Сваи оболочки что это такое


Сваи оболочки: погружение, железобетонные, металлические

В отличие от стандартных свай, которые применяются для создания свайных фундаментов, сваи-оболочки представлены в виде полых изнутри стержней, которые имеют довольно внушительный диаметр.

Такие железобетонные изделия активно применяются во время строительства крупных сооружений. Сваи-оболочки практически повсеместно используются при осуществлении закладки многоэтажных жилых домов.

Вибрационное погружение свай-оболочек

Забивка представленных изделий производится в тех случаях, когда планируется возводить строение на грунтах обладающих малой степенью устойчивости.

Сваи-оболочки, благодаря своей большой площади соприкосновения стенок с грунтовыми слоями обеспечивают высокую степень устойчивости.

Особенности железобетонных свай-оболочек

Сваи-оболочки активно применяются в таких местах, где несущая конструкция часто подвергается колебательным процессам. Такие железобетонные изделия применяются в качестве опор для мостов и автострад.

Сваи-оболочки достаточно эффективно оправдывают свое назначение – они сохраняют целостность своей конструкции даже в условиях, характеризующихся повышенной влажностью и в местах с повышенным уровнем геологической опасности.

Железобетонные изделия имеют диаметр от 0,5 до 1,7 м и изготавливаются с применением ненапрягаемого железобетона. Такие изделия применяются при:

  • Устройстве мостов;
  • Фундаментных оснований зданий;
  • Формировании ледовых защит в энергетических сооружениях.

Длина цельного изделия имеет размер в 4–12 метров, длина составных свай может достигать 24 метров. Такие

Изготовление полой сваи с помощью вибросердечника

сваи-оболочки применяются при строительстве фундамента глубокого заложения, который может находиться в осложненных инженерно-геологических условиях.

Бетонная свая состоит из наконечника, который имеет коническую форму и длину, равную 0,85 метрам. Изделие представлено в виде так называемого цилиндрического тела сваи, на конце которого располагается фланец. Конструкции составного типа снабжены стыковочным узлом.

Забивка и погружение изделий может осуществляться без проведения выемки грунта из пространства внутренней полости оболочки.

Погружение и забивка также могут проводиться с подмывом или с выемкой грунтовых отходов. При проведении комплекса работ, связанных с погружением изделий производятся следующие манипуляции, заключенные в:

  • Транспортировке заготовок к подготовленной строительной площадке;
  • Монтаже направляющих устройств;
  • Осуществлении доставки изделий из места складирования к месту, где будет производиться забивка и погружение;
  • Установке свай на поверхность грунта с участием направляющих устройств;
  • Извлечении из внутренних полостей накопившегося в процессе работы грунта.

Забивка и погружение свай реализуются при поддержке двух основных способов, при реализации которых производится укрупнение конструкции.

Изначально проводится сборка двух или более элементов на специальной подготовительной площадке. Второй способ основан на постепенном наращивании дополнительных элементов конструкции при проведении ее поэтапного погружения.

Металлические оболочки свай

В производстве представленных изделий применяется железобетон с высокими показателями характеристик прочности на сжатие, морозоустойчивости и водонепроницаемости в полном соответствии с требованиями ГОСТа 19804.0-78.

Наполнитель для таких свай представлен в виде специального фракционного щебня, который в своем составе имеет гравий и естественный камень.

Размеры его фракций варьируются в пределах 10-12 мм. Также актуально применение природного обогащенного песка.

Армирование производится с применением пространственных каркасов. Продольная арматура представлена в виде горячекатаной арматурной стали, относящейся к классам А-I и А-III.

Для осуществления поперечного армирования применяется проволока классов В-I или Вр-I с рабочим диаметром, равным 5 мм.

Изготовление арматурных каркасов производится с участием навивочно-сварочного станка. К продольным стержням приваривается спираль при достижении каждого третьего пересечения. Сварка также может проводиться на каждом пересечении с периодичностью в два витка на третий.

к оглавлению ↑

Особенности металлических свай-оболочек

Металлические трубчатые сваи имеют нормированный диаметр равный 1,2-2 метрам при длине в 14 метров. По мере необходимости производится их наращивание и соединение посредством сваривания.

Оболочки изготовляются из стальных листов толщиной соответствующей длине

Те изделия, которые имеют открытый нижний торец, по мере погружения постепенно заполняются грунтом. Он уплотняется, и, тем самым значительно увеличивает параметр несущей способности конструкции.

Те изделия, которые оснащены нижним торцом закрытого типа, имеют съемный наконечник, при помощи которого производится забивка в грунт.

При этом, наконечник, выполненный с применением металла, всегда остается в грунте, тогда как свая может быть заполнена бетонной смесью для того, чтобы увеличить несущую способность наконечника.

При извлечении изделия его полость также подвергается заполнению бетонной смесью. Металлические сваи широко применяются в таких отраслях, как:

  • Портовое строительство;
  • Мостовое строительство;
  • Энергетическое строительство;
  • Промышленное строительство;
  • Возведение высотных конструкций (радиомачты, телебашни).

Применяются трубы, изготовленные из стали с диаметром в пределах 25-100 см. Кроме того, активно задействуются сваи, оснащенные специальным наконечником, при помощи которого производится завинчивание в грунт.

к оглавлению ↑

О назначении изделий

Представленные стальные изделия в большинстве случаев находят применение в сложных геологических условиях, когда невозможно произвести заглубление железобетонных свай. Погружение производится в:

Погружение и забивка железобетонных свай

  • Галечно-валунные отложения;
  • Грунты, изобилующие твердыми включениями;
  • Грунты с валунами;
  • Грунты с заиленными предметами.

Кроме того, представленные изделия повсеместно применяются для того, чтобы усиливать фундаменты. Это связанно с тем, что наращивание изделий значительно упрощается при постепенном заглублении в грунт.

После завершения наращивания, длина конструкции может достигать 90 метров. Эти изделия активно применяются в тех грунтах, которые наполнены всевозможными твердыми включениями.

Конструкция, в таких случаях, способна опираться на галечно-валунные отложения и многочисленные скальные породы. Некоторые изделия могут иметь сравнительно небольшую площадь поперечного сечения.

Это позволяет производить их погружение на довольно большую глубину в любые типы грунтов без проведения подмыва.

При опускании в плотные слои грунта металлические сваи устанавливаются на близком друг от друга расстоянии. Это напрямую влияет на сокращение размеров несущей плиты.

Стальные изделия с диаметром, равным 0,8 метрам, при соответствии грунтовым условиям погружаются с установленным металлическим или железобетонным наконечником.

В некоторых модификациях вместо наконечников к концу трубы приваривают металлический диск, который изготовлен из листовой стали и имеет толщину 10-12 мм.

Погружение свай-оболочек в гидротехническом и промышленном строительстве

Далее, в полость помещается увлажненная бетонная смесь. Высота столба при этом равняется размерам двух рабочих диаметров трубы.

После этого, свая устанавливается в проектное положение, при этом задействуется направляющий каркас или стрела копра.

Погружение происходит при помощи подвесного молота, который перемещается в полости трубы. Молот представлен в виде стальной отливки.

Причем ее диаметр на 2-4 см меньше, чем показатель внутреннего диаметра погружаемой трубы. При этом длина в 7-8 раз превышает значение диаметра.

При помощи крана проводится подъем и последующее сбрасывание молота. Высота крана достигает 3 метров. Затем начинается подача бетонной смеси в полость трубы после того, как она достигает проектной отметки.

к оглавлению ↑

Как происходит погружение?

В большинстве случаев свая-оболочка имеет длину, равную 12 метрам. Потому, довольно часто возникают такие случаи, при которых нужно производить наращивание изделия для достижения им нужной длины.

Наращивание осуществляется по мере погружения конструкции на нужную глубину. После того, как первая часть погружается полностью, к ней наращивается вторая часть.

Наиболее востребованный метод, с помощью которого производится соединение, выполняется с применением специальных фланцевых креплений.

Погруженный участок оболочки сваи

На концах трубы закрепляются фланцы, изготовленные из металла. Они снабжены отверстиями, с помощью которых производится болтовое закрепление.

Этот способ демонстрирует высокую степень точности соответствия двух осей. В другом случае наращивание производится до начала выполнения основных работ.

Изначально производится расчет заданной глубины, после чего по нужным размерам происходит изготовление монолитной конструкции.

Друг с другом участки конструкции соединяются при помощи сварного шва. Такая работа проводится на специальных стендах, потому, что требует высокого уровня точности.

Изделия погружаются без предварительной выемки грунта из полости оболочки. Погружение может также производится с параллельной выемкой грунта или же с применением подмыва. Сами работы поп погружению происходят в несколько этапов:

  1. Транспортировка свай-оболочек на строительную площадку.
  2. Проведение монтажа направляющих устройств.
  3. Доставка конструкций к месту погружения.
  4. Установка изделий на грунт с помощью направляющей техники.
  5. Погружение.
  6. Извлечение лишнего грунта.

Устройства, которые выполняют направляющую функцию, предназначаются для того, чтобы производить фиксацию изделия в нужном положении.

Пробная забивка свай

В большинстве случаев задействуются подвесные стрелы кранов. Те конструкции, которые имеют диаметр от 1,2 до 1,6 метров, погружаются без удаления грунта из пространства внутренней полости.

При этом параметр заданной глубины погружения и общей грузоподъемности достигается за счет применения технологии вибропогружения свай.

Такой режим ориентируется на кратковременные, но частые отключения и включения вибропогружателя. В том случае, когда скорость погружения упадет ниже отметки в 5 см/мин, необходимо будет своевременно организовать подмыв и дальнейшее извлечение ненужного грунта из пространства внутренней полости сваи.

Для удаления грунта в большинстве случаев применяется способ эрлифта для грунтов обладающих высокой степенью рассыпчатости и грейфер для связных между собой разновидностей грунта.

Такие способы хорошо зарекомендовали себя в тех случаях, когда диаметр трубы, производящей всасывание равняется 100-200 мм. В том случае, если погружение конструкции производится в глинистые и суглинистые типы грунтов, то применяются грейферы легкого и тяжелого типов.

к оглавлению ↑

Установка железобетонной сваи-оболочки (видео)

pofundamenty.ru

Сваи-оболочки: виды, применение, погружение и наращивание

Сваи-оболочки представляют собой полую конструкцию с внушительным диаметром сечения – в зависимости от вида он может достигать 0,8-2 метра и более. Бывают деревянные, металлические и железобетонные. На конце сваи могут иметь специальное заострение. Материалом, из которого изготовляется конструкция, наиболее часто выступает железобетон.

Подобные сваи получили широкое распространение в строительстве промышленных и гидротехнических объектов, включая фундаменты крупных сооружений, мосты и даже надолбы. Часто применяются на особо слабых и неустойчивых грунтах, поскольку способны обеспечить прочность и устойчивость последующего сооружения из-за большой площади соприкосновения своих стенок с почвой.

Также свая-оболочка часто используются в зонах с повышенной сейсмической активностью. В частности, именно благодаря их прочностным характеристикам в условиях повышенной влажности и колебательных процессов, из них создают опорные конструкции для автострад и мостов.

Достоинства и недостатки

Как и у любых строительных конструкций, у полых свай есть свои достоинства и свои недостатки. Рассмотрим их подробнее.

Плюсы применения

  • Высокое качество и эксплуатационные характеристики, способны выдерживать значительные негативные воздействия, не ставя под опасность целостность здания или иного сооружения.
  • Большая несущая способность устройств.

Минусы установки

  • Для работы с секциями свай, а также для их доставки, понадобятся достаточно мощные подъемные краны и иные транспортные строительные средства.
  • Довольно высокая энергозатратность вибропогружательных устройств.

Виды и особенности применения полых свай

В зависимости от типа полые свайные конструкции могут быть открытыми и закрытыми. Рассмотрим каждый тип подробнее.

Сваи открытого типа

Стандартная конструкция оболочки

Подобные сваи обычно имеют внушительный диаметр (порядка 0,6 – 1,5 метра). В грунт они погружаются открытой частью вниз. Во избежание повреждений и разрушений сваи при столкновении с твердыми включениями среды, на ее нижнем торце монтируется стальной нож с приваренной к нему продольной арматурой. Таким образом, при погружении в среду свайная полость заполняется грунтом полностью или частично, в зависимости от своих свойств.

В случае особо сильных нагрузок на сваи, когда их стенки возможно не справятся с давлением грунта, то попавшую внутрь свайной конструкции почву удаляют и заливает полость бетоном. В жилищном и промышленном строительстве, грунт удаляется не до конца, а только в голове устройства и заливают освободившееся место бетоном.

Закрытые сваи-оболочки

Сваи закрытого типа работают, как и стандартные сплошные конструкции, снабжаясь при этом специальным стальным или железобетонным башмаком. Как правило, закрытые сваи большого диаметра разрушаются при погружении, поэтому их диаметр и не превышает 5-60 сантиметров

Сваи-оболочки различаются также и по материалу и способу изготовления, и бывают деревянными, стальными, железобетонными и винтовыми.

Деревянные сваи

Сваи подобного типа часто используются при сооружении фундаментов временных построек, включая также автомобильные мосты и подмости разных типов на местных дорогах. Для возведения капитальных зданий сваи из дерева используют в двух случаях: в отдаленных от больших транспортных путей лесистых районах и в условиях среды, агрессивной для изделий из стали и бетона.

Материал изготовления

Материалом, как правило, служит сосна, немного реже используют ель, лиственницу, кедр, дуб или пихту. В сборке применяется древесина, срубленная в холодное время года, как обладающая более высокими прочностными характеристиками.

Процесс изготовления

Сваи наращиваются путем применения отрезков стальных труб, специальных боковых накладок или железобетонных обойм. Перед изготовлением свай бревна очищаются от любых наростов, коры или сучьев. Если естественная коничность бревен не будет мешать процессу погружения конструкции в грунт, то ее сохраняют, если нет – бревна цилиндруют. Сваи-оболочки, которые длительное время находятся в условиях переменной влажности, дополнительно защищают от загнивания, используя пропитку креозотом или другими специальными растворами, или полимерное покрытие.

Преимущества и недостатки

Преимуществом применения данных конструкций является их простое изготовление, сравнительно небольшая масса, в значительной степени упрощающая транспортировку и последующее погружение. Недостатками свай из дерева являются ограниченность длины, проблематичность погружения в плотную среды, возможность загнивания или порчи устройства насекомыми.

Стальные сваи

Свайные конструкции из стали используются преимущественно в тяжелых геологических условиях, когда погружение в грунт стандартных железобетонных свай-оболочек невозможно. Примеры подобной среды: плотные отложения гальки, валунов, заиленных предметов. Кроме того, подобные конструкции применяют для укрепления фундаментов крупных сооружений.

Плюсы и минусы использования

Преимущества использования, как и было сказано выше, в основном лежат в удобстве применения стальных свай в труднодоступной для остальных материалов среде.

Основным и очень существенным недостатком является подверженность стали коррозии под воздействием окружающих условий. Для борьбы с возможной коррозией применяются различные специальные покрытия, такие как битум, бетон, эпоксидная и каменноугольная смола, краска. Наносятся они по всей поверхности сваи или только в потенциально опасных местах. Кроме этого, стальные сваи-оболочки требуют специальной техники для транспортировки и установки, ввиду своего большого веса.

Железобетонные сваи

Железобетонные сваи-оболочки по праву считаются самыми распространенными и универсальными: они широко используются как в строительстве капитальных сооружений, так и конструкций разного типа, в том числе и мостов.

Изготовление железобетонных свай

Подобные конструкции собираются из отдельных звеньев, которые соединяются болтами, электросваркой или с применением специальных вкладышей. Затем, на заводе к заготовкам привариваются арматурные стержни, а посередине звена монтируют специальные установочные круги из стали. Готовый каркас впоследствии бетонируется центрифугированием или с использованием вибростола.

Преимущества и недостатки

Преимущества состоят в следующих пунктах:

  1. Неподверженность гниению и повреждению конструкции насекомыми.
  2. Могут быть использованы в любых грунтах: как в пресных, так и соленых
  3. Высокая скорость и легкость монтажа.
  4. Довольно доступная цена.

Недостатки применения железобетонных свай-оболочек в строительстве сооружений:

  1. Проблематичность установки в непосредственной близости к другим зданиям.
  2. Трудность углубления в грунт с большим количеством крупных камней.

Винтовые сваи-оболочки

Подобные конструкции – это особая, специфическая разновидность свай, которые принудительно погружают в грунт способом завинчивания. Винтовые сваи оболочки применяют в условиях сильно сжимаемых грунтов с подстилкой в виде плотной среды без твердых препятствий в виде заиленной древесины или крупных валунов. С применением подобных устройств возводятся эстакады, гидротехнические постройки, мосты, линии электропередач.

Погружение свай в грунт

В процессе утопления свай-оболочек применяются специфические вибрационные устройства. Свайные конструкции погружается в грунт на необходимую глубину из-за создаваемой этой техникой вибрации. Вибрация помогает разрыхлить грунт и погрузить сваю на необходимую глубину. Существует два способа погружения оболочки в грунт:

  • С выемкой грунта. Перед проведением работ по введению сваи в землю необходимо вынуть лишний грунт из земли при помощи специальной бурильной установки.
  • Без выемки грунта. Данный метод не требует проведения никаких дополнительных земляных работ.

Видео небольшой установки для забивания свай

Действия на строительной площадке

Основные этапы работ по заглублению свайных конструкций выглядят так:

  1. Подготовительный этап: очистка участка, его разметка.
  2. Транспортировка свай на место работ. Для перевозки и подвоза стержней используют специальную технику в виде кранов, большегрузных платформ, тягачей, разгрузочных устройств.
  3. Установка техники, с помощью которой будет выполняться погружение свай в почву, монтаж направляющего агрегата.
  4. Посредством вибрации с определенной амплитудой колебаний, производится погружение. Важно: каждая свая должна быть вмонтирована строго на свое место согласно подготовленной разметке.
  5. Сваи-оболочки погружаются на необходимую глубину.

Важный момент: так как заглубление стержней в почву производится посредством вибрации, в обязательном порядке производится документальное согласование работ с соответствующими органами.

Наращивание свайных конструкций

Иногда для достижения требуемой длины сваи, ее необходимо нарастить, так как цельное, стандартное изделие, имеет длину всего около 12 метров. Рассмотрим два метода наращивания:

  1. Наращивание происходит по мере заглубления на определенный отрезок грунта одной из частей. После наращивания одного куска сваи, таким же образом заглубляется и второй. Процесс повторяется до получения желаемого результата. Части изделия соединяются между собой фланцевым способом – на концах соседних конструкций монтируются специальные металлические приспособления – фланцы, имеющие отверстия для соединения болтами.

    Данный вид крепления считается довольно надежным, и, что не маловажно, быстрым. Он обеспечивает идеальную точность соответствия свайных осей.

  2. Второй способ – это наращивание железобетонного изделия до начала углубления. По расчетной требуемой глубине изготавливается монолитная конструкция, части которой соединяются между собой сварным швом. Из-за того, что работа требует особой точности, выполняют ее на специально установленных стендах. Места стыковки сварочных швов в обязательном порядке надежно изолируют путем промазывания их полимерной мастикой или битумом.

Следует отметить, что данный способ менее дорогостоящий и материалозатратный.

Итак, в данной статье мы подробно разобрали, что такое сваи-оболочки, для чего они нужны и где применяются, какие виды бывают, особенности их использования, а также узнали нюансы погружения и наращивания изделий.

fundamentaya.ru

Железобетонные сваи-оболочки

Факторы при выборе фундамента

Для рационального выбора типа фундамента необходимо учесть большое количество факторов. В некоторых случаях, например, при строительстве в сложных инженерно-геологических условиях, наиболее целесообразным является применение свайных фундаментов. Затраты на возведение подземной части зданий и сооружений в таких грунтовых условиях составляет до 20%.

Развитие фундаментостроения направлено по пути разработки новых, экономичных и надежных конструкций фундаментов и методов их устройства, обеспечивающих повышение несущей способности грунтов в основаниях, а также более полного использования несущей способности материала фундаментов.

Способ погружения свай в грунты выбирают с учетом физико-механических свойств грунтов, их среднегодовой температуры, района строительства, времени года, требований к точности погружения свай и т.п.

Глубина погружения свай всех видов ниже толщи деятельного слоя должна быть не менее 4м.

Забивные сваи

Забивные сваи (рис.1) с заостренным нижним концом удается погрузить в пластичные грунты без крупнообломочных включений.

Метод погружения забивных свай в грунты наиболее экономичен. Для этих целей используют машины ударного или виброударного действия на базе трактора Д-804. Сваи погружаются под действием ударов, от влияния которых грунт продавливается и одновременно уменьшается прочность грунта.

 
 
Рис. 1 Опора с забивной сваей

Железобетонные сваи-оболочки

Сваи-оболочки – это полые сваи диаметром 0,8 м и более. Такие сваи погружают в грунт с открытым нижним концом.

Область применения фундаментов на сваях-оболочках:

˗ большие глубины в водоеме;

˗ несвязные и малосвязные грунты основания опоры;

˗ большое количество опор.

Технология сооружения состоит из следующих этапов:

˗ транспортировка секций сваи-оболочки в пределах стройплощадки;

˗ подъем секции и установки ее в направляющие устройства;

˗ соединение секций между собой;

˗ установки и закрепления вибропогружателя на оболочке;

˗ погружение сваи-оболочки;

˗ выборка грунта из внутренней полости оболочки;

˗ установка (подвески) арматурного каркаса в оболочку;

˗ заполнение внутренней полости оболочки бетонной смесью.

˗ сооружение ростверка и надфундаментной части опоры.

Достоинства технологии:

˗ индустриальность;

˗ заводское изготовление;

˗ повышение качества изготовления;

˗ большая несущая способность.

Недостатки:

˗ необходимость в машинах и механизмах высокой мощности;

˗ высокая энергоемкость.

Сваи-оболочки применяют, когда бурение лидерной скважины осложняется наличием грунтовых вод или прослойками талых грунтов. В этом случае разбуривание забоя ведется через полость сваи, которая периодически по мере углубления скважины осаживается забивкой.

Такие сваи хотя и имеют наименьшую массу и при их использовании требуется оборудование меньшей грузоподъемности, однако их необходимо заполнять бетонной смесью, укладка которой в осенне-зимний период в условиях низких температур затруднена и сопряжена с дополнительными затратами материальных и денежных средств.

Буровые сваи

Для возведения буровых свай предварительно необходимо пробурить лидерные скважины. Устройство скважин для свайных фундаментов – одна из самых трудоемких операций, составляющая 70-80% от общих трудозатрат на устройство фундамента объекта.

Разработку скважин в ведут машинами ударно-канатного, вращательного, ударно-вращательного и термомеханического бурения, а так же бурением с помощью трубчатых лидеров (буров), погружаемых сваебойными агрегатами.

Имея в виду, что конструкции свайных фундаментов на таких грунтах состоят из большого количества свай, на каждом объекте следует подбирать механизмы для устройства скважин с учетом особенностей грунтов и обеспечения автономности работы машины и экономичной эксплуатации их.

Машины ударно-канатного бурения применяют редко из-за ограниченной маневренности, сложности перевозки и затруднения при наводке их на точку расположения сваи. Более целесообразно применять в этих условиях машины ударно-вращательного и термомеханического бурения.

При лидерном способе проходки скважин сваи-лидеры погружают сваепогружающими механизмами, а извлекают с помощью тяговой лебедки базовой машины.

Бурозабивным методом сваи погружают в два этапа. Первоначально пробуривают лидерную скважину, диаметр которой принимают на 1-2 см меньше наименьшего размера поперечного сечения сваи. Далее сваю погружают в эту скважину с помощью вибромолота или дизель-молота. В процессе забивки происходит некоторое деформирование грунта и благодаря тепловой энергии от работающего молота - выжимание и перераспределение грунта по периметру сваи.

Этот способ в наименьшей степени нарушает естественное строение грунтов и несколько уплотняет их, что увеличивает несущую способность свай по грунту, также позволяет повысить точность установки свай, обеспечить погружение ее на проектную глубину, исключить поломки свай от попадания под острие камней, валунов и др.

Буроопускной метод применяют, когда погружение свай в лидерных скважинах диаметром, меньшим или равным наименьшему размеру сваи, невозможно. Этот способ применяют в твердых грунтах, в пластичных с большим содержанием твердообломочных включений, а так же при забуривании свай в скальные породы.

Метод погружения сваи в пробуренные скважины включает в себя ряд последовательно выполняемых операций (рис. 2):

- бурение скважины диаметром на 5-20 см большим диаметра столба до необходимой глубины;

- заполнение скважины песчано-глинистым раствором на 1/2-1/3 высоты;

- погружение сваи в этот раствор с частичным выжиманием его из устья скважины;

- извлечение обсадной трубы.

Буронабивной метод

Буронабивные сваи представляют собой скважины, выполненные согласно проектному эскизу, в которые монтируются металлические каркасы, с последующей закачкой в них песчано-цементного раствора. Полость скважины под давлением уплотняется глиняным раствором, исключая обрушение стенок. В зависимости от грунтового содержания, сваи применяются с дополнительным применением обсадных труб или без них. В устойчивых глинистых грунтах бурение скважин производится без устройства труб. В водонасыщенных грунтах, чаще всего, применение обсадных труб является обязательным условием.

Буронабивные сваи изготавливаются и монтируются в определенной последовательности. В грунте, с помощь ударной или бурильной установки, создается полость скважины заданных размеров и глубины. В процессе ямочного бурения применяется глинистый раствор, который, оказывая гидростатическое давление, исключает обвал стенок скважины.

Разбуренная масса грунта под давлением выносится на поверхность с помощью восходящего потока раствора. В готовую скважину опускается каркас, который устанавливается по всей длине сваи или только у верха, в зависимости от индивидуальности внешней нагрузки. Затем скважину бетонируют таким образом, чтобы нижний конец уходил в бетонную смесь не менее чем на метр. Для увеличения несущих способностей, буронабивные сваи применяют и изготавливают с расширяющей пятой в нижней части конструкции.

Стена в грунте

«Стена в грунте» — специальная технология, благодаря которой становится возможным возведение подземных сооружений в тесном соседстве с существующими зданиями и сооружениями. «Стена в грунте» позволяет выполнять ограждения котлованов в условиях плотной застройки и в непосредственной близости от коммуникаций. Зачастую, это единственное решение при возведении подземных объектов. Также она оптимальна при освоении подземного пространства ниже уровня грунтовых вод и для создания противофильтрационных завес в основании гидротехнических сооружений.

Этот тип ограждения изготавливается с извлечением грунта под защитой бентонитового раствора. Затем устанавливается арматурный каркас, и раствор замещается бетоном. Технология позволяет впоследствии использовать «стену в грунте» как несущую конструкцию, а также как конструкцию, исключающую доступ грунтовых вод в заглублённое эксплуатируемое сооружение.

Её применение максимально оправдано при строительстве крупных объектов. Порой «стена в грунте» является единственной подходящей технологией для строительства станции метрополитена или подземной автостоянки. Данный метод кардинально решает проблемы, с которыми сталкивается заказчик в центре города: узкие площадки строительных объектов, ограничение в движении, сохранение целостности строений, минимизация сброса сточных вод, обеспечение экологической безопасности.

Технология изготовления «стены в грунте»:

1. По периметру будущего котлована сооружается монолитная железобетонная направляющая стенка — форшахта. Она обеспечивает проектное направление, необходимую точность сооружения стены и предотвращает обрушение грунта в верхней части траншеи.

2. Разрабатывается траншея под стену. Разработка производится двухчелюстным гидравлическим грейфером. При разработке грунта траншея заполняется бентонитовым раствором, который предотвращает обрушение стенок.

3. Происходит подготовка выкопанной траншеи к бетонированию. Специально подготовленные арматурные каркасы переводятся в вертикальное положение и опускаются в траншею. После монтажа каркасов в траншею опускаются бетонолитные трубы с приёмными воронками.

4. Производится бетонирование стены, при этом вытесняемый бетонной смесью бентонитовый раствор откачивается насосом и подаётся на установку регенерации. Темп бетонирования составляет 20—30 м³/час.

5. Производится разработка грунта котлована и устройство крепления стены. Котлован разрабатывается ярусами.

Основными способами обеспечения несущей способности «стены в грунте» на горизонтальные нагрузки являются установка грунтовых анкеров, устройство распорной системы и сооружение нулевого цикла полузакрытым способом по схеме «сверху-вниз».

Рис. 3 Схема технологии «стена в грунте»

Преимущества:

В сравнении с давно известными способами ограждения строительных котлованов «стена в грунте» обладает рядом данных технических преимуществ:

- Возможность устраивать котлованы там, где обычные способы их крепления неэффективны или невозможны вовсе.

- Достаточно высокая водонепроницаемость.

- Высокая надёжность и возможность работы в сложных геологических условиях.

- Высокие темпы сооружения (до 200 погонных метров готовой стены в месяц на один станок).

- Полное отсутствие динамических колебаний грунта, что позволяет осуществлять строительство в непосредственной близости от существующих зданий и коммуникаций.

- Низкий уровень шума на всех этапах работ.

Развитие свайного фундаментостроения крайне необходимо в нашей стране. Очень часто приходится возводить здания в очень сложных грунтовых условиях, где только свайные фундаменты могут дать необходимую несущую способность.

Многочисленные исследования и опыт эксплуатации показали, что свайные фундаменты являются наиболее индустриальными, конструктивно надежными и экономичными в строительстве. Тем не менее, повышение производительности труда, снижение потребления энергоресурсов и стоимости строительства всегда актуально. Следовательно, необходимо постоянно разрабатывать новые, усовершенствованные конструкции, технологии, методы монтажа, машины и механизмы.

Список литературы

1. СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».

2. СП 24.13330.2011 «Свайные фундаментны».

3. Временные технологические условия на производство и приемку работ по устройству буронабивных свай. - Киев: Будивельник, 1974. - 47 с.

4. ГОСТ 25100-82. Грунты. Классификация. - М.: Гос.ком. по делам стр-ва, 1982. - 9 с.

5. Кириллов В.С. Основания и фундаменты - М.: Транспорт, 1980 г. - 392 с. Учебник для автомобильно-дорожных вузов.— 2-е изд., перераб. и доп.

6. С.Б. Беленький, Л.Г. Дикман, И.И. Косоруков Проектирование и устройство свайных фундаментов: Учеб. П79 пособие для строительных вузов – М.: Высш. шк., 1983. – 328 с.,ил.

7. Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов. - Л.: Стройиздат, 1986;- 567 с.

8. СНиП2.02.03.Свайныефундаменты. - М.: Гос. ком. по делам стр-ва, 1986, - 45 с.

9. СНиП2.02-04-88- Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. - М.: Госстрой СССР, 1990. -52 с.

Дата добавления: 2017-10-04; просмотров: 1268; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Похожие статьи:

poznayka.org

Сооружение фундаментов мостовых опор на сваях-оболочках

Сваи-оболочки – это полые сваи диаметром 0,8 м и более. Такие сваи погружают в грунт с открытым нижним концом.

Рассмотрим более подробно технологию сооружения фундамента мостовых опор с использованием свай-оболочек, она состоит из следующих элементов:

  • изготовление на берегу пространственного распорно-направляющего каркаса и доставка его к будущей опоре на плавсистеме;
  • наводка каркаса на оси опоры и закрепление якорями и маячными сваями;
  • установка на дно водоема сваи-оболочки или ее секции через гнезда в ящике-каркасе;
  • закрепление на верху оболочки переходника-наголовника и вибропогружателя;
  • погружение сваи-оболочки с одновременной выборкой грунта из внутренней полости;
  • опускание в оболочку арматурного каркаса;
  • заполнение внутренней полости оболочки бетонной смесью;
  • сооружение ростверка и надфундаментной части опоры.

Область применения фундаментов на сваях-оболочках:

  • большие глубины в водоеме;
  • несвязные и малосвязные грунты основания опоры;
  • большое количество опор на однотипных сваях-оболочках.

Достоинства технологии:

  • индустриальность;
  • высокое качество железобетонных свай-оболочек заводского изготовления;
  • большая несущая способность свай-оболочек.

Недостатки:

  • для работы с секциями свай-оболочек необходимы мощные краны;
  • для доставки секций нужны мощные транспортные средства;
  • высокая энергоемкость виброметода.

Собранный (изготовленный) на берегу пространственный каркас с помощью плавсредств доставляется к месту установки на реке (рис. 2.31).

Погружение свай-оболочек производится виброметодом с применением мощных вибропогружателей (рис. 2.32).

Каркас может быть обустроен днищем с отверстиями и боковыми стенками из дерева или металла. Его сооружают так, чтобы была возможность демонтажа и повторного использования.

Каркас на ось опоры наводят буксирными и пеленажными катерами, используя пункты геодезической основы и применяя метод засечек.

Рис. 2.31 – Наводка и опускание распорно-направляющего ящика-каркаса: a – доставка каркаса; б – опускание каркаса

Для точного наведения каркаса в плане используют полиспасты и лебедки, расположенные на плашкоуте. На плашкоут также удобно поместить кран для установки секций свай-оболочек, вибропогружателя и средства выборки грунта из оболочек.

После наводки на ось моста и установления центра опоры плашкоут закрепляют маячными сваями по углам каркаса. Ими могут быть как специально забитые металлические или железобетонные сваи, так и угловые сваи-оболочки.

Рис. 2.32 – Погружение свай-оболочек с наращиванием секций и разработкой грунта из внутренних полостей оболочек

Сваи-оболочки можно предварительно укрупнить соединением секций (обычно фланцевыми стыками). В случае необходимости (при большой глубине воды) секциям можно придать плавучесть для их объединения до опускания на дно. Затем на укрупненную сваю-оболочку устанавливают и закрепляют болтами металлический переходник-налоговник. На него, в свою очередь, устанавливают и закрепляют вибропогружатель, который и осуществляет погружение сваи-оболочки (рис. 2.33, а).

По мере погружения оболочку наращивают с постановкой полного количества болтов и обваркой фланцев секций сваи-оболочки по контуру. Фланцевый стык секций покрывают обмазочной гидроизоляцией.

Эффективным средством ускорения погружения оболочки является подмыв. Для этого подмывные трубки (водонапорные иглы) располагают по контуру оболочки (рис. 2.33, б).

Также эффективна опережающая разработка грунта внутри сваи-оболочки грейфером или эрлифтом ниже ножа оболочки.

Рис. 2.33 – Виброметод при погружении свай-оболочек: а – крепление вибропогружателя на свае-оболочке; б – размещение подмывных водонапорных трубок; 1 – вибропогружатель; 2 – переходник-наголовник; 3 – болты крепления; 4 – фланец оболочки; 5 – оболочка

Методы разработки грунта из внутренней полости сваи-оболочки зависят от грунтовых условий. Грунт разрабатывается:

  • одноканатным грейфером (виброгрейфером в связных грунтах);
  • эрлифтом (в несвязных грунтах);
  • гидроэлеватором (в связных грунтах);
  • ударно-канатным или вращательным буровыми методами (в галечниковых грунтах или полутвердых глинах).

Работа эрлифта показана на рис. 2.34.

Заполнение внутренней полости оболочки бетонной смесью выполняется методом ВПТ (рис. 2.35). Смесь должна быть литой и иметь осадку конуса (ОК) не менее 16–20 см. Основное требование – конец бетонной трубы должен быть всегда заглублен в бетон.

Величина заглубления конца бетонолитной трубы (h) в бетон должна быть не менее

где Н – глубина погружения сваи-оболочки.

Интенсивность бетонирования J должна быть высокой, не менее J ≥ 2 м3/(час·м2). При этом должно выполняться условие

J ≥ h/2К, м/ч,

где К – показатель сохранения подвижности бетонной смеси, час, – время, за которое ОК уменьшается до 15 см (К ≈ 0,6 ч).

Рис. 2.35 – Бетонирование внутренней полости сваи-оболочки методом ВПТ: a – опускание бетонолитной трубы; б – заполнение трубы бетонной смесью

Порядок работ:

  1. Опускание бетонолитной трубы в оболочку.
  2. Промывка забоя напорной струей воды.
  3. Подача бетонной смеси в бункер бетонолитной трубы (предварительно в устье бункера устраивают пробку, например, из ветоши, которую закрепляют в верхней части бункера проволокой).
  4. Быстрый сброс бетонной смеси в трубу, для чего обрубают проволоку. Заполнение трубы новой порцией бетонной смеси.
  5. Наддергивание и быстрое осаживание трубы. Главное – не допустить прорыва воды в бетонолитную трубу снизу.

Вибропогружение свай-оболочек

Железобетонные полые сваи диаметром до 0,8 м (погружаемые обычно с закрытым концом) и сваи-оболочки (погружаемые с открытым концом) диаметром до 2,0 м, изготовляют методом центрифугирования на заводах МЖБК. Сваи-оболочки можно изготовлять в вертикальных цилиндрических виброформах. На стройплощадке секции пустотелых свай обычно соединяют сваркой обечаек с постановкой накладок, а свай-оболочек – болтами на фланцах. Металлические части стыков секций перед погружением бетонируют или, как отмечалось в предыдущей лекции, защищают от коррозии специальными составами (например, полимерными или битумными). Внутренние полости погруженных в грунт тонкостенных свай-оболочек обычно армируют (подвешивают арматурные каркасы цилиндрической формы) и заполняют бетонной смесью. Толстостенные сваи-оболочки с двухрядным армированием не заполняют бетоном, даже если используют на водотоках с умеренным ледоходом. Часто они имеют только бетонную пробку в нижней части сваи-оболочки.

Как отмечалось ранее, погружение свай-оболочек производят вибропогружателем, жестко соединенным со сваей через переходник-наголовник. Болтовое соединение оболочки с наголовником прочно, но неудобно: приходится выполнять трудоемкие работы по установке и снятию вибропогружателя. Целесообразно использовать безболтовые зажимные гидравлические наголовники, позволяющие сократить трудозатраты в 8–10 раз. Кроме вибропогружателя соответствующей мощности, для погружения свай-оболочек необходимы направляющие каркасы и оборудование для извлечения грунта из внутренней полости. Для несвязных грунтов используют грейферы, эрлифты и гидроэлеваторы, для связных плотных грунтов – виброгрейферы, которые подвешивают на стрелу крана.

В отечественной практике хорошо зарекомендовали себя низкочастотные вибропогружатели ВП-170 и ВПМ-170, обеспечивающие погружение железобетонных свай-оболочек диаметром 1,6 м на глубину 60–70 м. Для погружения в грунт оболочек диаметром 3,0 м используют спаренный вибропогружатель из двух ВП-170, закрепленных на едином наголовнике.

Используют также вибропогружатель ВУ-1,6 с проходным отверстием в центральной части, который можно не снимать во время работ по извлечению грунта из внутренней полости оболочки.

Погружение свай-оболочек рекомендуется вести по поточной технологии, обеспечивающей минимум простоев оборудования. Для этого в работе одновременно должны находиться 3–4 оболочки. Каждая из них участвует в определенной операции:

  • установке в направляющий каркас;
  • наращивании очередной секции;
  • креплении вибропогружателя;
  • погружении;
  • извлечении грунта из внутренней полости.

Тип вибропогружателя выбирают, исходя из необходимой вынуждающей силы. Для низкочастотных вибропогружателей значение необходимой вынуждающей силы Рв определяется по формуле

Рв = 1,4Ф – 3Q/κ,

где Ф – расчетная несущая способность сваи по проекту, кН;

Q – вес вибросистемы (включая вибропогружатель, сваю и наголовник), кН;

κ – коэффициент снижения бокового сопротивления грунта во время вибропогружения, принимаемый по табл. 2.12.

Таблица 2.12 – Значение коэффициента κ

В любом случае должны выполняться условия: Рв > 1,3Q при погружении свай-оболочек с извлечением грунта и Рв > 2,5Q при погружении свай сплошного сечения и полых свай без извлечения грунта.

Технические характеристики некоторых отечественных вибропогружателей для погружения свай и свай-оболочек приведены в табл. 2.13.

Для ориентировочного выбора типа вибропогружателя можно использовать данные, приведенные в табл. 2.14.

Выбор источника питания вибропогружателя надо производить с учетом перегрузки его электродвигателей на 30–35%.

Таблица 2.13 – Технические характеристики отечественных вибропогружателей

МШ-2М – вибропогружатель для погружения и извлечения шпунта.

Таблица 2.14 – Данные для выбора вибропогружателя

Недостатками вибропогружателей с электромеханическим приводом является высокая потребляемая мощность и частый выход из строя электродвигателей из-за воздействия вибрации и сгорания обмоток.

За рубежом используют свайные гидровибропогружатели (табл. 2.15).

Таблица 2.15 – Технические характеристики гидровибропогружателей зарубежного производства

Технология погружения сваи-оболочки обычно слагается из следующих процессов:

  • транспортировки секций сваи-оболочки в пределах стройплощадки;
  • подъема секции и установки ее в направляющие устройства;
  • соединения секций между собой;
  • установки и закрепления вибропогружателя на оболочке;
  • погружения сваи-оболочки;
  • выборки грунта из внутренней полости оболочки;
  • установки (подвески) арматурного каркаса в оболочку;
  • заполнения внутренней полости оболочки бетонной смесью.

Способы погружения сваи-оболочки определяются грунтовыми условиями и глубиной погружения, их можно принимать в соответствии с табл. 2.16.

После выборки грунта из внутренней полости сваи-оболочки при необходимости в нее опускают арматурный каркас (рис. 2.36).

Подводная укладка бетонной смеси в оболочку производится через бетонолитную трубу длиной до 50 м. Она состоит из секций по 6–10 м с водонепроницаемыми прокладками между ними и фланцевыми стыками на болтах.

Таблица 2.16 – Способы погружения свай-оболочек

Грунты

Глубина погружения, м

Рекомендуемые способы погружения сваи-оболочки

Водонасыщенные

Несвязные рыхлые

Текуче- и мягкопластичные связные

до 5

5-10

свыше 10

Под действием силы тяжести

То же, с опережающей выборкой грунта из оболочки

Вибропогружение

Плотные и средней плотности несвязные

Тугопластичные и полутвердые глинистые

до 5

5 и более

Под действием силы тяжести с опережающей выборкой грунта из оболочки

Вибропогружение с выборкой грунта из оболочки

Все грунты со скальными прослойками и валунами более 30 см

независимо от глубины

Опускание в лидерную скважину, вибропогружение с удалением препятствий бурением

Если необходимо обеспечить высокий класс бетона заполнения, в оболочки следует укладывать не литую, а жесткую бетонную смесь. Чтобы она растекалась во внутренней полости, в нижней части бетонолитной трубы закрепляют 1–2 вибратора (рис. 2.37) мощностью по 1–1,5 кВт. При этом необходимо не допустить прорыва воды внутрь бетонолитной трубы.

Рис. 2.37 – Крепление вибраторов к низу бетонолитной трубы: 1 – фланец; 2 – нижняя секция трубы; 3 – центратор трубы; 4 – кабель; 5 – муфта; 6 – трубка; 7 – крепление вибратора; 8 – вибратор; 9 – бандаж; 10 – прокладка

vse-lekcii.ru

Применение железобетонных свай оболочек

Сваи оболочки железобетонные, называемые иногда полыми сваями, в настоящее время широко применяются в гидротехническом и (промышленном строительстве. Широкому распространению железобетонных свай-оболочек способствовало быстрое внедрение в строительство вибропогружателей, которым в основном и погружаются в грунт сваи-оболочки.

По сравнению с обычными сваями круглые полые сваи оболочки имеет ряд преимуществ:

  • Полая свая может воспринять значительно большую нагрузку при том же объеме бетона.
  • При одинаковом весе и длине на полые сваи расходуется меньше металла.
  • При одинаковом весе и длине полые сваи оказываются более прочными при транспортировке и подъеме их краном или копром.

Полые сваи применяются закрытыми и открытыми снизу. Закрытые снизу сваи снабжаются железобетонным или стальным башмаком и работают в грунте как обычные сплошные сваи. Диаметр полых свай, закрытых снизу, обычно не превышает 50—60 см, так как при большем диаметре стенки сваи метут разрушиться при погружении.

Полые сваи большого диаметра (0,6 — 1,5 м) погружаются открытыми снизу. Для того чтобы свая не разрушилась при встрече с препятствием или при погружении в плотный грунт, на нижнем торце стенок ставится стальной кольцевой нож, к которому приваривается продольная арматура. При погружении такой сваи грунт в зависимости от своих качеств заполняет полость сваи полностью или частично.

При очень больших нагрузках, когда стенки сваи по своей прочности недостаточны для передачи нагрузки, грунт, проникающий внутрь сваи, удаляют, а освободившуюся полость заполняют бетонной смесью. Сваи такого типа употребляются преимущественно при постройке мостов.

В жилищном, промышленном и гидротехническом строительстве, где нагрузки на сваю обычно значительно меньше, чем при строительстве мостов, грунт из внутренней полости не удаляют и сваю заполняют бетоном только в ее голове для соединения с вышележащей конструкцией (обычно на 1—2 м верха сваи).

Особенности изготовления полых железобетонных свай

Полые сваи оболочки железобетонные изготовляются из отдельных звеньев, соединяемых электросваркой, на болтах или специальными вкладышами. На рис. 1 показана конструкция звена полых свай диаметром 78 см, Закладные кольца, выполняемые на заводе металлоконструкций, должны иметь размеры, в точности соответствующие допускам, указанным на чертежах, так как иначе стыки не будут подходить один к другому, что чрезвычайно затруднит соединение звеньев между собой.

На полигоне или на заводе к готовым закладным кольцам привариваются стержни продольной арматуры, причем необходимо обращать особое внимание на то, чтобы закладные кольца устанавливались под прямым углом к продольной оси сваи. Для соблюдения этого требования, а также для того, чтобы точно выдерживать длину каркаса, кольца устанавливаются на кондукторе из стальной балки с приваренными по концам строго вертикально конструкциями из уголков с подкосами.

Для того чтобы стержни арматуры после приварки их концов к кольцам не провисали внутрь каркаса, посредине звена устанавливаются монтажные круги из арматурной стали, к которым привариваются стержни продольной арматуры (рис. 1 ).

Концы арматуры следует приваривать в разбежку, чтобы кольца не деформировались от влияния температуры. Это требование необходимо соблюдать и при сварке звеньев. После приварки концов продольной арматуры навивается спиральная арматура, которая привязывается к продольной. Готовый каркас должен перемещаться весьма осторожно с помощью трубы, вводимой внутрь него, так как при зацеплении крюками за венцы арматура прогибается, а стыковые кольца принимают к продольной оси наклонное положение.

Звенья свай бетонируются различными способами, из которых чаще всего применяется центрифугирование и бетонирование в горизонтальном положении на вибростоле.

При центрифугировании в нижнюю половину стальной формы укладывают арматурный каркас, который закрывают сверху второй полуформой. Обе полуформы соединяются струбцинами. Форма с каркасом укладывается на ролики станка и приводится во вращение с большой скоростью. В торцовые отверстия формы специальными ковшами загружается бетонная смесь, которая под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам формы и образует стенки сваи. После бетонирования изделие с формой пропаривается.

При бетонировании по второму способу стальную форму с вложенным в нее арматурным каркасом укладывают на вибростол, заводят внутрь формы стальную трубу-вкладыш и при начавшейся вибрации с помощью передвижного бетоноукладчика загружают бетонную смесь в форму через отверстия в верхней полуформе. Вибрирование продолжается в течение 20 мин., после чего изделие заглаживается площадочным вибратором, вкладыш извлекается и форму с изделием подают в пропарочную камеру.

Этот способ получил за последнее время большое распространение благодаря своей простоте и малой стоимости оборудоания. В настоящее время сваи оболочки железобетонные изготовляются большого диаметра, сборными, напряженно-армированными высокопрочной проволокой периодического профиля, диаметром 5 мм. Наружный диаметр таких свай 75, 100, 120 и 160 см, длина секции 4, 5, 6, 7 и 8 м, толщина стенок 6—12 о Длина свай от 8 до 25 м.

www.masterovoi.ru

Сваи оболочки металлические

В отличие от стандартных свай, которые применяются для создания свайных фундаментов, сваи-оболочки представлены в виде полых изнутри стержней, которые имеют довольно внушительный диаметр.

Такие железобетонные изделия активно применяются во время строительства крупных сооружений. Сваи-оболочки практически повсеместно используются при осуществлении закладки многоэтажных жилых домов.

Вибрационное погружение свай-оболочек

Забивка представленных изделий производится в тех случаях, когда планируется возводить строение на грунтах обладающих малой степенью устойчивости.

Сваи-оболочки, благодаря своей большой площади соприкосновения стенок с грунтовыми слоями обеспечивают высокую степень устойчивости.

Особенности железобетонных свай-оболочек

Сваи-оболочки активно применяются в таких местах, где несущая конструкция часто подвергается колебательным процессам. Такие железобетонные изделия применяются в качестве опор для мостов и автострад.

Сваи-оболочки достаточно эффективно оправдывают свое назначение – они сохраняют целостность своей конструкции даже в условиях, характеризующихся повышенной влажностью и в местах с повышенным уровнем геологической опасности.

Железобетонные изделия имеют диаметр от 0,5 до 1,7 м и изготавливаются с применением ненапрягаемого железобетона. Такие изделия применяются при:

  • Устройстве мостов;
  • Фундаментных оснований зданий;
  • Формировании ледовых защит в энергетических сооружениях.

Длина цельного изделия имеет размер в 4–12 метров, длина составных свай может достигать 24 метров. Такие

Изготовление полой сваи с помощью вибросердечника

сваи-оболочки применяются при строительстве фундамента глубокого заложения, который может находиться в осложненных инженерно-геологических условиях.

Бетонная свая состоит из наконечника, который имеет коническую форму и длину, равную 0,85 метрам. Изделие представлено в виде так называемого цилиндрического тела сваи, на конце которого располагается фланец. Конструкции составного типа снабжены стыковочным узлом.

Забивка и погружение изделий может осуществляться без проведения выемки грунта из пространства внутренней полости оболочки.

Погружение и забивка также могут проводиться с подмывом или с выемкой грунтовых отходов. При проведении комплекса работ, связанных с погружением изделий производятся следующие манипуляции, заключенные в:

  • Транспортировке заготовок к подготовленной строительной площадке;
  • Монтаже направляющих устройств;
  • Осуществлении доставки изделий из места складирования к месту, где будет производиться забивка и погружение;
  • Установке свай на поверхность грунта с участием направляющих устройств;
  • Извлечении из внутренних полостей накопившегося в процессе работы грунта.

Забивка и погружение свай реализуются при поддержке двух основных способов, при реализации которых производится укрупнение конструкции.

Изначально проводится сборка двух или более элементов на специальной подготовительной площадке. Второй способ основан на постепенном наращивании дополнительных элементов конструкции при проведении ее поэтапного погружения.

Металлические оболочки свай

В производстве представленных изделий применяется железобетон с высокими показателями характеристик прочности на сжатие, морозоустойчивости и водонепроницаемости в полном соответствии с требованиями ГОСТа 19804.0-78.

Наполнитель для таких свай представлен в виде специального фракционного щебня, который в своем составе имеет гравий и естественный камень.

Размеры его фракций варьируются в пределах 10-12 мм. Также актуально применение природного обогащенного песка.

Армирование производится с применением пространственных каркасов. Продольная арматура представлена в виде горячекатаной арматурной стали, относящейся к классам А-I и А-III.

Для осуществления поперечного армирования применяется проволока классов В-I или Вр-I с рабочим диаметром, равным 5 мм.

Изготовление арматурных каркасов производится с участием навивочно-сварочного станка. К продольным стержням приваривается спираль при достижении каждого третьего пересечения. Сварка также может проводиться на каждом пересечении с периодичностью в два витка на третий.

к оглавлению ↑

Особенности металлических свай-оболочек

Металлические трубчатые сваи имеют нормированный диаметр равный 1,2-2 метрам при длине в 14 метров. По мере необходимости производится их наращивание и соединение посредством сваривания.

Оболочки изготовляются из стальных листов толщиной соответствующей длине

Те изделия, которые имеют открытый нижний торец, по мере погружения постепенно заполняются грунтом. Он уплотняется, и, тем самым значительно увеличивает параметр несущей способности конструкции.

Те изделия, которые оснащены нижним торцом закрытого типа, имеют съемный наконечник, при помощи которого производится забивка в грунт.

При извлечении изделия его полость также подвергается заполнению бетонной смесью. Металлические сваи широко применяются в таких отраслях, как:

  • Портовое строительство;
  • Мостовое строительство;
  • Энергетическое строительство;
  • Промышленное строительство;
  • Возведение высотных конструкций (радиомачты, телебашни).

Применяются трубы, изготовленные из стали с диаметром в пределах 25-100 см. Кроме того, активно задействуются сваи, оснащенные специальным наконечником, при помощи которого производится завинчивание в грунт.

к оглавлению ↑

О назначении изделий

Представленные стальные изделия в большинстве случаев находят применение в сложных геологических условиях, когда невозможно произвести заглубление железобетонных свай. Погружение производится в:

Погружение и забивка железобетонных свай

  • Галечно-валунные отложения;
  • Грунты, изобилующие твердыми включениями;
  • Грунты с валунами;
  • Грунты с заиленными предметами.

Кроме того, представленные изделия повсеместно применяются для того, чтобы усиливать фундаменты. Это связанно с тем, что наращивание изделий значительно упрощается при постепенном заглублении в грунт.

После завершения наращивания, длина конструкции может достигать 90 метров. Эти изделия активно применяются в тех грунтах, которые наполнены всевозможными твердыми включениями.

Конструкция, в таких случаях, способна опираться на галечно-валунные отложения и многочисленные скальные породы. Некоторые изделия могут иметь сравнительно небольшую площадь поперечного сечения.

Это позволяет производить их погружение на довольно большую глубину в любые типы грунтов без проведения подмыва.

При опускании в плотные слои грунта металлические сваи устанавливаются на близком друг от друга расстоянии. Это напрямую влияет на сокращение размеров несущей плиты.

Стальные изделия с диаметром, равным 0,8 метрам, при соответствии грунтовым условиям погружаются с установленным металлическим или железобетонным наконечником.

В некоторых модификациях вместо наконечников к концу трубы приваривают металлический диск, который изготовлен из листовой стали и имеет толщину 10-12 мм.

Погружение свай-оболочек в гидротехническом и промышленном строительстве

Далее, в полость помещается увлажненная бетонная смесь. Высота столба при этом равняется размерам двух рабочих диаметров трубы.

После этого, свая устанавливается в проектное положение, при этом задействуется направляющий каркас или стрела копра.

Погружение происходит при помощи подвесного молота, который перемещается в полости трубы. Молот представлен в виде стальной отливки.

Причем ее диаметр на 2-4 см меньше, чем показатель внутреннего диаметра погружаемой трубы. При этом длина в 7-8 раз превышает значение диаметра.

При помощи крана проводится подъем и последующее сбрасывание молота. Высота крана достигает 3 метров. Затем начинается подача бетонной смеси в полость трубы после того, как она достигает проектной отметки.

к оглавлению ↑

Как происходит погружение?

В большинстве случаев свая-оболочка имеет длину, равную 12 метрам. Потому, довольно часто возникают такие случаи, при которых нужно производить наращивание изделия для достижения им нужной длины.

Наращивание осуществляется по мере погружения конструкции на нужную глубину. После того, как первая часть погружается полностью, к ней наращивается вторая часть.

Наиболее востребованный метод, с помощью которого производится соединение, выполняется с применением специальных фланцевых креплений.

Погруженный участок оболочки сваи

На концах трубы закрепляются фланцы, изготовленные из металла. Они снабжены отверстиями, с помощью которых производится болтовое закрепление.

Этот способ демонстрирует высокую степень точности соответствия двух осей. В другом случае наращивание производится до начала выполнения основных работ.

Изначально производится расчет заданной глубины, после чего по нужным размерам происходит изготовление монолитной конструкции.

Друг с другом участки конструкции соединяются при помощи сварного шва. Такая работа проводится на специальных стендах, потому, что требует высокого уровня точности.

Изделия погружаются без предварительной выемки грунта из полости оболочки. Погружение может также производится с параллельной выемкой грунта или же с применением подмыва. Сами работы поп погружению происходят в несколько этапов:

  1. Транспортировка свай-оболочек на строительную площадку.
  2. Проведение монтажа направляющих устройств.
  3. Доставка конструкций к месту погружения.
  4. Установка изделий на грунт с помощью направляющей техники.
  5. Погружение.
  6. Извлечение лишнего грунта.

Устройства, которые выполняют направляющую функцию, предназначаются для того, чтобы производить фиксацию изделия в нужном положении.

Пробная забивка свай

В большинстве случаев задействуются подвесные стрелы кранов. Те конструкции, которые имеют диаметр от 1,2 до 1,6 метров, погружаются без удаления грунта из пространства внутренней полости.

При этом параметр заданной глубины погружения и общей грузоподъемности достигается за счет применения технологии вибропогружения свай.

Такой режим ориентируется на кратковременные, но частые отключения и включения вибропогружателя. В том случае, когда скорость погружения упадет ниже отметки в 5 см/мин, необходимо будет своевременно организовать подмыв и дальнейшее извлечение ненужного грунта из пространства внутренней полости сваи.

Для удаления грунта в большинстве случаев применяется способ эрлифта для грунтов обладающих высокой степенью рассыпчатости и грейфер для связных между собой разновидностей грунта.

Такие способы хорошо зарекомендовали себя в тех случаях, когда диаметр трубы, производящей всасывание равняется 100-200 мм. В том случае, если погружение конструкции производится в глинистые и суглинистые типы грунтов, то применяются грейферы легкого и тяжелого типов.

Читайте также  Бурокасательные сваи технология

к оглавлению ↑

Установка железобетонной сваи-оболочки (видео)

Источник: http://PoFundamenty.ru/svai/pogruzhenie-obolochek.html

Применение железобетонных свай оболочек

Сваи оболочки железобетонные, называемые иногда полыми сваями, в настоящее время широко применяются в гидротехническом и (промышленном строительстве. Широкому распространению железобетонных свай-оболочек способствовало быстрое внедрение в строительство вибропогружателей, которым в основном и погружаются в грунт сваи-оболочки.

По сравнению с обычными сваями круглые полые сваи оболочки имеет ряд преимуществ:

  • Полая свая может воспринять значительно большую нагрузку при том же объеме бетона.
  • При одинаковом весе и длине на полые сваи расходуется меньше металла.
  • При одинаковом весе и длине полые сваи оказываются более прочными при транспортировке и подъеме их краном или копром.

Полые сваи применяются закрытыми и открытыми снизу. Закрытые снизу сваи снабжаются железобетонным или стальным башмаком и работают в грунте как обычные сплошные сваи.

Диаметр полых свай, закрытых снизу, обычно не превышает 50—60 см, так как при большем диаметре стенки сваи метут разрушиться при погружении.

Полые сваи большого диаметра (0,6 — 1,5 м) погружаются открытыми снизу. Для того чтобы свая не разрушилась при встрече с препятствием или при погружении в плотный грунт, на нижнем торце стенок ставится стальной кольцевой нож, к которому приваривается продольная арматура. При погружении такой сваи грунт в зависимости от своих качеств заполняет полость сваи полностью или частично.

При очень больших нагрузках, когда стенки сваи по своей прочности недостаточны для передачи нагрузки, грунт, проникающий внутрь сваи, удаляют, а освободившуюся полость заполняют бетонной смесью. Сваи такого типа употребляются преимущественно при постройке мостов.

В жилищном, промышленном и гидротехническом строительстве, где нагрузки на сваю обычно значительно меньше, чем при строительстве мостов, грунт из внутренней полости не удаляют и сваю заполняют бетоном только в ее голове для соединения с вышележащей конструкцией (обычно на 1—2 м верха сваи).

Особенности изготовления полых железобетонных свай

Полые сваи оболочки железобетонные изготовляются из отдельных звеньев, соединяемых электросваркой, на болтах или специальными вкладышами. На рис.

1 показана конструкция звена полых свай диаметром 78 см,Закладные кольца, выполняемые на заводе металлоконструкций, должны иметь размеры, в точности соответствующие допускам, указанным на чертежах, так как иначе стыки не будут подходить один к другому, что чрезвычайно затруднит соединение звеньев между собой.

На полигоне или на заводе к готовым закладным кольцам привариваются стержни продольной арматуры, причем необходимо обращать особое внимание на то, чтобы закладные кольца устанавливались под прямым углом к продольной оси сваи.

Для соблюдения этого требования, а также для того, чтобы точно выдерживать длину каркаса, кольца устанавливаются на кондукторе из стальной балки с приваренными по концам строго вертикально конструкциями из уголков с подкосами.

Концы арматуры следует приваривать в разбежку, чтобы кольца не деформировались от влияния температуры. Это требование необходимо соблюдать и при сварке звеньев.

После приварки концов продольной арматуры навивается спиральная арматура, которая привязывается к продольной.

Готовый каркас должен перемещаться весьма осторожно с помощью трубы, вводимой внутрь него, так как при зацеплении крюками за венцы арматура прогибается, а стыковые кольца принимают к продольной оси наклонное положение.

Звенья свай бетонируются различными способами, из которых чаще всего применяется центрифугирование и бетонирование в горизонтальном положении на вибростоле.

При центрифугировании в нижнюю половину стальной формы укладывают арматурный каркас, который закрывают сверху второй полуформой. Обе полуформы соединяются струбцинами.

Форма с каркасом укладывается на ролики станка и приводится во вращение с большой скоростью.

В торцовые отверстия формы специальными ковшами загружается бетонная смесь, которая под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам формы и образует стенки сваи. После бетонирования изделие с формой пропаривается.

При бетонировании по второму способу стальную форму с вложенным в нее арматурным каркасом укладывают на вибростол, заводят внутрь формы стальную трубу-вкладыш и при начавшейся вибрации с помощью передвижного бетоноукладчика загружают бетонную смесь в форму через отверстия в верхней полуформе. Вибрирование продолжается в течение 20 мин., после чего изделие заглаживается площадочным вибратором, вкладыш извлекается и форму с изделием подают в пропарочную камеру.

Этот способ получил за последнее время большое распространение благодаря своей простоте и малой стоимости оборудоания.

В настоящее время сваи оболочки железобетонные изготовляются большого диаметра, сборными, напряженно-армированными высокопрочной проволокой периодического профиля, диаметром 5 мм.

Наружный диаметр таких свай 75, 100, 120 и 160 см, длина секции 4, 5, 6, 7 и 8 м, толщина стенок 6—12 о Длина свай от 8 до 25 м.

Источник: https://www.masterovoi.ru/zhelezobetonnye-svai-obolochki

Сваи-оболочки: виды, применение, погружение и наращивание

Сваи-оболочки представляют собой полую конструкцию с внушительным диаметром сечения – в зависимости от вида он может достигать 0,8-2 метра и более. Бывают деревянные, металлические и железобетонные. На конце сваи могут иметь специальное заострение. Материалом, из которого изготовляется конструкция, наиболее часто выступает железобетон.

Подобные сваи получили широкое распространение в строительстве промышленных и гидротехнических объектов, включая фундаменты крупных сооружений, мосты и даже надолбы. Часто применяются на особо слабых и неустойчивых грунтах, поскольку способны обеспечить прочность и устойчивость последующего сооружения из-за большой площади соприкосновения своих стенок с почвой.

Также свая-оболочка часто используются в зонах с повышенной сейсмической активностью. В частности, именно благодаря их прочностным характеристикам в условиях повышенной влажности и колебательных процессов, из них создают опорные конструкции для автострад и мостов.

Достоинства и недостатки

Как и у любых строительных конструкций, у полых свай есть свои достоинства и свои недостатки. Рассмотрим их подробнее.

Плюсы применения

  • Высокое качество и эксплуатационные характеристики, способны выдерживать значительные негативные воздействия, не ставя под опасность целостность здания или иного сооружения.
  • Большая несущая способность устройств.

Минусы установки

  • Для работы с секциями свай, а также для их доставки, понадобятся достаточно мощные подъемные краны и иные транспортные строительные средства.
  • Довольно высокая энергозатратность вибропогружательных устройств.

Виды и особенности применения полых свай

В зависимости от типа полые свайные конструкции могут быть открытыми и закрытыми. Рассмотрим каждый тип подробнее.

Сваи открытого типа

Стандартная конструкция оболочки

Подобные сваи обычно имеют внушительный диаметр (порядка 0,6 – 1,5 метра). В грунт они погружаются открытой частью вниз.

Во избежание повреждений и разрушений сваи при столкновении с твердыми включениями среды, на ее нижнем торце монтируется стальной нож с приваренной к нему продольной арматурой.

Таким образом, при погружении в среду свайная полость заполняется грунтом полностью или частично, в зависимости от своих свойств.

В случае особо сильных нагрузок на сваи, когда их стенки возможно не справятся с давлением грунта, то попавшую внутрь свайной конструкции почву удаляют и заливает полость бетоном. В жилищном и промышленном строительстве, грунт удаляется не до конца, а только в голове устройства и заливают освободившееся место бетоном.

Закрытые сваи-оболочки

Сваи закрытого типа работают, как и стандартные сплошные конструкции, снабжаясь при этом специальным стальным или железобетонным башмаком. Как правило, закрытые сваи большого диаметра разрушаются при погружении, поэтому их диаметр и не превышает 5-60 сантиметров

Сваи-оболочки различаются также и по материалу и способу изготовления, и бывают деревянными, стальными, железобетонными и винтовыми.

Деревянные сваи

Сваи подобного типа часто используются при сооружении фундаментов временных построек, включая также автомобильные мосты и подмости разных типов на местных дорогах. Для возведения капитальных зданий сваи из дерева используют в двух случаях: в отдаленных от больших транспортных путей лесистых районах и в условиях среды, агрессивной для изделий из стали и бетона.

Материал изготовления

Материалом, как правило, служит сосна, немного реже используют ель, лиственницу, кедр, дуб или пихту. В сборке применяется древесина, срубленная в холодное время года, как обладающая более высокими прочностными характеристиками.

Процесс изготовления

Сваи наращиваются путем применения отрезков стальных труб, специальных боковых накладок или железобетонных обойм. Перед изготовлением свай бревна очищаются от любых наростов, коры или сучьев.

Если естественная коничность бревен не будет мешать процессу погружения конструкции в грунт, то ее сохраняют, если нет – бревна цилиндруют.

Сваи-оболочки, которые длительное время находятся в условиях переменной влажности, дополнительно защищают от загнивания, используя пропитку креозотом или другими специальными растворами, или полимерное покрытие.

Преимущества и недостатки

Преимуществом применения данных конструкций является их простое изготовление, сравнительно небольшая масса, в значительной степени упрощающая транспортировку и последующее погружение. Недостатками свай из дерева являются ограниченность длины, проблематичность погружения в плотную среды, возможность загнивания или порчи устройства насекомыми.

Стальные сваи

Свайные конструкции из стали используются преимущественно в тяжелых геологических условиях, когда погружение в грунт стандартных железобетонных свай-оболочек невозможно. Примеры подобной среды: плотные отложения гальки, валунов, заиленных предметов. Кроме того, подобные конструкции применяют для укрепления фундаментов крупных сооружений.

Плюсы и минусы использования

Преимущества использования, как и было сказано выше, в основном лежат в удобстве применения стальных свай в труднодоступной для остальных материалов среде.

Основным и очень существенным недостатком является подверженность стали коррозии под воздействием окружающих условий.

Для борьбы с возможной коррозией применяются различные специальные покрытия, такие как битум, бетон, эпоксидная и каменноугольная смола, краска. Наносятся они по всей поверхности сваи или только в потенциально опасных местах.

Кроме этого, стальные сваи-оболочки требуют специальной техники для транспортировки и установки, ввиду своего большого веса.

Железобетонные сваи

Железобетонные сваи-оболочки по праву считаются самыми распространенными и универсальными: они широко используются как в строительстве капитальных сооружений, так и конструкций разного типа, в том числе и мостов.

Изготовление железобетонных свай

Подобные конструкции собираются из отдельных звеньев, которые соединяются болтами, электросваркой или с применением специальных вкладышей. Затем, на заводе к заготовкам привариваются арматурные стержни, а посередине звена монтируют специальные установочные круги из стали. Готовый каркас впоследствии бетонируется центрифугированием или с использованием вибростола.

Читайте также  Шаг винтовых свай под каркасный дом

Винтовые сваи-оболочки

Подобные конструкции – это особая, специфическая разновидность свай, которые принудительно погружают в грунт способом завинчивания.

Винтовые сваи оболочки применяют в условиях сильно сжимаемых грунтов с подстилкой в виде плотной среды без твердых препятствий в виде заиленной древесины или крупных валунов.

С применением подобных устройств возводятся эстакады, гидротехнические постройки, мосты, линии электропередач.

Погружение свай в грунт

В процессе утопления свай-оболочек применяются специфические вибрационные устройства. Свайные конструкции погружается в грунт на необходимую глубину из-за создаваемой этой техникой вибрации. Вибрация помогает разрыхлить грунт и погрузить сваю на необходимую глубину. Существует два способа погружения оболочки в грунт:

  • С выемкой грунта. Перед проведением работ по введению сваи в землю необходимо вынуть лишний грунт из земли при помощи специальной бурильной установки.
  • Без выемки грунта. Данный метод не требует проведения никаких дополнительных земляных работ.

небольшой установки для забивания свай

Действия на строительной площадке

Основные этапы работ по заглублению свайных конструкций выглядят так:

  1. Подготовительный этап: очистка участка, его разметка.
  2. Транспортировка свай на место работ. Для перевозки и подвоза стержней используют специальную технику в виде кранов, большегрузных платформ, тягачей, разгрузочных устройств.
  3. Установка техники, с помощью которой будет выполняться погружение свай в почву, монтаж направляющего агрегата.
  4. Посредством вибрации с определенной амплитудой колебаний, производится погружение. Важно: каждая свая должна быть вмонтирована строго на свое место согласно подготовленной разметке.
  5. Сваи-оболочки погружаются на необходимую глубину.

Важный момент: так как заглубление стержней в почву производится посредством вибрации, в обязательном порядке производится документальное согласование работ с соответствующими органами.

Наращивание свайных конструкций

Иногда для достижения требуемой длины сваи, ее необходимо нарастить, так как цельное, стандартное изделие, имеет длину всего около 12 метров. Рассмотрим два метода наращивания:

  1. Наращивание происходит по мере заглубления на определенный отрезок грунта одной из частей. После наращивания одного куска сваи, таким же образом заглубляется и второй. Процесс повторяется до получения желаемого результата. Части изделия соединяются между собой фланцевым способом – на концах соседних конструкций монтируются специальные металлические приспособления – фланцы, имеющие отверстия для соединения болтами.

    Данный вид крепления считается довольно надежным, и, что не маловажно, быстрым. Он обеспечивает идеальную точность соответствия свайных осей.

  2. Второй способ – это наращивание железобетонного изделия до начала углубления. По расчетной требуемой глубине изготавливается монолитная конструкция, части которой соединяются между собой сварным швом. Из-за того, что работа требует особой точности, выполняют ее на специально установленных стендах. Места стыковки сварочных швов в обязательном порядке надежно изолируют путем промазывания их полимерной мастикой или битумом.

Следует отметить, что данный способ менее дорогостоящий и материалозатратный.

Итак, в данной статье мы подробно разобрали, что такое сваи-оболочки, для чего они нужны и где применяются, какие виды бывают, особенности их использования, а также узнали нюансы погружения и наращивания изделий.

Источник: http://FundamentAya.ru/svai/vidi/svaya_obolochka.html

Сваи оболочки

Сваи-оболочки диаметром 0,6 м и 1,6 м из ненапрягаемого железобетона применяются для устройства мостов, фундаментов оснований зданий, ледовых защит энергетических сооружений, надолб. Для цельной сваи имеют длину 4 — 12 метров, а кроме того, до 24 метров — для составных свай-оболочек.

Технология использования Технология изготовления Технические характеристики  Регламентные документы

Наши клиенты по данной продукции

betfundament.com


Смотрите также