Трудовые ресурсы строительных процессов

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Учебное пособие

Для студентов направления 270800 «Строительство»

Составитель Г. С. Касаев

Владикавказ 2012

министерство образования и науки РФ

 

СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

_____________________________________

 

Архитектурно-строительный факультет

 

Кафедра «Автомобильные дороги и аэродромы»

 

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

 

Учебное пособие

 

Для студентов направления 270800 «Строительство»

 

Составитель Г. С. Касаев

 

 

Допущено редакционно-издательским советом

Северо-Кавказского горно-металлургического института

(государственного технологического университета)

 

 

Владикавказ 2012

УДК 69.059

ББК 38

К93

 

 

Рецензент д.т.н., профессор Лолаев А. Б.

 

К93 Технологические процессы в строительстве: Учебное пособие. Для студентов направления 270800 «Строительство» / Сост. Г. С. Касаев; Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). – Владикавказ: Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). Изд-во «Терек», 2012. – 140 с.

 

 

В учебном пособии приводятся основные понятия и положения о технологических процессах, протекающих при строительстве зданий и линейных сооружений, рассмотрены современные, эффективные методы и способы выполнения строительных процессов, даны особенности производства строительно-монтажных работ в экстремальных условиях.

Учебное пособие предназначено для студентов направления 270800 «Строительство».

 

УДК 69.059

ББК 38

 

 

Редактор Хадарцева Ф. С.

Компьютерная верстка Кравчук Т.А.

 

ã Составление. Северо-Кавказский горно-металлургический
институт (государственный технологический университет), 2012

ã Касаев Г. С. Составление, 2012

 

Подписано в печать 18.04.12. Формат 60х84 ¹/₁₆. Бумага офсетная.

Гарнитура «Таймс». Печать на ризографе. Усл. п.л. 8,14. Тираж 40 экз. Заказ № ____.

Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). Изд-во «Терек».

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии СКГМИ (ГТУ)

362021. Владикавказ, ул. Николаева, 44.

Содержание

Лекция 1. Основные понятия и положения.................................................... 4

Лекция 2. Основы поточных методов строительства................................ 14

Лекция 3. Инженерная подготовка строительной площадки.................. 23

Лекция 4. Земляные работы. Виды земляных работ. Разработка

грунта землеройными и землеройно-транспортными

машинами...................................................................................................... 29

Лекция 5. Земляные работы. Гидромеханический метод

разработки грунта. Разработка грунта в зимних условиях............ 40

Лекция 6. Свайные работы. Методы погружения свай.

Последовательность погружения свай................................................ 45

Лекция 7. Возведение буронобивных свайных фундаментов.

Технология изготовления буронобивных свай.................................. 53

Лекция 8. Контроль качества изготовления буронобивных свай.......... 58

Лекция 9. Технология возведения каменных зданий.................................. 63

Лекция 10. Технология возведения зданий с применением

монолитного железобетона. Виды опалубок, их характеристика.

Приготовление и транспортирование бетонной смеси.................... 72

Лекция 11. Технология возведения зданий с применением

монолитного железобетона. Подача, укладка и уплотнение

бетонной смеси. Бетонирование конструкций в опалубках........... 81

Лекция 12. Применение химических добавок при приготовлении

бетонной смеси............................................................................................ 92

Лекция 13. Производство бетонных работ в зимних условиях............... 96

Лекция 14. Производство бетонных работ в условиях жаркого

климата.......................................................................................................... 103

Лекция 15. Технология монтажа конструкций промышленных

зданий. Особенности монтажа. Методы монтажа. Монтаж

одноэтажных промышленных зданий.................................................. 108

Лекция 16. Монтаж одноэтажных промышленных зданий.

Выбор монтажного крана. Строповочные приспособления.......... 116

Лекция 17. Монтаж одноэтажных промышленных зданий.

Вспомогательные приспособления для монтажа колонн.

Подмости и лестницы. Технология монтажа одноэтажных

промышленных зданий с железобетонным и металлическим

каркасами..................................................................................................... 125

Лекция 18. Монтаж многоэтажных промышленных зданий.................. 133

Литература.......................................................................................................... 140

 

Лекция № 1

Основные понятия и положения

План лекции

1. Введение

2. Строительные процессы. Материальные и информационные процессы

3. Трудовые ресурсы строительных процессов

4. Параметры строительных процессов

5. Строительные работы. Виды строительных работ

6. Карты трудовых процессов. Технологические карты

Введение

Строительство – комплексный процесс возведения зданий и сооружений.

Строительное производство включает две подсистемы: технологию и организацию строительного производства.

Технология строительного производства – совокупность технологически и организационно связанных между собой процессов, направленных на достижение конечной цели – получение готовой строительной продукции – здание, сооружение.

Технология строительного производства содержит две подсистемы:

– технология строительных процессов;

– технология возведения зданий и сооружений.

Технология строительных процессов изучает теоретические основы, методы и способы осуществления строительных процессов, обеспечивающих обработку строительных материалов, полуфабрикатов, изделий; качественное изменение их состояния, физико-механических свойств с целью получения строительной продукции.

 

Строительные процессы

Строительные процессы – это выполнение производственных процессов на строительной площадке с целью возведения, реконструкции, передвижки зданий или сооружений.

Все процессы условно подразделяют на информационные и материальные.

Информационные процессы – процессы, протекающие с идеальными предметами (информация, цифры и т. д.).

Материальные процессы – процессы, совершаемые с действительными предметами (строительные материалы, изделия, технологические средства).

Строительные процессы по технологическим признакам подразделяют на заготовительные, транспортные, подготовительные и основные.

Заготовительные процессы – процессы, обеспечивающие строительный объект полуфабрикатами, деталями, изделиями.

Транспортные процессы – связаны с перевозкой материальных и технических ресурсов от места их изготовления (приготовления) до строительной площадки.

Подготовительные процессы предшествуют основным и необходимы для обеспечения своевременного и качественного выполнения монтажно-укладочных процессов.

Основные процессы – процессы, связанные с переработкой, изменением формы или приобретением новых качеств материальных ресурсов, и обеспечивающие получение строительной продукции.

Основные (монтажно-укладочные процессы) классифицируют:

1. По значению в производстве:

– ведущие;

– совмещенные.

Ведущие – процессы, определяющие развитие и выполнение строительства объекта.

Совмещенные – процессы, технологически не связанные с ведущими процессами, выполняемые (при возможности) параллельно с ними, с целью сокращения сроков строительства.

2. В зависимости от сложности производства:

– простые;

– комплексные.

Простой трудовой процесс – это совокупность технологически связанных между собой рабочих операций, выполняемых рабочим или группой рабочих (звеном) одной специальности и обеспечивающих получение законченной продукции (кирпичная кладка, монтаж колонн и т. д.).

Комплексный трудовой процесс – совокупность технологически и организационно связанных между собой простых процессов, обеспечивающих получение законченной продукции. Комплексный трудовой процесс осуществляется согласованно работающими исполнителями разных специальностей и квалификаций (комплексная бригада).

3. По степени механизации процессы подразделяют на:

– механизированные;

– полумеханизированные;

– ручные.

Механизированные процессы выполняются с помощью строительных машин.

В полумеханизированных процессах используют как ручной труд, так и машины.

Ручные процессы осуществляются с помощью инструментов.

 

Техническое нормирование

Техническое нормирование – установление технически обоснованных норм затрат труда и материальных ресурсов на единицу продукции.

Норма времени – количество времени, необходимого для изготовления единицы продукции надлежащего качества. При этом исходят из условия, что нормируемая работа выполняется на основе современной, эффективной технологии рабочими соответствующей профессии и квалификации.

Норма машинного времени – количество времени работы машины, необходимое для изготовления единицы качественной машинной продукции при правильной организации работы машины.

Норма выработки рабочего (звена рабочих) – количество доброкачественной продукции, вырабатываемое за единицу времени рабочими соответствующей профессии и квалификации в условиях правильной организации труда:

(1.1)

Уровень производительности труда (У_пт) определяется по формуле:

(1.2)

где – норма времени, необходимая для выполнения рабочим заданной работы (чел./ч);

– фактически затраченное время рабочим для выполнения заданной работы (чел./ч).

Трудоемкость – затраты рабочего времени на единицу строительной продукции (чел./ч, чел./дн.).

Тарифное нормирование

Тарифное нормирование – оценка качества труда, количество которого определяется по технически обоснованным нормам.

Установление уровня оплаты труда строительных рабочих осуществляется способом тарифного нормирования.

На основе тарифного нормирования в строительстве существует тарифная система, включающая тарифную сетку и тарифные ставки.

Тарифная сетка

В строительстве применяется шестиразрядная сетка (см. таблицу).

Строительные работы

Строительные работы – это совокупность строительных процессов, результатом выполнения которых является строительная продукция в виде конструктивного элемента или части здания.

Строительные работы различают по виду перерабатываемых материалов, по конструктивным элементам.

По виду перерабатываемых материалов – земляные, бетонные, каменные работы и др.

По конструктивным элементам – изоляционные, кровельные
и т. д.

Монтажные работы – совокупность строительных процессов, включая временную установку, выверку и окончательное закрепление элементов строительных конструкций.

Строительство зданий производится по циклам, стадиям. Работы группируют по циклам. Так, например, при строительстве зданий гражданского назначения строительный объект разбивается на четыре цикла: нулевой цикл (подземный), возведение надземной части, устройство кровли, отделочные работы.

Применяются два способа организации строительства:

– хозяйственный;

– подрядный.

При хозяйственном способе строительство ведет заказчик своими силами. С этой целью в структуре предприятия, организации действует (или создается) строительное подразделение. При хозяйственном способе ведется строительство небольших объектов, ремонт и реконструкция зданий и сооружений.

Подрядный способ строительства ведется постоянно действующими подрядными строительными организациями. Они действуют на основе подрядных договоров, заключаемых между заказчиком и подрядчиком.

Подрядные строительные организации располагают квалифицированными рабочими кадрами, хорошей материально-технической базой, строительной техникой, специализированными видами транспорта.

В отличие от хозяйственного способа, строительство ведётся круглый год; обеспечивается снижение трудоемкости, повышение производительности труда, высокое качество строительно-монтажных и специальных работ.

Как правило, заказчик заключает договор с одной строительной организацией – генеральным подрядчиком. Генеральный подрядчик полностью отвечает перед заказчиком за качественное и своевременное строительство; для выполнения специальных работ (санитарно-технических, электромонтажных и других) он привлекает на основе договора субподрядные (субподрядчик) строительные организации.

С целью повышения эффективности труда рабочих (звено, бригада) рабочее место оснащается нормокомплектом технических средств.

Нормокомплект – совокупность технических средств оснащения рабочего места звена (бригады) определенного численного и профессионального – квалификационного состава: средства малой механизации, механизированный и ручной инструмент, средства технологической и организационной оснастки, энергетическое оборудование, приспособления, средства измерения и контроля, средства индивидуальной защиты рабочих.

 

Строительной площадки

План лекции

1. Создание геодезической разбивочной основы

2. Расчистка территории

3. Отвод поверхностных и грунтовых вод

4. Понижение уровня грунтовых вод

5. Обеспечение строительной площадки объектами строительного хозяйства.

 

В инженерную подготовку входят следующие работы: создание геодезической разбивочной основы, расчистка и планировка территории, отвод поверхностных и грунтовых вод, понижение уровня грунтовых вод, обеспечение строительной площадки объектами строительного хозяйства.

 

Расчистка территорий

Зеленые насаждения: пересаживают при их использовании в дальнейшем, вырубают; если их сохраняют на месте, то обносят оградой. Деревья валят с помощью пил электрических, тракторов с трелевочно-корчевальными лебедками, бульдозерами, взрывом. Кустарники удаляют кусторезами; плодородный слой почвы срезают и перемещают в специально отведенные места и складируют; отвозят на другие площадки для озеленения. Снос строений производят путем их членения на части или обрушения. Снос строений железобетонных, металлических производят по схеме сноса. После расчистки территории выполняют планировку строительной площадки.

 

Земляные работы

План лекции

1. Виды земляных сооружений и их назначение

2. Грунты и их свойства

3. Разработка грунта машинами механического воздействия (экскаваторы с прямой и обратной лопатой)

4. Разработка грунта землеройно-транспортными машинами (скреперы, бульдозеры, грейдеры)

 

Грунты и их свойства

Грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. Свойства и качество грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ. Для выбора наиболее эффективного метода производства работ надо знать основные характеристики грунтов: плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость, угол естественного откоса, удельное сопротивление резанию.

Плотность – масса 1 м³ грунта в естественном состоянии.

Влажность – степень насыщения грунта водой; её определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта. Влажность выражают в процентах. Сухие грунты имеют влажность до 5 %, мокрые – более 30 %.

Сцепление – начальное сопротивление грунта сдвигу. Для песчаных грунтов сила сцепления – 0,03–0,05 МПа, для глинистых – 0,05–0,2 МПа.

Разрыхляемость – способность грунта увеличиваться в объеме в процессе разработки; при этом плотность грунта уменьшается. Это явление носит название первоначального разрыхления грунта и характеризуется коэффициентом разрыхления К_р. Разрыхленный грунт, уложенный в насыпь, в результате воздействия внутренних и внешних сил уплотняется, но не достигает того объема, который имел до разработки, сохраняя остаточное разрыхление.

Показателем остаточного разрыхления является коэффициент остаточного разрыхления К_{о.р .}, этот показатель различен для видов грунтов: для глинистых – 1,04–1,09; для песчаных – 1,01–1,025.

Удельное сопротивление резанию зависит от свойств и показателей разрабатываемого грунта, от конструктивного исполнения рабочего органа землеройной (землеройно-транспортной) машины.

В строительстве грунты по трудности их разработки классифицируют:

– для одноковшовых экскаваторов – 6 групп;

– для многоковшовых экскаваторов и скреперов – 2;

– для бульдозеров и грейдеров – 3;

– при разработке вручную – 7.

Существуют следующие методы разработки грунта:

– механический;

– гидравлический;

– взрывной.

 

Земляные работы

План лекции

1. Гидромеханический метод разработки грунта

2. Разработка грунта в зимних условиях:

– предохранение грунта от промерзания;

– предварительное рыхление с последующей разработкой;

– разработка мерзлого грунта;

– оттаивание грунта и его разработка в талом состоянии.

 

Предварительное рыхление мерзлого грунта

С последующей разработкой

Механический способ рыхления. Применяют два вида воздействия: статический и динамический:

а) сущность статического воздействия заключается в том, что непрерывное режущее усилие в мерзлом грунте создается специальным рабочим органом – зубом трактора-тягача. Мерзлый грунт рыхлят послойно толщиной 0,3 0,4 м продольными и поперечными проходками с шагом 0,5 м. Производительность рыхлителя 15 20

Для статического рыхления используют гидравлический экскаватор, снабженный зубом-рыхлителем.

б) динамическое воздействие. Мерзлый грунт разрушают молотами свободного падения (раскалывание), молотами направленного действия (скол). Молоты свободного падения – шар-молот. Высота сбрасывания шара весом до 5 т – 6 8 м. Молоты направленного действия – дизель-молоты. Глубина разрушения грунта – до 1,3 м.

в) рыхление взрывом – рекомендуется при глубине промерзания до 1,5 м и более. Используют шпуровой или щелевой метод; при больших глубинах – скважинный или щелевой метод. Щели с шагом 0,9 1,2 м нарезают баровыми машинами, машинами фрезерного типа. Из каждых трех соседних щелей зарядами ВВ заряжается средняя, а крайние служат для компенсации сдвига мерзлого грунта и снижения сейсмического воздействия. В щели укладывают заряды удлиненные или сосредоточенные и заполняют песком.

Разработка мерзлого грунта. Используют два способа: блочный и механический.

а) блочный. Сущность состоит в том, что мерзлый грунт разрезают на блоки как правило по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Глубина прорезаемых щелей – 0,8 глубины промерзания; расстояние между щелями должно быть на 10 15 % меньше ширины зева ковша экскаватора. Используют экскаваторы с обратной лопатой емкостью ковша ³ 0,5 м³.

б) механический. Механическое или комбинированное (сочетание с ударным, вибрационным) воздействие. За счет избыточного режущего усилия экскаваторы большой мощности емкостью ковша более 1 м³ разрабатывают мерзлый грунт.

Оттаивание мерзлого грунта. Применяемые способы подразделяют по направлению распространения и по виду теплоносителя.

По виду теплоносителя:

– огневой способ;

– электропрогрев;

– паропрогрев;

– оттаивание электронагревателями.

а) огневой способ, применяется для рытья небольших траншей. Используют звеньевой агрегат, состоящий из ряда металлических коробов, разрезанных по продольной оси усеченных конусов (рис. 5.3). В первом коробе находится камера сгорания твердого или жидкого топлива, а в последнем – вытяжная труба: последняя обеспечивает тягу и продукты сгорания, проходя вдоль цепочки коробов (галереи), прогревают находящийся под ней грунт. После прогрева, грунт засыпают опилками. Дальнейшее оттаивание происходит за счет аккумулированной в грунте теплоты.

 

 

Рис. 5.3. Звеньевой агрегат: 1 – камера сгорания; 2 – вытяжная труба;

3 – обсыпка талым грунтом

б) электропрогрев – пропуск электрического тока через мерзлый грунт электродами. Схема прогрева: горизонтальная и вертикальная.

Горизонтальная схема. Электроды стержневые и полосовые укладывают на поверхность грунта; концы отгибают на 15 20 см для подключения к проводам. Поверхность грунта покрывают слоем опилок толщиной 15 20 см, смачивают солевым раствором. Слой опилок, первоначально являясь токопроводящим элементом, нагревается, и происходит отогрев верхнего слоя грунта. Этот способ применяется при глубине промерзания до 0,7 м. Расход электроэнергии на 1 м³ отогреваемого грунта – 150–300 МДж.

Вертикальная схема. Используются стержневые электроды. Применяют при глубине промерзания до 2 м. Используют два направления прогрева: сверху вниз и снизу вверх.

При оттаивании сверху вниз электроды забивают на 20 30 см в мерзлый грунт; по мере оттаивания верхних слоев электроды погружают на большую глубину. При прогреве снизу вверх в начале бурят скважины в шахматном порядке (в плане) на глубину ниже глубины промерзания грунта на 10 20 см, а затем погружают электроды. Прогрев снизу вверх более эффективен, чем сверху вниз; при этом расход электроэнергии на 1 м³ грунта снижается в 2 3 раза.

в) паропрогрев, осуществляют с помощью паровых игл: металлическая труба диаметром 25 50 мм и длиной 2 м; на нижнюю часть трубы насажен наконечник с отверстиями диаметром 2 3 мм. Иглы соединены с паропроводом гибкими резиновыми шлангами с кранами. Иглы опускают в скважины на глубину 0,7 глубины оттаивания. Пар подают под давлением 0,06 0,07 МПа. Иглы располагают в шахматном порядке в плане с шагом 1 1,5 м. Этот метод более дорогой, т. к. требует тепла на 1 м³ грунта в два раза больше, чем метод глубинных электродов.

г) оттаивание электронагревателями. Электронагреватели – это электроиглы: стальные трубы диаметром 50 мм и длиной 1 м, погружаемые в мерзлый грунт. Внутри иглы находится нагревательный элемент, изолированный от корпуса трубы. Нагреваясь, элемент передает тепло через стальной корпус мерзлому грунту.

 

Лекция № 6

Свайные работы

План лекции

1. Общие положения

2. Методы погружения свай:

– ударный метод

– вибрационный метод

– метод завинчивания

3. Последовательность погружения свай

 

Общие положения

Сваи используют для устройства фундаментов под различные здания и сооружения, повышения несущей способности слабых грунтов, а также для укрепления стенок котлованов от обрушения.

В строительном производстве сваи классифицируют по следующим признакам, определяющим или влияющим на методы устройства свайных фундаментов:

– по характеру работы в грунте – сваи-стойки, опирающиеся на несжимаемые грунты, и висячие сваи, заглубленные в сжимаемые грунты;

– по материалу – железобетонные, бетонные, деревянные, стальные;

– по виду армирования железобетонных свай – с напрягаемой и ненапрягаемой продольной арматурой, с поперечным армированием и без него;

– по конструкции – квадратные, прямоугольные и многоугольные, круглые, с уширением и без него, цельные и составные, призматические и конические, пустотелые, сплошного сечения, винтовые сваи-колонны;

– по методам устройства свайных фундаментов – погружаемые и набивные. Погружаемые сваи изготовляют на поверхности земли и затем погружают в грунт в вертикальном или наклонном положении. Набивные сваи устраивают непосредственно в самом грунте.

Свайные фундаменты, состоящие из нескольких свай, образующих общую группу, называют свайным кустом, а плиту, которая их соединяет, – ростверком.

Технология погружения свай

С предприятий стройиндустрии или с баз комплектации строительных организаций железобетонные и деревянные сваи, стальные трубы и шпунтовые сваи доставляют к месту работ в подготовленном виде.

Сваи погружают ударом, вибрацией, вдавливанием, завинчиванием, с использованием подмыва и электроосмоса, а также комбинациями этих методов. Эффективность применения того или иного метода зависит в основном от грунтовых условий.

1. Ударный метод. Метод основан на использовании энергии удара (ударной нагрузки), под действием которой свая нижней заостренной частью внедряется в грунт. По мере погружения она смещает частицы грунта в стороны, частично вниз, частично вверх (на дневную поверхность). В результате погружения свая вытесняет объем грунта, практически равный объему ее погруженной части, и таким образом дополнительно уплотняет грунтовое основание. Зона заметного уплотнения грунта вокруг сваи распространяется в плоскости, нормальной к продольной оси сваи, на расстояние, равное 2...3 диаметрам сваи.

а б Рис. 6.1. Схемы передачи погружающих сил на сваипри использовании дизель-молотов: а – штангового; б – трубчатого.

Ударную нагрузку на оголовок сваи создают специальными механизмами – молотами самых разных типов, основными из которых являются дизельные.

На строительных площадках применяют штанговые и трубчатые дизель-молоты.

Ударная часть штанговых дизель-молотов (рис. 6.1 а) – подвижный цилиндр, открытый снизу и перемещающийся в направляющих штангах. При падении цилиндра на неподвижный поршень в камере сгорания энергия смеси подбрасывает цилиндр вверх, после чего происходит новый удар и цикл повторяется.

В трубчатых дизель-молотах (рис. 6.1 б) неподвижный цилиндр, имеющий шабот (пяту), является направляющей конструкцией. Ударная часть молота – подвижный поршень с головкой. Распыление топлива и воспламенение смеси происходит при ударе головки поршня по поверхности сферической впадины цилиндра, куда подается топливо. Число ударов в 1 мин у штанговых дизель-молотов 50...60, у трубчатых – 47…55.

2. Вибрационный метод. Метод основан на значительном уменьшении при вибрации коэффициента внутреннего трения в грунте и сил трения по боковой поверхности свай. Благодаря этому при вибрировании для погружения свай требуется усилий иногда в десятки раз меньше, чем при забивке. При этом наблюдается также частичное уплотнение грунта (виброуплотнение). Зона уплотнения составляет 1,5...3 диаметра сваи (в зависимости от вида грунта и его плотности).

При вибрационном методе сваю погружают с помощью специальных механизмов – вибропогружателей. Вибропогружатель, представляющий собой электромеханическую машину вибрационного действия, подвешивают к мачте сваепогружающей установки (рис. 6.2 а) и соединяют со сваей наголовником.

Действие вибропогружателя основано на принципе, при котором вызываемые дебалансами вибратора горизонтальные центробежные силы взаимно ликвидируются, в то время как вертикальные суммируются.

Амплитуда колебаний и масса вибросистемы (вибропогружатель, наголовник и свая) должны обеспечить разрушение структуры грунта с необратимыми деформациями.

При выборе низкочастотных погружателей (420 кол/мин), применяемых при погружении тяжелых железобетонных свай и оболочек (трубчатых свай диаметром 1000 мм и более), необходимо, чтобы момент эксцентриков превышал вес вибросистемы не менее чем в 7 раз для легких грунтов и в 11 раз для средних и тяжелых грунтов.

При вибрационном погружении в глину или тяжелый суглинок под нижним концом сваи образуется перемятая глинистая подушка, которая вызывает значительное (до 40 %) снижение несущей способности сваи. Чтобы устранить возникновение этого явления, сваю погружают на заключительном отрезке длиной 15...20 см ударным методом.

 

а б в г

 

Рис. 6.2. Погружение свай вибрационным методом:

а – сваепогружающая установка: 1 – вибропогружатель (вибромолот); 2 – экскаватор; 3 – свая; б – вибропогружатель с подрессоренной пригрузкой: 1 – электродвигатель; 2 – перегрузочные плиты; 3 – вибратор; 4 – дебалансы; в – схема вибромолота: 1 – ударная часть с электродвигателем; 2 – дебалансы; 3 – боек; 4 – пружины; 5 – наковальня; г – схема погружения сваи способом вибрационного вдавливания; 1 – канат и блочки для подъема вибропогружателя; 2 – вибропогружатель; 3 – вдавливающий канат и его блочки; 4 – двухбарабанная лебедка; 5 – рама стрелы.

 

Для погружения легких (массой до 3 т) свай и металлического шпунта в грунты, не оказывающие большого лобового сопротивления под острием сваи, применяют высокочастотные (1500 колебаний в 1 мин и более) вибропогружатели с подрессоренной пригрузкой, которые состоят из вибратора и присоединенного к нему с помошью системы пружин дополнительного груза и приводного электродвигателя (рис. 6.2 б).

Вибрационный метод наиболее эффективен при несвязных водонасыщенных грунтах. Применение вибрационного метода для погружения свай в маловлажные плотные грунты возможно лишь при устройстве лидирующих скважин, т. е. при предварительном выполнении другого процесса, требующего буровых механизмов.

Более универсальным является виброударный способ погружения свай с помощью вибромолотов.

3. Погружение свай завинчиванием. Метод основан на завинчивании стальных и железобетонных свай со стальными наконечниками с помощью установок, смонтированных на базе автомобилей или автомобильных тягачей.

 

а	в
б

 

Рис. 6.3. Схема процесса завинчивания свай:

а – конструкция наконечника при погружении в мягкие грунты;
б – то же, в плотные грунты; в – схема погружения свай; 1 – рабочий орган; 2 – редуктор наклона рабочего органа; 3 – аутригеры; 4 – свая; 5 – наконечник сваи.

 

Метод (рис. 6.3) применяют главным образом при устройстве фундаментов под мачты линий электропередачи, радиосвязи и других сооружений, где в достаточной мере могут быть использованы несущая способность винтовых свай и их сопротивление выдергиванию. Эти установки имеют рабочий орган, четыре гидравлические выносные опоры, привод вращения и наклона рабочего органа, гидросистему, пульт управления и вспомогательное оборудование.

Конструкция рабочего органа позволяет выполнять следующие операции: втягивать винтовую сваю внутрь трубы рабочего органа (предварительно на сваю надевают инвентарную металлическую оболочку), обеспечивать заданный угол погружения сваи в пределах 0...45° от вертикали, погружать сваю в грунт путем вращения с одновременным использованием осевого усилия, при необходимости вывертывать сваю из грунта. Вращение рабочего органа и его наклон осуществляют от коробки отбора мощности автомобиля через соответствующие редукторы.

Рабочие операции при погружении сваи методом завинчивания аналогичны операциям, выполняемым при погружении свай методом забивки или вибропогружением. Только вместо установки и снятия наголовника здесь надевают и снимают оболочки.

4. Последовательность погружения свай. От расположения свай в свайном поле и параметров сваепогружающего оборудования зависит порядок погружения свай. Кроме того, следует учитывать последующие процессы по устройству свайного ростверка.

Наибольшее распространение имеет рядовая система погружения свай (рис. 6.4), применяемая при прямолинейном расположении их отдельными рядами или кустами.

 

 

+ – места погружения свай Å – забитые сваи

 

Рис. 6.4. Схема рядовой системы погружения свай:

а – при прямолинейном расположении свай отдельными рядами;

б – при расположении свай кустами; 1–15 – сваи.

Спиральная система предусматривает погружение свай концентрическими рядами от краев к центру свайного поля; она позволяет в ряде случаев получить минимальную протяженность пути сваепогружающей установки. Если расстояние между центрами свай менее пяти их диаметров (или соответственно размеров сторон поперечного сечения), то грунт в середине свайного поля может уплотняться, что усложняет процесс. При этом бывают случаи, когда невозможно погрузить сваи, расположенные в этой зоне. В этом случае погружать сваи надо от центра к краям свайного поля.

При больших расстояниях между сваями порядок погружения определяется технологическими соображениями, прежде всего использованием эффективного оборудования. Так, у некоторых копров башенного типа мачты опираются на выдвижные рамы, расположенные над платформами-тележками и смещающиеся примерно на 1 м. Этими копрами можно забивать сваи двух рядов с одной стоянки копра. Для сооружения подземной части жилых домов применяют специальные краны, оснащенные навесным копровым оборудованием, двухбарабанной лебедкой для подъема молота и сваи и дизель-молотом. Такие краны могут забивать сваи длиной 8 м, перемещаясь по рельсовому пути, уложенному примерно на нулевой отметке вдоль бровок котлована строящегося здания.

При устройстве свайных фундаментов жилых и промышленных зданий большой протяженности весьма эффективно забивать сваи с помощью мостовой сваебойной установки. Эта установка представляет собой передвижной мост, по которому перемещается тележка с копром. Сваи длиной 8...12 м забивают дизель-молотом. Так как мачта копра опускается ниже пола рабочей площадки копра, то можно забивать сваи ниже рамы моста. Данная установка является своего рода координатным устройством, облегчающим выполнение разбивки мест погружения сваи, при этом можно устанавливать сваи с большой степенью точности. Расположение сваи в зоне действия мостовой установки позволяет сократить продолжительность операций по подтаскиванию сваи, что, в свою очередь, повышает производительность всего процесса.

Устрой