Виды свай и способы их погружения
Размещение, тип, размер, глубина и способы погружения свай указываются в проектах. Сваи различают по способу изготовления, материалу, форме поперечного и продольного сечений и способу погружения (рис. 1).
Деревянные сваи. Изготавливают из хвойных пород — сосны, кедра, лиственницы, иногда используется дуб. Нижний конец сваи заостряется на длину, равную 1,5...2 диаметру бревна, и на него надевается стальной башмак, предохраняющий заостренный конец сваи от разрушения во время забивки. На верхний конец сваи надевается стальное кольцо — бугель, предохраняющий от раскалывания и размочаливания древесины сваи при ударах молотом. Деревянные сваи применяют длиной 4,5-16 м с диаметром в тонком конце не менее 18 см.
Железобетонные сваи. Чаще всего бывают сплошные квадратного сечения 30 х 30 и 40 х 40 см, длиной 3-60 м с заостренным концом и стальным башмаком или обоймой. Полые железобетонные сваи круглого сечения — сваи-оболочки диаметром 40-60 см состоят из звеньев длиной 4, 6, 8, 10, 12 м, которые на месте соединяют болтами или с помощью сварки. Нижние звенья имеют наконечник, а верхнюю часть сваи-оболочки заполняют бетоном.
Металлические сваи. Изготавливают из проката разного профиля — двутавра, швеллера, рельсов, а также из труб. Трубчатые стальные сваи при необходимости заполняют бетоном, превращая их в трубобетонные сваи. Трубчатые металлические сваи в сравнении с железобетонными имеют преимущества — сравнительно небольшой вес (в 3 раза меньше при той же длине), большую жесткость и прочность, неограниченная глубина забивки (производят отдельными звеньями, соединяемыми муфтами или электросваркой). По сравнению с другими видами свай они обладают большей несущей способностью, заменяя от 4 до 10 железобетонных свай.
Наибольшее применение в промышленном и гражданском строительстве нашли забивные бетонные сваи сплошного квадратного сечения (ГОСТ 19840.1-79 и 19804.2-79), квадратного сечения с круглой полостью (ГОСТ 19804.3-80) и полые круглые сваи (ГОСТ 19804.5-83). Данные сваи предназначены для свайных фундаментов зданий и сооружений с погружением в любые сжимаемые грунты и в пластичномерзлые грунты.
Железобетонные сваи погружаются путем забивки копром или вдавливания в грунт. Существует технология погружения свай с помощью вибропогружателя, монтируемого в качестве сменного рабочего органа на строительный кран. Данный способ особенно часто применяется при погружении полых круглых свай диаметром более 60 см. Бетонные сваи бывают сплошными, либо составными. Стыковка секций обеспечивается сваркой, на болтах или иными способами. Стыковка в процессе забивки/вибропогружения позволяет достичь глубин погружения до 30 м, что позволяет прорезать значительные толщи слабых грунтов при обустройстве фундамента в сложных грунтовых условиях. Стальные трубчатые сваи состоят из одной или нескольких стандартных цельнотянутых труб, соединяемых между собой муфтами. Трубы с диаметром до 40 см обычно погружают с закрытым концом, для чего трубу снабжают специальным наконечником. Трубчатые сваи большого диаметра (сваи-оболочки с диаметром более 80 см) погружают без наконечника. Основной способ погружения – вибропогружателем. В последующем возможно удаление грунта из полости трубы (эрлифтом, ковшебуром либо желонированием) и заполнение ее балластной смесью.
По способу работы сваи бывают висячими (работающие за счет сил трения по боковой поверхности). Висячие сваи работают в песках средней плотности, в рыхлых, пластичных и текучих супесях, суглинках и тугопластичных, мягкопластичных, текучепластичных и текучих глинах. Не допускается погружать их в плотные пески и глинистые грунт твердой и полутвердой консистенции. В данных типах грунтов работают сваи-стойки, воспринимающие нагрузку как за счет сил трения по боковой поверхности, так и, в большей мере, поперечным сечением. Погружают их либо забивкой молотами, либо вдавливанием.