Главная → Статьи

Виды забивных свай

К забивным сваям относятся все виды свай, котррые могут быть погружены в грунт без его извлечения. Такие сваи бывают сплошного сечения, трубчатые с закрытым концом, Н-образные и др.

Характерной особенностью забивных свай является их высокая несущая способность по грунту. Это объясняется тем, что погружение таких свай происходит без извлечения грунта, в результате чего происходит уплотнение грунтовой массы, особенно в зоне нижнего конца сваи.

К забивным сваям относятся также трубчатые сваи диаметром до 80 см с грунтовым ядром. Эти сваи погружают с открытыми концами, оставляя в нижнем участке уплотненное грунтовое ядро. Несущая способность таких свай не отличается от несущей способности забивных свай с закрытым концом. Во время погружения трубчатых свай грунт, наполняющий внутреннюю полость, уплотняется. Особенно сильно уплотняется грунт около подошвы сваи. При вибропогружении грунтовое ядро образуется только в песчаных грунтах, а при погружении молотами — почти во всех плотных грунтах.

Забивные сваи могут быть деревянными, железобетонными и стальными.

Деревянные сваи в опорах глубокого заложения применяют для устройства свайных фундаментов, подошва которых располагается ниже уровня воды. Для свай используют древесину разных пород: сосну, ель, дуб, кедр, лиственницу, пихту, — имеющих прямой и смолистый ствол. Длина деревянных свай может быть значительной. Наиболее часто она составляет 6—12 м. Диаметр ствола свай 26—30 см. Находят применение и пакетные сваи, составленные из трех или четырех бревен или брусьев. Стыки отдельных бревен или брусьев в пакетных сваях располагают вразбежку. Сечения пакетных свай показаны на рис. 1. Более экономичны пакетные сваи из трех бревен.

Наиболее перспективны клееные сваи, изготавливаемые из высушенных и строганых досок толщиной от 20 до 50 мм. Длина досок может быть 2 ж и более. Клееные сваи изготавливают на водостойких клеях, которые обладают биостойкостью и водостойкостью. Конструкция клееных свай показана на рис. 12. Клееные сваи могут быть изготовлены любой длины. Уже были применены клееные сваи длиной 12—16 м при строительстве

причала. В мостостроении клееные сваи пока еще не применялись.

Все деревянные сваи имеют заостренный конец. Длина заострения 1,5—2 диаметра ствола сваи. Головы сваи оформляют либо под набивку стального кольца-бугеля, либо под наголовник. Если в грунте, в который погружают сваи, есть твердые включения, на острие сваи надевают стальной башмак.

В пресной воде деревянные сваи могут служить практически неограниченное время. На уровне переменной влажности деревянные сваи служат 8—20 лет. В морской воде, где действуют шашни и лимнории, деревянные сваи могут погибнуть за несколько недель. Известны случаи, когда деревянные сваи были источены шашнем, что приводило к катастрофам. Прилипая к поверхности сваи, шашень просверливает узкий поперечный ход, а затем продольный.

Размер шашня в стволе сваи может доходить до 1,5 м в длину и до 5 см в диаметре. Шашень живет в морской воде на участке от дна до уровня приливных волн. В СССР шашень встречается у берегов Черного моря и Тихого океана. На Черноморском побережье он наиболее активен у берегов Крыма и Кавказа. В Одесском порту он встречается редко, а в Азовском море совсем отсутствует. Деревянные сваи широко применялись до появления железобетонных свай.

Железобетонные сваи сплошного сечения могут иметь квадратное, прямоугольное, двутавровое и круглое сечение. Наиболее распространены квадратные и прямоугольные сваи. Сваи двутаврового сечения применяют для воспринятая больших изгибающих моментов, действующих в одном направлении. Сваи круглого сплошного сечения в настоящее время не применяют. В практике строительства круглые железобетонные сваи применяли диаметром до 50 см, длиной до 30 м и весом до 11 т.

Железобетонные сваи армируют продольной и поперечной арматурой. Основной рабочей арматурой является продольная.

Назначение поперечной арматуры — объединение продольной и воспринятие ударной нагрузки при погружении сваи. Диаметр поперечной арматуры назначают равным XU диаметра стержней продольной арматуры, но не менее 8 мм. Марка бетона должна быть’ не менее 300.

Головы свай снабжают 2—3 рядами арматурных сеток с размерами сторон клетки не более 5 см. Расстояние между сетками должно быть не более 5 см. Нижний конец свай снабжают сварным башмаком, к которому приваривают стержни продольной арматуры.

Для изготовления железобетонных свай и оболочек применяют гидротехнический бетон с обычной или предварительно напряженной арматурой.

Недостатками железобетонных свай сплошного сечения являются их большой вес, неудобство транспортирования и монтажа, необходимость^ мощного сваебойного оборудования. Такие сваи быстро разрушаются в суровых климатических условиях. Несмотря на это, железобетонные сваи сплошного сечения широко применялись и применяются при строительстве больших мостов.

В последние годы нашли применение сваи из предварительно напряженного бетона, преимущества которых—-высокая трещп-ноустойчивость, меньший расход стали и большая надежность. Процент армирования зависит от размера свай и марки стали. Он колеблется от 0,05 до 2,4%. Наименьшее количество арматуры расходуется при армировании свай прядями из проволоки диаметром 2,5 мм.

Обычный бетон в агрессивной среде подвергается разрушению. Агрессивность среды определяется повышенным содержанием минеральных солей: хлоридов, сульфатов, бикарбонатов натрия, кальция и магния. Признаки и нормы агрессивности воды или среды определяются по Нормам и техническим условиям (Бетон гидротехнический. Признаки и нормы агрессивности во-ды-среды. Н 114—54). Агрессивность природных вод выявляется в различных признаках: выщелачивание, общекислотная, углекислая, сульфатная и магнезиальная реакции. Степень агрессивности грунтовых и поверхностных вод различна и не всегда опасна для обычных бетонов. Постоянной агрессивностью обладает морская вода, но степень ее агрессивности колеблется в значительных пределах. С точки зрения действия на бетон морская вода характеризуется сульфатной агрессивностью и представляет опасность для бетона на обычном портланд-цементе. Разрушение бетона в морской воде происходит не только от химических процессов, заключающихся в агрессивном действии на цемент солей и растворенной в воде углекислоты, но также от механических воздействий морских волн и льда.

В агрессивной среде применяют сульфатостойкий портланд цемент и сульфатостойкий пуццолановый портланд-цемент. Сульфатостойкий портланд-цемент имеет не только повышенную стойкость к действию сульфатов, но и морозостойкость. Поэтому сульфатостойкий портланд-цемент рекомендуется применять в том случае, если бетон подвергается периодическому намоканию и высушиванию или замораживанию и оттаиванию. Пуццолано-вый портланд-цемент, в том числе сульфатостойкий, рекомендуется применять в том случае, если бетон постоянно находится в воде. Установлено, что разрушение бетона в агрессивной среде ускоряется, если растягивающие напряжения в бетоне превышают 0,3 предела прочности бетона. Поэтому конструктивные меры, ‘направленные на уменьшение растягивающего напряжения в бетоне, например забивка свай с наклоном, всегда полезны.

Железобетонные трубчатые сваи изготовляются на центрифугах на полигонах или на заводах. Преимуществом трубчатых центрифугированных свай является простота и быстрота их изготовления, высокое качество, малый вес и удобство транспортирования, возможность наращивания по мере погружения. Секции между собой стыкуют на фланцах при помощи болгов или посредством сварки выпущенных арматурных стержней с омо-ноличиванием места стыка бетоном. Фланцевый стык очень надежен и удобен, но требует дополнительного расхода стали. Стык посредством сварки арматурных стержней не требует дополнительного расхода стали. Он может применяться, особенно если свая собирается на стеллаже на полную длину. Методы соединения и конструкция секций свай малых диаметров не отличаются от методов соединения и конструкций свай-оболочек (см. главу III). На конце нижней секции сваи устраивают башмак-наконечник. Наконечник делают из железобетона или листовой стали. В последнем случае внутреннюю полость наконечника заполняют бетоном. Если в этом есть необходимость, в наконечнике предусматривают отверстие для подмывной трубы. Трубчатые сваи можно погружать с открытым концом.

Трубчатые сваи находят все большее применение в мостостроении. В последние годы начали внедрять оболочки из предварительно напряженного бетона.

В США изготовляют секции железобетонных предварительно напряженных трубчатых свай длиной по 5 м и диаметром от 35 до 102 см при толщине стенки около 10 см. Секции изготовляют в центрифугах. Во время формирования секций в стенках устанавливают съемные металлические стержни в резиновых оболочках на равных расстояниях по окружности. Таким образом получают сквозные каналы для укладки пучков арматуры (до 12 шт.). Свая на полную длину собирается на стеллаже; секции объединяют при натяжении арматуры. Стыки секции устраивают «сухими» с гладкой поверхностью. Перед стыкованием на стыкуемую поверхность наносят клей из эпоксидной смолы. Пучки натягивают попарно. После натяжения пучков каналы заполняют раствором. Анкерных закреплений на концах не устраивают.

Центрифугированные сваи показали высокую прочность и сопротивляемость ударным нагрузкам. Так, например, на строительстве моста через р. Янцзы при добивке пробных свай диаметром 55 см, которые были погружены на глубину 22 ж в кремнистые брекчиеобразные сланцы, сваи не разрушались от 200 ударов молота при нулевом отказе. Сваи диаметром 55 см с толщиной стенки 8 см без заполнения бетоном могут выдержать нагрузку до 450 т при марке бетона 250 и до 630 г при марке бетона 300. Те же сваи, заполненные бетоном, могут выдержать нагрузку соответственно до 785 и до 840 т.

Поперечные сечения стальных свай приведены на рис. 3. Стальные трубчатые сваи изготовляют из труб диаметром 426 мм и болееНаибольшая длина труб — 12,5 м. Звенья труб наращивают сваркой. Могут быть применены также цельнотянутые трубы по ГОСТ 301—50. В СССР стальные сваи успешно применяли в период восстановительных работ после Великой Отечественной войны. В настоящее время они полностью вытеснены железобетонными трубчатыми сваями.

Стальные сваи широко применяли и применяют в США, где их изготовляют из шпунтин, рельсов, проката, двутавров и труб. Наиболее широко применяют двутавровые Н-образные сваи с широкими полками. Преимуществом Н-образных свай является большая боковая поверхность; поэтому их целесообразно применять в качестве висячих свай. На строительстве моста через залив около Нью-Йорка применены такие сваи. В мосте через один из проливов у Сан-Франциско каждая опора опирается на 261 стальную Н-образную сваю длиной до 60—80 м при глубине воды до 30 м. Наряду с двутавровыми сваями широко применяли круглые бесшовные или сварные трубы диаметром от 15 до 81 см. Сваи диаметром до 55 см погружают с закрытыми, а сваи больших размеров — чаще с открытыми концами. На строительстве одного сооружения сваи диаметром 76 см с открытым концом удалось погрузить на глубину 61 м до скалы, в то время как с закрытым концом— только на 24 м. Внутреннюю полость стальных свай заполняют бетоном.

Ваш отзыв