Для свай–стоек (опирающихся на практически несжимаемые слои грунта) несущая способность по грунту основания, может быть определена по следующему выражению:
,
где R – расчетное сопротивление грунта под острием сваи; А – площадь поперечного сечения сваи; γс – коэффициент условия работы сваи; γq – коэффициент надёжности.
Определение несущей способности по грунту свай-стоек.
Определение несущей способности по грунту свай трения. Несущая способность свай трения по грунту зависит от его сопротивления погружению сваи, которое развивается как под нижним концом сваи, так и по ее боковой поверхности.
Достаточно широкое распространение получили следующие методы определения несущей способности: практический, основывающийся на табличных данных СНиПа, динамический, статического зондирования и испытания свай статической нагрузкой.
Формулу (10.6) допускается применять для забивных свай, имеющих квадратное, квадратное с круглой полостью, прямоугольное и полое круглое сечение диаметром до 0,8 м.
Несущую способность набивных свай, в том числе с уширенной пятой, свай-оболочек и свай-столбов также находят по формуле (10.6). Различие заключается в значениях коэффициентов условий работы и расчетного сопротивления грунта под нижним концом сваи. В частности, при опирании на лёссовые и лёссовидные грунты ус=0,8, в остальных случаях уе—1,0. При использовании свай, имеющих камуфлетное упшрение, усЛ=1,3, а при бетонировании свай подводным способом уcR—0,9. Расчетное сопротивление грунта основания R для свай, формируемых в глинистых грунтах, принимают по табличным данным СНиПа, а для песчаных грунтов R определяют по формулам, исходя из условий предельного равновесия массива грунта под сваей. Коэффициент условий работы ус/ находят по таблицам норм в зависимости от способа изготовления свай и типа грунтов строительной площадки.
Примечания:
1. При определении/пласты грунтов следует разделять на однородные слои толщиной не более
2. Расчетное сопротивление плотных песчаных грунтов по боковой поверхности свай и свай-оболочек/следует увеличивать на 30% по сравнению со значениями, приведенными в таблице.
При использовании данных табл. 10.2 и 10.3 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке срезкой, подсыпкой или намывом до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке и намыве от 3 до 10 м от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки. При промежуточных глубинах погружения и показателе текучести значения R и /определяют интерполяцией. Для плотных песчаных грунтов, степень плотности которых определяли по результатам статического зондирования, значение R в табл. 10.2 следует увеличить на 100%. При отсутствии данных статического зондирования для этого типа грунтов значение R увеличивают на 60%, но не более чем до 20 МПа.
Следует заметить, что использование данных табл. 10.1…10.3 для определения несущей способности свай нельзя считать достаточно точными, так как 20%-ная ошибка при определении показателя текучести влечет за собой изменение несущей способности в 1,5 раза и более.
Формулу (10.6) допускается применять для забивных свай, работающих на сжимающую осевую нагрузку и имеющих квадратное, квадратное с круглой полостью и полое круглое сечение диаметром до 0,8 м. Для забивных булавовидных свай на участке ствола периметр и принимают равным периметру ствола, а на участке уширения — периметру поперечного сечения уширения.
Несущую способность пирамидальных, ромбовидных и трапецеидальных свай, погружаемых в песчаные и глинистые грунты, необходимо определять с учетом дополнительного сопротивления грунта, образующегося по их боковой поверхности и определяемого в зависимости от модуля деформаций грунта, получаемого по результатам компрессионных испытаний грунтов.
При ромбовидных сваях боковое сопротивление грунта на участках с обратным наклоном не учитывается.
Для получения более достоверных данных по сравнению с практическим методом несущую способность свай определяют по результатам полевых испытаний динамической или статической нагрузкой, а также статического зондирования грунта.
Динамический метод определения несущей способности свай основывается на существующей зависимости между величиной их погружения и энергией удара молота или расчетной энергией вибропогружателя.
Получение расчетной зависимости для определения несущей способности сваи основывается на предположении о равенстве работы, совершаемой при ударе молота, величине работы, затрачиваемой на погружение сваи, на упругие деформации системы, состоящей из молота, сваи и грунта, а также потерям работы на разрушение головы сваи и превращение механической энергии в тепловую.
Нагрузка прикладывается к свае, погруженной в грунт, рекомендованным в проекте спосрбом с помощью гидравлического домкрата 1 (рис. 10.1, а), располагаемого между сваей и упорной балкой 2, закрепленной с помощью анкерных свай 3. В некоторых случаях для статического нагружения используют платформы с тарированным грузом.
Рис. 10.1. Испытание свай статической нагрузкой: а — схема испытания; б — график зависимости осадки сваи от нагрузки
В общем случае указанная зависимость представляет собой плавную кривую 5 (рис. 10.1,5), состоящую из трех участков. На первом происходят в основном упругие деформации, на втором силы трения существенно возрастают и грунт начинает терять устойчивость. На третьем участке наступает предельное состояние: происходит «срыв» сил трения по боковой поверхности — свая залавливается в грунт, при этом график зависимости s=f(N) обращается в вертикальную линию.
Если осадка, вычисленная по формуле (10.12), оказывается более 4 см, то за Fu следует принимать нагрузку, соответствующую осадке 4 см.
При количестве испытаний менее шести в формуле (10.8) принимают FUi H=Fumia, т. е. нормативное значение считают равным наименьшему предельному сопротивлению сваи, при шести испытаниях и более Fm и yg принимают на основании статической обработки частных значений Fu в соответствии с требованиями действующего ГОСТа.
Метод статического зондирования позволяет определять несущую способность свай в результате опенки сопротивления грунта кЪк под нижним концом сваи, так и по ее боковой поверхности.
Учет отрицательного трения грунта на боковой поверхности свай. Если в пределах длины погружаемой сваи находится слой слабого сильносжимаемого грунта (рис. 10.2), то в случае загружения поверхности грунта некоторой нагрузкой q верхний слой, залегающий над слоем слабого грунта, будет испытьшать осадку большую, чем осадка сваи, перемещаясь относительно сваи вниз. При этом трение, образующееся между боковой поверхностью сваи и грунтом верхнего слоя, будет направлено не вверх, а вниз (рис. 10.2) и будет дополнительно пригружать сваю. Такое трение, имеющее противоположное направление, называют негативным или отрицательным.
Рис. 10.2. Расчетная схема к учету отрицательного трения по боковой поверхности сваи
Отрицательное трение может образовываться в следующих случаях: при планировке территории подсыпкой, если сильносжимае-мые грунты залегают на поверхности; загруже-нием поверхности грунта значительной полезной нагрузкой; искусственного или естественного водопонижения, вызывающего увеличение собственного веса грунта, а также незавершенной консолидации грунтового основания, виброуплотнения грунтов при движении транспорта и работе промышленного оборудования и, наконец, при возведении рядом со свайными фундаментами фундаментов мелкого заложения.
Если в пределах погруженной части сваи залегают напластования торфа толщиной более 30 см, то при планировании подсыпкой или иной нагрузке, ей эквивалентной, расчетное сопротивление грунтов по боковой поверхности сваи, расположенных выше наинизшего слоя торфа, принимают: при высоте подсыпки менее 2 м, для грунтовой подсыпки и слоев торфа — равным нулю, а для минеральных ненасыпных грунтов — положительным значениям по табл. 10.3; при высоте подсыпки от 2 до?5 м для грунтов, включая подсыпку, равным 0,4 от значений, указанных в табл. 10.3, взятых со знаком минус, для торфа — минус 0,005 МПа; при высоте подсыпки более 5 м, для минеральных грунтов, включая подсыпку, равным значениям табл. 10.3 со знаком минус, для торфа — минус 0,005 МПа.
В случае если консолидация грунтов от подсыпки или пригрузки завершилась до начала возведения надземной части здания или если осадка поверхности грунта, окружающего сваи, после указанного периода не будет превышать половины предельно допустимой осадки сооружения, то сопротивление грунта по боковой поверхности сваи допускается определять без учета отрицательного трения вне зависимости от наличия или отсутствия прослоек торфа, причем для последних значение/следует принять равным 0,005 МПа.
Сван, воспринимающие выдергивающие нагрузки. Если на свайный фундамент передаются значительные моменты, то крайние сваи в таком фундаменте в некоторых случаях работают на выдергивание. Анкерные устройства, включая и анкерные сваи, также работают на этот вид нагрузки.
49.Отличие связаных грунтов от несвязаных (сыпучих).
Грунт представляет собой горные породы, залегающие большей частью в зоне выветривания и характеризующиеся как многокомпонентная геологическая система. Грунт можно разделить на три основных типа:
-Скальный грунт;
-Нескальный грунт: связанный (суглинок и глина), несвязанный (пески и супеси);
-Конгломерат.
Несвязанные грунты состоят из зерен различной величины, которые касаются друг друга. Несвязанные грунты не удерживают воду, и наличие воды практически не влияет на трение между зернами. Так как такие грунты не размягчаются, то их несущая способность не зависит от влагосодержания, а только от их плотности. Связанные грунты состоят из суглинка и глины с пластинчатым строением (глиняные лепестки). Вследствие строения поверхности глиняных лепесточков связанные грунты могут набирать воду и удерживать ее. Водовосприятие размягчает поверхность глиняных пластинок, что уменьшает трение между пластинками. При этом изменяется консистенция грунта и уменьшается его несущая способность. При уменьшающемся содержании влаги несущая способность таких грунтов, соответственно, увеличивается.
Нескальный связанный грунт, состоящий из сухой и слежавшейся глины и суглинка, может так же послужить неплохой основой для возведения дома. Но сухая глина встречается крайне редко, чаще всего встречаются мокрые глинистые породы, которые при отрицательных температурах замерзают и деформируются, разрушая фундамент. Такие же неблагоприятные для строительных работ свойства проявляют илистые почвы, торфяники и пылеватые пески с примесью глины. Такой состав почв при прокладке фундамента требует обязательного обустройства амортизационной подушки толщиной не менее 15-20 см. и состоящей из мокрого, утрамбованного, крупного песка.
Нескальный несвязанный грунт, состоящей из песков супесей представляет собой прекрасную основу для строительства. Несвязанный грунт неоднороден по своему составу и содержит множество различных примесей, состав которых и определяет глубину залегания фундамента. Например, в крупных песках с содержанием гравия, минимальная глубина залегания фундамента – 50 см., в сухих, мелких, песчаных почвах – 70 см., в твёрдых глинистых почвах – также 70 см., в пластичных глинах и насыщенных водой песках – 1 м.
55.Природа связаности грунта (сцепление между частицами).
Связность — способность почвы сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить почвенные частицы. Выражают ее в кг/см2. Связность обусловлена силами сцепления между частицами почвы, зависит от гранулометрического, минералогического и химического составов, влажности, а также оструктуренности почвы и факторов, ее обусловливающих. Наибольшей связностью обладают глинистые почвы и почвы, содержащие большое количество обменного натрия. Оструктуренные почвы характеризуются меньшей связностью. Невысокую связность имеют песчаные почвы. Минимальная связность наблюдается при влажности, близкой к влажности завядания.
Учет связности почвы имеет большое значение для качества выполняемых технологических операций - рыхления, перемешивания почвенных слоев, крошения почвы, вспашки и т. п. Эти приемы должны выполняться при наименьшей связности почвы. Определение такого состояния связано с понятием «физическая спелость почвы».
Связность грунтов характеризуется сцеплением частиц грунта между собой цементирующими веществами. Такие грунты обладают большим трением частиц и сцеплением. К связным грунтам относятся все глины, суглинки и грунты, содержащие в своем составе глинистые и пылеватые частицы.
Причинами слеживаемости могут быть сцепление частиц между собой под давлением, образование новых химических соединений в результате взаимодействия компонентов продукта между собой или с окружающей средой, кристаллизация из растворов, смерзаемость и др. В зависимости от характера причины возможны и различные механизмы самого явления.
В породах, где сцепление частиц осуществляется преимущественно за счет льда, растепление мерзлоты при спуске обсадных колонн приводит к разрушению стенок скважины, значительному увеличению ореола протаивания вокруг скважины, образованию каверн и перерасходу цемента при креплении. Давление, развиваемое замерзающими водонасыщенными породами, зависит от объема зоны растепления.
Прессование порошков также дает существенное сцепление частиц даже до спекания.
Под спекаемостью понимают прочность сцепления частиц в результате термической обработки прессованных заготовок.
68.Расчет устойчивости откоса по кругло цилиндрическим поверхностям скольжения.
Большое распространение на практике получил метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения, сущность этого метода заключается в отыскании круглоцилиндрической поверхности скольжения с центром в некоторой точке О, проходящей через подошву откоса, для которой коэффициент устойчивости будет минимальным
Расчет ведется для отсека, для чего оползающий клин ABC разбивается на n вертикальных отсеков. Делается предположение, что нормальные и касательные напряжения, действующие по поверхности скольжения, в пределах каждого из отсеков оползающего клина определяются весом данного отсека Qi, и равны соответственно:
здесь
Ai — площадь поверхности скольжения в пределах i-го вертикального отсека, Ai= 1li; li — длина дуги скольжения в плоскости чертежа (см. рис.).
Препятствующее оползанию откоса сопротивление сдвигу по рассматриваемой поверхности в предельном состоянии.
Из (9.16)—(9.18) следует выражение для силы сопротивления сдвигу в пределах i-го отсека:
устойчивость откоса можно оценить отношением моментов удерживающих Ms,l и сдвигающих Ms,a сил. Соответственнокоэффициентзапасаустойчивостиопределимпоформуле
Момент удерживающих сил относительно О представляет собой момент сил Qi:
Момент сдвигающих сил относительно точки О
Тогда формулу (9.19) можно записать в следующем виде:
71.Региональные (особые) виды грунтов и их основные свойства.
К особым грунтам относятся структурно неустойчивые грунты. При определенных условиях их природная структура сравнительно резко нарушается. К ним относятся:
- лёссовые, структура которых нарушается при замачивании их под нагрузкой;
- мерзлые, структура которых нарушается при оттаивании;
- рыхлые пески, резко уплотняющиеся при динамических воздействиях;
- илы и чувствительные глины, деформационные и прочностные свойства которых резко изменяются при нарушении их природной структуры;
- набухающие грунты, которые при увлажнении способны существенно увеличиваться в объеме даже под нагрузкой;
- торфы и заторфованные грунты, обладающие очень большой сжимаемостью и малой прочностью;
- скальные и полускальные грунты, обладающие высокой прочностью и малой деформативностью.
Структурно-неустойчивые грунты часто относят к региональным типам грунтов потому, что эта грунты часто группируются в пределах определенных географо-климатических зон и тяготеют к определенным регионам страны, преобладают в одних регионах и практически могут отсутствовать в других.
К особым видам грунтов также следует отнести биогенные грунты, плывуны, растительные и мерзлые грунты.
Грунты, содержащие значительное количество органических веществ, называются биогенными. К ним относятся заторфованные грунты, торфы и сапронелы (пресноводные илы).
Ил — водонасыщенный современный осадок водоемов, образовавшийся в результате протекания микробиологических процессов, имеющий влажность, превышающую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости более 0,9.
Плывуны — это грунты, которые при вскрытии приходят в движение подобно вязкотекучему телу, встречаются среди водонасыщенных мелкозернистых пылеватых песков. Различают плывуны истинные и псевдоплывуны. Истинные плывуны характеризуются присутствием пылевато-глинистых и коллоидных частиц, большой пористостью (> 40%), низкими водоотдачей и коэффициентом фильтрации, особенностью к тиксотропным превращениям, оплыванием при влажности 6—9% и переходом в текучее состояние при 15—17%.
Псевдоплывуны — пески, не содержащие тонких глинистых частиц, полностью водонасыщенные, легко отдающие воду, водопроницаемые, переходящие в плывунное состояние при определенном гидравлическом градиенте.
Почвы или растительные грунты — это природные образования, слагающие поверхностный слой земной коры и обладающие плодородием. К нескальным искусственным грунтам относятся грунты, уплотненные различными методами (трамбованием, укаткой, виброуплотнением, взрывами, осушением и др.), насыпные и намывные.
74.Связаная вода. Ее природа.
Выделяют две категории воды в горных породах - свободную и связанную. Связанная вода находится и удерживается в наиболее мелких порах и трещинах горных пород и испытывает со стороны поверхности твердой фазы минералов "связывающее" влияние разной природы и интенсивности, изменяющее ее структуру и придающее ей аномальные свойства, то есть не такие, как у обычной, свободной воды. Суммарное содержание связанной воды в литосфере Земли составляет около 42% от общего количества воды в земной коре. Однако связанную воду не так просто извлечь из породы, в которой она находится. Под действием поверхностных сил разной природы она относительно прочно удерживается на поверхности минералов, не подчиняется силам гравитации и ее передвижение в породах может происходить лишь под влиянием сил иной природы.
Первые представления о связанной воде возникли почти сто лет назад.
|
| Рис. 1. Строение единичной молекулы воды: а - структура; б - модель электронных орбиталей; в - распределение зарядов (r - длина связи Н-Н, равная 1,41*10-4 мкм; l - длина связи Н-О, равная 0,96*10-4мкм; a - угол Н-О-Н, равный 104,5њ). |
К настоящему времени достаточно хорошо изучено строение единичной молекулы воды, состоящей из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Она характеризуется дипольным строением и тетраэдрическим распределением зарядов: два положительных - на атомах водорода, два отрицательных - на неподеленных парах электронов атома кислорода (рис. 1). Такое строение молекулы воды позволяет ей образовывать до четырех водородных связей с соседними молекулами.
Многочисленными экспериментами, было установлено, что некоторые свойства связанной воды, находящейся в породах в виде тонких, так называемых граничных, слоев вблизи твердой поверхности, существенно отличаются от свойств обычной свободной воды. Их стали называть аномальными. В последнее время было убедительно установлено, что плотность связанной воды в тонких пленках повышена всего лишь на 1,5% по сравнению со свободной водой и составляет в среднем около 1,02 г/см3.
Основная причина понижения температуры замерзания связанной воды - взаимодействие ее с твердой минеральной поверхностью, точнее - с ее активными центрами. Энергия взаимодействия молекул воды с активными центрами поверхности минералов, а также с находящимися в поровом растворе ионами больше, чем энергия взаимодействия молекул воды между собой. Это и приводит к тому, что активный центр нарушает сетку водородных связей в воде, а фазовый переход осуществляется лишь при более низкой температуре. Не менее интересным свойством связанной воды в горных породах является ее пониженная по сравнению со свободной водой растворяющая способность. Связанная вода способна растворять меньше солей, чем обычная вода. Это обстоятельство также является следствием измененной структуры связанной воды.
Другое аномальное свойство связанной воды - понижение ее диэлектрической проницаемости в несколько раз по сравнению со свободной водой. Если для обычной воды диэлектрическая проницаемость равна 81, то для связанной воды эта величина уменьшается до 3 - 40, в зависимости от толщины водной пленки.
77.Составные части (фазы) грунта. Характеристики физических свойств.
В большинстве случаев грунты состоят из трех компонентов: твердых частиц, воды и воздуха или иного газа, т. е. составные части грунта находятся в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Соотношение этих компонентов обусловливает многие свойства грунтов.
Если грунт состоит из твердых частиц, все поры между которыми заполнены водой, то он является двухкомпонентной (двухфазной) системой. Иногда такой грунт называют грунтовой массой. В большинстве же случаев в грунте, кроме твердых частиц и воды, имеется воздух или иной газ, либо растворенный в поровой воде или находящийся в виде пузырьков, окруженных поровой водой, либо свободно сообщающийся с атмосферой. Такой грунт является трехкомпонентной (трехфазной) системой.
В мерзлом грунте, кроме того, содержится лед. Он придает грунту специфические свойства, которые приходится учитывать, особенно при строительстве в районах распространения вечномерзлых грунтов. Мерзлый грунт является четырехкомпонентной (четырехфазной) системой.
В некоторых грунтах присутствуют органические вещества в виде растительных остатков или гумуса. Наличие даже сравнительно небольшого количества таких веществ в грунте, существенно отражается на его свойствах.
Для оценки строительных свойств грунтов пользуются рядом его характеристик.
Изобразим схему 1 см3 грунта (3-х фазная система).
1-ая группа характеристик, определяемых опытным путем.
1. Плотность грунта ненарушенной (естественной) структуры: 
т/м3
Удельный вес грунта: 
(кН/м3) [15…22 кН/м3]
2. Плотность твердых частиц грунта: 
т/м3
Удельный вес твердых частиц: 
(кН/м3) [25…28 кН/м3]
3. Весовая влажность грунта: 
% (изменяется в широких пределах и особенно важна для глинистых грунтов)
2-ая группа характеристик, определяемых расчетами.
1. Плотность сухого грунта: 
т/м3
Удельный вес сухого грунта: 
(кН/м3) [10…19 кН/м3]
; отсюда 
2. Пористость грунта: 
Если обозначить: n – объем пор в единице объема грунта; m – объем твердых частиц в единице объема грунта. n + m = 1
3. Коэффициент пористости грунта: 
Для слабых грунтов может быть и больше (до 12 – в торфах).
тогда 
(2)
(3) m 
(4)
82.Сущность работы свай и свайных фундаментов.
Сваи применяют для передачи нагрузки от возводящихся зданий и сооружений нижележащим слоям грунта или для уплотнения грунта и увеличения его несущей способности как основания. К свайным работам также относят устройство шпунтовых ограждений при постройке водонепроницаемых перемычек, для защиты котлованов от грунтовых вод и удержания фунта от выпирания. По характеру работы сваи подразделяют на сваи-стойки, которые передают давление от зданий и сооружений на прочный фунт, расположенный под толщей слабого фунта, и висячие сваи, передающие нагрузку на окружающий фунт через трение о боковые стенки.
В плане сваи располагают полями — в несколько рядов или в шахматном порядке, кустами — группами из нескольких свай, рядами, сплошными шпунтовыми рядами. В фунт сваи забиваются вертикально (вертикальные сваи) и наклонно под некоторым углом (наклонные сваи). Верх свай срезают под один уровень и соединяют между собой ростверком, принимающим на себя нагрузку от зданий и сооружений, равномерно распределяя ее на сваи.
Размещение, тип, размер, глубина и способы пофужения свай указываются в проектах. Сваи различают по способу изготовления, материалу, форме поперечного и продольного сечений и способу пофужения
Деревянные сваи изготавливают из хвойных пород — сосны, кедра, лиственницы, иногда используется дуб. Нижний конец сваи заостряется на длину, равную 1,5...2 диаметрам бревна, и на него надевается стальной башмак, предохраняющий заостренный конец сваи от разрушения во время забивки. На верхний конец сваи надевается стальное кольцо — бугель, предохраняющий от раскалывания и размочаливания древесину сваи при ударах молотом. Деревянные сваи применяют длиной 4,5... 16 м с диаметром в тонком конце не менее 18 см.
Железобетонные сваи чаще всего бывают сплошные квадратного сечения 30 х 30 и 40 х 40 см, длиной 3...60 м с заостренным концом и стальным башмаком или обоймой.
Полые железобетонные сваи круглого сечения — сваи-оболочки диаметром 40...60 см состоят из звеньев длиной 4, 6, 8,10, 12 м, которые на месте соединяют болтами или с помощью сварки. Нижние звенья имеют наконечник, а верхнюю часть сваи-оболочки заполняют бетоном.
Металлические сваи изготавливают из проката разного профиля — двутавра, швеллера, рельсов, а также из труб. Трубчатые стальные сваи используют диаметром 30...60 см, при необходимости заполняют бетоном, превращая их в трубобетонные сваи. Трубчатые металлические сваи в сравнении с железобетонными имеют преимущества — сравнительно небольшой вес (в 3 раза меньше при той же длине), большие жесткость и прочность, неограниченная глубина забивки (производят отдельными звеньями, соединяемыми муфтами или электросваркой). Винтовые сваи представляют собой металлические трубы диаметром до 1 м и железобетонные стволы сплошного сечения, снабженные винтовой полостью для завинчивания в грунт. По сравнению с другими видами свай они обладают большей несущей способностью, заменяя от 4 до 10 железобетонных свай.
Шпунт стальной, деревянный и железобетонный применяют для устройства ограждений стенок глубоких котлованов и перемычек, в гидротехническом строительстве, при сооружении набережных и причалов. Для соединения отдельных шпунтин и образования сплошной стенки на обеих кромках каждой шпунтовой сваи делают замки различной формы.
Стальной шпунт представляет собой пластины плоской, корытообразной и зетовой формы длиной 12...25 м (2.4).
Деревянный шпунт применяется при глубине забивки не более 3 м, изготавливается из чисто обрезных досок толщиной не менее 4 см.
Набивные сваи делают в металлической оболочке — обсадной трубе или в предварительно пробуренные скважины с заполнением их бетоном. Иногда устанавливают металлический каркас и укладывают бетонную смесь или заполняют грунтом скважины, получая железобетонные и грунтовые сваи. Набивные сваи могут изготавливаться с уширенным основанием. При устройстве набивных свай устраняются сотрясения грунта, имеющиеся при забивке свай, поэтому такие сваи можно применять возле существующих сооружений и для усиления фундаментов. Недостаток набивных свай: при твердении уложенной бетонной смеси в присутствии грунтовых вод может снижаться прочность бетона; невозможность загружать набивные сваи непосредственно после изготовления.
Готовые сваи погружаются в грунт ударами молота по свае, вибрационным воздействием или вдавливанием. Выбор механизма для погружения свай зависит от типа свай, их веса, количества, сроков забивки и наличия средств механизации.
Перед забивкой свай и шпунтов или бурением скважин для набивных свай производится разбивка их расположений на местности, которая осуществляется геодезическими инструментами или простым провешиванием с применением вешек, рулеток, отвеса и обносок. На обноску выносят оси продольных и поперечных рядов свай и закрепляют их на обноске гвоздями или зарубками. По осям каждого ряда натягивают тонкую проволоку, образующую сетку осей свайного основания. Опуская отвес в местах пересечения проволоки, переносят на местность центры каждой сваи, в которые вбиваются колышки с надписью номера сваи.
Процесс забивки и погружения свай в грунт состоит из трех операций:
— перемещение копра или крана к месту забивки сваи,
— подъем и установка сваи,
— погружение сваи в грунт.
Забивка или вибропогружение сваи занимает 20...30% времени от всего цикла, а остальное время затрачивается на передвижку копра и установку сваи. Забивка свай ведется в определенной последовательности, устанавливаемой проектом производства работ.
В зависимости от свойств грунтов применяют следующие схемы забивки свай: рядовую, спиральную — от середины к периметру и секционную
Рядовая схема применяется в несвязных грунтах, сваи забивают последовательно в каждом ряду. Применение такой схемы в связных грунтах может вызвать неравномерное напряжение в грунте и осадку сооружения.
По спиральной схеме от середины к периметру ведут забивку свай в слабосжимаемых грунтах, при этом сваи средних радов испытывают меньшее сопротивление, чем при забивке в первую очередь свай внешних рядов.
Секционная схема применяется при забивке свай в связных фунтах. Вначале забивают сваи в отдельных рядах секции с пропуском соседних рядов, затем в пропущенных рядах, чем достигается более равномерное нарушение структуры грунта на всей площади свайного поля. Для ускорения и облегчения погружения сваи (шпунта) в песчаных и гравелистых грунтах может применяться подмыв. К острию сваи с внешней стороны по двум-трем трубкам под напором подается вода, которая разрыхляет и насыщает водой грунт, и свая легче и быстрее погружается в него. Необходимый напор и расход воды, количество и диаметр подмывных труб зависят от вида грунта, поперечного сечения сваи и глубины погружения и должны указываться в проекте производства работ.
Ориентировочно для погружения сваи диаметром 40...50 см на глубину 8...16 м в илисто-глинистые грунты расходуется 900...1400 л воды в минуту. После прекращения подачи воды грунт уплотняется и хорошо обжимает сваю.