4. Методы ускорения процесса погружения свай. Такие методы основаны либо на энергии давления водяной струи (подмыв грунта), либо на использовании эффекта электроосмоса.

Подмывом грунт разрыхляют и частично вымывают струями воды, вытекающими под давлением из нескольких трубок диаметром 38... 62 мм, укрепленных на свае. При этом сопротивле­ние грунта у острия сваи снижается, а поднимающаяся вдоль ствола вода размывает грунт, умень­шая тем самым трение по боковым поверхностям сваи. Расположение подмывных трубок может быть боковым, когда две или четыре подмывные трубки с наконечни­ками находятся по бокам сваи, и центральным, когда один одно- или многоструй­ный наконечник размещен по центру погружаемой сваи. Для подмыва грунта воду в трубки подают под большим давле­нием (не менее 0,5 МПа).

При подмыве нарушается сцепление между частицами грунта под подо­швой и частично по боковой поверхности свай, что может привести к снижению несущей способности сваи. Поэтому сваи на последнем метре или двух метрах погружают без подмыва забивкой.

Применение подмыва не допускается, если имеется угроза про­садки близлежащих сооружений, а также при наличии просадочных грунтов.

Погружение свай с использованием электроосмоса применяют при наличии водонасыщенных плотных глинистых грунтов, морен­ных суглинков и глин. Для практической реализации метода погру­женную сваю присоединяют к положительному полюсу (аноду) источника тока, а соседнюю с ней погружаемую — отрицательному полюсу (катоду) того же источника тока. При включении тока вокруг сваи (анод) снижается влажность грунта, а у погружаемой сваи (катод), наоборот, повышается. После прекращения подачи тока происходит восстановление первоначального состояния грунтовых вод и несущая способность свай, являющихся катодами, возрастает.

Дополнительные операции при погружении железобетонных свай с использованием электроосмоса связаны с оснащением свай полосами стали —электродами, площадь которых занимает 20...25% боковой поверхности свай. Эта операция отпадает при погружении металлических свай методом завинчивания. Применение метода электроосмоса, позволяет на 25...40% ус­корить процесс погружения сваи, а также уменьшить нагрузки, необходимые для погружения сваи.

5. Погружение свай в мерзлые грунты. При погружении свай зимой в сезоннопромерзающие фунты приходится выполнять до­полнительные операции или отдельные процессы, увеличивающие трудоемкость и продолжительность свайных работ. Без дополни­тельных операций, но с некоторым снижением производительности установок удается обходиться при погружении свай мощными молотами и вибромолотами, если глубина промерзания не превы­шает 0,7 м. В остальных случаях следует создавать условия, близкие к летним. Для этого необходимо предотвращать промерзание грунта путем заблаговременного утепления мест забивки свай подручными материалами (опилки, солома и т. п.). В этих же целях мерзлый грунт разрушают на месте забивки свай механическими способами, устраивают лидирующие скважины бурильными машинами и виб­роударными установками или нарезают прорези по рядам будущих свай с помощью баровых машин, оттаивают слой мерзлого грунта (все эти процессы выполняют методами, принятыми при разработке мерзлых фунтов). Сам процесс погружения свай идентичен процес­сам, принятым для летних условии.

Методы погружения свай в вечномерзлые фун­ты характеризуются техно­логическими особенно­стями, обусловленными физико-механическими свойствами мерзлых фун­тов, которые в ненарушен­ном состоянии имеют высокую несущую способ­ность. Поэтому в этих ус­ловиях при выполнении свайных работ необходимо максимально сохранять мерзлые грунты в их есте­ственном состоянии, а на участках, где в процессе погружения свай наруша­ется структура грунта, сле­дует восстанавливать свойства этих грунтов. Вмерзание свай, или, ина­че говоря, смерзание поверхности сваи с фунтом, приводит к тому, что они приобретают высокую несущую способность. Это явление может быть эффективно использовано при погружении свай в твердомерзлые фунты, условно относимые к низкотемпературным. У этих фунтов среднегодовая температура на глубине 5... 10 м не выше —0,6°С для супесей, —1°С для суглинков и —1,5°С для глин.

Погружают сваи в твердомерзлые фунты главным образом двумя методами: в оттаявший грунт или в пробуренные скважины, диаметр которых превышает наибольший размер поперечного сечения сваи. При погружении свай в оттаявший грунт вначале его оттаивают и затем погружают сваи в образовавшуюся в мерзлом фунте полость разжиженного фунта. Грунт оттаивают с помощью паровой иглы, перфорированной в нижнем конце Под действием пара (давлением 0,4...0,8 МПа), выходящего у острия иглы, грунт раз­жижают до текучего состояния и в него погружают сваю до проек­тной глубины.

Метод погружения сваи в пробуренные скважины предусматривает такую последовательность процес­сов и операций: бурение сква­жины; заполнение скважины песчано-глинистым раство­ром до отметки, при которой объем раствора с некоторым избытком достаточен для за­полнения зазоров между стен­ками скважины сваи после ее погружения; погружение сваи, сопровождающееся выжима­нием раствора; извлечение об­садной трубы.

6. 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 при­меняемая при прямолинейном расположении их отдельными рядами или кустами.

Спиральная система предус­матривает погружение свай концентрическими рядами от краев к центру свайного поля; она позволяет в ряде случаев получить минимальную протяженность пути сваепогружающей установки.

При больших расстояниях между сваями порядок погружения определяется технологическими соображениями, прежде всего ис­пользованием эффективного оборудования.

Устройство шпунтовых ограждений из металличе­ских и деревянных шпун­тов начинают с погружения маячных свай, к которым в 2... 3 яруса крепят схватки, служащие направляющими при забивке шпунта.