Типы свай и оборудования для их забивки
Сваи, предназначаемые для передачи нагрузки от фундаментов на более глубоко залегающие слои грунтов, могут изготовляться из дерева, бетона или металла. Для изготовления свай находят также применение комбинации этих трех материалов.
Бетонные сваи изготовляются заранее (до забивки) или же набиваются, т. е. формуются на месте (набивные сваи). Металлические сваи могут быть или так называемого Н-типа, т. е. составляться из проката с широкой полкой, или трубчатыми.
В зависимости от характера передачи нагрузки на грунт в выбранном месте сваи можно подразделить на сваи-стойки и сваи трения. Иногда сваи трения называют также висячими. Большая часть свай погружается в грунт с помощью забивки, но некоторые бетонируются на месте в скважинах, пробуренных таким же способом, как и скважины, предназначаемые для разведки грунта. Большая часть свай устанавливается вертикально, но, когда необходимо, чтобы сваи воспринимали горизонтальные нагрузки, их можно забивать под углом к горизонту. Такие сваи называются откосными. Максимально допускаемый наклон свай зависит от конструкции имеющегося в наличии оборудования для забивки свай и может достигать 45°.
Существуют три основных типа молотов для забивки свай: свайная баба, паровой молот одинарного действия и паровой молот двойного действия. Свайные бабы представляют собой тяжелый металлический груз, который поднимается на некоторую высоту с помощью троса и лебедки и затем освобождается на этой высоте специальным автоматическим приспособлением. Свайная баба малопроизводительна и в настоящее время при строительстве важных объектов используется редко. В паровых молотах одинарного действия энергия пара используется только для поднятия груза. Следовательно, энергия, расходуемая на забивку, определяется весом падающего груза. В молотах двойного действия пар вначале используется для подъема груза, который перемещается вверх по жестким направляющим. На последующем этапе пар действует в противоположном направлении. При этом условии давление пара способствует возрастанию скорости падения груза и тем самым увеличивает энергию его удара. Эффективность молотов различных типов обычно сопоставляют исходя из футо-фунтов энергии, развиваемой ими при одном ударе. В настоящее время имеется множество молотов различных типов и размеров, вплоть до 5-тонных, которые могут производить 90 ударов в 1 мин при энергии одного удара 55000 фут-фунт. Большинство молотов двойного действия можно легко приспособить для специальных работ, например при извлечении из грунта свай, при котором действие молота прямо противоположно, или для забивки свай под воду. Деревянные сваи для временных опор на строительных площадках или для военно-инженерных целей могут быть быстро забиты в грунт с помощью молотов малого веса с двигателем внутреннего сгорания, несколько напоминающих механизм для уплотнения грунта, показанный на рис. 11.8. Такие молоты не требуют тяжелых копров.
Чтобы избежать повреждения головы сваи в период забивки, используют специальные наковальни, прокладки и наголовники. Это особенно важно в случае применения деревянных и заранее заготовленных железобетонных свай.
Производительность свайной бойки может быть резко повышена за счет большей «маневренности» установки для забивки свай, т. е. за счет сокращения времени, необходимого для ее перебазирования с места, на котором произведена забивка, на новое. На рис. 15.10 показан низ копра устаревшего типа на полозьях с трубчатыми катками. Для изменения направления движения такого копра требуется много времени. В случае использования современных типов копров на гусеничном ходу это время сильно сокращается. Стрелы копра должны быть достаточно прочными, чтобы обеспечить правильное направление сваи и молота при их движении вниз. Помимо этого они рассчитываются специально на восприятие значительных сжимающих усилий при выдергивании из толщи грунта оболочек набивных свай после их формования на месте.