Сваи ЖБИ изготавливаются из бетона. Бетоном называется искусственный строительный материал, получаемый в результате смешивания цемента с водой, песком и гравием (или щебнем). Образовавшаяся смесь обладает способностью через определенное время затвердевать и превращаться в твердый материал.
Прочность бетона повышается вместе с его возрастом и зависит от соотношения между количеством его составных частей, сорта цемента и ряда других условий.
Под прочностью бетона обычно подразумевают прочность на сжатие, которую он приобретает через 28 дней. Эта прочность определяет марку бетона.
Так, если стандартный кубик размером 20X20X20 см), изготовленный из бетона, может выдержать через 28 дней : нагрузку, равную 200 кг/см2, то такой бетон имеет марку 200. Для изготовления свай жби обычно применяют бетон марок 200—500.
Изделия из бетона изготовляются в особой форме — опалубке, которая заполняется свежеприготовленной бетонной смесью.
Через определенный срок, когда бетон достигнет достаточной прочности (около 70% марки бетона), опалубку разбирают и отформованная в ней бетонная конструкция может быть отправлена на склад готовых изделий. В дело она может быть пущена только при достижении 100-процентной проектной прочности.
Бетон хорошо сопротивляется сжимающей нагрузке и значительно хуже — растягивающей или изгибающей. Чтобы повысить сопротивление бетонного изделия растягивающим и изгибающим усилиям, в него закладывается арматура, т. е. каркас из стальных стержней. Такого рода армированные бетонные изделия называются железобетонными или сваями жби.
Железобетонные сваи применяются в тех случаях слабых грунтов, когда требуется значительная грузоподъемность основания, а также при наличии грунтовых вод и в особенности при переменном их уровне.
Сваи могут изготовляться заранее, а затем после достаточного схватывания бетона забиваться в грунт обычными способами. Такие сваи носят название забивных в отличие от набивных, бетонирование которых производится через отверстие в земле, т. е. в место их положения в сооружении. Чаще применяют сваи первого типа, т. е. забивные. Их поперечные размеры колеблются обычно в пределах 20—40 см при длине до 20—25 м. Вес сваи должен быть меньше веса бабы, которой производят забивку, и составляет до 4,0 т. Различие в форме поперечного сечения сваи мало влияет на ее несущую способность, повышения которой можно добиться устройством конической формы сваи. Даже сравнительно незначительная коничность (1—3°) увеличивает нагрузку которую может воспринимать свая.
На практике во многих случаях рекомендуется вместо длинных цилиндрических свай применять короткие конические. Изготовление забивных свай производится в горизонтально расположенной опалубке с применением вибраторов.
Для свай применяется бетон марок 130—170 кг/см2 и выше; при расчете прочности свай следует учитывать возможные ее положения при транспортировке и монтаже и возникающие при этом дополнительные напряжения.
Во избежание разрушения верхней части сваи при забивке на нее одевается специальный наголовник, один из возможных видов которого представлен выше на рис. 3. Для создания условий лучшего погружения сваи в грунт нижняя ее часть заканчивается башмаком. Арматура сваи состоит из продольных стержней и охватывающих их хомутов или спиральной обмотки.
Забивные сваи применяются не только в отдельных опорах, но и для устройства шпунтовых стен. Размеры отдельных железобетонных «досок» шпунтового ряда принимаются 10—16 см по толщине и 60—120 см по ширине.
Устройство набивных свай заключается в следующем: в грунт погружается металлическая труба, которая вытаскивается по мере бетонирования. Процесс бетонирования такой сваи показан на рис. 1.
Если укладку бетона производить с усиленным трамбованием (ghct. Штрауса), то боковая поверхность свай приобретает весьма неровное очертание (рис. 2); что увеличивает ее несущую способность. В некоторых случаях металлический «чехол» не вынимается, а остается в грунте (сваи Раймонда). В этих сваях поверхность чехла устраивают волнистой при коническом очертании.
