Сваебойные установки: как подобрать технику под свою задачу

При строительстве любых объектов на сложном грунте для защиты от оползней и движения грунта применяется свайный метод строительства, в котором сваи забиваются на нужную глубину при помощи сваебойной установка. В каких условиях применений свай необходимо и какие виды сваебойных установок существуют — поговорим об этом далее.

Свайный метод строительства достаточно распространен, особенно на севере на промерзших грунтах, ведь в процессе эксплуатации верхние слои прогреваются, что может вызвать движение грунта. При использовании свай в строительстве часть нагрузки переносится на более плотные слои грунта, располагающиеся в глубине. Сваи могут применяться при создании траншей и котлованов для укрепления стен и предотвращения размывания грунта. Для забивания свай на нужную глубину используется сваебойная установка. Сваи предотвращают опасные деформации грунтов, приводящие к неравномерной осадке объектов и появлению трещин.

Основные сферы применения:

• жилищное строительство;
• промышленное строительство;
• дорожное строительство;
• строительство причалов и пирсов.

Возведение объектов при помощи свайных технологий обладает рядом преимуществ:

• подходит для влажных и сыпучих грунтов;
• возможно использование при высоком уровне грунтовых вод;
• в условиях рельефа местности с большим перепадом высот возможно устанавливать сваи на разную глубину;
• невысокая стоимость;
• большая несущая способность;
• не требует проведения широкомасштабных земляных работ;
• монтаж возможен в любое время года;
• скорость возведения (1-3 дня).

Когда применяется свайное строительство

Благодаря своим преимуществам, сваи эффективно показали себя при строительстве на проблемных грунтах с небольшой прочностью, слабостью, пучинистостью и большой глубиной промерзания (например: суглинки, глина, песок, супесь и др.). Прочность фундамента на сваях не зависит от неровностей рельефа и уровня грунтовых вод. Сооружения на свайном фундаменте можно построить практически везде. Исключение — местность с каменистым грунтом, ведь камни (или любые другие крупные примеси) будут препятствовать установке свай.

Сваи применяются не только в работах с фундаментом зданий, но и для укрепления несущего слоя почвы, при дорожном строительстве, строительстве мостов и пр.

КОНСТРУКЦИЯ И ВИДЫ СВАЕБОЙНЫХ УСТАНОВОК

Существует несколько видов сваебойных установок. Условно можно выделить 2 типа классификации — по типу передвижения и по принципу работы.

По типу передвижения выделяют рельсовые, гусеничные и колесные. Последние отличаются маневренностью и достаточно высокой скоростью передвижения. Первые два типа мощнее колесных сваебойных установок, однако требуют дополнительного оборудования для перемещения.

Сваебойная установка включает в себя следующие агрегаты: силовую установку, молот и копёр. Последний отвечает за установку сваи и удержание ее в нужном положении, а молот с силовой установкой обеспечивают погружение сваи на нужную глубину.

По принципу работы сваебойные установки бывают:

• механические
• вибрационные
• ударные (с использованием паровоздушного, гидравлического или дизель-молота).

Когда определена площадка для работы и выработано техзадание, сваебойная установка может приступать к работе. Свая закрепляется на кране и устанавливается в вертикальном положении. За заглубление сваи отвечает ударный узел. Но при ударном воздействии свая может повредиться о поверхность грунта, поэтому зачастую применяют бурильно-сваебойную технику, при которой в грунте сначала высверливается отверстие для сваи, после чего она погружается на нужную глубину. Такая технология называется “погружение сваи в грунт с лидерным бурением”.

Методы погружения свай в грунт подразделяются на:

• вибрационный;
• забивной;
• метод прессования.

Возможно использование смешанных методов.

В некоторых случаях невозможно забить сваи в грунт, например, из-за густой застройки или проблемного участке. Тогда на выручку приходит бурение с последующей установкой свай. Существует оборудование, способное не только бурить грунт под сваи или столбы, но и забивать сваи в эти отверстия.

Как же выбрать сваебойную установку для своих задач? Все зависит от объема работы, требуемой мощности и условий, в которых придется работать.

Механические сваебойные установки

Представляют собой тяжелый ударный инструмент, установленный на направляющих штангах. Механические сваебойные установки используют только силу своего веса: при  помощи канатно-блочного механизма молот поднимают на небольшую высоту (примерно 5 метров), после чего он опускается под собственным весом и ударяет по свае. КПД механических установок невысок. Кроме того, подобные установки способны забивать сваи только под углом в 90 градусов.

Вибрационные сваебойные установки

У данных установок совершенно другой принцип действия. Погружение в грунт происходит за счет вращения, а дисбалансы внутри установки создают дополнительную вибрацию в свае, за счет чего происходит уплотнение грунта вокруг нее. Подобный принцип действиях подходит для работы в песчаной и суглинистой почве с большим содержанием грунтовых вод.

При помощи вибропогружателя и крана сваи можно не только устанавливать, но и извлекать из грунта на поверхность, если понадобится.

Совмещение воздействия ударов и вибрации увеличивает мощность и способствует повышению КПД установки.

Ударные сваебойные установки

В ударных сваебойных установках мощность удара молота увеличивается за счет дополнительного оборудования — паровоздушной системы, дизельного двигателя или гидравлической системы.

В паровоздушных молотах пар или сжатый воздух имеет двойное назначений: подъем ударной части молота и увеличение ударной силы молота при рабочем ходе. Благодаря уменьшению расстояния, которое должен пройти молот для обеспечения достаточной мощности, сокращается и время, затраченное на 1 удар, а, следовательно, повышается частота ударов в минуту. Паровоздушные молоты позволяют забивать сваи не только под углом в 90 градусов, но и под наклоном. Их конструкция достаточно проста и более эффективна по сравнению с механическим молотом, но все же производительность таких молотов не превышает 40 ударов в минуту.

Более эффективны дизель-молоты, принцип действия которых основан на работе дизельных двигателей. Сила удара молота увеличивается за счет энергии от воспламенения топливо-воздушной смеси. Также за счет этой энергии происходит подъем молота вверх в исходную точку. Конструкция дизель-молотов достаточно проста, а благодаря отсутствию громоздкого паровоздушного оборудования дизель-молоты более транспортабельны. Этим и объясняется популярность данного типа сваебойных установок. Однако КПД дизель-молота не сильно высока — до 50%.

Следующий тип оборудования — гидравлические сваебойные установки. Они обладают более высоким КПД по сравнению с другими типами оборудования. Ударная сила молота усиливается за счет давления от гидравлической системы. Гидравлическая система позволяет легко регулировать силу удара в зависимости от грунта. Подобный тип оборудования возможно использовать и в условиях густой застройки в непосредственной близости от других зданий. Наравне с паровоздушными молотами, гидравлические сваебойные установки позволяют устанавливать сваи не только строго вертикально, но и под углом. Техническое обслуживание гидравлических сваебойных установок более сложное, а их стоимость выше предыдущих видов оборудования. Для работы с этим видом техники не требуется большого количества персонала, хотя квалификация оператора должна быть высокой.

Стоимость сваебойных установок, в зависимости от их технических характеристик и производителя, очень сильно отличается — от миллиона до чуть более 50 млн руб.

Как выбрать сваебойную установку

Выбор типа сваебойной установки обусловлен видом работ, грунтом, климатическими условиям. А также объемом запланированной работы.

Для крупных объектов или же объектов, где требуется приложить большую силу, подходит техника на гусеничном или рельсовом ходу.

Рельсовая сваебойная установка является самой мощной и способна обеспечивать значительную ударную нагрузку. Однако она и самая сложная в монтаже и требует дополнительного оборудования для перемещения. Поэтому сваебойные установки на гусеничном ходу используют при большом объеме свайных работ и забивке опор длиной более 12 м.

Сваебойные установки на гусеничном ходу мощнее колесной техники, но скорость их передвижения невелика, поэтому потребуется автомобильная платформа для быстрого перемещения на большие расстояния. Оборудование на гусеничном ходу выручает на участках со сложным рельефом местности, а также при работе в ограниченном пространстве.

Сваебойные установки на колесном ходу обладают большой мобильностью и маневренностью. Их применяют при работах на рассредоточенных объектах с малым объемом, например при строительстве жилых домов панельного типа или малоэтажном строительстве. Их оснащают как гидравлическими, так и дизельными молотами. Базой служит, обычно, КАМАЗ или Урал. За счет крупного размера базы подобную технику сложно применять в условиях густой застройки.

Малогабаритные сваебойные установки

Отдельного внимания заслуживают малогабаритные самоходные сваебойные установки, которые могут работать как с винтовыми, так и забивными сваями.

За счет небольших габаритов технику удобно перевозить, а работать она может даже в стесненных условиях. За счет установленного гидравлического оборудования достигается большая рабочая мощность без увеличения размеров. Самоходные сваебойные установки имеют хорошую устойчивость и эффективно работают на твердых и средних грунтах на пересеченной местности.

Итальянская компания Hydra производит буровые сваебойные установки, спроектированных с использованием инновационных технических решений.

Преимущества оборудования компании Hydra:

1. Все модели могут обеспечить как вертикальное, так и наклонное бурение.
2. На машины можно установить несколько типов головок для различных техник бурения: вращательного, ударно-вращательного, пневматического, с погружным пневмоударником.
3. Во всех машинах возможно отделять гидравлический насосный блок от шасси и получать, таким образом, две отдельных единицы оборудования – гидроблок и буровую машину, соединяемые гидравлическими шлангами на расстоянии до 90 м.
4. Возможно применение для различных видов работ, благодаря компактности и легкости передислокации с помощью транспортных средств средних размеров.
5. Оборудование располагается на базе на гусеничном ходу.

Буровые сваебойные машины Hydra применяются для следующих видов работ:

• фундаментные работы,
• микросваи,
• растяжки,
• зондаж,
• небольшие водные скважины;
• дорожно-строительные работы.