Виды и классификация свай — полезная информация о примерах применения свай
Сваи появились практически одновременно с человеческой цивилизацией. Как только люди стали строить дома, они стали применять сваи для укрепления строений. Тогда сваи выглядели как деревянные колья, часто закованные в железо со стороны острия. С развитием металлургии появились металлические (чугунные или железные) сваи, а в ХХ веке получили распространение железобетонные и винтовые конструкции.
Главное назначение свай — прорезка поверхностных слабых слоёв грунта с целью передачи нагрузок на нижние, более устойчивые слои. Свайный фундамент рационально устраивать в двух случаях:
- Грунт с достаточной несущей способностью расположен существенно ниже уровня земли.
- Невозможность увеличения фундамента под очень тяжёлым строением — многоэтажным зданием или мостом.
По своей конструкции сваи состоят из пяты, оголовка, ствола, башмака, наконечника и других элементов в зависимости от типа сваи.
При устройстве фундаментов может быть использована одна свая (односвайный фундамент), кучно расположенные сваи числом от 2 до 16 (свайный куст) и большое количество свай (свайное поле). Свайный фундамент комбинируется с ленточным или плитным, образуя комбинированный фундамент, препятствующий общей и неравномерной осадке строений.
Классификация свай включает в себя несколько критериев:
- методы погружения в грунт;
- способы опоры на грунт;
- материал изготовления.
Кроме того, внутри каждой группы есть своя классификация, позволяющая получить представление о широте ассортимента свай и их функциональных возможностях. Рассмотрим виды свай по методу погружения в грунт:
- Забивные. Они погружаются в грунт без его предварительной выемки с помощью копровых установок ударного, вибрационного и вдавливающего типа.
- Сваи-оболочки. Их устанавливают вибрационным методом с предварительной выемкой грунта.
- Буровые. Это железобетонные сваи, которые погружают в предварительно пробуренную скважину методом бетонирования.
- Винтовые. Лёгкие металлические сваи, вкручиваемые в грунт.
Они погружаются в грунт без его предварительной выемки с помощью копровых установок ударного, вибрационного и вдавливающего типа.По способу опоры на грунт сваи делятся на сваи-стойки, опирающиеся пятой на скальные и малосжимаемые слои, и висячие сваи, которые опираются на сжимаемые слои боковой поверхностью и пятой. Есть и анкерные сваи, которые раскрывают опорную лопасть после погружения в грунт, что позволяет им воспринимать как вдавливающие, так и выдёргивающие нагрузки.
Что касается видов свай по материалу изготовления, то можно выделить следующие группы:
Железобетонные сваи. Это наиболее распространённые забивные сваи, имеющие длину до 12 м при сечении до 30×30 см и до 16 м с сечением 40×40 см.
По способу армирования ж/б сваи выпускаются с ненапрягаемой продольной арматурой и с предварительно напряжённой продольной арматурой. По форме сечения они бывают квадратные, прямоугольные, квадратные полые и круглые полые. По геометрии пяты ж/б сваи могут быть заострёнными и тупыми, а по конструктивным особенностям — цельные и составные.
Деревянные сваи. Производятся из длинномерного леса хвойных пород, используются при малых и средних нагрузках в слабых грунтах. Согласно требованиям ГОСТ-9463, диаметр деревянных свай должен составлять 22–34 см, а длина — 650–850 см, с сохранением естественной коничности (сбега) брёвен. Нижние концы деревянных свай заостряются в виде трёх- или четырёхгранной пирамиды и защищаются металлическим башмаком, а верхние концы — бугелем.
Металлические сваи. Их производят из высокопрочных сталей и делят на винтовые, шпунт Ларсена и шпунтовые трубы. Винтовые сваи представляют собой стальные стержни с винтообразными лопастями в нижней части.
Они могут быть монолитными и сварными, делиться по числу витков лопастей — это влияет на применение свай в различных типах грунта.
Шпунт Ларсена выглядит как металлопрокат корытообразной формы с пазовыми замками на торцевых частях. Длина одной секции составляет от 5 до 20 м — их соединение образует монолитные стены, не пропускающие воду. В отличие от шпунта Ларсена, шпунтовые трубы имеют полую форму и такие же замки — благодаря своей форме они образуют ещё более прочные и устойчивые шпунтовые стенки.
Сфера применения свай зависит от их классификации. Железобетонные забивные сваи применяют в промышленном и гражданском строительстве — они становятся надёжными опорами для зданий, мостов, ЛЭП.
Буровые сваи применяются в зависимости от способа установки: буронабивные сваи применяются при высоких вертикальных или горизонтальных сосредоточенных нагрузках, на площадках со сложными инженерными или геологическими условиями. Буроинъекционными сваями укрепляют старые основания зданий в случае опасности оседания грунта.
Буросекущие сваи применяются для устройства сплошной стены, выполняющей функцию шпунтового ограждения котлована, фундамента и стены подвальной части здания.
Металлические винтовые сваи становятся фундаментом для малоэтажных зданий, опорами для заборов и рекламных щитов. Шпунтовый металлопрокат применяется для укрепления стенок котлованов, набережных и резервуаров. Деревянные сваи находят своё применение в частном домостроении — их малый вес и способность не нагружать собой грунт позволяют сократить площадь подошвы деревянного фундамента.
какие бывают и классификация фундаментов
Строительство дома на сваяхВиды свайных фундаментов могут различаться в зависимости от особенностей ландшафта, грунта и самого сооружения. Но в любом случае, данный тип опорных сооружений существенно снижает затраты на строительство по сравнению с применением заливных фундаментов, уходящих под поверхность земли. Во многих случаях различные типы свай являются единственным решением в строительстве сооружений при сложных условиях.
Свайные конструкции имеют свои преимущества некоторые недостатки, потому в проектировании учитываются даже малейшие нюансы их сооружения.
Содержание
Основные типы свайных конструкций
Типы свайных фундаментов различаются по видам свай и ростверк. Но основной принцип применения данного типа фундамента заключается в том, что опора сооружения получает сцепление с грунтом за счет наличия вертикально расположенных в нем элементов конструкции, то есть – свай.
По типу работы фундаменты разделяют на следующие типы:
- Стоечные сваи. Их задача заключается в принятии на себя основной нагрузки от веса всего сооружения. Такие сваи передают вес конструкции на грунт. Это – наиболее распространенный тип свай, их материал и конструкция предполагает максимальную прочность, надежность и долговечность, так как на них приходится около 85 % всей массы здания. Данный тип фундамента практически не дает осадки и способен выдерживать значительные нагрузки на протяжении длительного периода.
- Висячие сваи. Они, как правило, имеют рельефную поверхность в сочетании с увеличенной боковой площадью. По принципу действия их можно сравнить с забитым в прочное основание гвоздем. Яркий пример данного типа фундамента можно привести при помощи винтовых свай. Их применение становится целесообразным в тех случаях, когда прочный грунт залегает в поверхности на значительную глубину, то висячие смогут выполнять свою функцию без погружения в грунт на большое расстояние.
Устройство фундамента на сваяхСвая – это стержень, на котором впоследствии будет держаться фундамент. Она может погружаться в землю в готовом виде, либо изготавливаться непосредственно в грунте. Основное назначение элемента – передача нагрузки на грунт как посредством бокового трения, так и через нижний торец.
Составляющие свайного фундамента
Свайный фундамент состоит из нескольких составляющих. Его конструкция может изменяться в зависимости от типа применяемых материалов и других факторов, но в целом выглядит следующим образом:
- сваи, погруженные в землю;
- в верхней части они соединяются ростверком, который может состоять из балок или плит и находиться над уровнем грунта.
Виды ростверков свайных фундаментов: сборные, монолитные, монолитно-сборные. В случаях, когда голова сваи является ее продолжением и соединяется с другими колонами, в изготовлении ростверка необходимость отпадает.
Во всех типах фундаментов ростверк служим для равномерной передачи нагрузки от здания к сваям, а от них – на грунт.
Классификация по типу материала
Чтобы определить, какие бывают сваи, следует более подробно рассмотреть их классификацию по типу материала. От его выбора будет зависеть долговечность, надежность, устойчивость к внешним раздражителям возводимого фундамента.
Деревянные
Изделия изготавливаются преимущественно из следующих пород древесины:- сосна, ель;
- дуб;
- кедр;
- лиственница или пихта.
Сваи из дерева бывают цельными и сращенными по длине, во втором случае бревна соединяются с помощью металлических накладок.
При меньшей цене изделий из дерева важно учитывать, что они способны выдержать меньшую нагрузку по сравнению с железобетонными или железными аналогами.
Чаще всего деревянные сваи применяются при сооружении временных конструкций.Железобетонные
Данная разновидность свай имеет наиболее распространенное применение. Они могут быть как монолитными, так сборными.
Монолитные конструкции имеют разное сечение: круглое, квадратное, прямоугольное. Параметры сечения – от 20Хдо до 40Х40. Конец, погружаемый в грунт, имеет пирамидальную форму. При забивке фундамента он дополнительно защищается стальным башмаком. Монолитная конструкция почти всегда укрепляется посредством внутреннего продольного армирования. Для увеличения прочности сваи она может иметь поперечное армирование из низкоуглеродистой проволоки.
Сваи сборной конструкции собираются из трубчатых железобетонных элементов. Сборка осуществляется заранее на производстве или непосредственно на месте строительства.
Забивка железобетонных свай может осуществляться при помощи копров, передвижных кранов и прочего специализированного оборудования.
Широкое распространение получила менее затратная технология вибропогружения.
При забивке свай их верхняя поверхность защищается тройным слоем металлической сетки с шагом от 5 см. Данная мера предотвращает разрушение железобетонного изделия в процессе передачи нагрузки от молота.
Металлические
Основное преимущество металлических или винтовых свай заключается в возможности точечного создания несущей способности в местах, где применение железобетонных технологий либо невозможно по причине трудного доступа, либо является слишком дорогим. На сегодняшний день в гражданском строительстве данный вид опор применяется все чаще.
Изделия изготавливаются из цельнолитых труб, с одной стороны сведенных к конусу. Около наконечника к трубе приваривается реборда из листового металла. Существуют следующие виды винтовых свай:
- сварные;
- с литыми наконечниками;
- геошурупы.
Применение металлических свай целесообразно в строительстве фундамента на сложном грунте.
С их помощью можно значительно сэкономить бюджет, при этом достигается максимальное качество и прочность конструкции. Сроки возведения фундамента и шум сокращаются в 2 раза по сравнению с железобетонными аналогами.Классификация по способу заглубления в грунт
Способ погружения сваи зависит от вида изделия, материала, из которого оно изготовлено и некоторых других факторов, например – тип грунта и уровень грунтовых вод. Для облегчения возведения свайного фундамента в песчаных и гравелистых грунтах может применяться технология подмывания, а для пылевато-глинистых грунтов – бурение скважин и электроосмос. Но чаще всего используются следующие способы погружения:
- забивной способ реализуется с применением свайных молотов;
- погружение вибрированием осуществляется в условиях влажных песков;
- вдавливание в грунт, применяется в случаях, когда недопустимо динамическое воздействие на грунт;
- винтовые металлические си заглубляются в грунт посредством ввинчивания. Данная технология является целесообразной в слабых грунтах.
Данная технология является целесообразной в слабых грунтах.Разделение свай по условию изготовления
Существует две основные классификации свай по условию их изготовления: производимые на производстве и в грунте. Если в первом случае изделие погружается в землю в готовом виде, то во втором изготавливается непосредственно на месте строительства. Такие изделия называют буронабивными или набивными.
Набивные сваи
Первым этапом монтажа таких свай является бурение скважины до определенной отметки. Впоследствии в ней набивается бетон или железобетонная конструкция. Часто в нижней части скважины путем бурения грунта либо распирания путем усиленной трамбовки бетона делается расширение. В результате свая будет иметь расширенную пяту.
Изготовление железобетонных свай в грунтеСледующим этапом является укрепление ложа. Для этого на дно скважины засыпается и трамбуется щебень или шлак для укрепления будущей сваи.
Максимальные параметры буронабивного изделия – до 0,5 м. в ширину и до 50 м. в глубину.
Затем в скважину устанавливается обсадная труба, которая впоследствии будет выполнять функцию фундамента. Если конструкция сваи предполагает дополнительное укрепление, в обсадную трубу устанавливается каркас из арматуры. Труба имеет теряемый башмак, который в процессе утрамбовки бетона образовывает расширенную пяту.
В трубу заливается бетонная смесь, после чего производится утрамбовка материала. Оно выполняется путем удара молота по трубе либо по технологии виброштампования. Второй метод является более экономичным и на сегодняшний день применяется все чаще.
Применение фигурных свай различного типа
В особенно сложных условиях, например – при сильном промерзании грунта или чрезмерной нагрузке на почву, рекомендуется применение свай с различными формами. Они могут быть как изготавливаемыми в грунте, так и забивными.
Различают следующие виды изделий:
- пирамидальные;
- трапецеидальные;
- ромбовидные;
- с уширенной пятой.
Вид свай с уширенной пятойВсе эти виды свай используются только в качестве висячих стоек, так как позволяют в полной мере использовать опорную способность грунта. Первые три вида изделий применяются в условиях сильного промерзания грунта для минимизации касательных сил при его пучении.
Сваи с уширенной пятой применяются в слабых грунтах, под которыми пролегают более плотные слои. Такие изделия используются в качестве стоек и могут обеспечить прочность и надежность фундамента даже на нестабильных грунтах.
Типы свайных фундаментов, Классификация, Когда используется свайный фундамент
Содержание
Свайный фундамент
Свайный фундамент — это тип фундамента, в котором нагрузка передается на низкий уровень с помощью вертикальных элементов, известных как сваи. .
Свая представляет собой тонкий конструктивный элемент, изготовленный из стали, бетона или дерева. Свая либо забивается в почву, либо формируется на месте путем выкапывания ямы и заполнения ее бетоном.
Эти сваи могут быть деревянными, бетонными или стальными.
Этот тип фундамента обычно применяется, когда твердые слои находятся на большой глубине и залегание неровное, или верхний слой почвы имеет плохую несущую способность, или имеются большие колебания уровня подпочвенных вод, или верхний слой почвы имеет экспансивную природу. Свайный фундамент передает нагрузку как через трение, так и через подшипник.
когда предпочтительнее использовать свайный фундамент
- Нагрузка от пользовательской конструкции большая и распределяется неравномерно.
- Сооружение расположено на берегу моря или русла реки, когда на фундамент может воздействовать размывающее действие воды. Следовательно, они полезны в морских сооружениях.
- Фундамент свайный для использования под сооружения в местах, где вблизи фундамента предполагается строительство каналов, глубинных дренажных линий и т.п.
- Верхний слой почвы имеет низкую несущую способность.
- Строительство ростверка или ростверка, скорее всего, очень затратно или практически невозможно.
- Уровень грунтовых вод высок, поэтому откачка воды из открытых траншей для мелкозаглубленного фундамента затруднена и неэкономична.
КЛАССИФИКАЦИЯ ФОНДА СВОЙ
Фонд Свалов – два типа
- Согласно материалу
- Бетонные свай
- Сваи по дерева сваи
- Шпунтовые сваи
Бетонные сваи
Бетонные сваи состоят из бетона. Это сборные и монолитные сваи. Сборные железобетонные сваи изготавливаются на заводе, а затем вбиваются в землю в нужном месте.
Сборные железобетонные сваи, обычно армированные стальной проволокой. Обычно они имеют поперечное сечение от 30 до 50 см и длину до 20 м. В нижней части сваи предусмотрен литой стальной башмак.
Сваи деревянные
Деревянные сваи готовят из просушенной древесины. Обычно они имеют круглую форму, а диаметр варьируется от 20 до 50 см.
Длина в основном 20 брус диммируемая. Дно заточено. Внизу железный башмак, а вверху колпачок.
Эти сваи находятся ниже постоянного уровня грунтовых вод, иначе они разлагаются из-за грибков и насекомых. Эти сваи в настоящее время неэкономичны.
Сваи стальные
Сваи стальные могут быть из 1 или полой трубы. Им очень легко управлять из-за небольшой площади сечения.
Сваи забивные с открытыми концами. Почва внутри трубы вытесняется сжатым воздухом. Затем эти сваи залиты бетоном.
Стальные сваи в основном используются как несущие сваи. Стальную трубу нельзя использовать в качестве фрикционной сваи, так как она имеет меньшую доступную площадь поверхности и гладкость поверхности.
Композитные сваи
Композитные сваи представляют собой композиты из дерева и бетона. Деревянные сваи более долговечны под водой.
Свая, состоящая из деревянной секции для нижней части и бетонной секции для верхней части.
Соединение деревянно-бетонного профиля, предназначенное для восприятия сил, действующих на него при забивке соседних свай.
По назначению Свайный фундамент
Несущие сваи
Эти сваи забиваются в твердый слой. Они передают нагрузку конструкции на нижний твердый слой. Эти сваи практически действуют как колонны. Эти сваи раньше воспринимали вертикальные нагрузки на своих концах.
Висячие сваи
При очень рыхлых или мягких грунтах на значительную глубину, когда применяют висячие сваи. Трение развивается по поверхности сваи от окружающего грунта. Нагрузка на конструкцию уравновешивается возникающим трением.
Не нужно забивать такие сваи до жестких грядок. Поверхность ворса делают шероховатой для увеличения трения кожи.
Шпунтовые сваи
Шпунтовые сваи обычно представляют собой тонкие сваи. Они производят плиты из бетона, дерева и стали. Эти сваи вбиваются в землю либо для разделения элементов, либо для остановки просачивания воды, они не предназначены для восприятия вертикальной нагрузки.
Классификация шпунтовых фундаментов
- Бетонные шпунтовые сваи
- Стальные шпунтовые сваи
- Деревянные шпунтовые сваи
Бетонные шпунтовые сваи
Эти шпунтовые сваи всегда изготавливаются предварительно отлитыми, а арматура используется в качестве предварительного проекта.
Квадратные или прямоугольные сваи забиваются рядом друг с другом, образуя непрерывную стену. Ширина каждой единицы варьируется от 50 см до 60 см, а толщина варьируется от 2 см до 6 см. Армирование в виде вертикальных стержней и обручей.
Фундамент из стальных шпунтовых свай
Чаще всего используются стальные шпунтовые сваи. Их сваи доступны в нескольких продажах под разными торговыми названиями. Как правило, они изготавливаются из стальных листов шириной от 20 до 30 см и длиной от 4 до 5 м с соответствующими блокировочными устройствами. Поэтому они образуют довольно водонепроницаемые соединения.
Деревянный шпунтовый фундамент
Деревянные шпунтовые сваи используются только для временных работ, таких как перемычки. Обычно их делают из деревянных брусьев толщиной от 8 до 15 см, шириной также 20 см и длиной 2 и 4 м. Они могут быть соединены либо встык, либо V-образными соединениями. Нижняя часть скошена, чтобы образовать режущую кромку. При необходимости верх и низ снабжаются подходящим железным фитингом.
См. также
- Балки, типы балок и действующие нагрузки на балки
- Торкретирование: свойства, методы, применение, преимущества и недостатки
- Типы конструкции арок, форма и материал
Типы свай по передаче нагрузки, функции, материалу и грунту
🕑 Время чтения: 1 минута
Содержание:
- Типы свай для свайного фундамента на основе Передача нагрузки и функция
- Концевые опорные сваи
- Висячие или связные сваи
- Висячие сваи
- Комбинация висячих и связных свай
- Классификация свай по типу материала
- Деревянные сваи
- Бетонные сваи
- Сваи монолитные бетонные
- Буронабивные и монолитные (несмещающие сваи)
- Стальные сваи
- Композитные сваи 9 по классу сваи 0 грунт
- Забивные сваи
- Буронабивные сваи
Классификация свай по передаче нагрузки и функциональному поведению:
- Концевые опорные сваи (острые опорные сваи)
- Висячие сваи (связные сваи)
- Комбинация висячих и связных свай
Эти сваи передают свою нагрузку на прочный слой , расположенный на значительной глубине ниже основания конструкции, и большую часть своей несущей способности они получают за счет сопротивления проникновению грунта у основания сваи (см.
рис. 1).
Свая ведет себя как обычная колонна и должна быть спроектирована как таковая. Даже в слабом грунте свая не выйдет из строя из-за коробления, и этот эффект необходимо учитывать только в том случае, если часть сваи не имеет опоры, т. е. находится в воздухе или в воде.
Нагрузка передается на грунт за счет трения или сцепления. Но иногда почва, окружающая сваю, может прилипать к поверхности сваи и вызывать «отрицательное поверхностное трение» сваи. Иногда это оказывает значительное влияние на емкость сваи.
Отрицательное поверхностное трение вызвано дренированием грунтовых вод и уплотнением почвы. На глубину заложения сваи влияют результаты исследования площадки и испытания грунта.
Несущая способность определяется главным образом сцеплением или трением грунта, находящегося в контакте со стволом сваи (см. рис. 2).
Рис. 1: Концевые опорные сваи
Рис.
2: Сваи трения или сцепления
Эти сваи передают большую часть нагрузки на грунт за счет поверхностного трения. Этот процесс забивания таких свай близко друг к другу группами значительно снижает пористость и сжимаемость грунта внутри и вокруг групп. Поэтому сваи этой категории иногда называют сваями уплотнения. В процессе забивания сваи в грунт грунт оформляется и в результате теряет часть своей прочности. Следовательно, свая не способна передать точную величину нагрузки, на которую она рассчитана, сразу после того, как она была забита. Обычно почва частично восстанавливает свою прочность через три-пять месяцев после того, как ее прогнали. Связные сваи
Висячие сваи Эти сваи также передают свою нагрузку на землю за счет поверхностного трения. Процесс забивки таких свай не приводит к заметному уплотнению грунта. Эти типы свайных фундаментов широко известны как фундаменты с плавающими сваями.
Расширение концевой несущей сваи, когда несущий слой не твердый, например твердая глина. Свая забивается достаточно глубоко в нижний материал, чтобы обеспечить адекватное сопротивление трению. Еще одной разновидностью торцевой несущей сваи являются сваи с увеличенной опорной поверхностью. Это достигается путем вдавливания бетонной глыбы в мягкий слой непосредственно над твердым слоем, чтобы получить увеличенное основание. Аналогичный эффект получают буронабивные сваи, формируя на дне большой конус или раструб с помощью специального расширителя. Буронабивные сваи, снабженные раструбом, обладают высокой прочностью на растяжение и могут использоваться в качестве натяжных свай (см. рис.3).
Рис. 3: Расширение основания до буронабивной сваи
Классификация свай по типу материала Сваи обычно изготавливают из дерева, бетона или стали.
Древесина может быть использована для изготовления временных свай и тогда, когда древесина доступна по экономичной цене.
Бетон используется для изготовления сборных железобетонных свай, монолитных и предварительно напряженных железобетонных свай, а стальные сваи используются для постоянных или временных работ.
- Древесина
- Бетон
- Сталь
- Сваи композитные.
Используется с самых ранних времен и до сих пор используется для постоянных работ в регионах, где много древесины. Древесина больше всего подходит для закладки длинных связных свай и забивки под насыпями. Древесина должна быть в хорошем состоянии и не должна быть поражена насекомыми.
Для деревянных свай длиной менее 14 м диаметр оголовка должен быть более 150 мм. Если длина превышает 18 метров, допускается диаметр наконечника 125 мм. Очень важно, чтобы древесина двигалась в правильном направлении и не должна быть забита в твердую почву.
Так как это может легко повредить ворс.
Хранение древесины ниже уровня грунтовых вод защитит древесину от гниения и гниения. Для защиты и укрепления вершины сваи деревянные сваи могут быть снабжены защитным кожухом. Креозотирование под давлением – обычный метод защиты деревянных свай.
+ Со сваями легко обращаться + Относительно недорог в местах, где много древесины. + Секции могут быть соединены вместе, а лишняя длина легко удалена. — Сваи будут гнить выше уровня грунтовых вод. Имеют ограниченную несущую способность. — Может быть легко поврежден во время движения камнями и валунами. — Сваи трудно сращивать, и в соленой воде на них нападают морские бурильщики.
Бетонные сваиБетонные сваи можно разделить на сборные и монолитные бетонные сваи:
Сборные бетонные сваи или сборные бетонные сваи он формируется и армируется из высококачественного контролируемого бетона.
Обычно используется квадратное (см. рис. 1-4 б), треугольное, круглое или восьмиугольное сечение, они производятся короткой длины с интервалом в один метр от 3 до 13 метров. Они предварительно собраны, чтобы их можно было легко соединить вместе, чтобы получить необходимую длину (рис. 1-4 а). Это не уменьшит расчетную грузоподъемность.
Усиление необходимо внутри сваи, чтобы выдерживать нагрузки как при погрузке, так и при движении. Также используются предварительно напряженные бетонные сваи, которые становятся более популярными, чем обычные сборные железобетонные сваи, поскольку требуется меньше армирования.
Рис. 4:a) Деталь соединения бетонной сваи. b) сборная железобетонная свая прямоугольной формы
Соединение свай типа Hercules (рис. 5) легко и точно заливается в сваю и быстро и надежно соединяется на месте. Они изготовлены с точными размерными допусками из высококачественных сталей.
Рисунок-5: Соединение свай Hercules
Преимущества и недостатки сборных железобетонных свай + Устойчивый к продавливанию грунта, например, мягкие глины, ил и торф, материал сваи можно проверить перед закладкой.
+ Легко сращиваются. Относительно недорогой. + Можно использовать на больших расстояниях. + Может увеличить относительную плотность гранулированного слоя основания. — Смещение, пучение и нарушение грунта во время движения. — Может быть поврежден во время движения. Возможно, потребуется замена свай. — Нельзя использовать с очень большими диаметрами или в условиях ограниченного пространства над головой.
Залитые бетонные сваи чаще всего используются для фундаментов из-за большого разнообразия способов заливки бетона и введения сваи в грунт. Забивные и буровые сваи представляют собой два типа монолитных бетонных свай; однако установка этих свай на месте может сопровождаться некоторыми проблемами, такими как выгибание, сдавливание и расслоение. Эти сваи делятся на: Сваи засыпаются в трубы с нижней пяткой и оставляются при подъеме труб.
некоторые из этих типов:
- Простая свая : представляет собой трубу из литья диаметром 40 см, имеет нижнюю пятку, ее забивают под землей автоматическим молотом до достижения пахотной земли для сооружения, затем внутрь заливают бетон и забивают другой молоток. При этом трубу приподнимают на определенную величину, чтобы не заходить грунт внутрь. Эта свая может выдержать около 40-50 тонн.
- Фрэнки Пайл : Это несколько трубок, входящих друг в друга для легкого доступа к большим глубинам земли. Пятка из железобетона может быть использована и оставлена в земле для предотвращения проникновения труб холодной воды. Эта свая может нести нагрузку 50-80 тонн.
- Вибровая свая : представляет собой стальную трубу диаметром 40 см, имеет коническую пятку с отдельным фланцем, забивается под землей автоматическим молотом до достижения пашни для установки, затем пятка удаляется и вставляется в труба, после чего заливается бетон. Труба перемещается вверх и вниз (около 80 раз в минуту) для уплотнения бетона. Эта свая может нести около 60 тонн.
- Прочная свая : эта свая во многом аналогична простой свае, за исключением того, что ее нижняя пятка сделана из железобетона, покрытого литой пяткой. Эта свая может нести нагрузку 25-30 тонн.
- Свая под изморозью : эта свая используется на черноземах и землях без остаточных грунтов, поэтому этот грунт очень опасно устанавливать на него.
- Сваи с открытыми трубами без пятки, тогда внутрь трубы заливают бетон. Труба имеет диаметр 40 см и средний бетонный колодец от 12 до 15 метров в зависимости от уровня земли, которую необходимо установить. Некоторые эти сваи:
- Свая Strauss : очень похожа на сваю Simplex, но без пятки. Грунт из труб можно удалить с помощью специальных приспособлений, а вместо грунта залить бетон. Максимальная нагрузка, которую могут нести эти сваи, составляет от 20 до 25 тонн.
- Кимберсольская свая : Делается колодец диаметром около 80 см, до выхода на пашню для устройства, затем дно колодца уплотняется с помощью закругленного молотка и заливается бетоном в соотношении 1 : 5 (цемент : песок). Эта свая может нести нагрузку 80 – 120 тонн.
- Свая Welfchaulzer : труба диаметром 30 – 40 см забивается до тех пор, пока она не достигнет пахотной земли для установки, и внутренняя почва удаляется, затем помещаются стальные стержни и открытое верхнее отверстие плотно закрывается. Оставляя отверстия для соединения сжатым воздухом, чтобы удалить фильтраты, затем заливают бетон в соотношении 1 : 4.
- Свая Raymond : Состоит из цилиндрических щепок внутри друг друга диаметром 40 – 60 см вверху стопки и 20 – 28 см внизу. Он забивается внутри мандрилом, а цилиндрические стружки оставляются в почве и заполняются бетоном.
Труба перемещается вверх и вниз (около 80 раз в минуту) для уплотнения бетона. Эта свая может нести около 60 тонн.
+ Можно проверить до того, как отливку можно будет легко отрезать или удлинить до нужной длины.
+ Относительно недорого. + Сваи можно заливать до раскопок. + Длина ворса легко регулируется. + Может быть сформировано увеличенное основание, которое может увеличить относительную плотность зернистого слоя основания, что приведет к гораздо более высокой несущей способности конца. + Усиление не определяется воздействием нагрузок при погрузке-разгрузке или вождении. — Вспучивание прилегающей поверхности грунта, что может привести к переуплотнению и развитию отрицательных сил поверхностного трения на сваях. — Повреждение при растяжении неармированных свай или свай, состоящих из свежего бетона, у которых усилия на подошве достаточны для сопротивления движениям вверх. — Повреждение свай, состоящих из необсаженного или тонкообсаженного сырого бетона, из-за боковых сил, возникающих в грунте. Бетон может быть ослаблен, если артезианская вода поднимается вверх по стволу сваи при извлечении трубы. — Легкие стальные секции или сборные железобетонные оболочки могут быть повреждены или деформированы при интенсивном вождении.
— Невозможно управлять автомобилем при ограниченном запасе высоты. — Занимает много времени; нельзя использовать сразу после установки. — Ограниченная длина.
+ Длина может быть легко изменена в зависимости от состояния грунта. + Может быть установлен в очень больших диаметрах. + В глинах возможны концевые расширения до двух-трех диаметров. + Материал свай не зависит от условий обращения или вождения. + Может быть установлен на очень большой длине. — Бетон укладывается не в идеальных условиях и не может быть впоследствии проверен. — Вода под артезианским напором может подниматься вверх по стволу сваи, вымывая цемент. — Не может быть легко удлинен над уровнем земли, особенно в речных и морских сооружениях. — Методы бурения могут разрыхлять песчаные или гравийные грунты, требующие заливки цементным раствором для достижения экономичного сопротивления основания.
Изготовлен из секторов в виде Н, Х или из толстых труб (см. рис. 6). Они подходят для обработки и вождения на большие расстояния. Их относительно небольшая площадь поперечного сечения в сочетании с высокой прочностью облегчает проникновение в твердый грунт. Их можно легко отрезать или соединить сваркой. Если сваю забить в грунт с низким значением рН, то есть риск коррозии, но риск коррозии не так велик, как можно было бы подумать. Хотя при капитальных работах можно применять смоляное покрытие или катодную защиту. Обычно в конструкции учитывают некоторую степень коррозии, просто увеличивая площадь поперечного сечения стальной сваи. Таким образом, процесс коррозии может быть продлен до 50 лет. Обычно скорость коррозии составляет 0,2-0,5 мм/год, а при расчете эта величина может быть принята равной 1 мм/год.
Рисунок 6: Поперечные сечения стальных свай
Преимущества и недостатки стальных свай + Со сваями легко обращаться, и их можно легко обрезать до нужной длины.
+ Может проходить через плотные слои. Боковое смещение грунта при забивке небольшое (стальные сваи Н- или Двутаврового сечения) относительно легко сращиваются или крепятся болтами. + Может работать с большим усилием и на очень большие расстояния. + Может перевозить тяжелые грузы. — Сваи ржавеют, — Отклоняется относительно легко во время движения. — Относительно дорогие.
Сочетание разных материалов в одном ворсе. Как указывалось ранее, часть деревянной сваи, установленной над грунтовыми водами, может быть уязвима для нападения насекомых и гниения. Чтобы избежать этого, над уровнем грунтовых вод используются бетонные или стальные сваи, а ниже уровня грунтовых вод устанавливаются деревянные сваи (см. рис. 7).
Рисунок 7: Защита деревянных свай от гниения: а) с помощью верхней секции из сборного железобетона над уровнем воды.
б) путем удлинения верхушки сваи ниже уровня воды
Часто используется упрощенное деление на забивные или буронабивные сваи.
Забивные сваиЗабивные сваи считаются сваями смещения. В процессе забивания сваи в грунт грунт перемещается радиально по мере того, как ствол сваи входит в грунт. Также может присутствовать составляющая движения грунта в вертикальном направлении .
Рис. 8: Забивные сваи
Буронабивные сваи
Буронабивные сваи (сменные сваи ) обычно считаются несмещаемыми сваями, пустота образуется путем бурения или выемки грунта до изготовления свай. Сваи могут быть изготовлены путем заливки бетона в пустоту.
Некоторые грунты, такие как твердые глины, особенно поддаются формированию свай таким способом, поскольку стенки скважины не требуют временной поддержки, кроме ткани, к поверхности земли.