4.2 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.4.3)

Призматические сваи сплошного сечения (рис.4.3, а) чаще всего имеют квадратное сечение от 200x200 мм до 600x600 мм и длину от 3...4 м до 20...25 м. В нижней части свай, 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.4.3, б) используют реже, но в определенных условиях они могут быть более экономичны.

Сваи с уширением в нижней части (рис.4.3, в), рас­считанные как сваи-стойки, используют при небольших значени­ях расчетной несущей способности и прорезке слабых (заиленных или заторфованных) грунтов.

Пирамидальные сваи (рис.4.3, 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.4.3, д) имеют длину 3...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.

Сваи с поперечным сечением в виде креста, тавра, двутавра (рис.4.3, 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 800мм - полые, или трубчатые, сваи (рис.4.3, к); диаметром свыше 800мм - сваи-оболочки (рис.4.3, 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 600мм нижние концы свай закрытые.

Сваи-оболочки наиболее широко используют в гидротех­ническом строительстве. При их изготовлении на заводах железобетонных 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 1,2м 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.4.3, 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.

Рис.4.3 Типы железобетонных свай:

а - призматические сваи сплошного сечения; б - призматические сваи с круг­лой полостью;

в - сваи с уширением в нижней части; г - пирамидальные сваи; д - сваи переменного сечения;

е, ж, з, и - сваи с поперечным сечением в виде креста, тавра, двутавра, швеллера соответственно;

к - полые круглые сваи; л - сваи-оболочки; м - винтовые сваи