Сваи в забивных оболочках, остающихся в грунте

Прототипом целого ряда бетонных свай, изготовляемые в металлической оболочке, забитой в грунт, явилась  свая  О. Штерна.  По форме вертикального сечения эта свая - коническая, состоит из оболочек и сердечника. Оболочка изготовляется из листовой стали толщиной 3 мм.

Сердечник - деревянный сплошной со сверлением по центру для пропуска металлического стержня диаметром 40 м. Стержень    предназначен    для    извлечения    сердечника    после    забивки    свая-(рис. 16.15, а). Свая Маета (рис. 16.15, б) имеет усиленный наконечник.

Сваи с забивной оболочкой, остающейся  в  грунте
Рис.  16.15. Сваи с забивной оболочкой, остающейся  в  грунте:    а - свая Штерна; б - свая Маета

После удаления сердечника полость оболочки, оставшейся в грунте, заполняется бетоном.

Положительной стороной свай подобной конструкции является гарантия сплошности ствола сваи в сложных гидрогеологических условиях, а также изоля­ции бетона сваи от химически-агрессивных вод. Кроме того, наличие оболочки позволяет без ущерба для качества сваи допускать значительные перерывы между забивкой оболочки и заполнением ее бетоном.

Недостатками свай таких систем является значительный расход дефицитной пока листовой стали, а также понижение несущей способности свай вследствие незначительной величины трения гладкой поверхности металла по грунту.

Кроме того, из свай Штерна трудно извлекать сердечник из-за смятия оболочек и недостаточной жесткости их при забивке. Поэтому теперь сваи Штерна не применяют.

Смятие оболочки при извлечении сердечника удалось преодолеть при помощи разъемного сердечника в сваях  Раймонда.

Сваи Янссена имеют надежную конструкцию железобетонного заостре­ния, позволяющего проходить плотные глины с включением гравия. Оболочку сваи из 2 мм стали сваривают автогеном с металлической обоймой заострения и иногда выполняют лишь на участке, где имеются грунтовые воды.

Сваи Пирлесса. В этой свае оболочка состоит из железобе­тонных колец, нижние из которых опирается на полое заострение лито­го металлического башмака (рис. 16. 16).


Свая Пирлесса
Рис. 16.16. Свая Пирлесса:
1 - полая металлическая труба; 2 - бетонные кольца; 3 - муфта

Сердечником служит толстостен­ная стальная труба 1, опирающаяся на муфту 3, с диаметром большим, чем у трубы, благодаря чему извлечение сердечника происходит без тре­ния с оболочкой. Кольца оболочки бетонируются.

Сваи Гау изготовляют путем забивки в грунт стальной толстостен­ной трубы без башмака и удаления из нее грунта при помощи струи во­ды. Такой метод изготовления свай применяют в США.  Для получения

свай длиной до 46 м используют трубы диаметром 25-30 см со стенками толщи­ной 5-15 мм. Грунт удаляется сжатым воздухом или совместным применением воздуха и воды.

В сваях Гау был впервые применен механический вращающийся уширитель пяты, принцип действия которого показан на рис. 16.17. Грунт разрабатываемый уширителем, извлекался на поверхность также при помощи воды. Идея образования уширенной пяты меха­ническим способом свай Гау перешла в современные виды буронабивных свай.

Свая  Гау    и механический уширитель основания

Рис.   16.17.    Свая  Гау    и механический уширитель основания

Сваи Раймонда, предложенные в Польше в 1901 г., применяют в зарубежной практике до сих пор.

Свая Раймонда (рис. 16.18) имеет коническую форму, состоит из металлической тонколистовой оболочки (1,0-1,5 мм), усиленной приваренной спиральной обмоткой из 6-7 ммпроволоки 1, надева­ется на специальный пустотелый сердечник заводского изготовле­ния, точно пригнанной по размеру оболочки; наружная стальная оболочка сердечни­ка 2 разрезана на три части. Внутри сердечника вдоль все­го его корпуса помещается конической формы стержень 3, снабженный клинообразными приливами и кулачками, рас­пирающими оболочку сердеч­ника при ударе молота по стержню. Благодаря этому уст­ройству металлический кожух вместе с сердечником забива­ются в грунт, как свая.

Свая Раймонда

Рис. 16.18. Свая Раймонда: а - схема изготовления;     б - стальной    раздвижной сердечник;  в - схема  изготовления  сваи

Когда свая забита, стержень сердечника поднимается вверх, раз­резанные части сердечника сдвигаются (см. ІІ-ІІ на рис. 16.18, б), и он легко извлекается. Внутреннее пространство забитой в грунт оболочки заполняют бетоном после тщательного осмотра (при по­мощи опущенной внутрь электрической лампы).

На рис. 16.18, а показана технологическая последовательность операций по изготовлению сваи: І - оболочка и сердечник приготовлены для забивки; ІІ - сердечник вставлен в оболочку; ІІІ - сердечник с оболочкой забит в грунт на требуемую глубину; IV - сердечник вынимается из оболочки; V- оболочка заполнена бетоном (в данном частном случае в бетон верхней части сваи втоплена стальная арматура).

Применяемые в США стандартные сваи Раймонда из волнистого тонкого листа, усиленного спиралью, имеют длину до 12 м, диаметр башмака 20 см с конусностью 3,3 см на 1 м. В отличие от стандартных, сваи Раймонда длиной до 27 м выполняют из ступенчатых секций длиной по 2,5 м.

Сваи «Монотюб» применяют в США, Канаде и некоторых других стра­нах. Оболочку ее готовят из волнистой листовой стали толщиной от 3 до 8 мми снизу закрывают стальным башмаком диаметром 20 см. Конусность стандарт­ных типов не превышает 3,3 см на 1 м при длине сваи до 7,5 м. Верхняя часть более длинных свай имеет незначительную конусность - 0,25 см/м. Обычная дли­на свай составляет 7-18 м, максимальная - до 40 м. При погружении стальную оболочку забивают в грунт без сердечника и затем заполняют бетоном.

Свая Макартура с оболочкой, в отличие от описанных выше, име­ет сменную оболочку. В грунт забивают толстостенную трубу вместе со вставленным в нее сердечником. После извлечения сердечника в обсадку опускают цилиндрическую, тонкостенную оболочку, заполняют ее бетоном, а трубу извлека­ют. Уширяют пяту трамбованием бетона в обсадной трубе до опускания в нее оболочки. Длина таких свай достигает 25 м.

Свая Вестерн, также как и сваи Макартура, имеет инвентарную обсад­ную трубу, но забивают ее без сердечника. Цилиндрическую оболочку длиной до 33 м опускают на бетонный башмак диаметром 43 см и заполняют бетоном.

Уши­ренная пята образуется так же, как в свае Макартура.

Сваи Макартура и Вестерн применяют в некоторых странах Западной Евро­пы и в Америке.

Последнее обновление 12.01.16 14:46