Классификация свай

Объем применения свай, устраиваемых в проектном положении (набивные, буронабивные, буроинъекционные, грунтоцементные), непрерывно увеличивается во всем мире начиная с 20-х годов XX в. В настоящее время во многих странах буронабивные и другие типы свай, устраиваемых в проектном положении, составляют более 70...80 % от общего объема применяемых свай.

В течение XX в. было разработано более 200 различных способов устройства этих свай. Многие способы названы именами их создателей (например, сваи Страусса, Франкиньоль, Гузеева, Луги и др.). Название других совпадают с названиями фирм-создателей (например, сваи Компрессоль, Симплекс, Франки, Беното и др.). Многие из разработанных способов отличаются друг от друга лишь отдельными деталями. В ходе разработки новых поколений машин некоторые способы устарели или претерпели значительные изменения, а их названия перестали использоваться.

В настоящее время отечественные и зарубежные фирмы выпускают большую номенклатуру машин, позволяющих изготавливать набивные, буронабивные, буроинъекционные и грунтоцементные сваи разных типов в любых грунтовых условиях под нагрузки от 1...2 т до 1000 т и более. Применяют сваи с сечениями от 100 мм до 2,5 м и более; длиной — от 2...3 м до 100 м и более.

В нашей стране наиболее широко распространены машины немецких и итальянских фирм, изготовленные в Испании, Франции, Японии и других странах.

Если при использовании погружаемых свай их размеры (диаметр и длина) ограничиваются мощностью применяемого сваепогружающего оборудования, то при устройстве свай в проектном положении их размеры можно изменять в широких пределах. Это позволяет при больших сосредоточенных нагрузках устраивать одну глубокую буровую опору большого диаметра вместо куста погружаемых свай, объединяемых развитым в плане монолитным ростверком. При малых нагрузках на фундаменты буронабивные сваи во многих случаях также предпочтительнее других видов фундаментов. Например, в коттеджном строительстве фундаменты на буронабивных сваях диаметром 150...200 мм и длиной 2,0...2,5 м (при отсутствии подвальных помещений), устраиваемых с помощью ручного бурения, значительно выигрывают по трудозатратам и расходу материалов по сравнению с ленточными и имеют высокую надежность.

Выбор типа сваи и машины для ее устройства определяется значительным числом факторов. Главные из них: конструктивные особенности возводимого или реконструируемого здания или сооружения, грунтовые условия, заданная несущая способность свай, их размеры, углы наклона к вертикальной оси, условия работы машины (стесненность, совмещение с другими процессами и др.). При этом, как правило, несколько вариантов могут удовлетворять всем заданным условиям и окончательный выбор определяется на основе экономических показателей.

Все применяемые типы свай можно разделить на четыре группы: буонабивные, набивные, буроинъекционные и грунтоцементные сваи.

Буронабивные сваи, устраиваемые в скважинах, образованных бурением с извлечением грунта с последующим заполнением бетонной смесью без применения избыточного давления, как правило, имеют диаметры от 200 мм до 2,5 м и длину до 100 м и более.

Набивные сваи, устраиваемые в скважинах, образованных погружением в грунт металлической трубы с закрытым нижним концом ударными, вибрационными методами или вдавливанием, а также завинчиванием трубы с раскатывающим наконечником и с одновременным действием вдавливающего усилия (без извлечения грунта), имеют следующие размеры: диаметр — до 0,6 м, длина — до 30 м. Размеры ограничены мощностью применяемого сваепогружающего оборудования.

Буроинъекционные сваи устраивают в скважинах небольших диаметров (100...300 мм), образованных бурением под глинистым раствором с извлечением грунта и последующим заполнением скважины мелкозернистым бетоном методом инъецирования при избыточном давлении до 0,6 МПа. Длина таких свай, как правило, не превышает 30 м.

Грунтоцементные сваи устраивают тремя разными методами: путем погружения в грунт специального разбуривающего наконечника с режущими и перемешивающими лопастями с одновременной подачей через специальные насадки цементной эмульсии и ее перемешивания с грунтом; путем погружения в грунт струйного монитора с последующим перемешиванием грунта с цементной эмульсией, поступающей из форсунок монитора одновременно с его поднятием вверх (струйная технология); путем опускания в скважину малого диаметра инъекционной трубки с распорной манжетой или специального наконечника (инъектора) с последующим нагнетанием в грунт цементной суспензии (высоконапорная инъекция).

В отдельную группу можно выделить пустотелые буронабивные сваи, применение которых очень ограничено и носит пока экспериментальный характер. Имеется, однако, положительный опыт изготовления таких свай с использованием метода радиального проката, применяемого при изготовлении железобетонных труб, и метода гидропрессования с использованием сердечника, аналогичного применяемому при изготовлении виброгидропрессованных труб.