Как я уже несколько раз писал, моя работа связана с изготовлением и монтажом свай под промышленные объекты, и буквально вчера мне с объекта прислали десяток интересных фотографий (сами фотографии я показать не могу по понятным причинам, но нашел в сети похожую). На фотографиях было несколько винтовых свай, выкрученных после проведения статических испытаний. Погружали сваи при помощи экскаватора с вращателем на 15 т*м.
Почему такое происходит? Основной причиной таких повреждений обычно становится нарушение технологии погружения винтовых свай.
Что такое вообще винтовая свая? это свая, которая ввинчивается в грунт по принципу самореза (ну или болта, если это свая для вечной мерзлоты).
Давайте возьмем обычный саморез и попробуем ввернуть его отверткой без применения вдавливающих усилий в гипсокартон (это наиболее подходящий материал для сравнения с песчаными грунтами). Он прекрасно закрутится, и даже будет держать определенную нагрузку. Еще один саморез предлагаю закрутить шуруповертом, но тоже без вдавливающего усилия, просто прикладывая магнитную биту к шляпке самореза. Второй саморез тоже закрутится, причем быстрее, и если вы вовремя успеете отпустить курок шуруповерта, то так же будет нести ту же самую нагрузку... А если не успеете вовремя отпустить курок? Саморез сработает как бур, разбурит отверстие в гипсокартоне и будет из него выпадывать. А если вы всетаки приложили вертикальное усилие, то саморез просто провалится в гипсокартон.
Если все то же самое проделать не с гипсокартоном, а скажем с пеноблоком (суглинок с включением гравия), то если перестараться с усилием, то вы просто сломаете саморез не докрутив его .
Все то же самое происходит со сваями. Как у нас принято крутить сваи? Поймать первый попавшийся на пути манипулятор, или того хуже экскаватор, навешать на него вращатель неизвестного китайского происхождения с непонятной скоростью вращения и еще более непонятным усилием. Во вращателе жестко закрепить сваю на 2 болта (так чтобы она ни вверх ни вниз относительно вращателя не могла двигаться и начать крутить. А сейчас вспоминаем, как закручивался саморез в гипсокартон: на каждый оборот саморез погружался в гипсокартон ровно на 2 миллиметра. Для стандартной промышленной сваи эта величина ровно 20 см. Какой машинист экскаватора или манипулятора сможет равномерно со скоростью 20 см/на 1 оборот сваи опускать стрелу одновременно выбирая ее по вылету (чтобы не загнуть сваю, так как по законам геометрии чем ниже опускается стрела, тем дальше от машины проекция кончика стрелы на землю)? А если это не манипулятор, а экскаватор или манипулятор наподобии ИФ-300, то там из за конструкции стрелы эта операция становится еще сложнее (некоторым экскаваторам без телескопической стрелы приходится подъезжать - отъезжать от сваи в процессе погружения). Последствием всего этого бардака при погружении сваи становится то, что свая начинает испытывать вертикальные усилия, передаваемые от машины, которая ее закручивает (сваю либо задавливают в землю с большой силой, если машинист торопится с опусканием стрелы, либо пытаются выдернуть, когда машинист не успевает за сваей).Вся эта вертикальная нагрузка передается на лопасть, которая при таких усилиях вместо своего прямого назначения - завинчивания, начинает работать как бур, а в тяжелых случаях, да еще и в грунтах с включением гравия, ее может просто сломать (литые наконечники), оторвать по сварному шву или просто загнуть (сварные наконечники). А если машинист при всем этом еще и не успеет выбрать вылет стрелы, то свая получит еще и горизонтальные усилия, которые в лучшем случае разобьют стенки скважины, которую образует свая при погружении, и у сваи снизится и без того смешная несущая способность на боковые нагрузки.
Так как же все-таки правильно погружать винтовые сваи?
Для начала поговорим об оборудовании: Для работы с промышленными сваями на данный момент существуют 3 установки: Самая громоздкая и неудачная из них МЗС-219:
Огромный крутящий момент, скручивающий трубу в узел в сочетании с возможностью работать только непосредственно под собой (отсутствие стрелы манипулятора) и максимальной длинной сваи всего 6 метров сделали эту машину не конкурентноспособной. В сети можно найти несколько фотографий ее работы, но в живую ни на одном объекте она мне не попадалась.
Самой распространенной машиной для погружения винтовых свай сейчас является машина УБМ-85:
Классический манипулятор с 15-ти метровой стрелой, грузоподъемностью в 2 тонны на полном вылете. Обратите внимание, как на фото закреплена свая. Машина не оказывает на сваю вертикальных усилий, свая свободно перемещается по вертикали в специальном патроне, а вращение происходит за счет пазов в патроне, в которые входят 2 пальца, вставленные в монтажные отверстия свай. Еще одна особенность этой машины в том, что у нее сменные вращатели: Один на бурение с усилием в 1,5 т*м и скоростью вращения 1-3 оборота в секунду (в зависимости от нагрузки) и еще один на погружение свай, со скоростью вращения 5-15 оборотов в минуту, и усилием до 13 т*м. Именно эту машину, не смотря на все ее недостатки (поменять вращатель занимает пол часа, огромная длинна оборудования от верха стрелы до низа патрона, общая ломучесть как базового шасси, так и установки, достаточно низкая проходимость несмотря на полноприводную базу) я на данный момент рекомендую использовать для погружения винтовых свай. Если на такой машине работает опытный грамотный экипаж, то с вероятностью 90% он закрутит сваи без повреждений лопасти или ствола (если вы конечно не купили откровенный брак), и с вероятностью 80% закрутит сваи в отметку.
Достаточно новой на рынке является УЗС-85 Клинцы.
В работе мне ее видеть не приходилось, только на выставке, но ее характеристики впечатляют:
Собрана машина на базе 50-ти тонного крана, при этом функция крана в отличии от конкурентов сохранена, универсальный вращатель, позволяющий и бурить, и закручивать сваи (не знаю даже, хорошо это или плохо: если начать бурить с большим моментом, то можно просто сломать шнек), вылет стрелы позволяющий работать с 16-ти метровыми сваями, что иногда бывает актуально (у УБМ-85 максимальная длинна сваи 12 метров, и то при условии, что базовый автомобиль-камаз), генератор на 5кВт, питающийся от маслостанции. Но при всем этом есть и серьезный минус: У этой машины отсутствует кузов, от слова совсем. Для того, чтобы привезти на объект комплект шнеков, необходимо цеплять прицеп, или снаряжать дополнительную машину.
Для чего я перечислил эти машины и приложил их фотографии? Все эти машины объединяет 1 обязательное условие: Все три машины могут погружать винтовые сваи без вертикальных усилий на сваю, а значит по максимуму обеспечат соблюдение технологии.
Среди оборудования, предназначенного для погружения винтовых свай малого диаметра и на малую глубину требованиям обеспечения минимального нагружения сваи по вертикальной оси соответствуют только ручные вращатели (самодельный вращатель из дрели и гайковерта для колес, ручной гидровращатель).
Ни на одном ямобуре, работающем с частниками я не видел специального патрона для работы с винтовой сваей. Максимум, что делают, это заказывают у токоря ступенчатый конус под разные диаметры свай, этот конус жестко закрепляют в вращателе машины, а сваю опять же жестко закрепляют на конусе. Крутят это все вращателем на бурение с большими оборотами и усилием в 1,5-2 т*м, и как следствие загибают и отрывают лопасти у винтовых свай, рвут ствол сваи.
И на фоне всего этого у меня два вопроса:
1. Производители оборудования для погружения винтовых свай, почему вы до сих пор не разработали и не начали продавать патрон для винтовых свай малого диаметра, предназначенный для установки на ямобуры (про вращатель я промолчу, все равно его ни кто менять после бурения не будет, будут все делать 1 и тем же вращателем)
2. Люди (Прорабы, ГИП и прочие специалисты из ререстра НОСТРОЙ), отвечающие за качество выполняемых работ на крупных строительных объектах, для чего вы допускаете выполнение работ с нарушением технологии? Я понимаю, что экскаватором без специального патрона закрутить сваю быстрее и дешевле, но когда башня связи, здание или опора ВЛ упадет из за того, что винтовая свая не смогла выдержать заложенные проектом нагрузки, то вы останетесь крайними, так как несете личную ответственность.