19. Назначение, область применения и технология устройства набивных свай.

Набивные сваи— это специальные скважины, наполняемые бетоном и укрепляемые каркасом для дополнительной прочности. 

В связи с увеличением объемов реконструкции промышленных объектов и застройки территорий со сложными геологическими условиями широкое распространение получают набивные сваи. 

Область применения:

• свайные фундаменты

• ограждение стенок котлована

• подпорные стенки

• в любых грунтах

 Набивные сваи устраивают на месте их будущего положения путем заполнения скважины (полости) бетонной смесью или песком. В настоящее время применяют большое количество вариантов решения таких свай. Их основные преимущества:

- возможность изготовления любой длины;

-отсутствие значительных динамических воздействий при устрой­стве свай;

- применимость в стесненных условиях;

-применимость при усилении существующих фундаментов.

Набивные сваи изготовляют бетонными, железобетонными и грунтовыми, причем имеется возможность устройства свай с уширенной пятой. Способ устройства свай прост - в предварительно пробуренные скважины подается для заполнения бетонная смесь или грунты.

Длина свай достигает 20...30 м при диаметре 50...150 см.

 Несущая способность:

• Набивные сваи, в сходных грунтовых условиях, обладают несущей способностью в 2 раза выше, чем забивные;

• В различных грунтовых условиях нагрузка на одну сваю может достигать 20-30 тонн на один погонный метр.

Достоинства:

• Отсутствие динамического воздействия на окружающий грунтовый массив и существующие строения;

• Использование набивных свай позволяет отказаться от услуг завода железобетонных изделий; Монолитный бетон, всегда дешевле, доступнее и, ближе к строительной площадке, нежели железобетонное изделие.

• Возможность выполнить конструкцию сваи с заданной несущей способностью.

Технология устройства:

• Скважина необходимого диаметра на проектную глубину проходится специальным пробойником.

• Готовая скважина заполняется бетонной смесью;

• Заполненная скважина еще раз проходится пробойником, при этом бетонная смесь уплотняется, обеспечивая высокое сцепление с грунтом и следовательно, высокую несущую способность;

• Цикл по заполнению скважины бетоном и последующей ее проходки повторяется до получения необходимого диаметра сваи, который определяется по объему втрамбованной смеси;

• В скважину устанавливается арматурный каркас;

• Скважина с каркасом заполняется бетонной смесью;

• Технологии сооружения проста, однако требует применения специального оборудования.

20. Буронабивные сваи. Трамбованные сваи. Грунтовые сваи.

Буронабивные сваи: характерной особенностью является предварительное бурение скважин до заданной глубины. Изготовление свай включает следующие операции: пробуривание скважины; опускание в скважину обсадной трубы, извлечение из скважины осыпавшегося грунта; заполнение скважины бетоном отдельными порциями; трамбование бетона этими порциями; постепенное извлечение обсадной трубы. В пробуренную до проектной отметки (5...12 м) скважину осторожно опускают трубу диаметром 25...40 см и далее загружают бетонной смесью. После заполнения скважины на глубину около 1 м бетонную смесь трамбуют и медленно поднимают вверх обсадную трубу до тех пор, пока высота смеси в трубе не уменьшится до 0,3...0,4 м. Снова загружается бетонная смесь и процесс повторяется.

Недостатки способа — невозможность контролировать плотность и монолитность бетона по всей высоте сваи, возможность размыва не схватившейся бетонной смеси грунтовыми водами. Армирование свай производят только в верхней части, где на глубину 1,5...2,0 м в свежеуложенный бетон устанавливают металлические стержни для их последующей связи с ростверком. В зависимости от грунтовых условий буронабивные сваи устраивают одним из следующих способов:

Сухой способ применим в устойчивых грунтах (просадочные и глинистые, твердой полутвердой и тугопластичной консистенции), которые могут держать стенки скважины.

Применение глинистого раствора. Устройство буронабивных свай в слабых водонасыщенных грунтах требует повышенных трудозатрат, что обусловлено необходимостью крепления стенок скважины для предохранения их от обрушения. В таких неустойчивых грунтах для предотвращения обрушения стенок скважин применяют глинистый раствор бентонитовых глин, которые хорошо временно скрепляют отдельные грунты.

Крепление скважин обсадными трубами. Устройство свай этим методом возможно в любых гидрогеологических условиях; обсадные трубы могут быть оставлены в скважине или извлечены из нее в процессе изготовления сваи.

Буронабивные сваи обладают рядом недостатков, которые сдерживают их более широкое применение. К таким недостаткам можно отнести небольшую удельную несущую способность, высокую трудоемкость буровых работ, необходимость крепления скважин в неустойчивых грунтах, сложность бетонирования свай в водонасыщенных грунтах и трудность контроля качества выполненных работ.

Трамбованные сваи:

Простейшие трамбованные сваи Страусса делают на месте с помощью обсадной трубы диаметром 250...300 мм, погруженной до опорного пласта. Освобожденную от грунта полость скважины заполняют бетонной смесью, уплотняя каждый слой и одновременно извлекая обсадную трубу. Частотрамбованные сваи бетонируют в скважинах, полученных путем забивки толстостенной обсадной трубы. Сваи забивают молотом двойного действия. После забивки заполняют обсадную трубу на одну треть бетоном и соединяют молот с тягами и амортизационными пружинами. Теперь каждый удар молота вверх выдергивает обсадную трубу на 4...5 см, а удар вниз осаживает ее обратно на 2...3 см. В результате бетон значительно уплотняется и частично втрамбовывается в стены скважины.

 Трамбованные сваи Франки отличаются тем, что толстостенная обсадная труба диаметром до 600 мм забивается в грунт без башмака. Его роль выполняет пробка из сухой бетонной смеси. Тяжелая трамбовка-молот сначала уплотняет пробку, погружает ее вместе с обсадной трубой до проектной отметки, после чего скважину заполняют бетонной смесью, послойно трамбуя ее и извлекая одновременно обсадную трубу. При помощи копровой установки KPF сваи Франки изготовляют длиной до 20 м с несущей способностью до 2000 кН.

 Виброштампованные сваи изготовляют с помощью виброштампа — стальной трубы, закрытой внизу заостренным наконечником и закрепленной верхним концом на вибропогружателе. Полученную бурением или пробивкой скважину заполняют бетонной смесью сразу на всю глубину, затем в бетон погружают виброштамп до внедрения его в дно. Бетон вжимается в стенки, расширяя диаметр скважины. Виброштамп извлекают, образованную им полость опять заполняют бетонной смесью и вновь погружают на полную глубину скважины.

Пневмотрамбованные сваи устраивают при большом притоке грунтовой воды в скважину . Сваи применяют при устройстве фундаментов в насыщенных водой грунтах с большим коэффициентом фильтрации. В этом случае бетонную смесь укладывают в полость обсадной трубы при постоянном давлении воздуха, который подается от компрессора. Бетонную смесь подают небольшими порциями через специальное устройство - шлюзовую камеру, действующую по принципу пневмонагнетательных установок, применяемых для транспортирования бетонной смеси.

Грунтовые сваи применяют для уплотнения просадочных грунтов и изготавливают в скважине. Скважины, заполненные уплотненным грунтом, условно называют грунтовыми сваями.. Метод рекомендуется для маловлажных и влажных грунтов. применяются  для уплотнения и улучшения строительных свойств просадочных макропористых и насыпных пылевато-глинистых грунтов на глубине до 20(м). Суть метода: устраивается вертикальная скважина (полость) путем погружения металлической трубы (пробойника), которая затем засыпается местным грунтом с послойным уплотнением. В результате образуется массив уплотненного грунта, характеризующийся повышенной прочностью и более низкой сжимаемостью, в просадочных грунтах устраняются просадочные свойства.