Строительство на участках с неустойчивым грунтом требует внимательного подхода и технологичных решений. Ленточный фундамент с мелким или глубоким заложением не выдерживает нагрузок, что приводит к появлению трещин в несущих стенах и к их разрушению. Решить проблему помогают железобетонные сваи. Перед применением важно ознакомиться с Государственным стандартом для их производства, а также с видами свай.
ГОСТ 19804-2012 Сваи железобетонные. Технические условия
По Государственным стандартам работают предприятия с объемом выпускаемой продукции от трехсот единиц в сутки. При меньших объемах опор разрабатываются технические условия. Это объясняется расходами на материал, электроэнергию и обслуживание оборудования. Поэтому согласно стандарту железобетонная свая - изделие из бетона и металлического каркаса. Используется тяжелый или мелкозернистый бетон. Опора погружается в грунт на глубину, соответствующую своей высоте, и выполняет роль удерживающего элемента для здания или площадки.
Железобетонные сваи отличаются по:
- длине;
- конструкции;
- способу установки;
- наличию полости.
Перед транспортировкой для хранения на опоры наносится маркировка, расшифровка которой, указывает на параметры сваи. Логистические операции регламентируются стандартом 13015. ЖБ сваи изготавливаются по чертежам, хранящимся в документе 19804, принятый в 2012 году. Заводские изделия должны соответствовать требованиям по:
- морозостойкости;
- прочности;
- марка стали.
По документам прочность бетона на сжатие для свай - не ниже В15. Это касается ситуаций, когда сваи применяются на песчаных и болотистых грунтах. При погружении опор в скальный или каменистый грунт прочность повышается до В25. Бетон под сваи наполняется гравием, щебнем или камнем без дробления. Стальные прутья, используемые в качестве каркаса, могут быть напряженными и без напряжения. Характеристика влияет на прочность каркаса и на форму сваи. Тестовые образцы опор проходят испытания на соответствие перечисленных характеристикам, испытания периодичны и срок задается стандартом 13015.
Виды железобетонных свай и их маркировка
Способ установки сваи определяет проекты, где она может применяться.
Монолитные
Использование монолитных свай распространено в частном строительстве. Опора представляет собой модуль, который заливается в подготовленную под нее лунку. Закладка производится на глубину, которая проходит зону промерзания грунта или до достижения прочных слоев грунта. Стенки лунки оборачиваются гидроизоляцией, которая уменьшает количество влаги, попадающей к свае. Делается это для продления срока службы опоры и фундамента. По капиллярам бетона влага поднимается к строению, разрушая материалы.
В нижней части монолитной сваи делается расширение, называемое пяткой. Элемент распределяет нагрузку на площадь опоры для сваи. Дно отверстия трамбуется, чтобы под весом здания фундамент не потерял геометрию. Выполняется подсыпка из щебня и песка. В отверстие опускается металлический каркас опоры, связанный проволокой. Сварка перемычек допускается для арматуры, которая не послабляется в местах сварного шва. Часть прутьев выходит за пределы лунки на высоту фундамента. Делается это для переплетения с ростверком. Каркас приподнимается от дна на подставки, чтобы металл не соприкасался с грунтом.
Бетон, наполненный щебнем с цементом марки М400, заливается в лунку. Уровень заполнения - края лунки или опалубки, смонтированной сверху. Для удаления пузырьков воздуха и заполнения пустот опоры применяется глубинный вибратор. При его использовании бетон усаживается и требуется доливка. После набора прочности на монолитные сваи устанавливается опалубка. В нее укладывается металлический каркас, переплетаемый с прутьями свай. И выполняется заливка бетонной ленты.
Пустотелые
Пустотелая свая представляет собой железобетонное изделие, часть объема которого не заполнена. Благодаря такому решению вес опоры снижается вдвое, что упрощает транспортировку, а также монтаж модуля. При квадратном сечении изделия размер стороны 25 см. Чтобы опора выдерживала нагрузку, толщина стенки делается в 7 см. Такой слой бетона покрывает металлический каркас, оберегая его от влаги. Элементы круглого сечения изготавливаются с внешним диаметром до 60 см. Для поддержания устойчивости толщина стенки увеличивается до 8 см.
Пустотелые опоры изготавливаются с длиной до 6 метров. Они используются самостоятельно или как наборная конструкция. Соединяются секции болтами или сваркой. Последний способ подходит для ненапряженной арматуры. После сварки на стык опор устанавливается опалубка и выполняется омоноличивание для защиты металла и прочности стойки. Нижняя часть колонны остается открытой или закрывается. Форма закрытой части определяется проходимостью грунта. При мягких слоях делается тупой торец. Для твердых слоев требуется острый наконечник для лучшего погружения. Небольшое отверстие может быть оставлено для устройства подмыва, размягчающего землю.
Полые сваи используются в качестве мостовых опор. Их конструкция винтовая, что снижает затраты на оборудование для погружения. Такие же опоры применяются при закладке фундамента для зданий рядом с уже существующими.
Набивные
Набивные или буронабивные опоры схожи по конструкции с монолитными, но используются в промышленном секторе. Закладка в грунт производится после бурения скважины под диаметр опоры. Для укрепления стенок лунки и гидроизоляции под землю нагнетается раствор глины. Излишек раствора удаляется из скважины и выполняется закладка каркаса. Вторым методом установки опор является подача раствора после бурения. Далее под давлением в толщу опускается каркас.
Диаметр опоры подбирается под строение. Максимальное его значение - 1,7 м. Это требуется для многоэтажных торговых и жилых комплексов. Нижняя часть расширяется до 3,5 метров. Нормальная длина для буронабивной опоры - 10 метров. При меньших размерах использование нерентабельно. Глинистые грунты и пласты с твердыми включениями требуют предварительной проходки перед закладкой свай, поэтому буронабивные изделия подходят для этих целей лучше других. Для установки подобных изделий требуется меньше пространства, чем для забивных.
Применение на глинистых грунтах, если водные источники находятся ниже глубины закладки опор, не выполняется обработка стенок жидким составом для гидроизоляции. На водонасыщенных участках обработка поверхности глиной не даст результатом, т. к. она будет смыта подводным течением. В этом случае применяется обсадка металлическими трубами. После бурения вставляется гильза, в которую и осуществляется заливка. Подобная обсадка используется на скалистых грунтах, где уменьшена компенсация динамических нагрузок. При отсутствии металлической трубы на свае могут пойти трещины, снижающие прочность опоры.
Буронабивные сваи необходимы на участках с подземными коммуникациями, т. к. при проходке они не разрушаются. При работе техники шумовое загрязнение, меньше, чем у забивных молотов, поэтому работы проводятся в спальных районах. Срок службы сваи - 100 лет. Недостатком буронабивных опор является применение ручного труда, что замедляет работу. Однотипные сваи могут обладать различной несущей способностью, поэтому расчеты ведутся с запасом. Это исключает разрушения строения от неравномерной статической нагрузки. Буронабивные сваи усложняют обустройство подвальных помещений.
Сваи-столбы
Эти опоры схожи с круглыми сваями, но не имеют полости. Представляют собой монолитный железобетонный цилиндр с сечением в 80 см. Установка сваи производится после бурения скважины с диаметром в 1 метр. Положение опоры в грунте закрепляется заливкой бетонного раствора в пространство между стенками сваи и скважины.
Используются сваи как опоры для мостов и зданий в грунтах с вечной мерзлотой. Опоры подходят для плотных песчаных или галечниковых почв. При пучении грунта в зимний период силы не выталкивают сваи на поверхность, т. к. усилие равномерно распределяется по их поверхностям.
Шпунтовые сваи
Свая - опорная стойка, на которой возводится фундамент. Шпунтовые сваи - защитные модули, используемые при строительстве на участках, где у поверхности находятся грунтовые воды или поблизости водоем. Опоры вбиваются по периметру котлована, предотвращая проникновение влаги. Материал для шпунтовых опор:
- металл;
- дерево;
- композит;
- железобетон.
Древесина используется реже из-за непродолжительной службы и невозможности удаления смонтированных опор, что исключает повторное применение. Ограда из свай похожа на частокол, забитый впритык. Железобетонные элементы по краям оснащены замками для объединения в монолитную стену. Задействуются на промышленных объектах, где это оправдано экономически. Доставка и установка опор требует техники, расходующей бюджет. Железобетонные опоры, как и деревянные, используются единожды.
Полиуретановые смолы и полимерные добавки - основа композитных шпунтовых опор. Вещества противостоят коррозионному воздействию жидкости и биологическому от бактерий в грунте, поэтому срок службы превышает сто лет. Вес композитных опор в пять раз меньше, чем у железобетонной. Несущая способность сопоставима с металлическими аналогами. Схожими характеристиками обладают опоры из ПВХ, уступая в устойчивости к низким температурам и вибрациям. Вкапывание композитных опор производится вибропогружением. Предварительный размыв грунтовых слоев повышает скорость работ. Ударная техника не применяется, т. к. деформирует стенку сваи.
Металлические шпунтовые опоры используются многократно, если стенка сохраняет целостность. Вес панелей меньше, чем железобетонных, а прочность выше деревянных. Вид профиля подбирается под объект для устойчивости к давлению грунта. Металлические опоры устойчивы к ударным и вибрационным воздействиям. Температура в -80 градусов не разрушает сваи, но они боятся коррозии. Замки металлических опор при установке обрабатываются герметиком, что блокирует капельное проникновение жидкости.
Составные сваи
Длина сваи ограничена из-за техники, которая устанавливает опоры. При необходимости выхода за стандартные показатели в 6 метров используются составные опоры. Они представляют собой железобетонные модули с замком. Соединение выполняется:
- сварочным швом;
- болтами;
- откидным замком;
- штифтом.
Опора укрепляется продольным и поперечным каркасом. Для первого используется арматура с диаметром до 2 см класса А3, А2. Для второго - сетка с диаметром прута в 5 мм класса В1. Каркас заливается тяжелым бетоном марки от М200. Каркас сваи предварительно нагружается гидравлическим домкратом, если опора предназначается для построек с динамической нагрузкой. Составные сваи могут быть монолитными или полыми. По способу монтажа: винтовые и забивные.
Сваи забивные железобетонные
Забивные железобетонные сваи не требуют подготовки места для установки, как для буронабивных опор. Они усаживаются гидравлическим или механическим молотом.
Сваи квадратного сечения
Опоры квадратного сечения обозначаются буквой «С». В теле сваи нет полостей, поэтому ее длина достигает 20 метров. Это требуется на площадках с мягкими грунтами, где твердый пласт находится глубоко. Забивные опоры производятся наборными, что позволяет увеличить длину до 28 метров. Размер стороны квадратной сваи от 20 до 40 см. Бетон для сваи заливается на предварительно напряженный или обычный каркас.
Сваи квадратного сечения с круглой полостью
Конструкцию квадратных монолитных забивных свай облегчают полостью в стержне. Маркируется такая опора сочетанием «СП». Если при изготовлении используется каркас из напрягаемой арматуры, то к маркировке добавляется «Н». Максимальная длина одного модуля - 12 метров. Опоры до пяти метров при установке поднимаются боковыми захватами, поэтому производятся без петель. При изготовлении стоек до семи метров длиной не устанавливаются штыри для строп. Последние размещаются возле петель. Устойчивость опоре обеспечивает тяжелый бетон марки М300. Фракция для заполнителя из природного камня - не больше 2 см.
Схема армирования для пустотелых опор показана на иллюстрации выше. Поперечные элементы - проволока с сечением в 5 мм. Она привязывается к вертикальным прутам вязальной проволокой. Фиксация делается на каждом четвертом пересечении для равномерности спирали. Шаг витков на первых и последних 40 см - 5 см. Средняя часть опоры имеет большее расстояние между витками: для опор до 12 метров - 20 см; для опор до 6 метров - 30 см.
Напряжение арматуры выполняется механическим или электротермическим способом. В первом случае применяются устройства растяжения без нагрева. Перед электротермическим напряжением требуется контрольное испытание предела напряжения после нагрева. После заливки бетона в напряженный каркас опоры арматура обрезается заподлицо. Передаточная прочность бетона при обрезке - не ниже 200 кгс/см 2 .
После набора прочности бетоном, опора проверяется на дефекты. Для этого свая укладывается на два столба. После десяти минут осматривается верхняя грань. Допускается появление трещин на сваях с ненапряженной арматуры. Размер раскрытия - не больше 0,2 мм. На опорах с напрягаемым каркасом повреждений не должно быть.
Сваи круглого сечения и сваи-оболочки
Круглые сваи выпускаются с полостью в стержне. Обозначаются опоры «СК». Заводы, работающие по государственному стандарту, производят опоры с диаметром от 40 до 80 см. Круглые сваи являются самостоятельными опорными элементами и используются в тех же областях, что и квадратные железобетонные опоры. Оболочки - изделия из железобетона с сечением до 1,6 метра. Внутри также имеется полость для заполнения бетоном. Цель свай-оболочек - удержание массы бетона с металлическим каркасом в качестве опалубки, обозначаются «СО». В усиленных опорах добавляется «У» к маркировке.
Как и пустотелые опоры, круглые и сваи-оболочки имеют открытый или закрытый нижний конец. Для секционных модулей на торцы устанавливаются замковые элементы. Фракция щебня из натурального камня, применяемого для заполнения бетона, - 1-2 см. Пространственные каркасы опор заливаются слоем бетона, покрывающим его с каждой стороны на 2 см, чтобы исключить попадание влаги. Для армирования применяется горячекатанные пруты стали класс А3 или Ат3. Спиральная часть изготавливается из проволоки В1 или Вр1. Наконечники и замковые модули опоры собираются из листовой стали толщиной 1 мм.
При производстве круглых опор и оболочек разрешается сваривать спираль с продольными прутьями. Навивка выполняется на станках. На первых 50 см спираль фиксируется на каждом третьем пересечении. После 50 см - на каждом пересечении.
Сваи-колонны
Свая-колонна представляет собой монолитную опору квадратного сечения. От обычных квадратных свай она отличается консолями. Это небольшие выступы с двух или четырех сторон элемента, на которые опираются кровельные или фундаментные балки. Размер стороны опоры - 20 или 30 см. Применяются для сельскохозяйственных строений в один этаж.
Каркасные строения из свай-колонн выдерживают сейсмическую активность до 7 баллов. Опоры погружаются в грунт на глубину от 2 до 5 метров. Не используются на пучинистых грунтах, насыпях из осадочных пород и на участках с кастровыми явлениями. В этих случаях свая не обеспечит требуемой несущей способности в грунте.
На слабых грунтах цокольные балки опираются на консоли. В этом случае разрешается их погружение на 80 см для распределения нагрузки на грунт и опоры. Консоль размещается под растительным или насыпным слоем, чтобы не происходило смещение опор. Производство железобетонных модулей в заводских условиях показано ниже.
Оборудование для погружения ЖБ свай
Оборудование для забивки свай в грунт делится на навесное и базовое. Первый вариант используется как дополнение к подъемным кранам или схожей технике. Второй вариант - самостоятельные агрегаты.
Сваебойные машины
Сваебойная машина - техника, оборудованная гусеничным или колесным приводом. Перемещается по территории строительства с тягачом или без него. На базу смонтировано забивное устройство, состоящее из стрелы и мачты. Машина размещает сваю в вертикальном положении, поднимая ее. Ударный модуль может быть:
- дизельным;
- пневматическим;
- гидравлическим.
Он используется для разгона молота перед ударом по свае. В дизельном варианте ускорение придают выхлопные газы, образующиеся после взрыва топлива. Пневматический ускоритель нагнетает воздух в ресиверы и подает его потоком на молот. Гидравлический модуль работает от насосов, перекачивающих масло.
Строительные компании применяют для монтажа свай такие машины:
- СП-49;
- Junttan PM-20;
- БМ-811
СП-49 собирается на гусеничной платформе от трактора Т170, который отличается проходимостью по мягким грунтам. Работает со сваями длиной до 12 метров и 5 тонн. Junttan PM-20 за смену обрабатывает до шестидесяти опор. Поднимаемый вес - 3 тонны, длина сваи - до 14 метров. УСА построен на колесной базе, поэтому не требует прицепов для доставки на участок. Монтирует сваи до трех тонн и 12 метров. БМ-811 - универсальный аппарат, монтирующий сваи методом бурения и забивки.
Ударные молоты
Ударный молот - навесное или стационарное оборудование. Принцип его работы такой же, как и у сваебойной машины. Навеска делится на три группы:
- легкие;
- средние;
- тяжелые.
Первая группа имеет вес ударной части в 1250 кг. Используется для установки железобетонных опор до трех тонн. Поддерживаются металлические шпунтовые сваи. Вторая группа - вес до 2500 кг, третья - свыше 2500 кг. Молот размещается в трубчатых или штанговых держателях. Первый представляет собой металлическую трубу, внутри которой находится отбойник. Последний не сходит со своей траектории, т. к. направляется трубой. Штанговый держатель представляет собой два металлических стержня, которые расположены по сторонам от молота. Они выступают направляющими, удерживая его на петлях, благодаря которым и смещается отбойник. Штанговые опоры нуждаются в охлаждении, а трубчатые способны работать в течение суток.
Обратите внимание! Гидравлические молоты превосходят по мощности дизельные и пневматические.
Копровые мачты
Копровые мачты представляют собой металлические стойки, на которые устанавливается навесное оборудование. Мачта также является навесным оборудованием и крепится к экскаваторам или подъемным кранам. По рельсам, находящимся на стойке, смещается рама, на которую крепится молот. Копровые мачты могут быть самоходными. Оборудуются приводным механизмом, который и передвигает раму. Предназначением мачты является доставка опор до места установки на строительной площадке. Благодаря высоте держателя свая выравнивается и выставляется в точку. Подъемным механизмом молот доставляется к торцу опоры. Чтобы прочность сваи не нарушалась при забивании, она центрируется копром.
Технология погружения в грунт
Техника и сваи доставляются к месту работ и складируются по участку. Для оптимизации рабочего процесса опоры размещаются на грунте в радиусе досягаемости копром. Пока опора расположена горизонтально, на нее наносятся метки яркой краской. Они размещаются через метр, чтобы оператор контролировал погружение опоры в грунт при забивании. С копровой мачты спускается лебедка с крюками, которая фиксируется к петлям опоры.
Свая размещается вертикально над точкой монтажа и центрируется. Верхний торец располагается под молот. Каркас опускается по копру и фиксирует опору, предотвращая ее смещение при забивании. Опора размещается между направляющими мачты. Острый наконечник сваи помещается над точкой установки. Отклонение острия от точки не превышает 1 см. Перед забивкой проверяется вертикальность опоры и совпадение оси с молотом.
Задача первых ударов - направить и зафиксировать опору в грунте. Они наносятся разово. Молот поднимается над концом сваи на 40 см. Интенсивность ударов по опоре повышается, когда пройден метр грунта. После 1,5 метра амплитуда выводится на максимум. Периодически выверяется положение сваи в вертикальной плоскости. Если замечено отклонение на 1%, то задействуются стяжки или подпорки. Они должны вернуть ось опоры на точку. При больших или повторных отклонениях свая извлекается и вбивается снова.
Погружение опоры производится до нижней метки или до расчетного отказа. Последний показатель вычисляется до начала работ или практическим путем. Отказ - отметка глубины, на которой затрудняется дальнейшее погружение опоры или оно становится невозможным. Показатель зависит от типа сваи и грунта. Геологические изыскания с предварительным бурением указывают на состав почвы и расположение слоев.
Истинный отказ опоры проверяется через два месяца. Время необходимо для «отдыха» сваи. Если после повторного забивания не происходит смещения сваи в пределах, указанных в проекте, то работа считается завершенной. Ложный отказ - затруднение перемещения опоры в грунте вследствие его уплотнения. При трении о стенки почва сжимается, подвешивая сваю. В этом случае опора для фундамента может быть недостаточной.
Сваи забиваются по трем схемам:
- рядовая;
- спиральная;
- секционная.
Рядовая еще называется полевой. Расположение опор соответствует названию - рядами. Количество рядов и количество свай в каждом зависит от проекта. Первая схема размещения опор применяется на песчаных грунтах, которые не уплотняются под динамическими нагрузками.
Вторая схема размещения опор применяется на глинистых и суглинистых почвах. Забивка свай происходит в прямом или обратном порядке. Прямой - бурозабивная установка движется от края к центру. Обратная - от центра к краям. Первая подходит для суглинков с нормальной плотностью, вторая - для плотных глинистых грунтов.
При секционной забивке опор в грунт образуется свайное поле, схожее с первым вариантом. Разница заключается в способе погружения опор. После проходки первых двух рядов один пропускается. Так происходит до конца поля. Когда участок покрыт опорами, бурозабивная машина возвращается и заполняет пробелы. Используется такой метод монтажа свай на высокоплотных грунтах. Процесс монтажа опор забивными машинами показан в видео ниже.
Составные сваи – железобетонные конструкции с множеством секций, состоящие из нескольких элементов, которые соединяются между собой. Они создают опору длиной до тридцати шести метров. Условия производства оговорены в ГОСТ 19804-2012. Этот свод стандартов принят в шести странах Советского Союза, а в России вступил в действие в начале 2014 года.
Применение
Любая из железобетонных свай используется для опоры фундамента и углубляется до уровня высокоплотного грунта. Если подошва расположена в грунте не очень хорошо, то фундамент не будет довольно устойчивым, что станет причиной проседания почвы под массой постройки.
Составные сваи используются при неустойчивости верхнего слоя грунта стройплощадки: если он имеет большую толщину, нежели длина свай. Как правило, не допускается опирание основания сваи на такие неустойчивые грунты, как заторфованная почва, торфяники, текучая и сильносжимаемая глинистая почва, илистые грунты. В вышеназванных почвах только свайный фундамент будет обладать устойчивостью и необходимой несущей способностью.
Кроме того, сваи используются при восстановлении имеющихся свайных основ, что усиливает данный фундамент. Для этого используются минимальные размеры конструкций, состоящие из пятиметровых секций.
Изделия из железобетона обустраивают фундаменты из свай на объектах. Такие же конструкции довольно часто используются у строительных компаний, которые не имеют копровой установки.
Стандартная грунтовая свая имеет длину 12 метров. Составные железобетонные сваи применяются также при невозможности использования обычных свай из-за геологических условий. Такие сваи используются, к примеру, в строительных работах, производящихся на территории Москвы, для фундаментов жилых домов, промышленных зданий и разнообразных построек гражданского предназначения.
Целью железобетонной сваи является передача вертикальных нагрузок. Это позволит избежать усадки сооружения во время постройки и эксплуатации.
В грунте можно использовать не один, а все виды при условии, что на необходимой глубине грунта находится слабый слой породы и провести опору невозможно.
Прежде чем приступить к работе, составные сваи должны пройти статическое испытание, которое покажет возможности выдержать виды нагрузки. Нагрузочный тест-драйв проходят и стыки соединений. При строительстве фундаментов применяются такие сваи, как висячие и сваи-стойки.
Если предполагается сооружение зданий с последующим увеличением нагрузки динамики, составные сваи лучше не использовать для закладки фундамента.
Конструкция
Составные сваи производятся согласно стандартам ГОСТ. Они состоят из верхней и нижней стыкующих частей.
Подобные сваи имеют такие сечения, как:
- 30х30 см – длина такого сечение находится в пределах от 14 до 24 метров;
- 35х35 см, 40х40см – от 14 до 28 метров.
Длины стыкующих частей могут различаться. В изделии, сечение которого 30х30 см, длина нижней основы – от 7 метров, которая с каждым шагом увеличивается до 12 метров; у свай же с сечением 35х35 см и 40х40 см длина такой основы составляет от 8 до 14 метров. Что касается верхней секции, у сваи 30х30 см она находится в пределах 5-12 метров, а у сваи 35х35 и 40х40 – 6-14 метров.
Стыковка производится такими способами:
- сварочное соединение закладного стакана;
- соединение листовых стальных накладок, которые обжимают ствол сваи;
- болтовое соединение обжимающего элемента;
- соединение при помощи откидного замка;
- соединение с помощью штифта.
Составные сваи должны армироваться продольным армокаркасом, изготавливаемым из стержня класса А2 и А3 с диаметром 13-20 мм. Поперечное укрепление ствола производится металлической сеткой из проволоки класса В-1 с минимальным диаметром в 5 мм.
Для производства тела свай используют тяжелый бетон класса не ниже М200. Заполнением служит мелкофракционный щебень с диаметром не больше 40 мм.
Армирование может происходить по технологии предварительного натяжения. Прежде чем заливать бетон в форму, каркас арматуры растягивается гидравлическим домкратом. Данная технология изготовления придает сваям максимальную устойчивость к нагрузкам.
Отличительные черты
Особенностью этой разновидности винтовых свай является наращивание длины ствола до нужного значения при помощи удлинителей. Узел состыковки двух частей представлен жестким присоединением со сварочным креплением.
Если соблюдать технологию производства по наращиванию, процесс удлинения винтовой сваи на стройке никак не повлияет на несущие способности материала, долговечность, прочность и устойчивость фундамента.
Это определяется прочностью почвы и несущей способностью по материалу, которая определяется прочностью материала.
Технические характеристики
В нижеприведенной таблице вы увидите некоторые результаты расчетов:
Сваи 30*30 см, длина 13-24 метров | Сечение секции 300 мм, серия 1.011.1-10, выпуск 1 |
|||||||||
Название | Длина (миллиметр) | Ширина (миллиметр) | Высота (миллиметр) | Вес (тонна) | Объем (куб. м) | Объем (куб. м) |
||||
С50.30-ВСв. 1 / 6 | ||||||||||
С60.30-ВСв. 1 / 6 | ||||||||||
С70.30-ВСв. 1 / 6 | ||||||||||
С80.30-ВСв 1 / 6 | ||||||||||
С80.30-НСв-3 | ||||||||||
С90.30-ВСв. 2,3 / 6 | ||||||||||
С100.30-ВСв. 2 / 6 | ||||||||||
С110.30-ВСв. 3 / 6 | ||||||||||
С120.30-ВСв. 3 / 6 | ||||||||||
С80.30-НСв. 1 / 6 | ||||||||||
С120.30-НСв. 3 / 6 | ||||||||||
Сваи 35*35 см, длина 13-28 метров | Сечение секции 350 мм, серия 1.011.1-10, выпуск 1 |
|||||||||
Название | Длина (миллиметр) | Ширина (миллиметр) | Высота (миллиметр) | Вес (тонна) | Объем (куб. м) | Объем (куб. м) |
||||
С50.35-ВСв. 2 / 6 | ||||||||||
С60.35-ВСв. 2 / 6 | ||||||||||
С60.35-ВСв-4 |
||||||||||
С70.35-ВСв. 2 / 6 | ||||||||||
С80.35-ВСв. 2,4 / 6 | ||||||||||
С90.35-ВСв. 2 / 6 | ||||||||||
С100.35-ВСв. 2 / 6 | ||||||||||
С110.35-ВСв. 3 / 6 | ||||||||||
С120.35-ВСв. 3 / 6 | ||||||||||
С130.35-ВСв. 3 / 6 | ||||||||||
С140.35-ВСв. 4 / 6 | ||||||||||
С80.35-НСв. 2,4 / 6 | ||||||||||
С120.35-НСв. 3 / 6 | ||||||||||
С120.35-НСв-4 | ||||||||||
С140.35-ВСв. 4 / 6 | ||||||||||
Сваи 40*40 см, длина 13-28 метров | Сечение секции 400 мм, серия 1.011.1-10, выпуск 1 |
|||||||||
Название | Длина (миллиметр) | Ширина (миллиметр) | Высота (миллиметр) | Вес (тонна) | Объем (куб. м) | Объем (куб. м) |
||||
С50.40-ВСв. 2 / 6 | ||||||||||
С60.40-ВСв. 2 / 6 | ||||||||||
С70.40-ВСв. 2 / 6 | ||||||||||
С80.40-ВСв. 2 / 6 | ||||||||||
С90.40-ВСв. 3 / 6 | ||||||||||
С100.40-ВСв. 3 / 6 | ||||||||||
С110.40-ВСв. 4 / 6 | ||||||||||
С120.40-ВСв. 4 / 6 | ||||||||||
С130.40-ВСв. 4 / 6 | ||||||||||
С140.40-ВСв. 5 / 6 | ||||||||||
С80.40-НСв. 2 / 6 | ||||||||||
С120.40-НСв. 4 / 6 | ||||||||||
С140.40-НСв. 5 / 6 | ||||||||||
Виды и маркировка
Согласно положению ГОСТ выделяют следующие виды составных изделий:
- сваи со сплошным квадратичным сечением;
- полые сваи с круглым сечением;
- сваи-оболочки.
Составные сваи имеют унифицированную маркировку вроде С260.35. СВ, где:
- С – железобетонная свая со сплошным квадратным сечением;
- 260 – длина всех составных секций в дециметрах;
- 35 – сечение ствола в сантиметрах;
- СВ – вид соединения.
Техника погружения
Составные сваи погружаются в грунт ударной забивкой, что осуществляется с помощью дизельного или же гидравлического молота. Ни в коем случаи не следует применять при соединении вибропогружатели, так как стыкующиеся части под таким воздействием деформируются и становятся непригодными для эксплуатирования.
Технология забивки происходит в следующем порядке:
- строповка нижней части, затем установление ствола в вертикальном положении на место забивки;
- голова сваи должна быть подведена под наголовник сваебойного молота, который оборудован подставочным элементом, предотвращающий деформирование при забивке;
- выверка вертикального положения, центрирование оси и ее отношения к оси ударной части дизель-молота;
- начальные удары должны осуществляться на мощности 20-25%, что нужно для верного позиционирования на первом этапе погружения;
- после достижения сваей 1,5-5 метров происходит забивка на полной мощности до тех пор, пока голова секции не окажется выше грунта на 30-50 см;
- вторая секция присоединяется к уже забитой в грунт (здесь необходима точность перемещения);
- стык закладных стаканов крепится электродуговой сваркой, после чего происходит забивка составной сваи.
- способности цангового стыка не должна превышать 60 тонн;
- сваи цангового соединения можно использовать только в «висячем» состоянии – ограничение по условиям грунта.
Для более плотных и прочных грунтов используются сваи, имеющие цанговое соединение. В нижнем стыке забетонирована гильза с раструбом на конце, заглушенный пластиной.
Прочность в месте цангового соединения увеличивает прочность всей сваи, но оно имеет и ограничения:
Забивка составной сваи - в следующем видео.
Составные сваи стали неотъемлемой составляющей при обустройстве многих фундаментов. Строительство зданий на сложных грунтах или в густонаселенных городах с большим количеством высотных домов требует обустройства под каждую новую постройку надежного и прочного основания. Высокий уровень прочности обеспечивается путем значительного углубления опор. Так сваи, состоящие из нескольких элементов конструкции, устанавливаются на глубину от 12 до 30 метров.
Что такое составные сваи
Железобетонные опоры квадратного сечения давно и прочно заняли свое место в современном строительстве. Они заслужили репутацию конструкции, способной в значительной степени усилить грунт и используются там, где его большую часть составляет гравий или глина. Составные сваи – это оборудование, особенностью которого является наличие элементов, предназначенных для стыковки. Их использование позволяет внедрить все сооружение в почву на глубину до 30 метров и больше.
Первая часть имеет заостренный конец, что в значительной степени облегчает процедуру внедрения в грунт. В дальнейшем к ней присоединяется вторая часть, и длина сваи увеличивается вдвое. Так, постепенным присоединением составляющих элементов, можно добиться сооружения прочной опоры, погруженной в грунт на достаточную глубину. Еще одна особенность – свободная доставка оборудования на объект. Данные сваи необходимы в тех случаях, когда на строительный объект невозможно доставить элемент нужной длины.
Изготавливают такие сваи в соответствии с ГОСТом. Они могут иметь сечение:
- 30х30;
- 35х35;
- 40Х40.
Выбор той или иной конструкции зависит от глубины, на которой в данной местности залегает твердый грунт. Первая секция должна прочно упираться в такие слои, иначе возводимое здание не получит достаточно надежной опоры. В тех случаях, когда глубина залегания твердого грунта превышает 12 метров, необходимо использование конструкций, состоящих из нескольких секций. Каждая из них оснащена элементом для стыковки самыми разными способами. Это и клеевой способ, и сварной, и болтовый, и штифтовый.
Эффективное погружение в грунт составной железобетонной сваи квадратного сечения обеспечивается наличием заостренного конца на первой ее части.
Когда необходимо применение составных свай
Данные сваи необходимы при возведении построек не только на сложных или слабых грунтах. Усиление требуется и фундаментам высотных зданий, которые в условиях мегаполиса расположены достаточно близко друг к другу. Но существуют и другие варианты, когда применение этих опор становится необходимостью:
- Применяют для укрепления фундамента там, где на глубине от 9 до 11 метров, или от 20 до 25 метров, находится пласт слабого грунта или залегают грунтовые воды.
- Использование необходимо при сооружении зданий, отличающихся наличием передачи на опору сжимающих вертикальных нагрузок.
Технология изготовления предусматривает наличие на нижнем торце первой детали заостренного конца, а на верхнем – элемента для соединения. Вторая часть оснащена для соединения анкерной деталью. Железобетонные составные сваи изготавливаются из тяжелого бетона М 200. Как того требует технология, заполнителем является щебень, размеры фракции которого не превышают 40 мм.
Продольное армирование составных свай выполняется с помощью арматурных прутов диаметром до 2 сантиметров. Поперечное укрепление конструкции требует использования металлической сетки, толщина прута которой соответствует классу В 1, а шаг ячейки не превышает 5 мм.
По технологии производства для их изготовления железобетонной опоры из нескольких секций, необходимо растянуть специально смонтированными гидравлическими домкратами конструкцию из армирующих стержней. После того, как бетон застывает, домкраты можно убрать. Каркас постепенно сжимается, что приводит к уплотнению бетона. Подобные железобетонные конструкции относятся к числу самых прочных и надежных. Их широко используют для сооружения фундамента в сложных условиях.
Разнообразие составных свай
Различают составные сваи нескольких типов:
- сплошного сечения в форме квадрата ГОСТ 19804-2012;
- круглого сечения ГОСТ 19804.6-83;
- конструкции, представляющие собой оболочки ГОСТ 19804.91.
Технология производства всех этих видов опор соответствует установленным ГОСТом нормам и правилам. Здесь подробно указаны данные маркировки арматурных прутов, обеспечивающих прочность каркаса, сетки для поперечного укрепления конструкции, маркировка и класс используемого бетона.
По маркировке можно понять, какова технология изготовления самой конструкции:
- С – сплошное квадратное сечение;
- СП – имеющая полость внутри сваи;
- СК – пустая внутри круглая свая;
- СО – конструкция в виде оболочки.
Цифру укажут на длину секции, сечение тела опоры. По маркировке определают и тип соединения.
Погружение в грунт
Процесс внедрения СС в грунт связан с применением гидравлических молотов. Это технология ударной забивки, не нарушающая целостности сварных соединений. Погружение проводится в несколько этапов:
- После подъема с помощью спецтехники тело первой части стержня устанавливается вертикально на место, где будет проводиться забивка.
- Прежде чем начнет работать забойник, на голову стержня устанавливается наголовник молота, который предотвратит деформацию ствола при проведении работ.
- Свая центруется и подтверждается ее вертикальность.
- Чтобы начальный путь свая прошла без отклонений, ударная сила молота используется на 25 % от общей мощности.
- В полную силу удар проводится после заглубления на 2 метра в грунт.
- Когда над поверхностью почвы остается около 50 сантиметров ствола сваи, к ней присоединяется второй элемент конструкции. Посмотрите видео, как монтируются составные сваи.
После того как с помощью дуговой сварки проведена стыковка двух составляющих, место шва необходимо обработать антикоррозийным составом.
При внедрении в грунт на установленную глубину ни в начале работ, ни в дальнейшем, не используют вибропогружатели. Вибрация способствует разрушению сварного соединения, и свая выходит из строя. Наиболее надежным и качественным признано соединение с помощью сварки или болтов. Но в таком случае сваи изготавливают по индивидуальным проектам с учетом технических особенностей.
На странице информация про составные сваи и сферу их применения, вы узнаете про типы составных свай, ГОСТ, технологию погружения, есть наглядное видео. Забивку составных свай в Москве и области можно так же заказать у нас на сайте.
Составными являются сваи , которые до установки в рабочее положение и фиксации представляют собой две (верхнюю и нижнюю) и более отдельных стержневых секций. Для соединения в единое целое при забивке на торцах этих частей закрепляются закладные детали. Такая технология позволяет в разы увеличивать глубину погружения сваи.
Воспользоваться услугой монтажа составных свай на грунтах любой структуры предлагает строительная компания ООО «Богатырь». Забивка осуществляется спецтехникой колесного или гусеничного типа, что позволяет гарантировать ее прибытие даже в труднодоступные места.
Рис. 1 : Составные сваи
Сфера применения составных железобетонных свай
Основная задача составных свай заключается в создании глубокозаглубленных фундаментных конструкций для строительства объектов гражданского, жилого и промышленного назначения на любых грунтах. Такая свая может работать в висячем состоянии или в качестве стойки и рассчитана на восприятие значительных сжимающих нагрузок, действующих в вертикальном направлении. Составная свая не должна опираться на:
- торф;
- заторфованный грунт;
- слабый грунт (например, илистый);
- сильносжимаемый грунт (например, глинистый текучий).
Чаще всего составные сваи применяются в случаях:
- значительной толщины верхнего слабого слоя грунта,
- необходимости усиления свайного фундамента под построенными объектами при ограниченном пространстве,
- невозможности изготовления цельных свай требуемой длины.
Примером масштабного использования составных свай является строительство стадиона в Ростове-на-Дону, рассчитанного на вмещение 45-ти тысяч зрителей. Согласно проекту, фундамент этого спортивного комплекса будет сформирован из более 10000 пар составных свай. Все это количество свай забито шестью копровыми установками .
В качестве элемента фундамента составные сваи были выбраны и для строительства стадиона в Калининграде. В проектной документации количество свай превышает 7000 штук, а их длина составляет 24÷28м. При этом структура грунта на строительной площадке создает трудности для забивания на глубине 20м. В результате проведения испытаний несущей способности составных свай было подтверждено их соответствие проектным требованиям.
Рис. 2
Типы составных железобетонных свай
Конструкция любой составной сваи состоит из двух различных частей: нижней и верхней. Отличительной особенностью нижней части является острие на нижнем погружаемом конце. На ее верхнем конце имеется закладной соединительный элемент. Соответствующая закладная деталь предусмотрена и в нижнем конце верхней части составной сваи.
Форма периметра сечения составных свай является квадратом или кругом. Длина ее одной части может быть равна 8÷16 м (верхняя часть может иметь длину от 6 м).
Через дефис указываются два числа, разделенные точкой. Первое обозначает длину сваи (в дм), а второе – длину стороны ее сечения (в см).
Рис. 4
Также указывается часть составной сваи (НС – нижняя секция, ВС – верхняя секция), способ соединения (Св – сварное) и тип армирования (диаметр и класс):
- 1 – 12 и АII;
- 2 – 12 и AIII;
- 3 – 14 и АIII;
- 4 – 16 и АIII;
- 5 – 18 и AIII;
- 6 – 20 и АIII.
Составные сваи: ГОСТ
Требования к параметрам составных свай (геометрическим, механическим, физическим) зависят от особенностей их применения и устанавливаются в соответствующих ГОСТах:
- ГОСТ 19804.6-83 – для свай-оболочек и полого круглого сечения с ненапрягаемой арматурой;
- ГОСТ 19804-91 – для свай-оболочек, квадратного сплошного и полого круглого сечения из тяжелого бетона с напрягаемой или ненапрягаемой арматурой для любых сооружений, кроме гидротехнических;
- ГОСТ 19804-2012 – для свай-оболочек, квадратного и полого круглого сечения с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой.
Технология монтажа и забивки составных свай
Нижняя свая позиционируется в точку забивки острием на нижнем конце (точность установки определяется проектными требованиями и не превышает 1 см).
Рис. 5
Начальный этап погружения выполняется одиночными ударами небольшой мощности. При этом необходимо применять подбабку для исключения деформации закладной детали. В течение этого процесса тщательно контролируется (отвесом, теодолитом) и, при необходимости, подправляется вертикальность сваи. Если произошло отклонение от проектного положения, то следует:
- произвести наклон стрелы до совпадения осей движения молота и сваи ;
- передвинуть копер на требуемое расстояние.
Рис. 6
Забивка полной мощностью начинается после погружения нижней части на требуемую глубину в заданной позиции. В процессе забивки необходимо следить за скоростью погружения сваи: она должна соответствовать структуре грунтовых пластов.
После погружения нижней части сваи до высоты ее верхнего конца над уровнем грунта 10÷100см производится подсоединение ее верхней части. Для этого части располагаются на одной прямой (центральные оси должны совпадать) и образовавшийся стык между закладными деталями обваривается электродуговой сваркой. Запрещено использование в стыке прокладок. Затем сварной шов необходимо защитить от коррозии слоем кузбасслака (в грунтах с агрессивной коррозионной средой рекомендуется использовать эпоксидную краску).
Забивка составной сваи видео
Забивка железобетонных свай от компании «Богатырь»
Если согласно проектной документации строительного объекта требуется сооружение его фундамента из составных ж/б свай, то СК «Богатырь » предлагает услуги квалифицированных рабочих и спецтехники. Мы гарантируем высокое качество забивания составных свай и минимальные сроки завершения всех работ.
Строительство больших зданий и сооружений на сложных грунтах требует создания надежного основания. Высокий уровень прочности фундамента обеспечивается путем значительного заглубления железобетонных опор. Иногда длины сваи не хватает, чтобы создать надежный и прочный фундамент. Поэтому составные сваи стали пользоваться повышенным спросом. Железобетонные составные опоры повышают устойчивость зданий, увеличивают несущую способность конструкции, увеличивают срок эксплуатации построек.
Конструкция и размеры составных свай
Составные сваи выполнены из нескольких элементов, которые предназначены для состыковки. Обычно такие железобетонные сваи – это верхняя и нижняя части. Между собой составные забивные сваи могут соединяться различными способами:
- болтовым;
- штифтовым;
- клеевым;
- при помощи сварки;
- при помощи стальных накладок, обхватывающих ствол опоры;
- при помощи установки откидного замка.
Нижняя часть обязательно выполнена с заостренным концом, благодаря которому осуществляется быстрое заглубление. На эту часть наставляется следующая свая, что увеличивает длину опоры. При помощи присоединения последующих секций легко добиться высокопрочной опоры, которая уходит в грунт на значительную глубину. Для соединения свай чаще всего применяются закладные детали.
Изготавливают составные сваи в соответствии с определенными требованиями ГОСТ. Размер сечения изделия может составлять:
- 30х30 см;
- 35х35 см;
- 40х40 см.
Выбор того или иного типа железобетонного изделия зависит от глубины, на которую требуется внедрить опоры здания или сооружения. Длина составной сваи может варьироваться от 8 до 16 метров. Первая секция должна упираться в твердые слои грунта, чтобы строение опиралось на надежный фундамент. В качестве армирования составных свай используются продольные металлические стержни, диаметр которых может составлять 13-20 мм. Армирование в поперечном направлении достигается путем закладки в изделие металлической сетки толщиной 5 мм.
В каких случаях используются
Составные забивные сваи из железобетона особенно необходимы для фундамента, который возводится на сложных и слабых грунтах. Как правило, их применение необходимо, если строительство ведется на глинистой почве, на чересчур влажном грунте и в условиях значительного промерзания почвы.
Главная задача составных свай – создавать сильно заглубленные опоры для строительных конструкций жилого и промышленного назначения. Нельзя, чтобы нижние части составных свай опирались на такие типы грунтов:
- торфяные;
- слабые (илистые);
- сильно сжимаемые (глинистые).
Купить составные сваи требуется тогда, когда не хватает длины цельной сваи, чтобы сделать усиленный свайный фундамент под конструкцией при ограниченном пространстве.
Какими бывают
Составные сваи бывают:
- монолитными, выполненными с квадратным или круглым сечением;
- полыми внутри, выполненными в виде оболочек.
Все изделия изготавливаются по соответствующим ГОСТам. ФИРМА «ВАШ ДОМ» производит монолитные составные сваи, имеющие квадратное сечение. Их маркировка включает буквы и цифры, указывающие на длину секции в метрах, вид сечения и тип соединения.
Как осуществляется процесс монтажа
Процесс заглубления составных свай осуществляется методом забивки с использованием гидромолотов. Забивка свай при использовании сварного метода соединения включает такие этапы:
- забивается нижняя часть;
- привариваются металлические пластины;
- устанавливается верхняя секция составной сваи;
- приваривается пластина к этой секции;
- забивается верхняя часть.
Верхняя часть сваи устанавливается вертикально в то место, куда будет осуществляться забивка. На торец стержня ставится наголовник гидромолота, предотвращающий деформацию опоры при забивке. Первые удары должны быть не сильными. Только после того как свая погружается на 2 метра, выполняются мощные удары молотом. Второй элемент составных свай присоединяется к нижней части, когда она выпирает над почвой на 50см. Такой вариант ударной забивки не нарушает целостность соединений, выполненных сварным способом.
Завод железобетонной продукции ФИРМА «ВАШ ДОМ» предлагает купить составные сваи разного размера по привлекательным ценам. Мы доставляем изделия до объекта заказчика, а также предлагаем услугу по забивке свай.