По условиям применимости и способам погружения в вечномёрзлый грунт сваи заводского изготовления подразделяются на:

- буроопускные – сваи сплошные или полые, свободно опускаемые в скважины диаметром на 20 см больше диаметра цилиндрической или на 5 см больше диагонали поперечного сечения сваи призматической с последующим заполнением зазора (рис. 10.1, а);

- опускные – сваи сплошные и полые, погружаемые в оттаянный грунт в зоне диаметром до двух наибольших поперечных размеров сваи
(рис. 10.1, б);

- бурозабивные – сваи сплошные или полые, погружаемые в лидерные скважины, диаметр которых меньше наибольшего поперечного сечения сваи (рис. 10.1, в);

- бурообсадные – полые сваи и сваи-оболочки, погружаемые в грунт путём его разбуривания в забое через полость сваи с периодическим осаживанием погружаемой сваи (рис. 10.1, г).

Рисунок 10.1. Способы погружения свай в вечномёрзлые грунты
а – буроопускной; б – опускной; в – бурозабивной; г – бурообсадной
1 – сплошная свая; 2 – скважина; 3 – свая-оболочка; 4 – столб;5 – раствор заполнения;
6 – оттаянный грунт.

В практике строительства малых и средних мостов в суровых климатических условиях наибольшее распространение получили двух- и четырехстолбчатые опоры из свай-столбов сплошного сечения, опускаемых в скважины большего диаметра с заполнением пазух между стенкой скважины и поверхностью столба цементно-песчаным раствором. Так сооружено большое количество мостов на БАМе: для железнодорожных мостов применялись железобетонные столбы диаметром 800 мм при диаметре скважин 1000 мм.

Термоопоры ЦНИИС, выполняя функцию несущей конструкции, одновременно являются устройствами, охлаждающими грунты основания. Они предоставляют собой безростверковые конструкции, стойки которых состоят из пустотелых элементов. Они предназначены для малых и средних мостов (рис. 10.2).

Охлаждающий эффект термоопор достигается за счет естественной конвекции воздуха внутри полости в зимний период. Воздух, охлаждаясь в надземной части конструкции термоопоры, опускается вниз, вызывая охлаждение окружающего грунта основания. В теплое время года конвекция воздуха в полости термоопоры практически прекращается.

Таким образом, в годовом временном цикле термоопора дает охлаждающий эффект - аккумулирует холод в основании.

Наиболее эффективно применять термоопоры в районах со средней температурой воздуха ниже минус 6 °С при начальных температурах вечномерзлых пылевато-глинистых грунтов не выше минус 1,5 °С для сохранения значений этих температур и основании опор мостов. Теплотехнические расчеты в этом случае не требуются.

Для повышения охлаждающего эффекта термоопор в полости стоек рекомендуется применять аккумуляционное ядро, диафрагму, коаксиальное устройство или их комбинацию, а также уширение в основании.

Термоопоры ЦНИИС могут быть использованы и в других мерзлотно-грунтовых условиях (более неблагоприятных), но в этом случае требуется проведение обосновывающего теплотехнического расчета и организация температурных наблюдений за мерзлым основанием термоопор.

Наиболее целесообразна конструкция термоопор в виде оболочек диаметром 1,6 м и повышенной толщиной стенки - 20-25 см, со стойками в количестве одной или двух штук в устое и в промежуточной опоре, например, для моста под железнодорожную нагрузку - по рис. 10.2.

В отдельных случаях при технико-экономическом обосновании для сооружения термоопор могут быть использованы стальные трубы диаметром не менее 600 мм. Рационально применять трубы большего диаметра (1020-1440-1500-1600 мм), увязывая этот параметр с возможностями буровой техники, имеющейся у строителей в данный момент времени.

Рисунок 10.2. Схемы термоопор для возведения мостов на вечномерзлых грунтах:
а - одностолбчатый устой; б - двустолбчатый устой; в - одностолбчатая промежуточная опора; г - двустолбчатая промежуточная опора

Риунок. 10.3. Конструкции термоопор ЦНИИС:
а - полая конструкция: б - с теплоаккумуляционным; в - с диафрагмой; г - с коаксиальным разделителем потоков; д - комбинированная конструкция, совмещенная с жидкостной охлаждающей установкой (ОУ) системы Гапеева, Макарова, Миронова, Моисеева); е - с уширением в основании

Толщину стенки металлических труб рекомендуется принимать: 18-22 мм. Стойки железобетонных термоопор монтируют из полых секций, длина которых может быть 4; 6 и 8 м.

Стыки секций следует располагать за пределами деятельного слоя. Для передачи нагрузок со стоек на грунт по подошве стоек устраивают сборное или монолитное днище. По верху стойки объединяют насадкой, на устое - шкафным блоком.

Стойки металлических термоопор монтируют из секции труб как из заводского проката, так и специально для этой цели свальцованных и сварных.

Рисунок  10.4. Термоопора: а - устой, б - промежуточная опора