Железобетонные сваи применяются преимущественно квадратной или прямоугольной формы со скошенными углами (фасками). Прямоугольное сечение более выгодно при работе сваи на изгиб.
Размеры сечения свай квадратной формы принимаются от 25Х25 до 45X45 см. Длина железобетонных свай в обычных условиях колеблется в пределах 6—12 м, в отдельных случаях применяются свай длиной до 18 м.
Железобетонные сваи армируют продольными стержнями и хомутами либо спиральной арматурой. Сваи сечением до 30 см армируют по углам 4 стержнями; при размерах более 30 см закладывают 8 стержней (4 по углам, 4 по середине боковых граней).
Диаметр продольных стержней 16—33 мм; диаметр хомутов и спиральной арматуры 6—8 мм.
Верхняя часть сваи испытывает местные напряжения от ударов молота, нижняя от сопротивления грунта. Эти места усиливают путем более частого расположения хомутов или витков спирали. В верхней части сваи дополнительно укладывают три горизонтальные сетки из стержней диаметром 6 мм, с ячейками от 4X4 до 7X7 см.
Продольная арматура, преимущественно периодического профиля, делается без крюков и доводится в головной части до нижней сетки; внизу продольные стержни отгибаются к середине и свариваются в пучок, образуя острие сваи.
Сваи изготовляют из бетонов R28=200+300 кг/см2, на портландцементах.
Отклонения размеров железобетонных свай и шпунта от проектных размеров не должны превышать величин, указанных в табл 3.
Таблица 3
Допускаемые отклонения при изготовлении железобетонных свай и шпунта
| Наименование отклонений | Величина отклонений (допуск) |
| Отклонения: | |
|
в длине |
1 %
|
| в диаметре и размерах сторон поперечного сечения |
5 мм - 0 мм |
| в толщине защитного слоя |
+ 5 мм
|
| в расстоянии между хомутами или в шаге спирали |
10 мм
|
| Смещение острия от центра |
10 мм
|
Заполнители — песок, гравий и щебень — должны удовлетворять соответственно требованиям ГОСТ.
К железобетонным сваям для морских и речных гидротехнически сооружений предъявляются повышенные требования в части плотности, водонепроницаемости и морозостойкости бетона.
Также получили применение облегченные полые железобетонные сваи прямоугольного и восьмиугольного сечений, объем и собственный вес которых значительно ниже свай сплошного сечения.
фото свай из железобетона
Значительное снижение расхода арматуры достигается при применении составных стыкованных свай. Наиболее широко испытана и проверена на практике фланцевая конструкция стыкового соединения инж. К. С. Силина, состоящая из отрезка стальной трубы и при варенных к нему двух колец из листрвого металла, усиленных ребра ми жесткости.
Для обеспечения плотности соединения стыкуемая плоскость верхнего кольца прострагивается на станке; по периметру верхнего кольца просверливаются отверстия для пропуска болтов. Фланцевая конструкция приваривается к продольной арматуре каркаса Высокопрочные и сравнительно легкие полые сваи изготовляют методом центрифугирования. Вес таких свай лишь на 10—15% превышает вес стальных свай.
Недостатком железобетонных свай является частое появление в них волосных трещин во время транспортирования и в процессе забивки. Проникание воды в тело свай, особенно агрессивной по отношению к бетону, вызывает коррозию арматуры и бетона свай, что приводит к преждевременному их разрушению.
Основу железобетонной сваи составляет каркас из стальной арматуры, нижний конец которого имеет пирамидальную форму. Каркасы вяжут или сваривают.
Для изготовления сваи применяется пластичная бетонная смесь с осадкой конуса 7—8 см. Бетонирование сваи ведется в один прием, без перерыва. Бетонную смесь укладывают от острия к голове.
Сортамент свай призматической формы, квадратного сечения должен соответствовать данным табл.
Таблица 1. Номенклатура железобетонных свай (ТУ 243-56 Минстрой)
|
Марка сваи |
Длина а мм |
Сечение в мм |
Вес в т |
Марка бетона |
|
С6-250 |
6 000 |
250X250 |
1 |
200 |
|
С6-300 |
6 000 |
300X300 |
1,1 |
200 |
|
С7-250 |
7000 |
250X250 |
1,4 |
200 |
|
С7-300 |
7000 |
ЗООхЗоО |
1,6 |
200 |
|
С8-250 |
8 000 |
250X250 |
1,3 |
300 |
|
С8-300 |
8 000 |
300X300 |
1,8 |
300 |
|
С9-250 |
9 000 |
250X250 |
1,4 |
300 |
|
С9-300 |
9 000 |
300X300 |
2 |
300 |
|
С10-300 |
10 000 |
300X300 |
2,3 |
300 |
|
С11-300 |
11000 |
300X300 |
2,5 |
300 |
|
С12-350 |
12 000 |
350x350 |
3,7 |
300 |
|
С13-350 |
13 000 |
350x350 |
4 |
300 |
|
С14-350 |
14 000 |
350X350 |
4,3 |
300 |
|
С15-350 |
15 000 |
350x350 |
4,6 |
300 |
|
С16-350 |
16 000 |
350X350 |
5 |
300 |
|
С17-400 |
17 000 |
400x400 |
6,9 |
300 |
|
С18-400 |
18 000 |
400x400 |
7,3 |
300 |
|
С19-400 |
19 000 |
400X400 |
7,7 |
300 |
|
С20-400 |
20 000 |
400X400 |
8,1 |
300 |
|
С21-400 |
21 000 |
400x400 |
8,5 |
300 |
|
С22-450 |
22 0Я> |
450X450 |
11,2 |
300 |
|
С23-450 |
23 0'ф |
450X450 |
11,7 |
300 |
|
С24-450 |
24О0О |
450x450 |
12,2 |
300 |
|
С25-450 |
25 000 |
45QX450 |
12,8 |
300 |
Примечания. 1. Марка сваи, например, С18-400 означает, что свая имеет длину (без острия) 18 м и сечение 400x400 мм.
Для армирования свай применяется горячекатаная арматурная сталь периодического профиля марки Ст. 5 (для продольных стержней), круглая сталь марки Ст. 0 или Ст. 3 (для хомутов или спиралей, для сетки в голове сваи и петель). Каркас делают сварным.
Предварительно напряженные сваи (серия ОФ-02-01) изготовляются длиной от 12 до 25 м с интервалом через 1 м.
Сваи длиной более 25 м изготовляют по специальным проектам.
Для армирования применяется низколегированная сталь марки 25ГС, которую подвергают упрочнению вытяжкой до предела текучести 6 000 кг/см2. Марка бетона принимается 300 для свай всех длин. Номенклатура свай указана в табл. 2. Сваи изготовляют на щебне крупностью не более 40 мм, с прочностью при сжатии 600 кг/см2. Песок не должен содержать зерен гравия крупнее 10 мм.
Сваи сечением 300X300 мм армируются четырьмя стержнями, а все остальные — восемью продольными стержнями.
Предварительное напряжение продольных стержней производится на величину 0,9 . 6 000 = 5 400 кг/см2.
Погружение предварительно напряженных свай производится теми же средствами, что и ненапряженных свай (забивкой молотами или вибропогружателями).
Таблица 2 Номенклатура свай и расход стали в кг
|
Марка сваи |
Длина в мм |
Сечение в мм |
Вес сваи в т |
Расход стали в кг |
|
СН12-З00 |
12 000 |
300X300 |
2,7 |
81,4 |
|
СН12-350 |
12 000 |
350X350 |
3,7 |
136,1 |
|
СН13-300 |
13 000 |
300X300 |
3 |
86,7 |
|
СН13-350 |
13 000 |
350x350 |
4 |
144,9 |
|
СН14-300 |
14 000 |
300x300 |
3.2 |
92,1 |
|
СН14-350 |
14 000 |
350X350 |
4,3 |
153,1 |
|
СН15-300 |
15 000 |
300X300 |
3,4 |
117,6 |
|
СН15-350 |
15 000 |
350X350 |
4,6 |
162,7 |
|
СН16-350 |
16 000 |
350X350 |
5 |
172,5 |
|
СН16-400 |
16 000 |
400x400 |
6,5 |
227 5 |
|
СН17-350 |
17 000 |
350X350 |
5,3 |
228 1 |
|
СН17-400 |
17 000 |
400X400 |
6,9 |
241 9 |
|
СН18-350 |
18 000 |
350X350 |
6,6 |
239 3 |
|
СН18-400 |
18 000 |
400X400 |
7,3 |
309,5 |
|
СН19-350 |
19-000 |
350x350 |
5.9 |
308.7 |
|
СН19-400 |
19 000 |
400x400 |
7,7 |
324,3 |
|
СН20-350 |
20 000 |
350X350 |
6 2 |
323,8 |
|
СН20-400 |
20 000 |
400X400 |
8,1 |
411 |
|
СН/1-400 |
21 000 |
400x400 |
8 5 |
428 |
|
СН22-400 |
22 000 |
400X400 |
8 9 |
445,6 |
|
СН23-400 |
23 000 |
400x400 |
9 3 |
463,3 |
|
СН24-400 |
24 000 |
400x400 |
9 7 |
578 |
|
СН25-400 |
25 000 |
400X400 |
10,1 |
704,9 |
На торцах свай несмываемой краской ставят марку сваи, дату изготовления и марку завода-изготовителя.
Каждую партию свай завод-изготовитель должен снабжать специальным паспортом.
Рис. 1. Схемы подъема свай
При перевозке железобетонных свай железнодорожным и автомобильным транспортом опирать концы свай следует на подкладки, располагаемые от концов сваи на 0,207 ее длины.
Подъем свай производится тросами по схемам, указанным на рис. 1. Трос должен охватывать сваю и проходить через подъемные петли. Сваи длиной 5—10 м можно поднимать по всем трем схемам; сваи длиной 11—16 м — по схемам I и II, а сван большей длины — только по схеме /.
