10. Способы погружения готовых свай в грунт

По способу погружения в грунт различают сваи забивные, погружаемые вибрированием, вдавливаемые и ввинчиваемые. Для облегчения погружения свай в песчаные и гравелистые грунты иногда применяют подмыв грунтов» а в пылевато-гли-иистые грунты — электроосмос и бурение лидериых скважин.

Забивные сваи погружают в грунт свайными молотами.

Погружаемые вибрированием сваи целесообразно применять при наличии толщи насыщенных водой пе­сков.

Вдавливаемые сваи применяют там, где для их погру­жения нельзя использовать динамические воздействия.

Ввинчиваемые сваи целесообразно при­менять, когда с поверхности залегают слабые грунты, подсти­лаемые малосжимаемыми, и для устройства фундаментов, ра­ботающих на выдергивание.

11. Сваи, изготавливаемые в грунте

Сваи, изготовляемые в грунте, часто называют набив­ными. Набивные сваи изготавливаются из бетона и железобетона. При изготовлении набивных свай в выштампованном ложе используют щебень, который втрамбовывается в массив грунта основания в нижней части сваи.

Набивные сваи изготавливают диаметром поперечного сечения до 0,8 м и длиной до 50 м следующим образом. В грунт погружается инвентарная труба с нижним концом, закрытым теряемым башмаком. После забивки трубы в грунт в нее подается бетон, и молот производит частые удары вверх и вниз; при этом от каждого удара труба поднимается на 3-4 см и вновь погружается на 1-2 см. Таким образом бетон трамбуется, а труба извлекается из грунта. Сваи, изготовленные подобным способом, называются частотрамбованными.

К набивным сваям относятся также вибронабивные сваи, которые изготавливают в скважине, образованной путем погружения вибратором инвентарной трубы, закрытой также теряемым затем железобетонным башмаком. Бетонная смесь уплотняется вибрированием. Уширенная пята в основании вибронабивной сваи образуется путем выдавливания из обсадной трубы башмака и одновременно порции бетона, равной по высоте 3-4 диаметрам сваи, и втрамбовывания их в грунт.

Виброштампованные сваи изготавливают, заполняя скважину бетоном с уплотнением ее виброштампом. Такой способ уплотнения бетона в скважине обеспечивает вдавливание бетона в грунт и уширение пяты ствола сваи с уплотнением грунта вокруг сваи.

При необходимости армирования сваи в обсадную трубу устанавливают арматурный каркас из четырех-шести стержней диаметром 14-20 мм и спирали из проволоки диаметром 6 мм с шагом 150 мм.

12. Взаимодействие свай с окружающим грунтом (процессы, происходящие в грунте при устройстве свайных фундаментов)

При забивке сваи в грунт частицы грунта выдавливаются из-под ее острия в стороны и вверх. При погружении сваи до глубины менее 4d наблюдается выпор грунта на поверхность основания (рис.Ф.14.37,а). Подъем поверхности основания происходит на расстоянии (3-4)d вокруг сваи. Величина подъема основания зависит от влажности грунта.

При дальнейшем погружении сваи наблюдается только внутренний выпор (рис.Ф.14.37,б), что приводит к уплотнению грунта в пределах цилиндрического тела диаметром до (3-5) d в зависимости от вида грунта. Под нижним концом сваи образуется зона, в пределах которой плотность грунта максимальная. Размер этой зоны зависит от вида грунта и его прочностных свойств. В песчаных грунтах после прекращения забивки сваи в этой перенапряженной зоне начинается процесс релаксации напряжений, происходит разуплотнение грунта и размер переуплотненной зоны грунта уменьшается.

В водонасыщенных глинистых грунтах процесс погружения сваи сопровождается разрушением структурных связей и возникновением избыточного давления в поровой воде, что приводит также к выпиранию грунта на поверхность. Это выпирание сопровождается значительным подъемом поверхности грунта и продолжается несколько дней после прекращения процесса забивки сваи. Вокруг висячей сваи возникает напряженно-деформированная зона. Вертикальные сжимающие напряжения имеют максимум непосредственно у сваи, уменьшаясь в радиальном направлении. На расстоянии примерно 3d от оси сваи их величина незначительна и не вызывает уплотнения грунта. Поэтому, чтобы не происходило наложения напряжений от соседних свай, их рекомендуют располагать на расстоянии не менее 3d друг от друга.

Для свай-стоек, опирающихся на более прочные грунты, расстояние между осями свай в уровне их острия принимается равным 1,5d.

Касательные напряжения на боковой поверхности сваи увеличиваются до определенной глубины, оставаясь затем практически постоянными в пределах всей длины ствола сваи. В ряде опытов было отмечено увеличение сил трения с глубиной.