Назначение свайных работ и виды свай

Сваи предназначены для передачи нагрузки от здания или сооружения на грунты, повышения несущей способности слабых грунтов, ограждения пространств от доступа воды, предотвращения осыпания или оползания грунтов.

Технология производства свайных работ прошла большой путь развития от примитивных способов забивки деревянных свай до современных методов свайных работ основанных на использовании эффективных методов и средств механизации. Именно создание высокопроизводительных установок для свайных работ привело к тому, что в последние годы резко расширилась область применения свайных фундаментов в массовом промышленном и гражданском строительстве, где они, в силу ряда достоинств, пришли на смену ранее применявшимся ленточным и столбчатым фундаментам.

Свайные фундаменты вместо традиционных ленточных и столбчатых на естественном основании позволяют уменьшить объем земляных работ на 70…75 %, расход бетона – на 25…30 %; снизить трудоемкость работ по возведению подземной части сооружений в 1,5…2 раза; сократить сроки строительства и создать благоприятные условия для возведения надземной части зданий, а также для монтажа технологического оборудования при строительстве промышленных объектов и специальных сооружений.

Экономичность свайных фундаментов позволяет в настоящее время применять их не только в слабых грунтах при значительных нагрузках, но и в грунтах плотных и средней плотности при сравнительно небольших нагрузках, имеющих место в массовом жилищном строительстве.

В строительном производстве сваи классифицируют по целому ряду признаков, определяющих или влияющих на методы устройства свайных фундаментов:

по характеру работы (по способу передачи нагрузки на основание): сваи-стойки, которые передают нагрузку от здания своими концами на скальный или практически несжимаемый грунт, и висячие сваи, передающие нагрузку за счет трения грунта по боковой поверхности сваи;

по материалу – железобетонные, бетонные, деревянные, металли-ческие, комбинированные, грунтовые;

по виду армирования железобетонных свай: с напрягаемой и ненапрягаемой продольной арматурой, с поперечным армированием и без него;

по конструкции – квадратные, прямоугольные, многоугольные и трубчатые, с уширением и без него, цельные и составные, призматические и конические, пустотелые и сплошного сечения, винтовые и сваи-колонны;

по методам устройства свайных фундаментов – забивные и набивные. Забивные сваи изготовляют на поверхности земли и затем погружают в грунт в вертикальном или наклонном положении. Набивные сваи устраивают непосредственно в самом грунте.

Свайные фундаменты, состоящие из нескольких свай, образующих общую группу, называют свайным кустом, а плиту, которая их соединяет, – ростверком.

Деревянные сваи изготовляют из древесины сосны, ели, лиственницы, кедра, пихты, дуба. Длина свай 4...12 м, диаметр в тонком конце 18...34 см. В нижнем конце свая заострена на 3...4 грани, острие должно совпадать с осью сваи, отклоненное от оси острие может увести сваю при забивке от проектного положения. При забивке в плотные грунты и предохранении острия от разрушения на него надевают металлический башмак-наконечник, а на верхнюю часть – железное кольцо-бугель, предохраняющее голову сваи от разрушения (размочаливания) при забивке.

Когда требуются длинные сваи (более 12 м), их сплачивают из нескольких бревен: в торец, вполдерева или накладками. Для предохранения свай от гниения их пропитывают антисептиками или погружают так, чтобы вся свая располагалась ниже самого низкого уровня грунтовых вод

Металлические сваи применяют в портовом, мостовом, энергетическом и промышленном строительстве, при возведении высотных сооружений (радиомачт, телебашен). Используют стальные трубы диаметром 25...100 см, рельсы, двутавры, винтовые сваи со специальным наконечником, завинчиваемые в грунт.

Сваи-оболочки – металлические трубчатые сваи диаметром 1,2...2 м и более, длиной до 14 м, при необходимости их наращивают и соединяют на сварке. Сваи с открытым нижним торцом по мере заглубления заполняют грунтом, который, уплотняясь, увеличивает несущую способность сваи. Сваи-оболочки с закрытым нижним торцом в виде съемного наконечника забивают в грунт. Металлический наконечник всегда остается в грунте, сама свая может быть оставлена и заполнена бетонной смесью для повышения несущей способности или извлечена. В процессе извлечения сваи-оболочки ее полость заполняется бетонной смесью.

Стальной шпунт применяют для устройства водонепроницаемых стенок котлованов, подпорных стенок, пирсов, набережных. Для шпунта выпускают специальные профили: плоские, корытообразные, – длиной до 30 м, в отдельных случаях используют обычный стальной прокат.

Железобетонные сваи выпускают сечением от 20 ´ 20 до 60 ´ 60 см и длиной от 3 до 16 м с обычной и предварительно напряженной арматурой. Предварительное напряжение позволяет сократить расход бетона на 15...20 %, металла до 50...60 % по сравнению с обычным армированием. Армирование необходимо для транспортирования и забивки свай, для нормальной работы на сжатие достаточно косвенного армирования. Предварительное напряжение при забивке препятствует возникновению деформаций, трещин, стягивает имеющиеся трещины.

Полые сваиквадратного и трубчатого сечения длиной 2...6 м применяют в плотных грунтах и малых нагрузках от строящегося coopужения, наружный диаметр может доходить до 80 см.

Устройство свайных фундаментов является комплексным процессом, в общем случае включающим (на примере метода погружения) подготовку территории для ведения работ и геодезическую разбивку с выносом в натуру положения каждой сваи, доставку на стройплощадку, монтаж, наладку и опробование оборудования для погружения свай, транспортировку готовых свай от места изготовления к месту их погружения, забивку свай, срезку готовых свай на заданной отметке, демонтаж оборудования, устройство ростверка.