Классификация свай и методов их устройства

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 11Следующая ⇒

Объем применения свай, устраиваемых в проектном положении (набивные, буронабивные, буроинъекционные, грунтоцементные), непрерывно увеличивается во всем мире начиная с 20-х годов XX в. В настоящее время во многих странах буронабивные и другие типы свай, устраиваемых в проектном положении, составляют более 70...80 % от общего объема применяемых свай.

В течение XX в. было разработано более 200 различных способов устройства этих свай. Многие способы названы именами их создателей (например, сваи Страусса, Франкиньоль, Гузеева, Луги и др.). Название других совпадают с названиями фирм-создателей (например, сваи Компрессоль, Симплекс, Франки, Беното и др.). Многие из разработанных способов отличаются друг от друга лишь отдельными деталями. В ходе разработки новых поколений машин некоторые способы устарели или претерпели значительные изменения, а их названия перестали использоваться.

В настоящее время отечественные и зарубежные фирмы выпускают большую номенклатуру машин, позволяющих изготавливать набивные, буронабивные, буроинъекционные и грунтоцементные сваи разных типов в любых грунтовых условиях под нагрузки от 1...2 т до 1000 т и более. Применяют сваи с сечениями от 100 мм до 2, 5 м и более; длиной — от 2...3 м до 100 м и более.

В нашей стране наиболее широко распространены машины немецких и итальянских фирм, изготовленные в Испании, Франции, Японии и других странах.

Если при использовании погружаемых свай их размеры (диаметр и длина) ограничиваются мощностью применяемого сваепогружающего оборудования, то при устройстве свай в проектном положении их размеры можно изменять в широких пределах. Это позволяет при больших сосредоточенных нагрузках устраивать одну глубокую буровую опору большого диаметра вместо куста погружаемых свай, объединяемых развитым в плане монолитным ростверком. При малых нагрузках на фундаменты буронабивные сваи во многих случаях также предпочтительнее других видов фундаментов. Например, в коттеджном строительстве фундаменты на буронабивных сваях диаметром 150...200 мм и длиной 2, 0...2, 5 м (при отсутствии подвальных помещений), устраиваемых с помощью ручного бурения, значительно выигрывают по трудозатратам и расходу материалов по сравнению с ленточными и имеют высокую надежность.

Выбор типа сваи и машины для ее устройства определяется значительным числом факторов. Главные из них: конструктивные особенности возводимого или реконструируемого здания или сооружения, грунтовые условия, заданная несущая способность свай, их размеры, углы наклона к вертикальной оси, условия работы машины (стесненность, совмещение с другими процессами и др.). При этом, как правило, несколько вариантов могут удовлетворять всем заданным условиям и окончательный выбор определяется на основе экономических показателей.

Все применяемые типы свай можно разделить на четыре группы: буонабивные, набивные, буроинъекционные и грунтоцементные сваи.

Буронабивные сваи, устраиваемые в скважинах, образованных бурением с извлечением грунта с последующим заполнением бетонной смесью без применения избыточного давления, как правило, имеют диаметры от 200 мм до 2, 5 м и длину до 100 м и более.

Набивные сваи, устраиваемые в скважинах, образованных погружением в грунт металлической трубы с закрытым нижним концом ударными, вибрационными методами или вдавливанием, а также завинчиванием трубы с раскатывающим наконечником и с одновременным действием вдавливающего усилия (без извлечения грунта), имеют следующие размеры: диаметр — до 0, 6 м, длина — до 30 м. Размеры ограничены мощностью применяемого сваепогружающего оборудования.

БуроинъекционныеHYPERLINK " http: //www.drillings.su/svai-burin.html" сваи устраивают в скважинах небольших диаметров (100...300 мм), образованных бурением под глинистым раствором с извлечением грунта и последующим заполнением скважины мелкозернистым бетоном методом инъецирования при избыточном давлении до 0, 6 МПа. Длина таких свай, как правило, не превышает 30 м.

Грунтоцементные сваи устраивают тремя разными методами: путем погружения в грунт специального разбуривающего наконечника с режущими и перемешивающими лопастями с одновременной подачей через специальные насадки цементной эмульсии и ее перемешивания с грунтом; путем погружения в грунт струйного монитора с последующим перемешиванием грунта с цементной эмульсией, поступающей из форсунок монитора одновременно с его поднятием вверх (струйная технология); путем опускания в скважину малого диаметра инъекционной трубки с распорной манжетой или специального наконечника (инъектора) с последующим нагнетанием в грунт цементной суспензии (высоконапорная инъекция).

В отдельную группу можно выделить HYPERLINK " http: //www.drillings.su/svai-obol.html" пустотелые буронабивные сваи, применение которых очень ограничено и носит пока экспериментальный характер. Имеется, однако, положительный опыт изготовления таких свай с использованием метода радиального проката, применяемого при изготовлении железобетонных труб, и метода гидропрессования с использованием сердечника, аналогичного применяемому при изготовлении виброгидропрессованных труб.

Классификация свай производится по нескольким параметрам:

· конструкции – цельные или составные, выполненные из отдельных секций, с острием или тупым нижним концом (открытым, закрытым), с уширениями на разных уровнях или без них;

· по размеру – короткие (жесткие) и длинные (гибкие или средней жесткости);

· форме сечения – круглые и многоугольные, трапецеидальные, пирамидальные и конические, крестообразные, тавровые и двутавровые, сплошные и пустотелые, ровные и переменного поперечного профиля;

· материалу изготовления – деревянные, бетонные или железобетонные, из металла, грунтобетонные, комбинированные;

· характеру работы – висячие и опорные (сваи-стойки);

· технологии монтажа – забивные, винтовые, набивные (частотрамбованные, буронабивные), вдавливаемые;

· способу армирования – с поперечно и продольно установленными ненапрягаемыми или предварительно напряженными стержнями, расположенными в центре, по периметру или углам.

5.2. Процессы происходящие в грунте при погружении свай: уплотненная зона, отказ, ложный отказ, действительный (истинный отказ), засасывание сваи, поднятие забитых свай

Зона уплотнения грунта вокруг забивных свай сплошного сечения имеет радиус порядка трех диаметров сваи. Откопка опытных свай показала, что эта зона неоднородна: непосредственно около сваи грунт имеет нарушенную структуру и сильно уплотнен, по мере удаления от сваи структура и плотность грунта приближаются к естественной. Под нижним концом сваи зона уплотненного грунта имеет форму, близкую к сферической, и распространяется на глубину до 3...4 диаметров сваи. Если по проекту нижние концы сваи забиваются в плотные пески, то, как показали опыты X. Кишиды (Япония) и А. В. Пилягина, наблюдается обратное явление: — разуплотнение грунта.

Понятие отказа введено в строительную практику с целью определения глубины расположения сваи в почве так, чтобы ее нижняя часть опиралась на высокоплотные глубинные грунты, обладающие высокой несущей способностью.

По факту момент отказа наступает тогда, когда свая не может больше погружаться в почву под воздействием сваебойного механизма из-за возросшего сопротивления грунта.

Как уже было сказано, в процессе погружения сваи происходят изменения структуры почвы, по причине которых величина отказа, полученная сразу по завершению погружения, не может считаться фактически достоверной и использоваться для определения несущей способности железобетонной опоры.

Важно : изменения в структуре почвы происходят вследствие того, что в процессе забивки свая вытесняет определенный объем грунта, что приводит к уплотнению рядом расположенных пластов породы. Такому уплотнению особенно подвержены водонасыщенные глинистые и песчаные грунты, широко распространенные на территории центрального региона России.

В строительную практику введены понятия истинного и ложного отказа, согласно которым величина полученных в отличающихся условиях отказов классифицируется и используется в разных целях:

· Ложный отказ - это данные, полученные непосредственно по завершению погружения сваи, в момент, когда ее углубление от залога соответствует проектным расчетам;

· Истинный отказ - величина, полученная по истечению периода отдыха сваи, в грунтах, восстановивших свои структурные связи.

Продолжительность отдыха определяется исходя из свойств конкретного грунта, поскольку разница в сроках восстановления характерна не только для разных типов почвы, но и для одинаковых грунтов, обладающих разной плотностью и насыщенностью влагой.

При забивке сваи изменяются физико-механические характеристики грунта. За счет изменения объема грунта в околосвайном пространстве происходит его уплотнение как под нижним концом, так и по боковой поверхности. На эти процессы существенно влияют способ погружения, вид грунта и тип сваи.

При забивке железобетонной сваи уплотнение грунта будет происходить в зоне трех диаметров вокруг ствола сваи. Под нижним концом зона уплотнения приобретает сферическую форму и распространяется вглубь на 3…4 диаметра сваи. На величину и форму уплотненной зоны оказывают влияние вид грунта и влажность. В глинистых грунтах в зоне нижнего конца образуется конус из уплотненного грунта, который раздвигает и уплотняет околосвайное пространство. В увлажненных грунтах происходит отжим воды в стороны, грунт меньше уплотняется и бό льшая часть его вытесняется вверх. При вибропогружении сваи этот процесс протекает быстрее. При погружении пустотелой железобетонной сваи с круглой полостью грунт вначале заполняет полость на 1/3, затем под сваей образуется конус из уплотненного грунта, который выполняет роль клина при дальнейшем погружении сваи.

При забивке сваи фиксируется отказ в виде средней величины погружения в грунт (см) от одного залога (10 ударов). По отказу сваи можно судить о сопротивлении грунтового основания или его несущей способности. Но это не всегда верно, так как для большинства грунтов после " отдыха" сваи сопротивление грунта под нижним концом уменьшается и принятый отказ сваи, т.е. сопротивление грунта погружению сваи будет ложным. Поэтому необходимо дать 3…5 суток на " отдых" сваи, напряжение в околосвайном пространстве стабилизируется, и затем продолжить забивку. После " отдыха" сваи, если ее перемещение по глубине незначительное, получают действительную несущую способность.

5.3.Процессы, происходящие в грунте при работе свай: кустовой эффект, взаимовлияние свай в работе фундамента.

«Кустовой» эффект в фундаменте из свай

Взаимное влияние свай, расположенных недалеко друг от друга, вызывает кустовой эффект. Работа свай в кусте одиночно имеют ряд отличий. Осадка сваи в кусте всегда будет превышать осадку одиночной сваи.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒