Буронабивные железобетонные сваи
Железобетонные конструкции давно стали неотъемлемой частью строительной индустрии. Опоры из железобетона применяются повсеместно, поэтому изготавливается большое количество железобетонных свай различных модификаций. В строительстве, в зависимости от строения грунта и конструктивных особенностей возводимого здания, применяются монолитные и пустотелые сваи самой разной формы, сечения и несущей способности. Но, несмотря на всё многообразие изделий, материалы из которых они делаются, стандартные – бетоны класса В7,5…В22 и стали А1…А111.
Сваи буронабивные
Железобетонные сваи – это жёсткие стержни, являющиеся, как правило, элементом свайного фундамента. Они распределяют нагрузку и передают её грунту. Особенность буронабивных железобетонных свай состоит в том, что они устанавливаются в заранее пробуренные скважины определённого диаметра, оснащённые каркасом из стальной арматуры.
Вообще, набивные сваи впервые стал использовать Страусе в 1899 году; в начале прошлого века появились многочисленные последователи – были созданы системы набивных свай «Компрессоль» (Дюлак, Франция), «Симплекс» (Шуман, США), «Франкиньоль» и «Франки» (Франкиньоль, Франция). Сейчас основные тенденции в этой области – применение свай небольшой длины (от 2,5 до 6 метров) при возведении массового жилья, увеличение несущей способности опор, появление специализированных организаций и мобильных подразделений.
Виды и устройство
Преимущество набивных свай состоит в незначительных относительных и абсолютных осадках зданий и сооружений, небольшом количестве сборных элементов. К тому же использование свай такого типа значительно упрощает устройство узла «свая-колонна». Фундаменты на основе буронабивных железобетонных свай можно применять и в промышленном строительстве, и в условиях городской плотной застройки.
Буронабивные сваи отличаются друг от друга по:
- расположению – свайные поля, полосы и кусты, а также одиночные сваи;
- глубине заложения – длинные (6 метров и более) и короткие (до 6 м);
- направлению оси – наклонные и вертикальные;
- сечению ствола – кольцевые и круглые сплошные; с уширенной пятой, конические, гофрированные, цилиндрические;
- способу заделки – заделкой в бетон фундамента, ростверка или со свободной головой;
- принципу работы – стойки, анкера и т. д.
Основные технические параметры (масса, несущая способность, прочность, морозо- и влагостойкость) напрямую зависят от марки используемого бетона, марки стали, сечения арматуры и конструкции каркаса.
Бетонирование ствола также производится различными способами: раздельное, прямое, с трамбованием, с помощью ВТП, гидро- и пневмопрессование.
Существует три основных способа устройства буронабивных ж/б свай: сухой, с использованием глинистого раствора, с помощью обсадных труб.
- Сухой. Применяется в грунтах с высокой устойчивостью (глинистые и просадочные грунты полутвёрдой и твёрдой консистенции). Производится вращательное бурение с помощью ковшового бура или шнековой колонны. Достигнув нужной глубины скважины, в нижней части (при необходимости) делают расширение с помощью специальных устройств, установленных на буровой штанге. После приёмки скважины монтируется каркас из стальной арматуры и производится бетонирование посредством ВТП (вертикально перемещающейся трубы).
- Глинистый раствор применяется для укрепления стенок скважин в обводнённых неустойчивых грунтах. Бурение производят вращательным способом; если в грунте есть скальные включения используют сменные ударные элементы (долота, грейферы). По пустотелой буровой штанге подают глинистый раствор (изготавливается обычно на месте устройства скважины из бетонитовых глин). Гидростатическое давление, создаваемое им, предохраняет стенки от обрушения. В пробуренную скважину устанавливают каркас. Для подачи бетонной смеси в скважину используется вибробункер с трубой (бетонолитой). Бетон, заполняя скважину, вытесняет из неё глинистый раствор. Бетоновод постепенно извлекается из скважины, по мере заполнения ствола бетоном.
- Обсадные трубы можно применять в любых гидрогеологических и геологических условиях. Их можно из скважин извлекать после устройства сваи (при использовании инвентарных труб), а можно оставлять в грунте. Бурение скважин производят ударным или вращательным способом с применением спецтехники. Секции обсадных труб монтируют в скважины в процессе бурения методом забивания, с помощью гидродомкратов или вибропогружением. Стыкуются обсадные трубы с помощью сварки или с применением специальных стыковочных соединений. Уширение при необходимости производят взрывным способом с одновременной подачей бетона. После зачистки ствола и монтажа каркаса из стальной арматуры, скважину заливают бетоном, используя ВПТ. Если в процессе устройства использовались инвентарные трубы, их извлекают (при этом домкраты сообщают трубам полувращательное движение и происходит дополнительное уплотнение бетонного раствора).
Железобетонные буронабивные сваи успешно применяются для возведения зданий и сооружений в любых климатических зонах.