Железобетонные сваи

Железобетонные сваи

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ СВАИ, сваи из железобетона. Железобетонные сваи могут быть как забивные, т. е. изготовленные заранее и потом забитые, так и набивные, т. е. изготовленные на месте своей установки. В большинстве случаев применяются забивные сваи. Размеры железобетонных свай варьируют в пределах от 20 до 40 см в поперечнике, при длине до 20 м (до такой длины доходили железобетонные сваи, примененные при постройке в 1927 году основания для холодильника в Севастополе).

Теория удара бабы о сваю показывает, что сваю нельзя погрузить в грунт, если вес бабы меньше веса самой сваи. Отсюда следует, что наибольшие размеры железобетонной сваи определяются ее предельным весом, который не должен превышать веса бабы. В обыкновенных копрах вес бабы принимается равным 1—1,5 т; в особо важных случаях он доводится, в специального типа копрах, до 4 т. Методы расчета железобетонных свай - см. Бетонные и железные сваи. Форма поперечного сечения сваи, при одной и той же его площади, мало влияет на сопротивление сваи; так, например, при замене круглого сечения квадратным сопротивление увеличивается на 7—9%, а при замене круглого сечения восьмиугольным - всего лишь на 1—2%. С другой стороны, придание стволу цилиндрической сваи даже небольшой коничности (α1 = 1—3°) увеличивает сопротивление ее в значительной степени, что можно видеть из табл. 1.

Соотношение сопротивлений цилиндрических и конических свай

Табл. 1 приводит к следующим выводам: 1) общие сопротивления свай при переходе от цилиндрической формы к конической возрастают очень существенно, и коэффициент этого возрастания в среднем колеблется от 5 до 6, в зависимости от глубины забивки свай; 2) общие сопротивления конических свай сравнительно мало меняются от увеличения угла коничности α1 ствола сваи (по крайней мере в малых пределах значений этих углов в зависимости от конструктивных ограничений в поперечных размерах ствола сваи); 3) возрастание коэффициентов сопротивления свай, при одной и той же глубине забивки их, мало меняется в зависимости от изменения значений угла трения ϕ грунта.

Т. о., заменой в свайном ростверке большого количества длинных цилиндрических свай меньшим количеством более коротких конических свай можно значительно выиграть в кубатуре бетона и тем самым существенно понизить стоимость всего ростверка. При этом сваи м. б. погружены в слабый грунт, не доходя своими нижними оконечностями до плотного грунта (т. н. висячий ростверк), т. к. здесь нагрузка на сваю будет полностью поглощена боковой реакцией грунта; для усиления же последней, сваи в ростверке расставляются на таких расстояниях L друг от друга, чтобы области уплотнений их взаимно пересекались. Для этого L д. б. менее d+2δ, где d - диаметр сваи, а δ - ширина области уплотнения, равная ξ·d/2 (ξ - коэффициент уплотнения грунта; его числовое значение колеблется в пределах от 1 - для насыпных грунтов до 2 - для глины).

Т. к. отношение длины сваи к ее поперечнику обыкновенно более 20, то возникает вопрос о том, нужна ли проверка сваи на продольный изгиб. Оказывается, что, когда свая находится всей своей длиной в грунте, хотя бы и весьма слабом и водоносном, надобность в учете продольного изгиба отпадает, если только длина сваи

Jelezobet svai 2

где

Jelezobet svai 3

В этих формулах d - диаметр сваи, ϕ - угол трения грунта, α - половина угла заострения сваи.

Для частного случая цилиндрической сваи обычного типа диаметром 0,30 м, при α = 20°, значения I, в зависимости от различных значений ϕ, выражаются следующими числами (табл. 2).

Jelezobet svai 4

Из таблицы видно, что при длине сваи в З м и более надобность в расчете сваи на продольный изгиб отпадает, независимо от рода грунта и его качества и состояния.

При расчете арматуры железобетонной сваи принимают к учету то наиболее неблагоприятное положение сваи, которое она принимает во время своей переноски в горизонтальном положении, т. е. когда она работает на простой изгиб. В целях облегчения сваи в этих условиях от чрезмерных напряжений, заделывают в ствол сваи в определенных местах по ее длине особые крюки, за которые и зацепляют ее при переноске. На фиг. 1 видны горизонтальные формы, в которых производится заготовка свай восьмиугольного сечения.

Горизонтальные формы, в которых производится заготовка свай восьмиугольного сечения

Одна форма делается на несколько свай сразу. В таких формах сваи выдерживаются от 3 до 14 дней, после чего освобожденные от форм сваи вылеживаются от 1 до 2 месяцев. Пропорции бетона принимаются в среднем от 1: 1,5:3 до 1:2:4. Допускаемые напряжения в железобетонных сооружениях на простое сжатие сопоставлены в табл. 3.

опускаемые напряжения в железобетонных сооружениях на простое сжатие

При забивке железобетонной сваи в грунт, во избежание разрушения головы сваи, на нее надевают различных конструкций наголовники, имеющие своим назначением поглощать силу удара и удлинять процесс его действия. Один из простейших типов наголовника показан на фиг. 2.

Наголовник сваи

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 7 - 1929 г.