Сваи
Бетонные сваи
Бетонные сваи могут изготовляться или заранее или на месте. Забивные сваи обычно бетонируются в опалубке на настиле, сооруженном непосредственно на строительной площадке. В некоторых случаях, особенно если длина свай небольшая, они могут быть изготовлены на центральном заводе бетонных изделий и после приобретения необходимой прочности доставлены на площадку;' однако в этом случае есть опасность поломки свай при транспортировании и погрузке. Набивные сваи готовятся непосредственно на месте их установки. Сваи используются в монолитном строительстве для придания прочности фундаменту, поэтому требуют особого внимания.
Забивные бетонные сваи
Наиболее важными факторами, которые следует учитывать при проектировании забивных свай из обычного или предварительно напряженного железобетона, являются величины напряжений, могущих возникнуть при транспортировании и забивке свай. Количество арматуры в свае часто обусловлено напряжениями, возникающими при погрузке ее, поэтому очень важно, чтобы сваю поднимали за те точки, которые указаны конструктором. При укладке свай нужно следить за тем, чтобы они опирались на те же точки, которые обычно расположены на расстоянии, равном 1/6 длины сваи от каждого ее конца. Часто в опалубку вставляются металлические или картонные трубки, оставляющие в свае отверстие, необходимое для ее правильной подвески.
Особая осторожность необходима во время забивки свай. При забивке возникают очень большие напряжения в голове сваи и несколько меньшие — в ее основании. Было установлено, что разрушение головы сваи может быть уменьшено путем:
- а) применения соответствующих своему назначению и правильно установленных наголовников;
- б) установки достаточного количества арматуры;
- в) применения прочного бетона для головы сваи.
В связи с этим интересно отметить, что количество арматуры не имеет большого влияния на величину возникающих в свае напряжений. Ударные напряжения меняются в зависимости от типа грунта, в который забивается свая. При плотных грунтах они могут достигать 210 кг/см2. Так как ударная прочность бетона составляет не более половины его предела прочности на сжатие, полученное при медленно возрастающей нагрузке, то необходимо, чтобы кубиковая прочность бетона была не менее 420 кг/см2. Минимальные значения предела прочности бетона на сжатие указаны в СНиП. Указания о выборе бетонных смесей, обеспечивающих заданную кубиковую прочность бетона.
Вся арматура сваи должна быть хорошо защищена слоем бетона. В инструкции указано, что толщина защитного слоя должна быть в голове сваи 50 мм, на боковых гранях — 37 мм, причем толщина защитного слоя на гранях увеличивается по крайней мере до 50 мм в том случае, если сваи подвергаются воздействию морской воды или других факторов, могущих вызвать коррозию металла.
Для основной части сваи устанавливаются обычные составы смеси цемент — мелкий заполнитель — крупный заполнитель 1:1:3 и для короткого участка около головы — 1:1:2.
Если укладка бетона производится вручную, необходимо применять смесь с осадкой конуса от 50—75 мм, для того чтобы можно было хорошо утрамбовать бетон вокруг арматуры. Однако для достижения высокой прочности бетона лучше снизить водоцементное отношение и степень удобоукладываемости смеси и с помощью вибрационного оборудования хорошо уплотнить бетон.
Железобетонные сваи обычно бетонируются в деревянной опалубке, установленной на ровной, предпочтительно бетонной поверхности. Опалубка должна быть плотной, не пропускать цементное молоко и воду, а в углах ее необходимо набить бруски позволяющие получить у сваи срезанные углы.
Укладка и уплотнение бетона должны производиться в соответствии с обычной практикой и с учетом тех указаний. Если применяются опалубочные (наружные) вибраторы, то для того чтобы получить хорошее уплотнение бетона по всей длине сваи, их следует устанавливать на расстоянии не более 1,2 м друг от друга.
Условия выдерживания бетонных свай особенно важны с точки зрения получения высокой прочности и водонепроницаемости. Формы со сваями рекомендуется накрывать мокрыми мешками, соломой и т. п. или еще лучше затопить водой. Чтобы обеспечить емкость для затопления сваи, опалубка иногда делается на 2,5—3 см выше уровня. Как и в других видах конструкций, при изготовлении свай из глиноземистого цемента необходима особая осторожность.
Влажное выдерживание бетонных свай должно продолжаться как можно дольше; для портландцемента этот срок составляет 28 дней, для быстротвердеющего портландцемента — 14 дней и для глиноземистого цемента — 4 дня.
Забивка свай
Для забивки свай в грунт применяется несколько типов свайных молотов. Обычный свайный молот состоит из падающего груза, или молота, который сначала поднимается на определенную высоту и затем сбрасывается оттуда таким образом, что падает на голову сваи. Молот скользит по стрелам копра, который одновременно служит для поддержания и направления сваи при забивке.
Паровой молот простого действия имеет тяжелый поршень. Поршень поднимается при помощи пара, а затем падает под действием собственного веса. Преимуществом такого молота перед обычным свайным молотом является то, что он обладает большей частотой ударов и создает меньшие напряжения в копре и других приспособлениях.
Паровой молот двойного действия сходен с паровым молотом простого действия, за исключением того, что поршень его не только поднимается, но и опускается вниз при помощи пара. Такой молот имеет следующие преимущества:
- работает автоматически;
- удары молота следуют часто один за другим;
- он может применяться без копра, если обеспечено достаточное горизонтальное крепление сваи, удерживающее ее в определенном положении;
- может работать под водой;
- подвешенный к крану, может использоваться для выдергивания свай.
Паровой молот двойного действия, однако, обладает тем недостатком, что вследствие короткого хода поршня он менее эффективен при забивке свай в грунты с большим сопротивлением, чем паровой молот простого действия и обычный свайный молот.
Голова сваи защищена от удара молота наголовником. Обычно он бывает стальным с подбабком из дерева твердой породы или из нейлона. Между наголовником и сваей помещается прокладка из эластичного материала (веревки, мешковины, пеньки, войлока или мешков с опилками). Эластичность прокладки сильно влияет на напряжения, возникающие в свае во время забивки, поэтому прокладку нужно менять сразу же как только она спрессуется. Величину ударных напряжений можно уменьшить в общем случае путем применения тяжелого молота, имеющего небольшую высоту падения, и мягкой или эластичной прокладки.
Сваю, которая при забивке отклонилась от вертикали, следует оттягивать осторожно, так как при больших усилиях в ней могут появиться трещины.
При обрезке головы сваи после ее забивки нельзя удары автоматических молотов направлять сверху вниз, так как это может привести к разрушению бетона ниже линии среза.
Набивные сваи
Набивные сваи были разработаны для того, чтобы преодолеть многие недостатки забивных свай, о которых будет сказано ниже. Большинство способов изготовления набивных свай запатентовано, однако приведенные ниже краткие описания ряда методов дают некоторое представление об их устройстве. Более подробные сведения о набивных сваях можно найти в специальной литературе.
Буровые сваи
Сваю можно приготовить, пробурив отверстие в грунте при помощи механического бура или оборудования, применяемого для бурения колодцев, и заполнив отверстие бетоном. Этот метод особенно пригоден для устройства коротких свай в глинистых грунтах и в местах, где недопустима вибрация грунта от ударов молота, например вблизи старых зданий.
Для заполнения скважины применяется жирная бетонная смесь, особенно там, где просачиваются грунтовые воды.
Свая Франки
Свая системы Франки устраивается следующим образом. Стальная труба забивается молотом на необходимую глубину, после чего через нее подается бетонная смесь, причем одновременно с этим труба постепенно вытягивается из грунта.
Перед забивкой трубы в нижний ее конец вставляется бетонная пробка, которая забивается вместе с трубой. Когда труба достигла достаточной глубины, пробка выбивается и используется в качестве опорного башмака сваи. После этого начинают постепенно вытягивать трубу, одновременно подаются и утрамбовываются отдельные порции бетонной смеси. Если применена жесткая смесь и произведено хорошее трамбование, получается очень прочная свая, при условии, что нет фильтрации грунтовых вод. В нужных случаях, после того, как будет устроен опорный башмак, в трубу вводится арматурный каркас.
Пневмонабивные сваи
При устройстве пневмонабивных свай обычным буровым оборудованием в грунте делается скважина, в которую опускаются стальные трубы. После этого при помощи сжатого воздуха со дна скважины на поверхность выжимается вода, а затем вводится бетонная смесь. Для подачи бетона по трубе и уплотнения его внизу снова используется сжатый воздух. В то же время давление сжатого воздуха на колпак, укрепленный на верхней части труб, помогает постепенному вытягиванию их из грунта. Таким путем постепенно вся скважина заполняется бетоном, а трубы совсем вытягиваются из грунта.
Следует заметить, что пневмонабивные сваи могут устраиваться там, где возможно просачивание грунтовых вод в скважину, так как сжатый воздух препятствует попаданию воды внутрь скважины.
Сборные сваи
Сборные сваи представляют собой совершенно отличный от других свай тип. Круглые готовые бетонные элементы собираются на центральном стальном ядре; затем вся система опускается в заранее пробуренную в грунте скважину. После этого в отверстия, имеющиеся в бетонных элементах, вставляются арматурные стержни, а центральное ядро вытаскивается и в сваю под давлением нагнетается цементный раствор.
Сборные сваи представляют собой совершенно отличный от других свай тип. Круглые готовые бетонные элементы проникает в зазоры между элементами и заполняет пространство, которое было занято раньше обсадной трубой. Таким образом получается монолитная свая.
Система сборных свай была разработана для условий, в которых ограничена высота над участком, где устанавливается свая, или нельзя производить вибрирование грунта.
В целях сравнения набивные сваи могут быть грубо разделены на три класса:
- сваи, при устройстве которых обсадная труба остается в грунте;
- сваи, при устройстве которых обсадная труба забивается в грунт и затем удаляется;
- сваи, устраиваемые при помощи бурения с удалением обсадной трубы.
Размещено: 26.03.2010
|
