Свая с использованием забивной оболочки, с последующим извлечением ее из грунтовых слоев
Свая-Симплекс была первый раз применена в начале двадцатого века в США. Поэтапное изготовление сваи: толстостенную обсадную трубу с сечением в 40 сантиметров и наличием литого чугунного башмака забивают копровым устройством парового типа; бетонная смесь подается порционно в обсадку бадьей с встроенным дном створчатого типа; трамбовочный бетонный процесс ударным снарядом ведется одновременно с вытягиванием обсадки; завершение работы по свайным изготовлениям. В условиях мягкого грунта башмак заменяется инвентарным раскрывающимся наконечником.
Свая-Франкиньоль созданная французами используется и сейчас. Обсадка включает в себя концентрические звенья, которые вставлены в друг-друга. Габарит звена от 3 до 6 метров при диаметральном сечении в 0.4-0.7 метра. Спецмуфта, без помех телескопическим передвижениям звена, поддерживает звеньевую связь.
Труба забивается наконечником, который имеет стержень являющийся своеобразной направляющей для хождения ударного органа.
Изготовление свай имеет шесть этапов: забивка двух первых звеньев обсадки; баба с наконечником извлекается после чего начинается бетонирование; трамбование бетонного раствора в обсадке, при этом обсадка слегка приподнимается, а бетон, запрессовываясь, уширяет скважину. Механизм ударного органа двигается по направляющей проволоке, которая заделывается в бетонный раствор, при этом осуществляется подъем нижнего звена обсадки; после извлечения звеньев, расположенных ниже на обсадке, производится бетонирование следующих звеньев; полное свайное изготовление.
Свая-Харлей Эббот отличается от Симплекс уширением основы, которое производится за счет вставки сердечника, который выступает снизу обсадки на полтора метра. Сердечное устройство опирается на обсадку уширенной сверху головой. Именно через нее ударный энергетический импульс поступает на обсадную трубу.
Изготовление такой сваи: завершение сердечных забивок; сердечное устройство вынимается после чего подается порциями бетонный раствор, труба приподнимается; свая получает пятное уширение при помощи ударов сердечника по бетонной поверхности; обсадка извлекается, бетонировочный процесс завершается.
Свая-Компаунд с верхним уширительным эффектом имеет две части: оболочку с большим диаметром и перемещающуюся в ней малую оболочку с имеющимся наконечным устройством металлического теряемого типа.
До нужных глубин погружение оболочек производится одновременно, пока меньшая оболочная труба не пройдет дальше до проектного отметочного расположения. Бетонировочный процесс имеет обратный порядок, первой бетонируется внутренняя часть с достованием обсадки, а после нее уже и уширение.
Свая-Макартура без оболочного устройства, применяемая в англоязычных странах, изготовляется при помощи забивки стальной трубы в 35 сантиметров, при этом наконечник забивается совместно с трубой.
Молот с сердечником, который опускается на бетонную поверхность, позволяет обеспечить плотную укладку и необходимое контактирование грунта с бетоном. Уширения основы производится с помощью трамбований. Такая свая изготовляется с размером длины до 18 метров.
Преимущественное устройство сваи-Макартура состоит из того, что скважина образуется очень быстро при помощи стальных труб, при этом идет одновременное грунтовое уплотнение. Но есть и условие для этого оперативного способа в наличие специального погружательного механизма.
Смешанную сборно-монолитную конструкцию, которая состоит из колонной стойки и оболочного бетонного монолита, называют сваей-Ридлей. План создания этой свайной конструкции: в грунтовый слой забивают толстостенную обсадную трубу с использованием литого башмака и муфты; в обсадку подают литой бетонный раствор, в который производится вдавливание железобетонной стойки; приподнятие оболочки помогает освободить пространство. Вместе с тем стойку опускают на башмачную деталь, что ведет к смесевому вытеснению, а это приводит в свою очередь к распределению смеси по всем сторонам равномерно. Стойковое уширительное устройство препятствует бетонным выдавливаниям наружу.
Такой конструкционный тип в России применяется для буронабивной сваи с использованием пятного механического уширения и для камуфлетной сваи.
Частотрамбованая набивная свая относится к набивным, кроме того скважина под нее образуется забивкой обсадки, которая опирается на специальное чугунное башмачное устройство. Труба по окончанию бетонных заполнений извлекается из грунтового слоя, что позволяет бетонной смеси, выходящей из обсадки, заполнить скважинную полость. Набивная частотрамбованная свая может армироваться.
Забивается и извлекается обсадная труба из грунтового слоя при помощи спецкопра, который оборудован молотным устройством на пару с одиночным действием. Эти молотом производится и трамбование бетонного раствора в скважинной полости.
Поэтапное изготовление набивных частотрамбованных свай имеет следующие операции: забивка обсадки с сечением в 40 сантиметров в грунтовый слой; установка арматуры в трубную полость, и заполнение бетонным раствором полости; извлекательный процесс обсадки из грунтового слоя.
Одновременное стоечное вдавливание и оболочное извлечение: бетонный раствор подается в бадье объемом в полкубометра и загружается в оболочку для полного свайного производства за 2 раза. Загрузка порций сопровождается поднятием трубы на нужные высотные отметки. Извлечение происходит при действии молотной ударной частоты, то есть удар, который направлен в верхнее положение заставляет трубу приподниматься, а удар идущий в нижнее положение осаживает трубу.
Высотный отрезок поднятия труб от молотных ударов в два раза больше, чем отрезок погружений от следующих ударов. Удар передается через обсадку на бетон, который вышел в скважинную полость из полости трубы, и трамбует его. Свайное волнистое поверхностное образование увеличивает ее велечину несущей способности. При определенных условиях такая свая по значению несущих способностей превосходит забивную железобетонную сваю.
Для производства набивной сваи частотрамбованного характера применяется тракторный копер, который имеет следующие основные части: опорная рама с катком, башня, паровой котел, паровоздушный молот, паровая двухбарабанная лебедка, тяговые соединения.
Копровое устройство приспособлено для забивок и извлечений обсадных труб. Оно оборудовано молотным механизмом с одиночным действием и с использованием полуавтоматического парораспределения. Забивка обсадки имеет определенные молотные подъемные высоты, которые регулируется с помощью рычага, которым управляется паровой выпуск. В комплектовку копрового устройства входит обсадная труба с сечением в 32.5 сантиметра и габаритом стенки по толщине в 2 сантиметра.
Снип необходим для регламентирования рабочего процесса срубки свай.
Частотрамбованная свая часто применялась в Москве при усилении фундамента. В таком случае сваи имели длину в 7-11 метров. При этом величина производительности работы по изготовлениям сваи могла доходить до 6 свайных конструкций за смену, а это немного меньше чем величина забивной сваи при использовании копра и железобетонной конструкции у данных свай.
Статическое испытание показывает большую величину несущей способности частотрамбованной сваи, а это примерно 100 тонн при осадке максимум в 3 миллиметра. Расчет по нагрузке в проекте идет около 60 тонн.
У частотрамбованной сваи есть недостаток в виде затруднительности контролирования процесса бетонирований, что иногда приводит к местному сужению свайного ствольного пространства из-за действия грунтовой воды. Изготовление частотрамбованной сваи требует строгого соблюдения всех правил и технологий производственной работы.
Свая-Франки применяются с начала двадцатого века во многих странах мира благодаря своевременному выпуску спецоборудования в виде станка-КПФ и созданию специализированного направления организационного типа.
При помощи спецкопрового оборудования свая изготавливается с диаметральным сечением в 60 сантиметров и размером длины до 20 метров при этом имеется несущая способность до 200 тонн.
Последовательное свайное изготовление: свая изготовляется в обсадке инвентарного толстостенного типа при помощи спецкопра; подвешенная обсадка устанавливается на точку производства свайной конструкции на грунте и заполняется на метр бетонным раствором сухого или жесткого типа. После чего раствор уплотняется при помощи бабы, отпускаемой с метрового высотного отрезка; заклинивание в трубе создает бетонное пробочное образование; дальнейшее трамбование подразумевает пробку, которая тянет обсадку вниз при погружении в грунтовые слои.
При получении проектных точек обсадка поднимается при помощи тросов на 20 сантиметров и выбивается пробка из бетона.
Уширенная пята образуется при помощи трамбования бетонного раствора, имеющего жесткую консистенцию. Достижение нужного пятного расширения принимается при нужном объеме бетонного расхода. При этом размер площади пятных сечений по горизонтали в пару раз превышает сечения обсадки. При условии слабого грунта объемная величина пятного устройства может достигать трех кубометров.
По завершению установочного процесса с арматурным каркасом обсадка заполняется бетонным раствором и поэтапно извлекается из скважинного проема. Последняя стадия включает в себя следующий план поэтапных операций: бадья наполняется бетонным раствором; снаряд поднимается на два метра; поднимается бадья и бетонный раствор засыпается в обсадку с максимальной высоты в 90 сантиметров; снаряд поднимается на 7 метров и опускается для бетонных стряхиваний с каркасной арматуры; снаряд опускается до прикосновения к бетону и натяжению тросной системы; труба подтягивается на 20 сантиметров. Размер высоты столбов бетонного раствора в трубном устройстве не должна быть больше 30 сантиметров.
Расширения свайных стволов производится снарядным ударом с высот не меньших, чем метр-полтора. При достижении высоты трубного столба в 30 сантиметров, трамбовка прекращается до следующего загрузочного бетонного процесса. После уплотнительных действий над окружающим грунтом диаметральное свайное сечение превышает внутреннее сечение обсадки на 20 процентов.
Весь операционный цикл повторяется до поднятия обсадки на контрольную точку на копровом стреловом механизме. В таких случаях трубный низ должен находиться на точке проекта свайного оголовка. Бетонировочный процесс оканчивается с расчетами, при которых форма свайной головы находится выше точки по проекту на 20 сантиметров.
От данной технологической последовательности имеет отличие методика сваи-Вибро-Франки, за счет ведения устройства сваи на начальных этапах по системе-Франки, а в дальнейшем требования вибратора для извлечений обсадок и формований бетонных стволов.
Свая-Франки размещается в грунтовых слоях вертикальным и наклонным способом. Такая свая устраивается в любом грунтовом условии, которое допускает забивочный процесс обсадки с закрытоторцевым типом.
КПФ-копр выпускается в основном на польских заводах и имеет несколько модификационных особенностей, в том числе по ходовой части, то есть автомобильный, рельсовый, шагающего типа. Основные части: дизельный двигатель, лебедка, стрела, ходовая часть.
Двигательный механизм имеет разъединительную муфту, а также находится на рамном устройстве ходовых частей. Вращательное усилие идет на лебедку при помощи редуктора, и кроме этого требуется для работы гидравлических насосов систем управлений механизированных частей копра.
Лебедочный механизм состоит из тройки барабанных канатов, которые нужны для подъемных действий с ударным снарядом, премещений бадей с бетонным раствором и для извлечений обсадок. Барабанный вал, который предназначен для извлекательного обсадочного действия, имеет насаженное кобестанное устройство, которое используется при перемещении копра по рельсам или другой вспомогательной работы. Поворот стрелы равен 60 градусам.
Устройство ходовой части имеет четыре двухколесные тележки, которые передвигаются по временным рельсовым путям.
Свайная формовка, монтаж и демонтаж, а также укладка рельсовых путей требует поддержку стрелы с помощью четырех винтовых домкратов. Стрелу, которую создали из стальной трубы, можно наклонять петлевым шарниром на 15 градусов от вертикали. Стреловая вершина имеет несколько закрепленных блоков, которые направляют канатные линии от лебедок на переднюю направляющую часть.
КПФ оснащен механизмом для ударного снаряда, который погружает обсадку с сечением в полметра. В комплектацию входит также обсадка, загрузочный механизм для бетонного раствора, который откидывается при прохождении до верхней трубной части и загрузочный механизм, открываемый ручным способом. Копр-КПФ оснащен электросветильниками и сигнализацией, которая согласует действия машинистов и формовщиков.
Комплектация копра имеет также колесную тележку для перемещения и установки контейнера под бетонный раствор. Стройплощадка для работ копра имеет кроме этого: бетоносмесительную емкость в 250 литров, домкрат винтового типа, тяговую лебедку, набор комплектов рельсово-шпалового назначения, цементную бадью, самосвал.
Копр-КПФ возможно использовать в любой климатической зоне. Монтажные (демонтажные) работы требуют около 4 часов, примерно столько же требует погрузочно-разгрузочная работа.
Установка производится машинистом и его помощником. При этом в ведомстве машиниста находится механизм подъемного устройства с ударным снарядом, а также двигатель. Свайная работа выполняется бригадой из рабочих, число которых имеет зависимость от механизаций допработ.
Копр, кроме устройства набивной сваи, имеет применение в области различной вспомогательной работы: устройство заглубленного каптажа, депрессионного колодца, углубленного репера, для работ по извлечению шпунтины стального типа, для забивной работы с готовой сваей, а также для создания шпунтовой стены.
Контрольное наблюдение за свайными устройствами ведется при забивной работе обсадки и при формовании свайного ствола. По завершении затвердеваний бетона качественная характеристика свайного ствола определяется пробной нагрузкой. Результат заносится в свайную паспортную графу. Также в паспортные данные входят: свайная номерация и время изготовительного процесса, начало и окончание забивного процесса, бетонировочные данные, условия окружающей среды, бетонная маркировка, отказные результаты обсадки, габариты по длине погружений труб и ствольные.
В отечественной методике существует подобный способ, как при данной системе, только с наличием двух условий. Первое — использование литого бетона, а не жесткого. Второе условие требует наличие гидродомкрата, который выталкивает бетон из обсадки при формировательном свайном ствольном процессе.