33. Сваи погруженные в грунт в готовом виде. Прочность свай по материалу.

Конструкции предварительно изготовленных свай. Сваи, погружа­емые в грунт в готовом виде, в зависимости от материала, из которого они изготовляются, подразделяются на железобетонные, деревянные, стальные и комбинированные.

Железобетонные сваи, получившие наибольшее распростра­нение в практике строительства, подразделяют:

по форме поперечного сечения — на квадратные, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения, прямоугольные, тав­ровые и двутавровые (рис. 11. 4);

по форме продольного сечения — на призматические, цилинд­рические, с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапе­цеидальные, ромбовидные), сваи с уширенной пятой (рис. 11. 5);

по способу армирования — на сваи с ненапрягаемой и пред­варительно напряженной продольной арматурой, с поперечным армированием и без него;

по конструктивным особенностям — на сваи цельные и состав­ные.

Наиболее часто в настоящее время применяют призматические сваи сплошного квадратного сечения, квадратного сечения с круг­лой полостью и полые цилиндрические (рис. 11. 6).

Сваи сплошного квадратного сечения выпускают сечением от 0, 2 х 0, 2 до 0, 4 х 0, 4 м и длиной 3... 16 м с ненапрягаемой арматурой, 3... 20 м — с напрягаемой.  При необходимости увеличения длины свай их стыкуют из нескольких звеньев, применяя стыковочные соединения различного типа (болтовые, сварные, клеевые и т. д. ). В практике известны слу­чаи применения составных/ свай длиной до 100 м.

Сваи сплошного квад­ратного сечения применя­ют в любых сжимаемых грунтах без твердых вклю­чений для передачи на ос­нования вдавливающих, выдергивающих и горизон­тальных нагрузок.

Сваи квадратного сече­ния с круглой полостью выпускают сечением от 0, 25 х 0, 25 до 0, 4 х 0, 4 м и длиной 3... 8 м. Исполь­зование таких свай позво­ляет снизить расход цемен­та на 15... 25%, армату­ры—на 40... 60%, но об­ласть их применения огра­ничена вдавливающими на­грузками до 500 кН и гори­зонтальными до 15 кН. Полые круглые сваи в зависимости от диаметра ствола подразделяют на два вида: диаметром 0, 4... 0, 8 м—-полые круг­лые сваи, диаметром более 0, 8 м— сваи-оболочки.

Полые круглые сваи изготовляют цельными (из одного звена) или составными (из нескольких звеньев), соединяемыми болтами или сваркой. Длина одного звена 4... 8 м, длина составной сваи до 40 м. Сваи диаметром до 0, 6 м выпускают с закрытым нижним концом. Полые круглые сваи рекомендуется применять в слабых грунтах мощностью более 12 м и при передаче на сваю больших (более 100 кН) горизонтальных-нагрузок. Промышленностью выпускаются также сваи прямоугольного сплошного сечения размером 25 х 35 см длиной до 12 м, область применения которых такая же, как и свай сплошного квадратного сечения. Типовые конструкции свай таврового и двутаврового сечений не разработаны. Изготовление этих свай производится по инди­видуальным рабочим проектам, и применение их на практике ограничено. В последнее время все большее распространение находят пирамидальные сваи. Они изготовляются ненапрягаемыми с попереч­ным армированием ствола и с напрягаемым центральным стержнем без поперечного армирования, с углом наклона боковых граней от 1 до 13°. Пирамидальные и трапецеидальные сваи, позволяющие за счет наклона боковых граней полнее использовать несущую способ­ность грунта, рекомендуется применять только как висячие при передаче на них преимущественно вертикальных вдавливающих нагрузок. Значительно реже применяют ромбовидные сваи и сваи с уши­ренной пятой (булавовидные). Ромбовидные сваи используют в гру­нтах, подверженных морозному пучению. Сваю погружают в грунт таким образом, чтобы ее уширенная часть находилась несколько ниже границы промерзания грунта. Сваи с уширенной пятой нахо­дят применение при устройстве фундаментов на слабых водонасы­щенных грунтах. Целесообразна прорезка сваей слабых грунтов с заглублением уширенного нижнего конца в прочный подстила­ющий слой. Деревянные сваи. Простейшая конструкция деревянной сваи представляет собой бревно с заостренным нижним концом. Верхний конец сваи снабжается стальным кольцом — бугелем, защища­ющим его от размочаливания во время забивки. При погружении сваи в грунты с твердыми включениями на ее нижнем конце закреп­ляют стальной башмак. Преимуществом деревянных свай являются простота изготовле­ния и небольшой вес, что облегчает их погружение в грунт. Недо­статками — небольшая несущая способность, трудность погруже­ния в плотные грунты и опасность загнивания древесины в условиях переменной влажности. По этим причинам деревянные сваи имеют ограниченное применение.

Стальные сваи. Стальные сваи делят на трубчатые и шпун­товые. Трубчатые сваи изготовляют из стандартных стальных труб диаметром 0, 2... 0, 8 м, шпунтовые — из стального шпунта различ­ного профиля (см. рис. 14. 4).

 В качестве стальных свай используют также двутавровые балки, швеллеры и другие прокатные профили. Если после погружения в грунт стальная трубчатая свая заполняет­ся бетоном, ее называют трубобетонной.

Преимуществом стальных свай является возможность наращи­вания сваркой их длины по мере погружения в грунт, основным недостатком — подверженность коррозии, особенно в агрессивных водных средах. Для защиты от коррозии поверхность сваи покрыва­ют битумом, суриком или эпоксидными смолами. Стальные сваи рекомендуется применять в сложных для забивки грунтовых условиях (включения валунов, гальки и т. п. ).

Комбинированные сваи. Комбинированные сваи представляют собой сваи, составленные по длине из двух различных матери­алов. Чаще всего это комбинация деревянной части, которая поме­щается ниже уровня подземных вод, с бетонной или Железобетон­ ной верхней частью. Воз­можны сочетания железо­бетонных оболочек боль­шого диаметра в верхней части с металлическими или железобетонными сва­ями внизу.