоящих строений. К преимуществам технологии следует отнести высокую скорость работы, отсутствие вибрации и шума, безопасность для уже существующих строений. Фундаменты, установленные по такому методу, можно сооружать на нестабильных почвах, на участках с неровным рельефом.

Установка при помощи вибрационного метода

Для данной технологии используются низко- или высокочастотные виброколебания. Для погружения опор применяются установки различного типа, при этом на сваю оказывается динамическая нагрузка. Метод применим для строительства на песчаных, водонасыщенных грунтах, супесях.

Порядок монтажа:

• опора ставится в расчетное положение, вертикализируется;
• вибропогружатель включается, начинает установку сваи в грунт на минимальной скорости;
• устойчивость сваи повышается, благодаря вибрационным нагрузкам, для плотных почв рекомендуется комбинированное воздействие с одновременным применением ударной и вибрационной нагрузок.

Оборудование для установки

Для установки свай используется специальное оборудование – копры, бурильные и сваебойные установки, СВУ. К основным типам оборудования относятся:

1. Трубчатые дизель-молоты. Такая техника действует по принципу работы дизельного оборудования, оказывая на молот нагрузку в пределах 1,25-1,8 тонн. Такой молот погружает опоры в любом типе грунта, вес одной сваи может достигать 5 тонн. Установка может работать без перерывов, так как для оборудования используется принудительное охлаждение.
2. Копровые мачты. Установки навесного типа обычно используются одновременно с кранами, при помощи которых свая поднимается над точкой установки. Оборудование обеспечивает высокую точность погружения опоры, позволяет контролировать направление погружения, изменение положения в поперечной или продольной плоскостях.
3. Бурильно-сваебойные установки. Такой тип оборудования используется для предварительного бурения и последующей установки свай. Установка позволяет погрузить сваи на глубину до 16 метров, используется для опор с весом до трех тонн.
4. Сваебойные установки. Отличается высокой функциональностью, благодаря поворотной платформе, может забивать до пяти свай без необходимости изменения местоположения. За одну смену монтирует до 25 свай.
5. Универсальные агрегаты. Используются для участков с трудностью доставки сложного оборудования, при наличии сложного рельефа, больших перепадах высоты. Используется для установки стальных и ЖБ свай с весом до пяти тонн и длиной до двенадцати метров.
6. Копровые установки. Многофункциональное оборудование используется для погружения свай на глубину до 16 метров. Также подобные агрегаты оптимально подходят для фундаментов, свайное поле которых отличается высокой плотностью размещения опор.

Преимущества и недостатки

Основными преимуществами забивных свайных фундаментов выступают:

• строительство возможно практически на любом типе грунта;
• прочностью и устойчивость сохраняется даже на нестабильных, сыпучих почвах;
• работы проводятся в любое время года;
• предварительные работы по копке не требуются;
• скорость монтажа высокая.

К минусам относятся ограничения по использованию ударного метода, который не применяется при высокой плотности застройки. Некоторые типы установок во время работы создают сильные вибрации, что опасно для расположенных рядом строений.