Сваи с грунтовым ядром в пределах рекомендуемого сортамента и в зависимости от конкретных грунтовых условий могут воспринимать вертикальные нагрузки от 60 до 250 т. Конструкция стенок этих свай обеспечивает трещиностойкость при величине изгибающего момента до 42 тм.
В объектах промышленного и гидротехнического строительства, когда по условиям эксплуатации, транспортировки или монтажа свая воспринимает значительные изгибающие моменты, закладные кольца принимаются усиленной конструкции, а содержание арматуры составляет 0,9 – 1,0% от площади сечения бетона. Марка бетона в зависимости от условий работы сваи принимается 300 – 400.
На рис. 30, а изображена свая с наружным диаметром 66 см облегченной конструкции, а на рис. 30, б — с наружным диаметром 120 см усиленной конструкции. Применение полых свай с диаметром менее 40 см нецелесообразно.
Длина звеньев может быть изменена в зависимости от геологических условий и наличия оборудования для изготовления, транспортирования и монтажа свай.
Сборность конструкции свай облегчает их погружение, обеспечивает возможность устройства свай различной длины из комбинации стандартных звеньев и упрощает транспортные операции.
Полые сваи, работающие только на вертикальную нагрузку, армируются ненапряжеными горячекатаными прутками периодического профиля, приваренными к торцевым кольцам, и спиралью из гладкой круглой проволоки диаметром 5 мм.
При применении предварительно напряженной арматуры полые сваи могут воспринимать без появления трещин изгибающие моменты в 2 – 2,5 раза большие, чем при обычной арматуре.
При работе полых свай только на вертикальную нагрузку нет необходимости применять напряженное армирование.
Основные преимущества полых свай с грунтовым ядром заключаются в том, что в отличие от сплошных свай квадратного сечения эти сваи при одинаковой грузоподъемности оказываются экономичнее: по расходу бетона — на 30 – 60%, по расходу стали — на 50 – 70%. Они эффективно используются при широком диапазоне грунтов-глин, суглинков, супесей и песков.
Сравнительные данные о несущей способности свай различной конструиции приведены в табл. 18, где расчетное сопротивление призматической сваи 300×300 мм принято за 100%.
Ограничением для применения свай этого типа могут стать особо плотные грунты, воспринимающие нагрузку непосредственно через торцы стенок; грунтовое ядро в этом случае в работе не участвует и несущая способность сваи будет лимитироваться прочностью ее стенок.
Малоэффективной оказывается работа полой сваи с открытым концом при залегании под ее подошвой слабых, сильно сжимаемых грунтов; несущая способность ее в этом случае будет определяться только сопротивлением по наружной боковой поверхности.