Виды свай, материалы, терминология. Несущая способность свай. Зависимость от рода грунта, параметры сваи, технологии устройства

Свая - это несущий элемент, вертикально расположенный в грунте, воспринимающий усилия от всех вышерасположенных конструкций и передающий эти усилия на грунтовое основание.

С учетом материала, конструкции и способов изготовления раз­личают следующие виды набивных свай:

-по материалу - бетонные, железобетонные, песко- и грунтобетонные, песчаные, грунтовые, комбинированные с применением металлической, асбоцементной и синтетических оболочек, сборного железобетона, дерева;

-по глубине заложения - короткие (до 6 м)и длинные (более 6 м);

-по степени заделки - со свободной головой и заделанные в бе­тон ростверка или фундаментной плиты;

-в зависимости от расположения свай в плане - одиночные сваи, свайные кусты, свайные полосы, свайные поля;

-по отношению оси к горизонтальной плоскости - вертикальные и наклонные;

-от горизонтального сечения ствола - круглые сплошные и коль­цевые;

-от вертикального сечения ствола - цилиндрические, гофрирован­ные, конические, с уширенной пятой;

-по характеру работы в грунте - висячие сваи, сваи-стойки и ан­керные.

В зависимости от способа передачи усилий на грунт (по характеру работы) сваи разделяют на:

а) висячие — передающие усилия на грунт в основном за счет трения по боковой поверхности (рис. 3.2). Висячие сваи используются, как правило, в слабых грунтах (рис. 3.3, б);

б) сваи-стойки - передающие усилия на грунт в основном за счет сопротивления нижнего конца сваи (острия) (рис. 3.2). Сваи-стойки обычно прорезают толщу верхних слабых грунтов и опираются на плотные малосжимаемые грунты (рис. 3.3, а).

Виды свай: а - сваи стойки; б - висячие сваи

Расположение свай в составе свайного ростверка (в плане) может

быть:

рядовым - один, полтора (в шахматном порядке), два ряда под стены зданий (ленточный свайный фундамент);

кустовым - отдельные группы свай из 2, 3, ... 9 свай под опоры, колонны, столбы (отдельные свайные ростверки);

полем - свайное поле из многих рядов свай (свайно-плитный фундамент).

По технологии устройства различают две группы свай:

забивные, которые изготавливаются на заводе, доставляются на объект и погружаются тем или иным способом в грунт в проектное положение;

набивные, изготовляются на месте путем укладки бетонной смеси в скважины в грунте, пробуренные в проектном месте.

Несущая способность свай — это величина нагрузки, которую свая может воспринять с учетом допустимых деформаций грунта под ее острием.

Если под острием сваи залегают сильно сжимаемые слабые грунты, то несущая способность свай определяется в основном сопротивлением грунта по боковой поверхности и в незначительной степени сопротивлением грунта под ее острием — в этом случае свая работает как висячая. Несущая способность фундамента из висячих свай зависит от числа свай, их расстановки в плане, формы и размеров поперечного сечения и длины.

Если под нижними концами свай залегают плотные мало-сжимаемые грунты, свая работает как стойка, т. е. несущая способность ее определяется в основном сопротивлением грунта под острием и в малой степени по ее боковой поверхности. Несущая способность фундамента из свай-стоек при любой расстановке их в плане равна сумме несущих способностей отдельных свай.

Несущая способность одиночной сваи зависит от прочности ее материала, механических свойств грунта и метода ее погружения.

В зависимости от рода грунта скважины можно бурить без укрепления их стенок или с укреплением их глинистым раствором, а также под защитой обсадных труб.

При втором способе скважины пробивают (в зависимости от ро­да грунта) сердечниками или трубами с глухим нижним концом, трубами с теряемым башмаком или трубами-оболочками с глухими нижними концами, которые остаются в грунте.

Сваи подразделяют на следующие типы:

С - квадратного сплошного сечения, цельные и составные, с поперечным армированием ствола;

СП - квадратного сечения с круглой полостью, цельные;

СК - полые круглого сечения диаметрами 400 - 800 мм, цельные и составные;

СО - сваи-оболочки диаметрами 1000 - 3000 мм, цельные и составные;

1СД - сваи-колонны квадратного сплошного сечения, двухконсольные, расположенные по крайним осям здания;

2СД - то же, расположенные по средним осям здания;

СЦ - квадратного сплошного сечения, цельные, без поперечного армирования ствола, с напрягаемой арматурой в центре сваи.

Длина сваи различная. От 8 м до 20м. Масса может достигать до 20 т.

Технология уствройства в общем виде предполагает бурение скважины расчётного диаметра, установка в нее арматуры и заливку в созданную скважину бетона.

Методы: ударный способ основан на забивке свай специальными агрегатами. Для того, чтобы во время забивки свая не отклонялась от вертикального положения, 1-е удары должны производиться с высоты в 0,5 м и лишь после заглубления на 1м высоту падения увеличивают.

Вибропогружение: вдавливание происходит за счет собственной массы сваи, саммы вибропогружателя и массы трактора.

Способ подмыва: грунт разрыхляют и частично вымывают струями воды, вытекающими под давлением из нескольких трубок D=38-63мм, укрепленных на свае.

Способ электороосмоса применяется для глинистых грунтов. После кратковременного действия постоянного тока вокруг забивают сваи, подключенные в сеть в качестве катода, влажность грунта возрастает и погружение облегчается.

Способ завинчивания: применяется под опорой ЛЭП. Такие сваи хорошо работают на выдергивание. Для погружения наконечник сваи оборудуют специальной насадкой (башмаком), винтовые лопасти которой имеют диаметр в 2 -3 раза больше диаметра сваи.