Глава 1 классификация свай и методов их погружения

1. Типы железобетонных свай

В промышленном и гражданском строительстве подавляющее большинство погружаемых свай изготавливают из железобетона. Из стали изготавливают шпунтовые сваи. Деревянные сваи исполь­зуют очень редко, в основном при строительстве временных со­оружений в сложных гидрогеологических условиях.

Наиболее применяемые типы свай представлены на рис. 1.1.

Призматические сваи с п л о ш н о го сечения (рис. 1.1, а) чаще всего имеют квадратное сечение от 200x200 мм до 600 х 600 мм и длину от 3...4 м до 20... 25 м. В нижней части сваи, как правило, устраивают заострение. Однако в ФРГ, например, широко используют сваи без заострения, что значительно упро­щает их изготовление и практически не влияет на скорость погру­жения. Для призматических свай используют бетоны классов В 20... В 35 с различными типами армирования, в том числе с пред­варительным напряжением арматуры. В верхней и нижней частях свай, испытывающих наибольшее динамическое напряжение при погружении, применяют усиленное армирование в виде допол­нительных хомутов и поперечных сеток.

Сваи квадратного сечения с круглой полостью (рис. 1.1, б) используют реже, но в определенных условиях они могут быть более экономичны.

Сваи с уширением в нижней части (рис. 1.1, в), рас­считанные как сваи-стойки, используют при небольших значени­ях расчетной несущей способности и прорезке слабых (заиленных или заторфованных) грунтов.

Пирамидальные сваи (рис. 1.1, г) эффективны при зна­чительной мощности слоя однородного глинистого грунта с по­казателем текучести J_L < 0, сохраняющего длительное время уп­лотненное ядро, образовавшееся при погружении сваи.

Сваи переменного сечения (рис. 1.1, д) имеют длину

. 4 м, их рассчитывают как висячие с опиранием только на грунт в нижней, уширяющейся кверху части, с созданием некоторого дополнительного уплотнения грунта в рабочей зоне

.

Г-1

I—I до 50 мм

от 200 до 600 м

м

±

1-Т

Рис. 1.1. Типы железобетонных свай:

а — призматические сваи сплошного сечения; б — призматические сваи с круг­лой полостью; в — сваи с уширением в нижней части; г — пирамидальные сваи; г) — сваи переменного сечения; в, ж, з, и — сваи с поперечным сечением в виде креста, тавра, двутавра, швеллера соответственно; к — полые круглые сваи; л — сваи-оболочки; м — винтовые сваиСваи с поперечным сечением в виде креста, тавра, двутавра (рис. 1.1, е, ж, з, и) изготавливают в целях увеличения боковой поверхности и, следовательно, несущей способности ви­сячих свай. Однако усложнение формы свай приводит к повыше­нию себестоимости их изготовления и усложнению свайных ро­стверков. При этом не всегда обеспечивается существенное увели­чение несущей способности сваи. Поэтому применение свай слож­ных геометрических форм целесообразно лишь при определенных сочетаниях грунтовых условий, заданной несущей способности и конструктивной схемы здания или сооружения.

Полые круглые сваи в зависимости от диаметра ствола подразделяют на два вида: диаметром до 800 мм — полые, или трубчатые, сваи (рис. 1.1, /с); диаметром свыше 800 мм — сваи- оболочки (рис. 1.3, л). Толщина стенки составляет 80... 120 мм в зависимости от диаметра. Трубчатые сваи изготавливают цельны­ми или составными (из нескольких звеньев длиной 4...8 м). При диаметре до 600 мм нижние концы свай закрытые.

Сваи-оболочки наиболее широко используют в гидротех­ническом строительстве. При их изготовлении на заводах железо- бетоных конструкций (ЖБК) применяют метод центрифугирова­ния, позволяющий получить бетон более высокой прочности и морозостойкости, чем при методах уплотнения бетона вибриро­ванием. Звенья длиной 4... 8 м имеют в торцах металлические флан­цы для стыковки на болтах или с помощью сварки. Сваи-оболо­чки погружают в грунт ударным или вибрационным методом, как правило, без извлечения грунта из внутренней полости оболочки. При этом в нижней части оболочки с увеличением глубины по­гружения образуется уплотненное грунтовое ядро, погружаемое вместе с оболочкой. Поэтому оболочки диаметром 1,2 м и более требуют мощного сваепогружающего оборудования. Вместе с тем наличие такого ядра позволяет принимать расчетные сопротивле­ния R по полному сечению сваи-оболочки и, следовательно, по­высить расчетные нагрузки на сваю при значительной экономии бетона. Наиболее надежное грунтовое ядро образуется в песках.

Винтовые сваи (рис. 1.1, м) используют для фундаментов, воспринимающих выдергивающие нагрузки (радиоантенны, линии электропередач и т.п.). В конструкцию винтовой сваи входит баш­мак с винтовой лопастью. Сваю погружают завинчиванием с до­полнительным вертикальным усилием. Для погружения использу­ют самоходные агрегаты на автомобильном или гусеничном ходу.