С применением свай устраняется не только ручной труд, необходимый для зачистки котлованов при использовании подножников, но и вообще, устраняются земляные работы. Поэтому в условиях грунтов, позволяющих применить сваи и использовать имеющиеся механизмы для погружения свай, свайные основания получают широкое распространение и оказываются экономичными. Существуют вибро-вдавливающие агрегаты на тракторах, рассчитанные на погружение свай на глубину 6—8 м. Железобетонные сваи большей длины забивают дизель-молотами.
Если для непосредственного погружения в грунт мощность имеющегося механизма недостаточна или этому препятствует плотный либо мерзлый грунт, то работу облегчают предварительным бурением лидерного отверстия. Например, для погружения железобетонных свай квадратного сечения на глубину до 12 м под стальные унифицированные опоры до 500 кВ в грунты, промерзшие на глубину до 240см, действующие технологические карты предусматривают применение сваебойного агрегата СП-49 с дизель-молотом С-330 и буровой машины для бурения лидерных отверстий.
Рис. 6. Механизация погружения свай:
а — бурение лидерного отверстия; 6 — последовательность забивки свай под свободностоящую опору; I - сваебойный агрегат СП-49; 2 — буровая машина МРК-2; 1; II; III и IV - места погружения свай
Рис. 7. Паровой вибролидер для работ в мерзлых грунтах:
1 — сваебойный агрегат СП-49; 2 — канат лебедки подъема молота (молот с агрегата снят); 3 — вибропогружатель B40IA; 4 - пароподводящая арматура; 5 — стальная труба диаметром 325 мм с толщиной стенки 12 мм (лидер)
Кроме этих машин, специализированное звено рабочих, работающее в составе комплексной бригады по устройству фундаментов, оснащается приспособлениями и инструментами: наголовниками соответственно размерам поперечного сечения свай (25X25 или 35X35 см); стропами; нивелиром; складным метром, отвесом, ломами и лопатами; бригадным инвентарем по технике безопасности. Погружение свай выполняется в заданной последовательности, назначаемой в зависимости от числа и расположения свай в фундаменте (рис. 6). Затем монтируется ростверк.
Для погружения свай в многолетнемерзлые грунты можно использовать комплект машин, включающий, кроме агрегата СП-49, также паровой вибролидер, передвижной парообразователь и передвижную электростанцию. Такой комплект использовался в тресте Востоксибэлектросетьстрой на строительстве ВЛ в 1982—1983 гг.
Паровой вибролидер (рис. 7) подвешивается на канате лебедки подъема молота агрегата СП-49 и закрепляется захватами, допускающими скольжение, к мачте. Стальная труба лидера имеет диаметр 325 мм при толщине стенки 12 мм. Нижний конец образует кольцевую режущую коронку с отверстиями для выхода пара, а верхний конец сплющен для скрепления с зажимом на-
головника вибропогружателя. Из-за больших габаритов последнего верхняя секция агрегата СП-49 заменена.
Пар подается от передвижного парового котла Д-564, установленного в металлическом вагончике. Электроэнергия, необходимая для работы вибропогружателя, подается от дизельной электростанции ДЭС-100.
Агрегат СП-49 с паровым вибролидером устанавливают так, чтобы ось лидера совпала с проектной осью сваи. Лидер поднимают с помощью мачты копровой установки. Включают подачу пара, опускают коронку лидера на грунт и приводят в действие вибропогружатель, обеспечивая в данный момент и при дальнейшем погружении давление пара не менее 0,6 МПа.
Зубья коронки лидера рыхлят расслабленный паром мерзлый грунт лидер совершает колебания вверх—вниз и погружается. Вибрация лидера исключает его зависание на стенках скважины. При погружении на проектную глубину уменьшают давление пара и извлекают вибропогружателем лидер из скважины; при этом в скважине остается раствор грунта, имеющий температуру от 50 до 70 °С. Лидер отсоединяют от вибропогружателя и на его место ставят сваю с наголовником. Пользуясь дистанционным пультом управления, фиксируют поднятую вертикально сваю гидрозажимом вибропогружателя и погружают ее в скважину. Производительность комплекта машин—от 10 до 20 м/ч при глубине проходки скважин 10 м и диаметре коронки лидера 0,37 м.
В многолетнемерзлых грунтах применяют свободное опускание сваи в готовую скважину, имеющую диаметр, немного (на 5 см) больший, чем диаметр круглой сваи или диагональ поперечного сечения прямоугольной сваи. Скважины образуются с помощью машин ударно-канатного или вращательного бурения. Готовую цилиндрическую скважину заливают примерив на /з глубины пульпой и затем опускают сваю. При этом пульпа отжимается к стенкам, заполняет все зазоры и пазухи междусваей и стенками котлована по всей его высоте. Во избежание преждевременного смерзания пульпа должна быть предварительно подогрета до определенной температуры, зависящей от температуры грунта и окружающего воздуха.
Через некоторое время, определяемое в проекте производства работ и уточняемое на месте, свая полностью смерзается с грунтом, после чего выдается разрешение на монтаж опоры на фундамент, сооруженный на таких сваях. Это время составляет, например, около 10 сут при температуре грунта минус 2 °С на глубине 10 -м. Можно сначала опустить сваю в скважину, а потом залить пульпу, если применить вибратор для уплотнения заполнения пазух во избежание образования пустот. Вибрирование позволяет применять песчаные и супесчаные растворы, повышающие прочность смерзания по сравнению с пульпой, изготовляемой обычно на основе бурового шлама или породы, извлеченной при проходке скважины.
Для бурения и приготовления пульпы нужна подогретая вода. Обогрев нужен и для транспортирования пульпы к месту работ, если она заготовляется централизованно на несколько скважин, а также для сохранения в непромерзшем виде бурового шлама, породы. Для этих целей возможно использование передвижного котла-термоса вместимостью 600 л, обогреваемого жидким топливом с помощью форсунок из набора гаражного оборудования. Пригодны также подогреваемый смеситель по типу бетономешалки и передвижная установка по типу водомаслогрейки для обслуживания машин на открытых стоянках в зимнее время. Такая установка имеет бак объемом около 2 м3 с встроенной топкой и отделением для пульпы, которая в подогретом виде подается в скважину через лоток. Бак расположен на санях шириной 2,15 м, имеющих полозья длиной около 2,4 м.
При устройстве свайных фундаментов можно существенно снизить транспортные расходы, применяя вместо железобетонных свай более легкие металлические трубы для любых типов опор и деревянные сваи для деревянных опор. Применимы также трубчатые металлические винтовые сваи, завинчиваемые специальным механизмом в лидерные отверстия.
