33. Сваи, погружаемые в грунт в готовом виде. Прочность свай по материалу.

Способы погружения готовых свай в грунт

Рис. Способы погружения свай:

а – забивка; б – вибропогружение; в – задавливание; г – завинчивание; д – погружение в лидер (в очень плотных грунтах, промерзших грунтах); 1 – молот; 2 – металлический оголовок; 3 – деревянная или резиновая прокладка(для смягчения удара)

5.2.а Забивные сваи

При забивке свай в обезвоженные грунты. За счет подачи воды (под большим напором) под нижний конец сваи, грунт размывается, что значительно уменьшает сопротивление погружению.

Рис.11.7. Забивка сваи механическим молотом:

1 – мачта копра; 2 – подвесной молот; 3 – металлический наголовник; 4 – свая

5.2.б Вибропогружение

сваи наиболее эффективно при насыщенных водой песках. В этом случае вертикальные колебания, создаваемые вибратором, передаются сваей грунту, который разжижается, что приводит к резкому уменьшению сил трения по боковой поверхности и она легко погружается в грунт. После прекращения вибрирования структура грунта быстро восстанавливается и трение по боковой поверхности сваи увеличивается.

5.2.в Вдавливание свай с помощью гидродомкратов; применяется когда нельзя использовать забивку или вибропогружение (вблизи существующих зданий) и при усилении существующих фундаментов.

5.2.г Ввинчивание сваи, у кот. на конце винтовые лопасти (винтовые сваи), осуществляется кабестанами.

По прочности материала свая-стойка рассчитывается как центрально нагруженный сжатый стержень.

Расчет несущей способности висячей сваи по материалу ,

где φ – коэффициент продольного изгиба, обычно φ=1;

γ_с – коэффициент условий работы,

для свай сечением менее 0,3×0,3м γ_с=0,85;

для свай большего сечения γ_с=1;

γ_m – коэффициент условий работы бетона (0,7…1 – в зависимости от вида свай);

R_b – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, зависит от класса бетона (кПа);

A – площадь поперечного сечения сваи, м²;

γ_a – коэффициент условий работы арматуры, γ_a =1;

R_s – расч. сопротивление сжатию арматуры (кПа);

A_s – площадь поперечного сечения арматуры, м².

Сваи, изготовляемые в грунте (на месте)= набивные, их разновидности:буронабивные

Материал: бетон, ЖБ с армокаркасом или ЦП р-р.

По способу изготовления:

• сваи без оболочки;

• сваи с оболочкой, извлекаемой из грунта;

• сваи с неизвлекаемой оболочкой.

5.3.а. Сваи без оболочки

* В сухих и маловлажных грунтах, где не надо крепить стенки скважин.

* В водонасыщенных глинистых -под защитой глинистого раствора, который создает избыточное давление в скважине. После в забой скважины бетонная смесь, вытесняет раствор глины.

Набивные сваи – это устраивают путем укладки (набивания) бетонной смеси или песка (грунта) в полости (скважины) в грунте. В зависимости от способов создания в грунте полости и методов укладки и уплотнения материала сваи подразделяют на буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные, частотрам-бованные, песчаные и грунтобетонные.

Виды буронабивных свай. Технология их устройства. Это набивная, скважина пробурена.

Последовательность изготовления такой сваи:

а – бурение скважины; б – устройство уширения механическим способом (взрывом,давлением бет. смеси); в – установка арматурного каркаса; г – опускание в скважину бетонолитной трубы; д – заполнение скважины бетонной смесью; е – извлечение бетонолитной трубы с вибрацией; ж – формирование головы сваи в инвентарном кондукторе

Буронабивные сваи классифицируются:

2.3 По форме сваи бывают цилиндрической формы одного или разного сечения, в том числе с уширением нижнего конца.

2.4 Материалом для изготовления буронабивных свай служит бетонная смесь, бетонная смесь с арматурной сталью, а также цементно-песчаные растворы.

2.5 По способу армирования буронабивные сваи делятся на армированные пространственными каркасами на всю длину сваи или на ее часть.

2.6 По способу изготовления:

- не треб. спец. мероприятий по креплению стенок;

- сваи, стенки скважин удерживаются глинистым раствором или давлением воды;

- сваи с креплением стенок обсадными трубами.

Скважину, помимо бурения, можно получить:

- пробить инвентарным сердечником, трубой с закрытым нижним концом;

- вытрамбовать специальной трамбовкой;

- взрывом гирлянды зарядов взрывчатого вещества в скважине d 100мм. + значительное уплотнение грунта вокруг скважины.

Буроинъекционные сваи. Область их применения.

Разновидность буронабивных свай, заполнение вертикальных или наклонных скважин ЦП р-ром под давлением, в результате чего очень неровная поверхность => увелич. сцепление свай с грунтом.

Диаметры свай небольшие (от 60 до 200 мм), длине большая (до 30м) в сочетании с неровной поверхностью, их называют корневидными сваями.

Используются буроинъекционные сваи для усиления фундаментов существующих зданий, в качестве анкерных свай при испытании свай статической нагрузкой.

Рис.Схема буроинъекционных свай

5.3.б. Сваи с извлекаемой оболочкой

можно применять практически в любых геологических и гидрогеологических условиях,т.к. трубы защищают стенки скважины от обрушения.

Рис.Схема сваи Страуса

Рис.11.9. Последоват. изготовления сваи Страуса:

а – бурение скважины под защитой обсадной трубы; б, в – бетонирование с трамбованием и постепенным извлечением обсадной трубы; г – готовая свая

5.3.в. Сваи с не извлекаемой оболочкой

применяют при отсутствии возможности качественного изготовления свай с извлекаемой оболочкой (в водонасыщенных глинистых грунтах текучей консистенции), где под напором подземных вод ствол сваи на отдельных участках может быть разрушен во время твердения бетонной смеси. Это дорогие сваи и используются в основном в гидротехническом и транспортном строительстве.

«--» набивных и буронабивных свай. * Если без обсадной трубы – может наблюдаться обрушение стенок скважины, как при бурении, так и в процессе твердения бетона (хуже всего, т.к. не поддается проверке).

* Существует проблема удаления шлама, который препятствует погружению каркаса, при бетонировании шлам может всплывать и создавать грунтовые пробки, тем самым ослаблять сечение сваи.

* Трудность контроля качества.

* Подвержены действию агрессивных вод, во избежание этого также применяют оболочки (неизвлекаемые).

* Порционность подачи бетонной смеси при уплотнении трамбовкой, что значительно удлиняет и усложняет процесс изготовлений таких свай. Большой состав рабочей бригады.

Достоинства набивных и буронабивных свай:

* Экономичность (малый расход арматуры).

* Большая несущая способность – главный фактор.