Забивання паль: як забити копер, як вибрати віброзанурювач, процес віброзанурення і правила занурення, забирка пальового фундаменту

Будівництво будь-якого капітального будинку починається з зведення фундаменту. Від того, наскільки вірно обраний його тип і здійснені монтажні роботи, залежить зовнішній вигляд, експлуатаційні характеристики, довговічність і безпеку будівлі. Сьогодні все частіше при зведенні об’єктів різного призначення використовується фундамент палі.

Особливості

Забивні палі спираються на міцні шари грунту, а тому характеризуються високою несучою здатністю. Їх використання, крім того, запобігає деформування небезпечних шарів грунту, що при інших умовах може призвести до нерівномірним просіданням будови.

Забивання паль проводиться в наступні типи грунту:

  • пухкі піщані і среднепрочние грунту;
  • текучі і пластичні супеси;
  • туго-, текуче- і м’якопластичного глини і суглинки.



Якщо палі виходять за межі грунту не більше, ніж на 200 см, то можливе застосування даної технології і на глинистих ґрунтах текучої консистенції.

Для забивання використовуються різні типи паль. Якщо говорити про форму перетину, то це:

  • круглі (суцільні і порожнисті);
  • таврові;
  • квадратні.



Залежно від застосовуваного матеріалу виділяють палі:

  • металеві – підходять для будівництва великих об’єктів з цегли, на основі дерев’яного зрубу, а також для зведення каркасних будинків;

  • залізобетонні – використовуються під монолітні промислові і багатоповерхові об’єкти, рекомендовані під рухомі грунти;
  • дерев’яні – підходять для приватних будинків, дач, невеликих мостів, тимчасових споруд.


Залежно від способу виготовлення – монолітні і зварні.


Критерії вибору та особливості дерев’яних паль визначаються по ГОСТ 9463-88. Для інших виробів існують нормативні документи.

Незалежно від виду палі, вони повинні відповідати наступним вимогам:

  • один елемент повинен витримувати велике навантаження;
  • висока тріщиностійкість;
  • стійкість до високої змінному навантаженні, здатність функціонувати в складних гідрогеологічних умовах.


Для забивання паль застосовується спецтехніка, що надає на елементи статичну (постійне вдавлення) або динамічну (удари) навантаження. Роботи предваряются геологічними дослідженням і забиванням пробного елемента. Остання дія дозволяє побачити, наскільки точні теоретичні припущення про характер грунту, оцінити поведінку палі в грунті.

Після забивання пробного елемента робиться перерва на 3-10 днів (точні терміни залежать від типу грунту), протягом яких продовжують спостереження.

Якщо пробна забивання виявилася успішною, проводиться установка всіх опор, організація підстави, по закінченні якої робиться забирка фундаменту. Остання передбачає закривання надземної частини підстави з метою його захисту від негативних факторів зовнішнього середовища. Забирка може виконуватися із застосуванням цегляної кладки, дощок, бетонного розчину. Одержаний цоколь потім облицьовується відповідним матеріалом.

Головною перевагою пальового фундаменту є, звичайно, можливість зведення будівель середнього і великого розміру на небезпечних, схильних до осипання та пластичності, грунтах. Один елемент витримує навантаження в 1,5 тонни. Це, в свою чергу, дозволяє знизити кількість паль, а, заодно, і зменшити кошторис. Витрати на фундамент палі виявляться меншими в порівнянні з витратами на організацію стрічкового або монолітного аналога.


Важливо, щоб елементи занурювалися в грунт нижче рівня її промерзання, інакше взимку вони будуть виштовхувати назовні. Частково запобігти цьому, а також зменшити силу тиску на елементи дозволяє гідроізоляційний шар у вигляді 2 пластів руберойду.

Крім очевидного, метод забивання паль має наступні «плюси»:

  • розташовані поруч будівлі не відчувають динамічних навантажень;
  • можливість будівництва на рельєфних грунтах, грунтах, що мають значний нахил;
  • збереження загального вигляду ландшафту;
  • висока швидкість зведення фундаменту, відсутність необхідності чекати, коли підстава набере міцність;
  • підходить для будь-яких типів будівель;
  • робить майже будь-яку ділянку придатним під будівництво.



способи

Особливістю технології забивання паль є необхідність попередньо бурити свердловини потрібної глибини. Наступним кроком стає організація стовбура палі. Цей етап може вестися в залежності від типу грунту одним з трьох способів:

  • сухий – проводиться без фіксації стінок опори;

  • із застосуванням глини, що дозволяє уникнути осипання свердловини;

  • з використанням обсадних труб, що дозволяють фіксувати опори.

Крім того, сам процес забивання може проводитися різними способами:

  • за допомогою удару;
  • методом вібрації;
  • шляхом вдавлення;
  • методом загвинчування;
  • із застосуванням лідерних свердловин під опори.






Іноді на одному фундаменті застосовується відразу кілька методів. Розглянемо докладніше кожен з них.

Забивання паль на увазі використання копровий установки або іншої спецтехніки (наприклад, екскаватора), на який навішується гідромолот (або дизель- або пневмомолот) для забивання. Дизельний молот – простий, але ефективний забіватель. Він функціонує незалежно від наявності джерел енергії, має високу продуктивність, атмосферостійкістю.

Дана технологія вважається однією з найдоступніших, оскільки не пов’язана з підвищеними фінансовими витратами, може застосовуватися на грунтах будь-якого типу.

Суть забивного методу грунтується на енергії удару. З кожним ударом по оголовка елемент все глибше йде в грунт до тих пір, поки його вістря не впреться в тверду основу.

Віброзанурення передбачає зниження тертя між бічною поверхнею опор і стінками свердловини, тому метод вимагає меншої напруги. При віброзанурення витісняється грунт повинен ущільнюватися навколо палі, оскільки це безпосередньо пов’язано з міцністю майбутнього фундаменту. Здійснюється із застосуванням погружателя, молотів і спеціальних установок, що забезпечують вібрації і деформування ґрунту під наконечниками паль і в області їх бічних стінок.

Віброзанурювач в даній методиці ефективний на влагонасищенних грунтах. Для сухих і щільних грунтів більше підходять вібромолоти пружинного типу.



Технологія вдавлення є однією з найбільш безшумних. Здійснюється завдяки певному навантаженні на палі, з-за чого вони буквально «провалюються» в грунт. Навантаження виходить від віброзанурювачів і гідродомкрата, важливо що палі вдавлюються і під впливом власної ваги.

Процес має на увазі кілька циклів поглиблення і подальшого вилучення опори, поки її гостро не зупиниться і не досягне проектної глибини. Підходить для більшості типів грунтів, в тому числі з глибоким заляганням щільних шарів. Даний метод не підходить для паль, що забиваються на глибину понад 6 м. Через габаритності застосовуваного обладнання для його розміщення потрібні ділянка не менше 500 м кв. Крім того, це досить дорогий спосіб організації пальового фундаменту.



Технологія загвинчування передбачає використання металевих або залізобетонних (ЖБ) паль, які, крім наконечника, мають лопаті. Останні необхідні для занурення, вгвинчування опор в грунт. Такий метод застосовується на підтоплюються і нетривких грунтах, широко використовується в міському будівництві, оскільки не створює шуму і вібрацій, що не деформує шари грунтів сусідніх об’єктів.


Найтихішій безпечної для ландшафту вважається методика занурення опор. Вона підходить для скельних ґрунтів в зоні вічної мерзлоти, грунтів з твердими (до 20%) включеннями.

Суть бурозабівного методу зводиться до того, що в грунті робиться отвір (лідерних свердловину), діаметр якого менше діаметра палі. Висота вийшла свердловини відповідає висоті палі без вістря. Після цього в свердловину забивається опора.

Різновидом погружного методу є буроопускной. В цьому випадку діаметр свердловини кілька перевершує діаметр паль, тому після занурення останньої вільний простір між стінками отвору і стінками опори заповнюється цементно-піщаної або грунтовій сумішшю.

Буріння свердловини здійснюється із застосуванням копрових установок, оснащених НЕ пальовими молотами, а буровими обертачами. Останні забезпечують строго вертикальну спрямованість буріння, що є ключовим показником якості буріння.

Цей метод є витратним, оскільки вимагає залучення спеціального устаткування. Однак на деяких типах ґрунту, а також в умовах густої забудови він залишається чи не єдиним.

Як вибрати?

Вибір того чи іншого способу забивання паль в першу чергу визначається особливостями грунту. Так, ударне обладнання неприпустимо застосовувати в грунтах з твердими вкрапленнями (каменем, щебенем, гравієм). Чи не підійде метод забивання і при близькому розташуванні будівництва з експлуатованими об’єктами, магістральними трубопроводами. Одним словом, там, де заборонені шуми і вібрації.

Метод віброзанурення оптимальний для водонасичених і піщаних грунтів, проте недоступний, якщо мова йде про щільних і малорухомих, тим більше – скельних грунтів.

Важливим критерієм вибору є витрата паль і, відповідно, вартість робіт. Як правило, для приміщень регулярної експлуатації вибирати доводиться між ЖБ і гвинтовими палями. Несуча здатність залізобетонних опор вище, однак вони встановлюються з тим же кроком, що і гвинтові. Тобто, скоротити їх кількість не вдасться.


Для будівництва великого об’єкта, в тому числі заміського котеджу, слід вибирати ЖБ опори. Під лазні, сараї і госпбудівлі, тимчасові об’єкти покупка ЖБ паль нераціонально, можна купувати і гвинтові аналоги. Однак останні не рекомендовані для застосування на сильнокислотних грунтах, оскільки термін служби паль буде нетривалим.

А ось для грунтів із значними перепадами висоти або на обводнених ґрунтах краще застосовувати гвинтові палі. Залізобетонні (навіть при використанні складових модифікацій) в даному випадку мають тенденцію провалюватися, чого не трапляється з гвинтовими аналогами завдяки їх більш широкій основі. Крім того, останні можна наростити до необхідної довжини – до тих пір, поки основа не упреться в міцні шари.

Якщо порівнювати трудомісткість методик, то все палі, що встановлюються забивних методом, вимагають меншого часу на установку. Як правило, для цього на ділянку потрібно лише доставити спецтехніку, яка рухається по ньому на гусеничному ходу. За зміну такі установки здатні забивати до 40 паль, тобто створювати цілий фундамент в більшості випадків.


Важливий момент – при виборі технології вдавлення важливо оцінити розміри ділянки та використовуваного для тиску на опори обладнання.

Введення в грунт гвинтових паль на увазі використання електромеханічного обладнання або ямобура, за допомогою яких в монтажний отвір встановлюється редуктор, він і забезпечує вкручування опор. Якщо до будмайданчика утруднений доступ або з інших причин не вдається скористатися спеціальним обладнанням, можлива ручна установка паль. Процес вийде тривалим і трудомістким.

Поради

Незалежно від обраної технології та розмірів, призначення будівлі обов’язково складаються схеми, в яких відображені несуча навантаження опор, глибина їх заглиблення, крок, діаметр і так далі.

Якщо в будові передбачені великовагові конструкції, наприклад, печі, каміни, то під них потрібен власний міні-фундамент. Він не пов’язаний з основною підставою і повинен зводитися за власними розрахунками.

При забиванні палі своїми руками слід пам’ятати, що вона повинна встановлюватися нижче за рівень промерзання грунту і проходити всі слабкі верстви. Тільки так можна добитися міцності і надійності фундаменту пальового типу.


Якщо потрібно забити опору в надто щільний грунт на велику глибину, може застосовуватися технологія підмивання. Для цього уздовж палі під напором вглиб свердловини подається вода. Вона служить для розм’якшення грунтів і зниження тертя між нею і стінками паль.

Забивають палі, як уже говорилося, до твердого грунту, глибина якого відповідає проектній документації. При цьому важливо переконатися, що елемент досяг твердих шарів, а не вперся, наприклад, в камінь. В іншому випадку не уникнути перекосу палі в процесі експлуатації будинку, що впливає на геометрію будівлі в цілому.

Занурення або забивання паль краще вести в теплу пору року, після того, як верхні шари грунту відтанули. Якщо провести роботи до заморозків не вдається, то можна вести їх в штатному режимі за умови, що грунт промерз на глибину не більше метра.

Якщо промерзання більш значне, можна використовувати спеціальний пристрій – «парову голку». Вона являє трубку, на якій має отвір – з нього виходить гаряча пара. Трубка опускається в свердловину, сприяючи розморожування ґрунту. Для мерзлих грунтів підходить також буроопускной метод з попередніми бурінням лідерних свердловин.


Спроби забити палі в мерзлий грунт іншими способами в кращому випадку приведуть до її розхитування в міру відтавання грунту, в гіршому – до деформацій.

Для забивання паль малого діаметру на невелику глибину можна використовувати ручний молот. Для більш масштабного будівництва застосовують електричний або гідравлічний молот. Їх вартість висока, але можна взяти в оренду, якщо мова йде про приватному житловому будівництві.

При використанні буроопускного методу слід попередньо подбати про вивезення діставати в процесі буріння грунту. В іншому випадку рівень будівництва підніметься в середньому на 0,5 м.



Стратегічне значення при лідерних бурінні має глибина свердловини. Вона повинна бути на півметра коротше опори. В іншому випадку не вдасться забезпечити утримування палі грунтом.

Про віброзанурення, вдавливании і забивання паль дивіться в наступному відео.