Сваи, предложенные киевским инженером А. Э. Страусом в 1899 г., были первым видом набивных свай. Для устройства таких свай бурили вручную скважины диаметром 20-40 см под защитой обсадных труб (рис. 13.1). В зависимости от свойств грунта режущими элементами служили буровые ложки (змеевики) или долота (желонки).
Рис. 13.1. Схема изготовления свай Страуса:
а — бурение скважины; б — подача бетона в трубу; в — трамбование бетона; 1-
желонка
Для подъема и опускания бурового инструмента над местом изготовления сваи устанавливали вышку — треногу. Буровой инструмент прикрепляли к концу троса, подвешенного к треноге на блоке. Второй конец троса наматывался на барабан лебедки.
Обсадная труба заглублялась по мере разработки грунта. Бурение скважин в песчаных и плывунных грунтах проводилось с помощью желонки, снабженной патроном. Назначение патрона — увеличить вес желонки и силу ее удара при падении.
При изготовлении свай Страуса скважины бурили с незначительным применением механизации, что ограничивало величину свай длиной 10-12 м.
Дно скважины перед бетонированием зачищалось ложкой. Бетон подавали бадьями с открывающимся дном. После загрузки очередной порции бетон тщательно трамбовали, одновременно извлекая трубу.
Для сохранения непрерывности ствола сваи обсадную трубу поднимали на высоту 3/4 бетонного слоя. Под действием трамбования ствол сваи расширялся, принимая неправильную форму. При этом толщина сваи в сечении получалась обратно пропорциональной плотности грунта. Диаметр сваи расширяется на 30-50% от диаметра обсадной трубы. Соответственно увеличивается расход бетона, достигая иногда трехкратного объема.
При устройстве свай в сухом грунте применялся жесткий бетон, а при наличии грунтовых вод — литой.
Трамбовать бетон в воде затруднительно, так как, движение трамбовок взмучивает воду, бетонная смесь расслаивается, и в свае появляются прослойки из грязи. Учитывая это, при устройстве свай в водонасыщенных грунтах начали применять литой бетон. Заполняли им скважины бадьями с открывающимся дном, чем предотвращалось расслоение бетона.
При наличии грунтовых вод обсадные трубы необходимо заполнять бетоном за один прием на всю высоту. При вытаскивании трубы бетон, выходя из трубы, под давлением вышележащего столба уплотняет грунт, заполняя всю скважину.
В годы первых пятилеток сваи Страуса успешно применялись на ряде крупных строек.
Так, при сооружении электростанции в Одессе было изготовлено 128 свай длиной от 7 до 12 м при диаметре их 30 см. На строительстве фабрики имени Халтурина в Ленинграде было изготовлено около 500 свай длиной 7,5 м.
Одним из основных преимуществ свай Страуса является возможность погружения обсадной трубы без ударов и сотрясений. Это имеет большое значение в тех случаях, когда свайные основания приходится устраивать вблизи существующих сооружений, чувствительных к сотрясениям, а также внутри зданий. Такие сваи были применены в частности в 1928 г. для фундаментов большого гражданского здания в Москве.
Сваи Страуса могут выдерживать нагрузки в 30-40 Т в слабых грунтах при длине их 7-12 м и диаметре обсадной трубы 325-400 мм и 80-100 Т — при опирании свай на скальный грунт.
К недостаткам свай Страуса относятся низкая производительность работ вследствие ручного бурения скважин и трудность контроля за сплошностью ствола при наличии грунтовых вод. Хотя в настоящее время сваи Страусса в первоначальном виде не применяют, на основе этого принципа создано семейство конструкций современных видов набивных свай.