Выбор методов производства свайных работ.

Свайные фундаменты устраиваются под колонны промышленного здания и стены гражданского здания из погружаемых и набивных свай. Сваи для таких фундаментов погружают с помощью копров и копрового оборудования. В требуемой точке поднимают и устанавливают сваи перед погружением. Для погружения свай применяют копровые установки на передвижных тележ­ках на рельсовом ходу, а также самоходные копровые /свайные/ установки на гусеничном, автомобильном и пневматическом ходу. Методы производства свайных работ и оборудования выбирают с учетом вида свай (длина, масса, вид) , инженерно- геологичес­ких и гидрогеологических условий строительной площадки, объемов работ и их сосредоточенности, производственной базы строитель­ных организаций.

Призматические цельные железобетонные сваи сечением 40 ´ 40 см с длиной до 12 м (составные сваи длиной до 25м) погружаются в основном ударным способом. Ударный способ пригоден для погружения железобетонных свай в любых грунтах.

Вибропогружение эффективно при наличии рыхлых песчаных и супесчаных водонасыщенных грунтов; вибровдавливание рекоменду­ется при погружении в мягкопластичные, текучепластичные и теку­чие суглинки и глины; применение вдавливания статической нагрузкой ограничивается глинистыми грунтами текучей консистенции.

При ударном способе погружения свай основным решением является выбор молота для забивки свай.

Механические и подвесные молоты в форме тяжелой (массой до 3т) чугунной болванки, подвешиваемой к копру применяют при забивке тяжелых свай массой 3...10 т в любые нескальные грунты. Применяют такие молоты при небольшом объеме работ, т.к. они малопроизводительны.

Паровоздушные молоты различают простого и двойного дей­ствия. В молотах простого действия энергию привода (пар, сжа­тый воздух) используют только для подъема ударной части, а падение её происходит под действием собственной массы, В молотах двойного действия энергию привода используют и для ускорения движения ударной части вниз, чем увеличивается, со­ответственно, сила удара. Применяют такие молоты для забивки свай массой до 6 т, а также шпунта в нескальные грунты любой плотности. Молоты двойного действия эффективны при забивке элементов с малым лобовым сопротивлением (стальной шпунт, желе­зобетонные трубчатые сваи с открытым концом, металлические труби).

Дизельные молоты наиболее широко распространены. Их главные достоинства - полная автономность работы, простота и надёжность и довольно высокая производительность. Выпускаются штанговые и трубчатые дизель-молоты. Штанговые дизель-молоты имеют воздушное охлаждение и способны работать в течение часа без перерыва при температуре окружающего воздуха до -25^о С. После часа работы необходим перерыв на 20...30 мин. Дизель-молоты с подвижными штангами значительно легче, меньше по габа­риту и мощности и рациональны для забивки легких деревянных свай и массой до 300 кг.

Трубчатые дизель-молоты более экономичны и производительны, чем штанговые, благодаря чему получили наибольшее распро­странение в строительстве. Они имеют более высокую (в 2...3 раза) энергию удара при одинаковой массе молота, надежна и проста их конструкция.

Молоты вибрационного действия применяют при забивке металлического шпунта, стальных труб, сортового металла и легких железобетонных и деревянных свай в слабые грунты. Выбор молота при забивке свай производят исходя из предусмотренных проектом несущей способности свай, её массы и плотности грунта. Согласно СНиП З.02.01.-87 "Земляные сооружения, основания и фундаменты", приложение № 5 выбор типа мо­лота для забивки свай и шпунта производится по энергии удара молота.

Необходимую минимальную энергию удара молота следует определить по формуле Eh = 0.045N /1/.

Где N – расчётная нагрузка, предаваемая на сваю. кН.

Принятый тип молота с расчётной энергией удара Ed кДж, должен удовлетворить условию: (m1 + m2 + m3) Ed≤K.

Где К – коэффициент применимости молота, значения которого приведены в табл. 3.

 

m1 – масса молота, т.

m2 – масса сваи с наголовником, т.

m3 – масса подбабка, т.

Таблица 3

 

Тип молота	Коэффициент К, т/кДж. при материале свай
Железобетон	Сталь	Дерево
- трубчатые дизель-молоты и молоты двойного действия	0,6	0,55	0,5
- молоты одиночного действия и штанговые дизель-молоты	0,5	0,4	0,35
- подвесные молоты	0,3	0,25	0,2

 

Примечание. При погружении свай любого типа с подмывом, а также свай из стальных труб с открытым концом указанные значения коэффициентов увеличиваются в 1,5 раза.

Ориентировочно масса ударной части молота при длине сваи более 12 м- не менее 1,5 и 1,25 массы сваи , если забивка ведется соответственно в плотных и связанных грунтах. Нормативные требования по выбору ударной части механических молотов при забивке свай могут быть представлены в виде:

 

0.1q ≤ Q ≤ q/2 /3/

0.5p ≤ Q ≤ 1.5p /4/

Где - Q- масса молота, т;

- q - масса сваи, т;

- р – несущая способность сваи, кН.

Условия применения различных способов погружения сваи в зависимости от грунтовых условий:

Таблица 4

 

Способ погружения свай	Вид грунтов	Отношение массы погружателя и сваи
Ударный	Нескальный	трубчатый дизель-молот 0,6…0,9 штанговый дизель-молот 1,25…1,5 паровозный молот 0,9…1,25 механический молот 0,9…1,2
Вибрационный	Слабые Водонасыщенные Песчаные и связные	1,3…1,5
Вибровдавливание	Слабые, пылеватые, песчаные и связные грунты текучей и текучепластичной консистенции; глинистые и суглинистые	Вибровдавливающий агрегат
Завинчивание	Щебенисто-галечные; гравийно-песчаные глинистые	25…35

 

При возведении свайных фундаментов для гражданских и промышленных каркасных зданий и сооружений сваи, как правило, располагают кустами в котлованах и траншеях. Забивка и погружение свай производится на сравнительно больших площадях и расстояниях между ними. В таких случаях следует применять копры на базе экскаваторов, пневмоколесных кранов, которые за счет вылета своих стрел и поворота платформ на 360° могут производить большое число техноло­гических операций при наименьшем маневре, быстро менять стоянки и перемещаться, погружать сваи, располагаясь на бровках котлованов и траншей.

Выбор машин для свайных работ производится на основании технико-экономического сравнения вариантов. При этом учитываются такие показатели, как продолжительность работ, выработка, себестоимость свайных работ и приведённые затраты. Экономическое сравнение возможных вариантов производится по минимуму приведенных затрат по формуле:

П = ΣСеi + Ен • Σкудi /5/

Где: Се- себестоимость свайных работ, руб.;

Ен- нормативный коэффициент экономической;

эффективности капитальных вложений, Ен = 0,15;

К- удельные капитальные вложения, руб.

Себестоимость свайных работ определяется по формуле:

Се = 1,08(ΣЕ+ΣСм-чi • Тоi) + 1,5ΣZкопр, руб. /6/

Где: См-чi - себестоимость машино-часа машин, занятых на

выполнении комплекса свайных работ, руб.;

Тоi- число часов работы на объекте i-ой машины;

1,08 и 1,5- коэффициенты накладных расходов на

эксплуатацию машин и заработную плату копровщиков

(бетонщиков, арматурщиков);

Zкопр- заработная плата рабочих, занятых на комплексе

свайных работ (копровщиков, бетонщиков, арматурщиков,

монтажников) руб.

Себестоимость машино-часа определяется по формуле:

См-чi = (Мi • А)(100 •Тzi)+ (Мg • Тр)Тоi + Э +К /7/

Где: Мi- расчётная стоимость i-ой машины /копра, буровой установки и т.п./ руб.

А - норма амортизационных отчислений на реновацию и капитальный ремонт, %;

Тzi - нормативное число часов работы i-ой машины в году;

Мg - стоимость одного монтажа и демонтажа машины, руб.;

Тр - стоимость транспортирования машины на объект, руб.;

Э - эксплуатационные затраты на один машино-час

(техническое обслуживание и текущий ремонт, замена сменной

оснастки, энергоматериалы, смазочные материалы) руб.;

Z- заработная плата машинистов /машиниста/ за 1 машино-час,

руб.;

К- зарплата копровщиков и другого обслуживающего

персонала, руб.

Удельные капитальные вложения определяются по формуле:

Куд = Σ Мi • Тоi/Тzi /8/