Сваи, изготавливаемые в грунте
Сваи, изготавливаемые в грунте, называют набивными или буронабивными. Такие сваи изготавливают в предварительно пробуренной скважине или инвентарной трубе, погруженной в грунт вдавливанием, вибрацией или другими способами. Они могут быть бетонными, железобетонными, грунтовыми, щебеночными, грунтоизвестковыми и грунтоцементными. В качестве фундаментов используют обычно бетонные и железобетонные сваи, а остальные – для укрепления оснований.
По способу изготовления различают сваи без оболочек, с оболочкой, извлекаемой из грунта и с неизвлекаемой оболочкой.
Сваи без оболочек применяют в грунтах, которые позволяют осуществлять бурение скважин без крепления их стенок. Скважины заполняются бетонной смесью с тщательным трамбованием или вибрированием. Для увеличения несущей способности сваи иногда устраивают уширенную часть путем разбуривания. Диаметр ствола таких свай колеблется в пределах 0,4…1,7 м, а длина может достигать 40…50 м.
Сваи с извлекаемой оболочкой изготавливаются в пробуренных скважинах, закрепленных металлическими обсадными трубами диаметром до 0, 4 м. Скважину заполняют бетоном слоями толщиной до 1 м; бетонная смесь уплотняется. По мере бетонирования обсадная труба поднимается вверх. Такие сваи называются сваями Страуса по имени русского инженера, который впервые предложил технологию их изготовления.
Рис. 9.76. Последовательность изготовления сваи Страуса
Сваи с неизвлекаемой оболочкой устраивают в тех случаях, когда бетон нужно защитить от воздействия агрессивных подземных вод. Для этого металлическую трубу с заваренным башмаком погружают в грунт и заполняют ее бетонной смесью. Для повышения несущей способности набивных свай всех разновидностей грунт под ними может уплотняться с помощью камуфлетных взрывов (рис. 9 .77).
Рис. 9.77. Последовательность изготовления камуфлетных свай в неизвлекаемой оболочке
Определение несущей способности свай
В процессе погружения свая вытесняет некоторый объем грунта, что приводит к уплотнению окружающего ее грунта.
При погружении сваи в пески и ненасыщенные водой пылевато-глинистые грунты она встречает все большее сопротивление, что обусловливает уменьшение отказа. При погружении же в насыщенные водой глины и суглинки отказ часто увеличивается.
Это объясняется тем, что грунты, насыщенные водой, уплотняются при отжатии поровой воды. Так как из пылевато-глинистых грунтов вода отжимается очень медленно, основная деформация грунта развивается за счет смещения его частиц в стороны и вверх, что приводит к поднятию дна котлована (рис. 9 .78). Поэтому сразу после погружения сваи в насыщенные водой пылевато-глинистые грунты она имеет небольшую несущую способность. Со временем прочность грунта около сваи и ее несущая способность в значительной степени восстанавливаются.
Рис. 9.78. Деформация насыщенного водой пылевато-глинистого грунта около забитой сваи
1 – граница интенсивностей деформаций выпора; 2 – эпюры вертикальных перемещений слоев грунта.
Несущую способность свайного фундамента определяют из условий:
прочности по материалу;
прочности по грунту.