Железобетонные сваи

Забивные железобетонные сваи с размером поперечного сечения до 80 см включительно и оболочки диаметром 1 м и более подразделяют:
по способу армирования — с ненапрягаемой или напрягаемой продольной арматурой и поперечным армированием; предварительно напряженные со стержневой или проволочной продольной, арматурой (из высокопрочной проволоки и арматурных канатов) и поперечным армированием или без него;
по форме поперечного сечения — квадратные, прямоугольные, таврового и двутаврового сечения, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения;
по форме продольного сечения — призматические, цилиндрические и с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные, ромбовидные);
по конструктивным особенностям — цельные и составные (из отдельных секций);
по конструкции нижнего конца — с заостренным или плоским нижним концом; с плоским или объемным уширением (булавовидные сваи); полые с закрытым или открытым нижним концом или с камуфлетной пятой.
Железобетонные сваи чаще всего имеют сплошное (обычно квадратное) поперечное сечение от 25X25 до 45X45 см и длину 5—25 м.

Достоинством этих, свай по сравнению с деревянными является их не подверженность гниению и разрушению древоточцами, благодаря чему их можно использовать и в пресной и в морской воде, располагая головы свай как выше, так и ниже уровня воды.

Железобетонную сваю квадратного сечения (рис. 8,5 а) армируют четырьмя или восемью продольными стержнями диаметром от 12 до 32 мм. В качестве поперечной арматуры используют хомуты либо спираль из круглой стали диаметром 6 или 8 мм. Расстояние между хомутами или шаг спиральной арматуры принимают равным 5 см у концов сваи (на участках длиной 0,5—1 м) и 10—20 см в нее середине, так как в этой части сваи при забивке возникают меньшие напряжения, чем у концов. Голову сваи армируют сетками из стержней диаметром 6 мм с ячейками размером от 4X4 до 6X6 см; расстояние между сетками 5 см. Сетки служат для предотвращения разрушения бетона в процессе забивки свай.

Нижние концы стержней продольной арматуры отгибают к оси сваи (рис. 8.5, б), размещают вокруг короткого осевого стержня и приваривают к нему. Толщина защитного слоя бетона должна быть не менее 2 см, а для свай, используемых в фундаментах мостов—3 см.
Основным недостатком железобетонных свай сплошного сечения является их большая масса. Это требует применения при производстве работ тяжелого кранового оборудования, а также мощных молотов или вибропогружателей.

Из-за большой массы в сваях при их подъеме и транспортировке возникают значительные изгибающие моменты, которые могут оказаться большими, чем при работе их в сооружении. По этой причине сечение продольной арматуры часто определяют именно из условия прочности сваи при нее подъеме.
Для удобства захвата сваи при нее подъеме в бетон заделывают две петли (см. рис. 8.5, а), размещаемые на расстоянии 0,21 L (где L — длина сваи) от концов сваи. При таком расположении петель изгибающие моменты в свае во время ее подъема будут наименьшими.

В последние годы начали применять сваи сплошного сечения из предварительно напряженного железобетона. В качестве продольной арматуры в них используют высокопрочную сталь в виде проволоки, проволочных прядей или стержней периодического профиля. Применение высокопрочной стали позволяет снизить расход арматуры.  Сваи из предварительно напряженного железобетона обладают больше трещиностойкостью, чем сваи из обычного железобетона. Это особенно важно, когда сваи расположены в агрессивной среде. Недостатками свай из предварительно напряженного железобетона являются сложность их изготовления и потребность в специальном оборудовании для натяжения арматуры. В связи с этим их, как правило, изготовляют в заводских условиях, в то время как производство свай из ненапряженного железобетона обычно организуют непосредственно на строительной площадке или на специализированном полигоне.

Железобетонные сваи сплошного сечения обычно изготовляют из бетона класса не ниже В25, а предварительно напряженные — не ниже В35. Г
Полые железобетонные  сваи имеют кольцевое поперечное сечение с наружным диаметром 40—80 см и толщиной стенки 8—10 см, а оболочки — с наружным диаметром 1—5 ми толщиной стенки 12—20 см. Изготовляют эти сваи и оболочки из бетона класса не ниже В35 как с обычной, так и предварительно напряженной арматурой.  Сваи и оболочки необходимой длины собирают из отдельных секций длиной от 4 до 12 м каждая при их диаметре от 0,4 до 1,0 м и длиной 6 м при диаметре оболочки 3 м и более. Секции либо соединяют между собой заранее, либо наращивают по мере погружения в грунт.