Сва́и — деревянные, металлические, или железобетонные стержни или трубы, которые заглубляют в грунт, либо выполняют их в грунте у основании зданий и сооружений для придания прочности и несущей способности фундаменту.
Свайные фундаменты глубокого заложения[en] используются в следующих случаях:
Сваи передают усилия на грунты основания через боковую поверхность (трением) и через нижний конец.[1] По характеру передачи усилия различают следующие виды свай:
Опорные сваи (сваи-стойки) — передают усилие на прочный грунт в глубине преимущественно через нижний конец.
Сваи трения (фрикционные сваи, висячие сваи) — передают усилие на грунт преимущественно трением боковой поверхности. Величина передаваемого усилия зависит от длины сваи. Сваи трения могут вообще не достигать прочных грунтов. При погружении в грунт на боковой поверхности сваи образуется грунтовая «рубашка», которая как бы прилипает к ней, образуя единое целое со сваей. Трение возникает не между телом сваи и грунтом, а между грунтовой «рубашкой» и окружающим грунтом. Поэтому силы трения мало зависят от вида материала сваи.[2]
Для укрепления фундаментов зданий, ограждения котлованов используются следующие виды свай:
Баретт — разновидность буронабивных свай повышенной несущей способности, изготавливаемых технологическим оборудованием типа «плоский грейфер» или «фреза», выполняются в форме прямоугольников, I, H, T, X и других.
Устройство баретт аналогично выполнению ограждающих конструкций «стены в грунте»: траншея разрабатывается двухчелюстным гидравлическим грейфером под защитой глинистого (бентонитового) раствора, затем происходит погружение арматурного каркаса и бетонирование через бетонолитные трубы.
Основной принцип определения геометрических характеристик свай-баретт — возможность соосной передачи нагрузок от верхних конструкций на фундаменты. Также необходимо учитывать технические характеристики оборудования, применяемого для устройства баретт: размер захватки грейфера, особенности соединения/пересечения панелей.
Популярные методы устройства буронабивных свай (БНС):
Сущность технологии устройства свай методом бурения с использованием обсадных инвентарных труб заключается в применении секционных инвентарных труб, погружаемых в процессе бурения скважины и извлекаемых по мере изготовления сваи. Крепление секций труб осуществляется при помощи сварки или стыков специальной конструкции[3].
Бурение производится буровым станком — вращательным, вибрационным или ударным методом, а также существуют комбинированные методы устройства буронабивных свай. В процессе бурения инвентарные трубы погружаются — методами вибропогружения, вращения, завинчивания или забивки в грунт или с использованием специальных гидравлических, вращателей, домкратов. Бурение ведётся до проектной отметки, после чего забой зачищают, устанавливают каркас из арматуры, а затем осуществляют бетонирование и уплотнение смеси. После окончания бетонных работ инвентарная труба извлекается, а головка сваи — формуется с помощью специальной формы-кондуктора[3].
Сваи из дерева применяются в слабых грунтах при малых и средних нагрузках — во всех отраслях строительства[4].
Деревянные сваи выполняются[4]:
В качестве материалов для изготовления, в основном, применяют длинномерный лес хвойных пород (сосна). В случае отсутствия среди местных лесных насаждений, а также нецелесообразности доставки хвойных деревьев, допускается использование дуба[4].
Для погружения деревянных свай применяются[4] следующие механизмы:
Нижний конец сваи заостряется — в виде пирамиды (трёхгранной или четырёхгранной). В целях предохранения заострённых концов свай при погружении в плотный или каменистый грунт, на них надевают металлические башмаки[4] — из листового металла или литые из чугуна. Верхний конец сваи с этой же целью защищается бугелем.
В случае, когда длина брёвен недостаточна или когда ограничена высота (например, под существующим мостом), используют наращивание свай.
Железобетонные сваи — изделия, при создании которых применяется тяжёлый бетон. Забивные сваи за счёт опорного давления передают на грунт нагрузку от свайного фундамента (сваи стойки). Также нагрузка передаётся за счёт бокового трения поверхности свай об уплотнённый грунт (висячие сваи). Существует несколько типоразмеров свай. Железобетонные сваи сечением 30x30 см имеют длину до 12 м; сечением 35x35 см и 40x40 см — до 16 м. Сваи забивные могут быть составными, что увеличивает их длину.
Сваи забивные погружаются в грунт путём забивки. Копровая установка с дизельным или гидравлическим молотом погружает сваи быстро и эффективно, без их деформации и потери эксплуатационных характеристик. Несущая способность забивных свай в основном зависит от конкретного отказа, который не должен превышать 0,01 м. Несущую способность определяют по формулам СНиП и статического зондирования, учитывающего коэффициент запаса. Величину, меньшую из перечисленных выше, относят к реальной несущей способности. При невозможности определения несущей способности грунта (водонасыщенные пески) их проверяют статическим испытанием (нагружением нагрузкой). В основном для определения точной длины свай необходимы данные о динамических испытаниях и технический отчёт об инженерно-геологических условиях участка.
Разновидностью железобетонных свай являются преднапряжённые сваи (см. Предварительно напряжённый железобетон).
При возведении гидротехнических сооружений, опор мостов и набережных[5], а также при разработке траншей и котлованов для обустройства временных или постоянных ограждений применяются шпунтовые сваи — из железобетона, дерева или стали[6].
Погружённые в грунт (при помощи копра или вибропогружателя) и установленные вплотную друг к другу, они образуют устойчивое водонепроницаемое ограждение, называемое шпунтовой стенкой[7].
Сущность метода формирования забивных трубобетонных свай заключается в операции заполнения полости забитой в грунт стальной трубы с конусным наконечником бетонной смесью. Забивка труб производится с помощью пневмоударной машины.
Технология позволяет выполнять как вертикальные, так и наклонные сваи в стесненных условиях, где применение тяжёлой строительной техники невозможно или связано с дополнительными затратами. В зависимости от характера нагрузки, сваи могут быть армированными.
Габариты комплекта оборудования пневмоударной машины позволяют выполнить забивку свай в непосредственной близости от существующих сооружений в неустойчивых песчаных насыпных, обводненных грунтах и в дно водоёма.
Термическое укрепление грунтов основано на воздействии положительного температурного поля, вызывающего необратимые коренные изменения вещественного состава и физико-механических свойств. Плазменный нагрев позволяет воздействовать на материалы и вещества энергией высоких концентраций, высокими и сверхвысокими температурами, непосредственно электрическим и магнитным полями. Физико-химические процессы в условиях низкотемпературной плазмы протекают за доли секунды, то есть исходные вещества превращаются в необходимые продукты с предельной скоростью, характерной для данного процесса.
В процессе плазменной термообработки грунты проходят шесть стадий термических преобразований: осушение (дегидратация); нагрев минеральной части (дегидроксиляция); обжиг (спекание); плавление (аморфизация); нагрев расплава (дегазация и гомогенизация); охлаждение и твердение расплава. Коагуляционый тип структурных связей, преобладающий в исходных грунтах, превращается в криптокристаллизационный, придавая термогрунтам ряд необратимых позитивных строительных свойств. В процессе нагрева до (2.5—2,8)*10³ К одновременно происходит интенсивное газовыделение с гомогенизацией силикатного расплава. Плавленый грунт приобретает однородность состава, физических и механических свойств[8].
Разновидность опорных свай, после погружения которых в грунт происходит раскрытие опорной лопасти. После этого свая способна воспринимать как положительные, так и отрицательные нагрузки. Анкерные сваи состоят из 3-х основных частей: ствол, опорная плита и шарнирная связь между ними.
Сваи в Викисловаре | |
Сваи на Викискладе |
Для улучшения этой статьи желательно: |
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .