Способ забивки сваи с выпусками арматуры в головной части
METHOD OF DRIVING PILE WITH PROTRUDING REINFORCEMENT BARS IN HEAD END

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам забивки железобетонных свай, и может быть использовано при возведении свайных фундаментов.
Известен способ погружения сваи, когда после забивки ее в грунт разрушают бетон оголовка сваи, чтобы оголить арматуру для последующей ее связи с ростверком (см. "Свайные работы" Справочник строителя, под ред. М.И. Смородинова, М.:"Стройиздат", 1988, с. 150). При этом имеют место большие затраты физического труда и времени, необходимость в специальных устройствах, необходимо при помощи пневматических молотов разбивать оголовок сваи до определенной отметки бетона над дном котлована. Эта работа очень трудоемкая по причине высокой прочности бетона сваи и ее густоармированного оголовка. Бетонные обломки оголовка подлежат вывозу со строительной площадки и утилизации. Кроме того, нет полной гарантии в сохранении выпусков арматуры.
Известен способ погружения сваи с выпусками арматуры в ее головной части (см. В.А. Зурнаджи, В.П. Ананьев, Я.Д. Гильман, Ю.В. Дежин. "Основания и фундаменты на лессовых просадочных грунтах", изд. Ростовского университета, 1968, с. 180-182). Он заключается в том, что перед установкой сваи в вертикальное положение выпуски арматуры отгибают в стороны так, чтобы они попали в специальные прорези, выполненные в наголовнике дизель-молота, затем забивают сваю до отметки и выпрямляют отогнутые ранее выпуски арматуры. Однако выпуски арматуры не гарантированы от разрушения как во время забивки сваи, так и во время их выпрямления. Кроме того, само выпрямление не возвращает выпуски в первоначальное положение, что ухудшает работу всей арматуры в целом и усложняет процесс установки наголовника.
Из существующего уровня техники известен способ погружения сваи с выпусками арматуры в головной части, включающий закрепление наголовника, установку сваи под молот и забивку ее до проектной отметки (см., напр., RU 2014390, опубл. 15.06.1994). Данный способ предусматривает закрепление инвентарного наголовника на выпуски арматуры перед установкой сваи под молот. Недостатком данного способа является повышенная трудоемкость процесса забивки, заключающаяся в необходимости перестановки наголовника с забитой сваи на следующую сваю.
Задачей, на решение которой направлено настоящее техническое решение, является снижение трудоемкости процесса забивки сваи.
Поставленная задача решается тем, что в способе забивки сваи с выпусками арматуры в головной части, включающем закрепление наголовника, установку сваи под молот и забивку ее до проектной отметки, согласно техническому решению выполненный стальным наголовник закрепляют на сваебойную установку, для установки сваи под молот сваю из горизонтального положения тросом подтягивают к наголовнику, после чего заводят выпуски арматуры сваи в наголовник, выполненный в виде короба с размещенным в нем сердечником, состоящим из опирающейся на короб плиты и соединенного с плитой тела, высота которого не менее чем в 1,5 раза меньше высоты короба, центрируют сваю относительно короба посредством размещения выпусков арматуры между сердечником и стенками короба в его периферических зонах, забивку сваи производят посредством передачи ударной нагрузки от тела сердечника бетонному торцу сваи.
Забивку до проектной отметки могут осуществлять с погружением наголовника в грунт.
Техническим результатом, достигаемым приведенной совокупностью признаков, является снижение трудоемкости процесса за счет закрепления наголовника на сваебойной установке, обеспечение сохранности формы и пространственного положения выпусков арматуры сваи путем облегчения заведения оголенных выпусков арматуры сваи в наголовник при подготовке сваи к забивке, обусловленная выбором наголовника, выполненного в виде короба с размещенным в нем сердечником, состоящим из опирающейся на короб плиты и соединенного с плитой тела, высота которого не менее чем в 1,5 раза меньше высоты короба, а также путем облегчения центровки сваи относительно короба за счет установки сваи под молот из горизонтального положения с помощью троса, что облегчает процесс изменения пространственного положения выпусков арматуры относительно короба при их заведении и последующем размещении между сердечником и стенками короба в его периферических зонах, что исключает воздействие на арматуру ударной нагрузки в процессе забивки, которую производят с помощью передачи ударной нагрузки от тела сердечника бетонному торцу сваи.
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, не охватывающими и, тем более, не ограничивающими объем притязаний по данному техническому решению, а лишь поясняющими суть технического решения, где
на фиг. 1 изображено устройство в компоновке со сваей при ее забивке в грунт, продольный разрез;
на фиг. 2-3 изображены варианты выполнения тела сердечника, поперечный разрез.
Для осуществления способа используют наголовник следующей конструкции.
Наголовник (фиг. 1) выполнен стальным и включает короб 1, снабженный элементами 2 подвески наголовника к сваебойной установке. Короб 1 выполнен из отдельных стальных пластин, соединенных сваркой. Сердечник 3 также выполнен стальным и состоит из плиты 4 и тело 5. Плита 4 и тела 5 сердечника неразъемно соединены сваркой. Сердечник 3 установлен в коробе 1 с опиранием плиты 4 на верх короба 1 и соединен с ним сваркой неразъемно. Высота H1 короба 1 превышает высоту Н2 тела 5 сердечника 3 не менее чем в 1,5 раза. Тело 5 сердечника 3 размещено в коробе 1 с обеспечением возможности расположения выпусков 6 арматуры сваи 7 между телом 5 сердечника 3 и стенками короба 1 в его периферических, другими словами угловых, зонах. Тело 5 сердечника 3 может быть выполнено в форме вертикально ориентированной прямой призмы (фиг. 2) или в форме прямого цилиндра, основания которого параллельны плите сердечника (см. фиг. 3). Для дополнительного облегчения заведения оголенных выпусков арматуры сваи в наголовник при подготовке сваи к забивке нижнюю часть короба выполняют с уширением в виде раструба 9. Раструб выполнен фигурным и включает наклонную часть и вертикальную часть. То есть свая при подтягивании значительно легче попадает в раструб короба 1, а затем центрируется коробом 1.
Для этого короб 1 снабжен ребрами 10 жесткости, выполненными в нижней его части. Для облегчения вхождения наголовника в мерзлый или твердый грунт нижний край короба 1 и ребра 10 жесткости могут быть заточены под углом 45°. Все элементы конструкции соединены сваркой, а все внутренние изгибы короба 1 обварены и закруглены.
Способ осуществляется следующим образом.
Забивка сваи выполняется сваебойной установкой, например дизель-молотом. На сваебойную установку подвешивают свайный наголовник и закрепляют его посредством элементов 2 подвески. Свая 7 из горизонтального положения тросом подтягивается и заводится в наголовник, при этом в начальной стадии процесса заведения свая находится в наклонном положении, что затрудняет беспрепятственное размещение выпусков 6 арматуры сваи 7 между сердечником 3 и коробом 1. Выполнение тела 5 высотой, меньше высоты короба 1 сердечника 3 не менее чем в 1,5 раза, обеспечивает свободное пространство в коробе 1 для свободного заведения выпусков 6 арматуры и предварительной центровки сваи 7 относительно короба 1 с одновременным подниманием сваи вверх. При вхождении выпусков 6 арматуры сваи 7 в зону короба 1 с размещенным сердечником 3 тело сердечника помогает окончательно отцентровать сваю 7 относительно короба 1 и выпуски 6 арматуры занимают свое положение в периферических зонах короба 1, в районе их углов. Такая центровка сваи очень важна, поскольку дальнейшая ударная нагрузка на наголовник при неправильном положении выпусков арматуры может привести к деформации выпусков 6 арматуры, что недопустимо для дальнейшего строительства фундамента. Более того, центровка выпусков 6 арматуры относительно короба 1 наголовника позволяет придать граням сваи проектное положение в плане, что положительно влияет в дальнейшем на условия работы фундамента под нагрузкой, при этом исключается необходимость увеличивать ширину монолитного раствора.
После установки сваи в наголовник и принятия ею вертикального положения ударами сваебойной установки производится ее забивка. Ударный орган сваебойной установки передает ударный импульс через наголовник, а именно через плиту 4 и тело 5 сердечника 3 бетонному торцу сваи 7. При этом выпуски 6 арматуры не испытывают ударную нагрузку. Свая забивается до проектной отметки, другими словами до того, момента, когда высота бетонного оголовка сваи над уровнем котлована будет соответствовать проектной величине. В случаях, когда проектная величина забивки меньше разницы высот короба 1 и тела 5 (Н1-Н2), то наголовник погружается в грунт до достижения этой проектной величины.
По окончании забивки сваебойная установка поднимает наголовник со сваи и перемещается на новое место. Остается забитая в дно котлована, не требующая доработки свая.
Применение заявляемого способа в строительстве при возведении свайных фундаментов позволит:
- сэкономить расход бетона из-за выполнения бетонного тела сваи короче на величину, необходимую для анкеровки арматурных выпусков сваи;
- значительно снизить трудозатраты и повысить производительность за счет исключения операций по срубке оголовков свай;
- исключить утилизацию отходов оголовков свай.
Все это приводит к значительному снижению сметной стоимости свайных работ.