При динамическом способе определяют несущую способность сваи в зависимости от энергии удара свайного погружателя при ее забивке. Отказы при этом способе устанавливают с помощью отказомеров, которые можно ставить на грунт или подвешивать на сваю. Показанный на рис. VIII.5 полуавтоматический суммирующий отказомер хомутом крепят к свае. Он состоит из храповой линейки, вдоль которой перемещают указатели отказов. При погружении сваи в грунт один из указателей движется вниз и показывает на мерной линейке суммарное значение остаточного отказа. При некотором обратном движении сваи за счет упругой реакции грунта второй указатель перемещается вверх и показывает на мерной линейке суммарное значение упругого отказа.

Измерения, производимые при погружении сваи, и динамические испытания являются вспомогательными операциями.

Основная операция (забивка) продолжается 10 мин, а 15 мин (60% общей продолжительности цикла) затрачивается на вспомогательные операции. При несамоходных копрах и производстве свайных работ в зимних условиях вспомогательные операции занимают 70...80% времени, расходуемого на погружение сваи. Таким образом, становится очевидным, что механизация и автоматизация вспомогательных работ имеют не меньшее значение, чем механизация и автоматизация основных процессов.

В системах, автоматизирующих процесс забивки свай, осуществляется автоматизация основных операций (запуск дизель-молота, выключение его при достижении острием сваи проектной отметки) и таких вспомогательных операций, как учет числа ударов, запись на ленте самописца характеристики погружения сваи и др.

Особенности забивки некоторых видов свай. Рассмотренный выше метод забивки применительно к вертикальным призматическим железобетонным сваям с обычной или предварительно напряженной продольной арматурой и хомутами можно использовать и для забивки других видов заранее изготовленных свай. Однако из-за особенностей конструкции и материала свай в ряде случаев приходится выполнять дополнительные операции, видоизменять приспособления, а иногда ограничивать область применения процесса.

При забивке железобетонных трубчатых свай, когда их собирают из звеньев, возникает дополнительная операция по стыковке труб перед подъемом сваи (по два звена) и в процессе погружения. При этом наголовники должны иметь специальную конструкцию с амортизирующей прокладкой, расположенной по окружности.

Железобетонные сваи без поперечного армирования можно погружать в песчаные и глинистые грунты полутвердой консистенции. При этом особое внимание следует обращать на обеспечение точного центрирования сваи по отношению к молоту.

Наклонные сваи забивают сваебойными установками, направляющие мачты которых могут быть установлены с наклоном. Для придания правильного направления в ряде копров применяют каретки, одну из которых прикрепляют к нижней части мачты, а другую — к нижней части молота. Мачту устанавливают по указателю наклона, который имеет шкалу с делениями.

Если забивают сваи, расположенные ниже уровня стоянки сваебойной установки, используют дополнительные секции мачты, предназначенные для наращивания ее нижней основной секции.

Металлические шпунтовые сваи (металлический шпунт) лучше всего погружать пакетами, состоящими из двух-трех шпунтов, объединенных общим наголовником.

Для погружения деревянных свай и шпунтов не требуется мощных сваебойных установок. В этих случаях часто применяют передвижные деревянные копры с подвесными молотами. Подтаскивают и поднимают такие сваи с помощью стропов.

Дополнительные операции здесь — надевание на головку сваи металлического бугеля для предохранения ее от разрушения при ударах молота и надевание на острие сваи металлического башмака, когда основание выложено плотными грунтами.

Если бревна, из которых готовят сваи, имеют недостаточную длину для получения сваи длиной, предусмотренной проектом, их наращивают с помощью стыков различных типов: впритык к трубе и др. Устройство стыков является весьма трудоемкой операцией и, кроме того, как правило, приводит к образованию слабых мест в свайном сооружении.

2. ВИБРАЦИОННЫЙ И ВИБРОУДАРНЫЙ МЕТОДЫ

При вибрационном методе сваю погружают с помощью вибрационных машин, оказывающих на сваю динамические воздействия. Эти воздействия позволяют преодолеть сопротивление трения на боковой поверхности сваи, лобовое сопротивление грунта, возникающее под острием сваи, и погрузить сваю на проектную глубину.

Вибропогружатель, представляющий собой электромеханическую машину вибрационного действия, подвешивают к мачте сваепогружающей установки (рис. VIII.6,а) и соединяют наголовником со сваей.

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 колебаний в 1 мин), применяемых при погружении тяжелых железобетонных свай и оболочек (трубчатых свай диаметром 1000 мм и более), необходимо, чтобы число, выражающее момент эксцентриков в кг/м, превосходило число, выражающее массу вибросистемы, не менее чем в 7 раз для легких грунтов и в 11 раз для средних и тяжелых грунтов.