Железобетонные сваи

Железобетонные сваи широко применяются для создания свайных фундаментов на грунтах с низкой несущей способностью. Конструкция и размеры железобетонных свай зависят от проектных нагрузок, гидрогеологических условий строительной площадки других факторов. Железобетонные сваи (рис. 4) применяются с 1897 г. При соблюдении технологии устройства свайных фундаментов железобетонные сваи могут служить долгое время, иногда измеряемое столетиями.

Железобетонные сваи

Конструктивные особенности железобетонных свай

Армируются железобетонные сваи продольной арматурой диаметром 18-30 мм и хомутами - обычными или в виде спиральной арматуры.

Рис 4. Железобетонные сваи схемы помирования:
а - свая с применением спиральных хомутов, б - конструкция острия, в – свая армированная с применением обычных хомутов, г - полая свая, д – трубчатая свая, 1-рабочая арматура,   2 - хомут,   3 – обойма,   4 - коротыш,   5 - расклинка

Для вос­приятия динамических усилий при за­бивке в голове железобетонной сваи делаются распределительные сетки, а хо­муты у концов ставятся гуще, чем в средней части.

Размеры сторон железобетонных сплошных свай квадратного сечения принимают: от 20 до 40 см с градацией через 5 см, раз­меры сечения прямоугольных – 20х40 и 25x50 см.

Полые железобетонные сваи

Полые железобетонные сваи (рис. 4, г) изготовляют с размерами сечения 25x25 и 30х30 см при толщине стенок не менее 4 см. Трубчатые железобетонные (рис. 4, д) имеют наружный диаметр 40, 50 и 60 см при толщине стенки не менее 8 см.

Стыки звеньев полых квадратных и трубчатых свай должны обеспечивать надежность и удобство соединения. Такие стыки могут быть болтовыми, сварными и на вкладышах (рис 5).

Полые квадратные и трубчатые сваи изготовляют без острия. Для обеспечения погружения трубчатых свай в плотных грун­тах нижние секции выполняются с ножами.

Рис 5. Стыки   трубчатых  железобетонных свай
а - стык на сварке стальных  фланцев,  б - фланцево-болтовой стык

При опирании трубчатых свай на плотные грунты в нижней части полости образуется прочная грунтовая пробка, благодаря чему можно определять лобовое сопротивление грунта по пол­ному сечению сваи (брутто). При более слабых грунтах основа­ния следует учитывать наличие полости и в расчетах принимать опору по площади сечения нетто или применять трубчатые сваи с башмаком.

Иногда применяют железобетонные треугольные сваи у ко­торых боковая поверхность на 15, а несущая способность на 5- 10 % больше, чем у квадратных. Однако при более сложном фи­гурном поперечном сечении (крестовые, двутавровые) несущая способность практически не увеличивается, зато значительно усложняет изготовление.

Как правило, не дают ожидаемого положительного эффекта и конические сваи, также весьма сложные в изготовлении. Несу­щая способность их воз­растает лишь в том слу­чае, если вся прорезаемая ими толща представлена песчаными грунтами, в которых возможно закли­нивание свай.

Минимальная длина сплошных свай (без учета острия) принимается не менее 3 м, полых - не менее 4 м. Размеры по длине принимаются крат­ными: 0,5 м при длине до 6 м и 1 м при длине более 6 м. Предельная длина цельных железобетонных свай составляет от 5 м при сечении 20х20 см до 20 м при сечении 40х40 см. При несоответст­вии длины ее поперечному сечению сваи при забивке в грунт легко ломаются.

По сравнению с дере­вянными  железобетонные сваи обладают многими преимуществами: практически они могут быть любых размеров, имеют большую грузоподъемность, применяются независимо от уровня грунтовых вод и без работ по водопонижению, а в морской воде не боятся шашня.

В то же время по сравнению с деревянными они имеют и не­которые недостатки. Значительный вес, хрупкость и худшая транспортабельность, значительный расход стали, необходимой главным образом для обеспечения прочности при транспортиро­вании и забивке, и, наконец, необходимость в более мощном копровом оборудовании.

В последнее время находят применение железобетонные на­пряженно-армированные сваи, обеспечивающие значительное снижение расхода стали и повышенную трещиностойкость; у та­ких свай предельное отношение их длины к ширине поперечного сечения больше, чем при обычном армировании.

Полезно применять напряженное армирование в железобетон­ных анкерных сваях, работающих на растяжение, и в сваях, за­биваемых с наклоном.

Наклонные сваи при забивке их в грунт прогибаются под дей­ствием собственного веса, и это вызывает появление в бетоне значительных трещин, приводящих в дальнейшем к коррозии арматуры. Рост трещин вызывают удары молота по прогнув­шейся свае. Это вредное явление сказывается особенно сильно, если значительная часть длинной сваи находится в воде или в илистом или другом слабом грунте, в то время как конец заби­вают в плотный грунт.

Поэтому, если, наклонные сваи имеют обычное армирование, следует повышать их жесткость за счет увеличения поперечного сечения или делая их прямоугольными.

Железобетонные наклонные сваи рекомендуется погружать в грунт, применяя подмыв.