Типичной формой набивной сваи без оболочки является свая системы «Компрессоль», предложенная французским инженером Дюлаком в 1900 г.
Последовательность изготовления свай (рис. 16.1) состоит из указанных ниже трех операций:
Рис. 16.1. Схема изготовления сваи системы «Компрессоль»
I.Тяжелая чугунная баба в виде конуса, падая с высоты, пробивает в грунте отверстие диаметром, несколько превышающим наибольшее ее сечение.
II.Полученную скважину заполняют бетоном, щебнем или песком (иногда предварительно подсыпается слой щебня) и ведут трамбование трамбовкой стрельчатой формы. В результате этого уплотняется основание, уширяется опорная часть сваи и ствола.
III.Уплотнение бетона в верхней части свай заканчивают трамбованием плоской трамбовкой.
Сваи «Компрессоль» применялись в зарубежной и отечественной практике (для фундаментов коксовых батарей в Новокузнецке) в связных грунтах, способных сохранять вертикальные откосы скважины.
К описанному типу набивных свай относятся заливные сваи, изготовленные по технологии, предложенной инженером В. Панаевым в 1967 г. (трест «Новосибирскцелинетрой-1»).
Скважины получают передвижной копровой установкой на автокране К-61 с дизель-молотом С-222. Последовательность устройства свай показана на рис. 16.2.
Рис. 16.2. Технологическая схема сооружения заливных свай в вытрамбованных скважинах
При помощи лидера пробивают скважину диаметром 36 см и глубиной 2-3 м(поз. 1). Затем рабочий орган извлекают на поверхность и на его наконечник надевают уширитель, с которым его погружают в скважину. Уширитель представляет собой отрезок трубы, имеющий в верхней части упорный стакан, а в нижней — плоское днище. К днищу уширителя шарнирно прикреплены две плиты, которые могут поворачиваться вверх до упора в днище.
При погружении плиты принимают полураскрытое положение 2 и не касаются стенок скважины (поз. 2).
Плиты уширителя раскрываются при соприкосновении с дном скважины. При этом в работу включается дизель-молот и лидер погружается еще на 0,6-0,7 м. В результате площадь основания скважины увеличивается (поз: 3). После извлечения уширителя скважина заполняется бетонной смесью или раствором (поз. 4).
Статическими испытаниями установлено, что расчетная нагрузка на заливную сваю d = 36 смдлиной 2,5-3 м в грунтах туго-пластичной и твердой консистенции колеблется в пределах 15- 25 Т без уширения и до 35 Т — с уширением.
На разработку одной скважины с уширением основания уходит 10-12 мин в талых грунтах и 20-30 мин — в мерзлых.
Для жилых двухэтажных домов и животноводческих помещений сваи располагают в один ряд по контуру стен. По сваям сооружается монолитный железобетонный или сборный ростверк из несущих перемычек высотой 22 смс закладными деталями для сварки их между собой.
При устройстве сборного ростверка на сваи надеваются оголовки стаканного типа, по которым укладывают балки ростверка.
Шаг свай под двухэтажные жилые дома принимают 1,5-2 м (всего их требуется 72-82 шт.). В животноводческих помещениях шаг свай составляет 3-6 м.
В 1967-1968 гг. в Новосибирской области на таких сваях были возведены 12 жилых домов, птичник и свиноферма на 800 голов. Экономический эффект от внедрения свай на этих объектах достиг 58 тыс. руб., причем в 4-5 раз снижен расход бетона.
Метод устройства коротких конических свай в вытрамбованном ложе, по предложению инж. С. А. Зац и А. И. Работникова, отличается от изложенных выше применением вибровдавливания.
Рис. 16.3. Агрегат ВВПС-20/11 с навешенным конусом,
Технология устройства таких свай сводится к выполнению следующих операций: 1 — навеска лидера на вибросваевдавливающий агрегат типа ВВПС-20/11 или ВВПС-32/19 (рис. 16.3); 2 — выштампованное ложе образуется в грунте при помощи лидера усилием вибратора и тяговой лебедки агрегатам-бетонирование сваи; 4 — установка армокаркаса.
Исследованиями, проведенными на лёссовидных грунтах I типа по просадочности, определены следующие оптимальные размеры конической сваи под нагрузку 40-50 Т при осадке порядка 4 см:
Диаметр оголовка, см……..80
Высота конической части, м …. 2,2
Угол конусности, град …. … 21
При погружении штампа эффект уплотнения околосвайной зоны зависит от влажности грунта. При консистенции ниже 0,4 основание увлажняется до 18%. Затем, работая только тяговой лебедкой без вибратора, продавливают гнезда и заливают их водой. Через 12-24 ч ложе выштамповывают до проектной отметки. Все работы выполняет навешенным конусом, звено, состоящее из машиниста установки и 2-3 бетонщиков. Сменная производительность звена — 16-18 свай.
Несущая способность конических свай, составляющая 110-150 Т на 1 м3 бетона, является весьма высоким показателем. Внедрение таких свай на одном промышленном объекте снизило стоимость фундаментов на 70%, а на строительстве 9-этажного жилого дома — на 50%.