Технология забивки свай — как забивают для частного дома

Бетонные армированные столбы имеют квадратную в сечении форму (до 30 см сторона) и длину в стандартном исполнении (есть еще и составные) до 12 м. Изготавливают их исключительно на производстве, а для перевозки, как и монтажа, нужна спецтехника — они очень тяжелые. Устанавливают способом погружения (забивки свай) в почву на определенную при геологическом исследовании участка глубину — заостренный наконечник должен погрузиться в твердый пласт ниже уровня промерзания. Только в этом случае основание будет иметь достаточную несущую способность и сохранять свои эксплуатационные характеристики даже на слабых и пучинистых участках при любой температуре окружающей среды. С целью получить наилучшие результаты при возведении фундаментной конструкции применяют разнообразные строительные технологии.

Проекты различных построек отличаются массой исходных данных: это состав и структура грунта, УГВ, наличие или отсутствие на участке нестабильных слоев (плывунов), характер рельефа, размеры строения и его масса после завершения работ. В зависимости от этих сведений может быть выбрана одна из технологий погружения забивных свай.

Является основным способом установки ж/б опор, применяемым при строительстве мостов, гидротехнических сооружений, жилых и промышленных зданий различных параметров. Метод применим на любых типах почвы, включая мерзлые и скалистые, независимо от температуры воздуха. Осуществляют работы копером с пневматическим или гидравлическим молотом с большой скоростью — за смену забивают до 40 опорных элементов. Ударная технология забивки свай заключается в последовательном выполнении следующих шагов:

• На ствол наносят метки краской через 1 м для контроля глубины погружения.
• Столб, находящийся на расходном складе, фиксируют лебедкой и с помощью копра подтягивают к точке установки.
• Через монтажную проушину опора стропуется карабином и после поднятия в воздух ее ставят вертикально, подводят к наголовнику молота.
• Ствол состыкуют с наголовником, фиксируют относительно направляющих мачты сваебоя.
• Помещают наконечник в точку забивания, проверяют соосность с бойком молотка.
• Вначале вбивают столб с мощностью 30-50% от максимальной, а когда есть заглубление на 1-2 м, проверяют вертикальность и при правильном положении продолжают забивку в полную силу.

Постоянно контролируют направление погружения, при отклонении более 10° выравнивают положение с помощью лебедки (оттягивают вбок) или постановкой упоров. Именно эта технология является превалирующей при возведении частных домов.

Основой этого способа забивки свай является создание виброколебаний, продуцируемых спецтехникой: квазистатистической установкой, вибрационным молотом, вибропогружателем. Стреловым краном столб вертикально устанавливают в вибропогружатель, после чего нивелиром проверяют его вертикальность. Включают оборудование на минимальную скорость и постепенно вдавливают опору в почву. Под действием веса вибропогружателя и самой стойки, а также создаваемой динамической нагрузки наконечник заглубляется в грунтовые слои, пока не достигает плотного пласта. Технология широко применяется для строительства фундаментных конструкций на песчаных грунтах, супесях, местах с высоким водонасыщением.

Если на месте стройки геологическим исследованием обнаружена высокая плотность почвы, большой % каменистых включений или глубокое промерзание, то перед забивкой свай бурят скважины, облегчающие погружение. Ключевыми особенностями метода являются немного меньший, чем у опор, диаметр скважин (на 5-10 см) и глубина на 1-2 м короче длины ствола. Такие меры позволяют обеспечить надежную фиксацию наконечника в твердом грунтовом слое и плотное погружение в лидерную скважину. Технология обладает несколькими преимуществами:

• Позволяет использовать оборудование меньшей мощности, поскольку погружение проходит легче.
• Монтаж выполняется с большей точностью, так как столб идет по уже проложенной траектории — в соответствии с проектными требованиями.
• Обеспечивается высокая безопасность работ — раскол или повреждение ж/б стойки практически невозможны даже в твердой земле.

Для бурения лидерных скважин используются роторные, шнековые, ударно-канатные буровые установки.

Забивку свай этим способом выполняют с помощью гидравлических сваевдавливающих установок (СВУ), обеспечивающих высокую статическую нагрузку на верхушку опоры. Его фиксируют в гидравлическом узле, включают технику и вдавливают до достижения наконечником проектной глубины. Такое оборудование подходит для работ как на ровной поверхности, так и в котлованах для устройства фундаментов. Главное достоинство технологии — отсутствие вибрации, что дает возможность работать с ее помощью в районах с плотной застройкой, вблизи других зданий и сооружений: около трубопроводов, автодорог, исторических памятников. Для начала стройки не требуется сложная подготовка, поскольку чаще всего привлекается спецтехника на гусеничной или колесной базе (в зависимости от типа грунта). Технология подходит для разных видов почвы, включая глинистые, песчаные, болотистые (кроме скалистых). Если условия для работы техники подходящие, то скорость монтажа забивных опор составляет до 50 штук за смену. Методика обеспечивает более высокие эксплуатационные характеристики погруженных в землю столбов в сравнении с ударным методом. Статическое воздействие не приводит к возникновению микротрещин, что возможно при ударах и впоследствии может привести к их расширению.

Порядок установки свай для фундамента зависит от плана участка, последовательности выполнения процессов, особенностей строительного объекта. При правильном составлении схемы забивки железобетонных стержней экономятся ресурсы, возрастает скорость строительства, а главное — основание получает максимально возможные для конкретного объекта показатели прочности и долговечности. К числу наиболее используемых моделей расположения относятся:

• Рядовая. Ж/б стойки размещают поочередно рядами, от первой до последней. Пригодна только для песчаных и гравелистых видов почвы, где между частицами нет жесткой связи. Она не подходит для связных типов почвы, поскольку на них при наличии концентрированных нагрузок возможны просадки отдельных участков.
• Спиральная. Реализуется по 2 схемам: от центра наружу (при большой плотности почвы) или наоборот — от внешней стороны спирали вовнутрь (при средних показателях плотности). При этом распределение нагрузки происходит равномерно, что позволяет избежать просадок, чрезмерного уплотнения земли на стройплощадке и преждевременного отказа погружения при заглублении.
• Секционная. Устанавливаются 2-3 недлинных ряда стоек, затем один пропускается, после схема повторяется. Когда первая проходка завершена, приступают к следующей. Этот способ используют для крупных по размеру свайных полей, исключая возможность неравномерных деформаций грунта.

Помимо этого, при забивке свай под небольшие или легкие частные постройки могут быт использованы и другие схемы. Куст предполагает размещение стоек по углам и под пилонами, колоннами. Для ленты их ставят по периметру и под несущими стенами (самая распространенная схема для частного дома). Еще возможен монтаж свайных элементов по всему полю с равномерным распределением на одинаковой дистанции друг от друга.

При возведении свайных оснований используют различные типы специализированной техники:

• Сваебойная машина. Агрегат на колесном ходу, снабженный поворотной платформой. Благодаря ей способен забивать в своем радиусе до 5 стоек. За смену такой техникой можно забить до 25 опор.
• Универсальный сваебойный агрегат. Используется для технологии забивки свай в наклонном положении, также применяется для металлических стержней. Работает с изделиями длиной до 12 м и весом до 5 т. Подходит для участков с неровным рельефом, в условиях бездорожья — благодаря шестиколесному приводу.
• Трубчатый дизель молот. Оборудование работает по принципу действия дизельного двигателя. Молот способен вбивать ж/б стойки до 5 т при любой плотности грунта — масса ударной его части составляет 1,25-1,8 т. Имеет систему принудительного охлаждения, поэтому имеет возможность функционировать бесперебойно в течение длительного времени.
• Копровая мачта. Это основной элемент СВУ — оборудование навесного типа. Она является направляющей частью дизельмолота и используется в комплексе со стреловым краном. Мачта с гидравлической системой перемещает ударную часть молота и выполняет забивание с большой точностью благодаря возможности изменять ее положение как по вертикали, так и по горизонтали.
• Бурильно-сваебойная машина. Кроме забивки свай, способна бурить скважины до 16 м глубины. С ее помощью доступен монтаж стержней из железобетона массой не более 3 т.
• Копровая установка. Агрегат относится к числу многофункциональных и выполняет не только забивание ударным методом, но и бурение скважин длиной до 16 м. Предназначен для работы на свайных полях, где опоры расположены с высокой плотностью.

При подборе оптимального метода монтажа, схемы расположения, наиболее эффективной техники учитывают массу факторов. Для частных домов широко используются мини-коперы (малогабаритные машины), обеспечивающие возможность установки на малых участках и высокую скорость работ.

На работы по устройству забивных свай оказывают влияние следующие показатели:

• Характеристики грунта. Хорошую несущую способность обеспечивают песчаные почвы, увлажненные и слабые — снижают. На рыхлых суглинках потребуются столбы большей длины. Если грунт очень влажный, скорость погружения уменьшается, на скальных и каменистых участках техника может остановиться.
• Параметры опор. Каждая используемая для строительства стойка должна иметь сертификат качества, гарантирующий ее прочность и соответствие ГОСТ. Размеры выбирают на стадии проектирования, основываясь на объеме предполагаемых нагрузок (включая наличие ростверка, который может быть в виде монолитной плиты).
• Метод забивки и тип спецтехники. Подбирается, исходя из грунтовых характеристик и плотности окружающей застройки.
• Технологический контроль. При забивании важно соблюдать вертикальность ствола (в пределах допустимых отклонений) и соответствие момента отказа сваи рассчитанной проектной глубине.

При неблагоприятных грунтовых условиях (торфяники, подвижные пески) специалистами проводятся операции по стабилизации пятна застройки. Для этого используют статическое или динамическое уплотнение, инъекционные методики (цементация, пескоцементация), укрепление геотекстилем или другими материалами, замену нестабильных участков щебнем, гравием и т. д.