В зависимости от размеров моста и длины его пролётов, конструкции опор, гидрогеологических условий, а также производственных возможностей при сооружении фундаментов опор применяются сваи:

• Деревянные - рассмотрены в теме «Деревянные мосты».
• Стальные - применяют сравнительно редко, когда, например, необходимо погружать сваи на довольно значительную глубину ( более15-20м) в плотные труднопроходимые гравелистые грунты или в глинистые с каменными прослойками. Стальные сваи могут применены при строительстве опор эстакад на глубоких болотах и т.д. Стальные сваи изготавливаются из фасонного проката: (шпунта, швеллера, двутавра, рельс) или листового металла. В случае изготовления ст. свай с полой внутренностью, эту полость заполняют бетонной смесью, а наружную поверхность покрывают антикоррозийным составом.

Типы поперечных сечений стальных свай.

а- замкнутого контура

б- незамкнутого контура

· Ж.б.сваи- изготавливаются на заводах и полигонах с последующей транспортировкой к месту строительства.

Ж.Б. сваи имеют поперечное квадратное сечение от 25*25 до 45*45 см или трубчатое с Ǿ до 60 см. Длина свай может быть от 6 до 16м и даже до 20м и более. Серия 3.500.1 По типу армирования: ненапрягаемые и напрягаемые, что значительно повышает трещинностокость свай.

В строительстве существует несколько способов погружения свай и свай-оболочек в основание фундаментов опор, наиболее распространены: забивка и вибропогружение.

Забивка свай производиться молотами, смонтированными на копровых установках. Молоты по принципу своего действия подразделяются:

· Подвесные, механические (падающие)- применяются редко, для забивки коротких свай и в небольшом объёме, принцип действия: свободное сбрасывание на голову сваи по направляющему устройству тяжелой чугунной отливки.

· Паровоздушные одиночного или двойного действия, приводящиеся в движение сжатым воздухом или паром. Принцип работы молота одиночного действия состоит в том, что под давлением ударная часть весом от 1 до 6тн только поднимается, а удар по голове сваи получается от её свободного падения, Полный вес молота доходит до 9 тн, число ударов- 30 ударов в минуту. Такие молоты применяются для забивки свай в тяжёлые грунты В молотах двойного действия под давлением пара ударная часть не только поднимается, но и опускается с ускорением, чем увеличивается энергия удара. Число ударов доходит до 40…60 ударов в минуту. Недостаток паровоздушных молотов- необходимость в паровом котле или компрессоре, что создает громоздкость сваебойной установки.

· Дизель- молоты, работающие по принципу двухтактного двигателя и приводящиеся в действие энергией взрыва горючего, взбрызгиваемого в цилиндр. Два типа дизель- молота: штанговые и трубчатые, в первых ударная часть -подвижной цилиндр, а в трубчатых- поршень. Энергия удара трубчатого молота больше, чем штангового, поэтому им можно забивать тяжёлые сваи. Вес ударной части у дизель- молотов от 450 до 3500кг.

При затруднении погружения свай применяют подмыв струёй воды под давлением, которая поступает к острию сваи через трубки и размывает нижний слой грунта и этим значительно облегчается погружение сваи.

В качестве механизмов для подъёма, направления и забивки свай используют:

• Копровые установки сборно-разборной конструкции
• универсальные копры
• навесное копровое оборудование к самоходным установкам на гусеничном или пневмоходу.

Простейшими сборно - разборными копрами в комплекте с лёгкими и средними дизель- молотами погружают вертикальные сваи длиною до 12м.

       В универсальных копрах платформа может поворачиваться относительно вертикальной оси, а стрела наклоняться вперёд и назад. Здесь применяют самые тяжелые дизельные и паровоздушные молоты для забивки длинных и массивных свай.

       Наиболее производительным является навесное оборудование на современных транспортных средствах с направляющей стрелой и телескопической распоркой, при помощи которой обеспечивается заданный угол наклона сваи.

       Для обеспечения правильности забивки свай относительно продольной и поперечной осей фундамента, используют направляющий каркас. Это временное обустройство, в котором предусмотрены зафиксированные отверстия, соответствующие проектному положению свай в ростверке. Такие направляющие каркасы применяют при глубине воды более 3…4м и закрепляют их на воде при помощи маячных свай.

        В качестве направляющего каркаса может быть использован ж.б. кондуктор, в том числе и сам ростверк, если он выполняется в сборном варианте.

Виды устройств для погружения свай и оболочек.

а- простейший копёр.

б- копровое оборудование на самоходном транспортном средстве.

в- направляющий кондуктор для погружения свай.

г- кондуктор-ростверк доя погружения оболочек.

1- свая.

2-молот.

3-копёр.

4- направляющая стрела.

5- распорка.

6-транспортное средство на гусеничном ходу.

7-каркас.

8-вибропогружатель.

9-кондуктор-ростверк.

10-подсыпка.

       Отказ сваи – это осадка сваи от одного удара, определяется как среднее арифметическое значение осадки сваи за один залог (10 ударов).Сваи забиваются на проектную глубину заделки до получения проектного отказа, но не менее 0,2см от удара, если это не получается, то необходимо применять либо подмыв, либо бурение лидерных скважин, где глубина такой скважины составляет 0,9 от заглубления свай в грунт, а Ǿ=0,9 Ø цилиндрической сваи или 0,8 диагонали призматической сваи. Обычно такой способ применяется при погружении свай в мёрзлые грунты. Но вообще практическую возможность забивки свай определяется по результатам пробной забивки в данных конкретных условиях с имеющимся на предприятии оборудованием и механизмами.

Буровые сваи и столбы- их преимущество: при их сооружении мимизируются динамические воздействия от технологического оборудования, поэтому их целесообразно применять в условиях городской застройки.

Условно делят, если Ǿ < 1м, то это свая, если Ǿ > 1м, то это столб.

Наиболее часто применяют для свай Ǿ 0,6 и 0,8м, а для столбов Ǿ1,2 и 1,5м, но бывает Ǿ и до 2м. Глубина погружения доходит до 30м и более.

Для устройства в грунте сваи или столба разбуривают скважину, в которую устанавливается арматурный каркас сваи или столба, после чего производят бетонирование.

Современные буровые установки позволяют быстро и экономично пробуривать скважины необходимой длины в разнообразных геологических условиях и разбуривать уширения в основаниях скважин для увеличения несущей способности сваи или столба. Направление бурения свай и столбов м.б.как вертикальное, так и наклонное.

Различают ударное и вращательное бурение.

При ударном бурении грунт в забое скважины разрыхляют или раздробляют ударами рабочего органа(бур-грейфер, долото), который сбрасывают с некоторой высоты. Бур-грейфером применяют в малосвязных грунтах, им и бурят и выбирают грунт из скважины, долотом разрабатывают твёрдые породы, а выбирают разработанный грунт разными способами, например гидромеханическими (эрлифт, гидроэлеватор) или чисто механическим - грейфер, желонка.

Для крепления стенок скважины применяют инвентарные обсадные трубы, погружаемые в скважину по мере углубления и извлекаемые после заполнения скважины бетонной смесью.

Вращательное бурение –производят различными типами роторных буров или турбобурами, Применяются буры как ковшовые, так и шнековые, которые не только бурят, но и выбирают грунт из скважины.

Устойчивость грунта на стенах скважин обеспечивается как обсадными трубами, так и избыточным гидростатическим давлением создаваемым внутри скважины путём заполнения водой или глинистым раствором              

В плотных и средней плотности сухих или влажных глинистых грунтах допускается бурение без крепления стен. Но вблизи каких-либо сооружений применение обсадных труб обязательно.

Буровые установки оснащены сменным рабочим оборудованием, позволяющее вести как ударное, так и вращательное бурение и механизмами для погружения и извлечения обсадных труб, Для устройства уширения по концам свай применяют ромбовидный уширитель, позволяющий делать уширение до 3.5м.

В скважинах необсаженных инвентарными трубами или оболочками и разрабатываемых грейфером необходимо зачищать их поверхности до проектного размера спец. устройством – калибровщиком.

Технология устройства буронабивных столбов с использованием шнекового оборудования.

1-буровая машина на гусеничном ходу.

2- направляющая мачта.

3-непрерывный шнек.

4-лебёдка.

5-извлечённый из скважины грунт.

6-бетоноводные трубы.

7- бетононасос.

8-бетоновоз (миксер).

9-подвижная бетонная смесь.

10- погрузчик.

11-вибропогружатель.арматурный каркас.