Составные железобетонные сваи. Технология составных свай Составные сваи технология

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:

1. 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.
2. 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:

1. После подъема с помощью спецтехники тело первой части стержня устанавливается вертикально на место, где будет проводиться забивка.
2. Прежде чем начнет работать забойник, на голову стержня устанавливается наголовник молота, который предотвратит деформацию ствола при проведении работ.
3. Свая центруется и подтверждается ее вертикальность.
4. Чтобы начальный путь свая прошла без отклонений, ударная сила молота используется на 25 % от общей мощности.
5. В полную силу удар проводится после заглубления на 2 метра в грунт.
6. 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.

На данной странице представлена детальная информация по составным железобетонным сваям. Вы узнаете сферу применения данных конструкций, их классификацию согласно ГОСТ, маркировку и специфику погружения составных изделий.

Наша компания производит поставку и забивку свай , в том числе и составных железобетонных свай. Для заказа поставки или забивки, воспользуйтесь формой внизу сайта.

Сфера применения составных свай

Составные сваи - многосекционные железобетонные конструкции, состоящие из нескольких соединяющихся элементов. Такие сваи позволяют создать опору максимальной длины (до 36 метров), что невозможно сделать используя цельные сваи по причине ограниченных возможностей копровых установок .

Любая железобетонная свая, используемая в качестве опорной части фундамента, должна углубляться до уровня высокоплотных грунтов. Если подошва сваи будет располагаться в почве с недостаточной несущей способностью фундамент дома не получит требуемой устойчивости, что приведет к его усадке под весом здания.

Рис:

Необходимость использования составных свай возникает в случаях, когда верхний слой неустойчивого грунта на территории строительного участка обладает большей толщиной, чем максимальная длина цельных железобетонных свай.

Важно : к неустойчивым грунтам, на которые не допускается опирание подошвы сваи, относятся торфяники и заторфованная почва, илистые грунты, сильносжимаемая и текучая глинистая почва. В таких грунтовых условиях ни один фундамент кроме свайного не будет обладать достаточной несущей способностью и устойчивостью.

Также составные сваи широко применяются при реконструкции уже существующих свайных оснований. Их использование позволяет усилить фундамент посредством забивки дополнительных опор на объектах с ограниченным пространством, которое не позволяет использовать цельные сваи. В таком случае используются минимальные по размеру составные конструкции с пятиметровыми секциями.

Составные железобетонные изделия позволяют обустраивать свайные фундаменты на объектах, транспортировка к которым длинномерных свай невозможна ввиду ограниченных дорожно-транспортных условий. Также такие конструкции широко используются строительными компаниями не обладающими копровыми установками , способными забивать сваи длиной свыше 12 метров (стандартная граница функциональности большинства колесных сваебойных копров)

Особенности конструкции составных свай

Составные сваи, производимые согласно действующих стандартов ГОСТ, состоят из двух стыкующихся частей - верхней и нижней. Такие сваи могут обладать следующими сечениями:

• 30*30 см - длина свай данного сечения варьируется в пределах от 14 до 24 метров;
• 35*35 см, 40*40 см - длина от 14 до 28 метров;

Длина верхней и нижней части составных свай может отличаться. В изделиях сечением 30*30 см. длина нижней части начинается от 7 метров и с шагом в 1 м. увеличивается до 12 метров, в сваях 35*35 и 40*40 см. минимальная длина нижней секции 8 м., максимальная - 14 метров. Размеры верхних секций у свай 30*30 см. варьируются в диапазоне от 5 до 12 м, у свай 35*35 и 40*40 - от 6 до 14 метров.

Рис

Важно : на погружаемом в грунт конце нижней секции составной сваи присутствует острие, предназначенное для увеличения эффективности проходки почвы в процессе забивки либо вдавливания . Стыкующиеся части секций оборудованы соединительными элементами.

Стыковка сваи может выполняться несколькими способами (смотреть на рис. ниже ):

• Сварочным соединением закладного стакана (1, 2, 3);
• Сварочным соединением листовой накладки из стали, обжимающей ствол сваи (4);
• Болтовым соединением обжимающих элементов (6);
• Нефиксированным опиранием в шпоночных выступах (8) либо через кондуктор (5), также возможно применение герметизирующей ленты (10);
• Фиксацией выступающей арматуры в посадочном отверстии нижней части сваи с помощью высокопрочного строительного клея (9)
• Соединением с помощью откидного замка (7);
• Штифтовым соединением (12).

Рис

Важно : Наиболее надежными и устойчивыми к деформационным нагрузкам методами соединениями составных свай принято считать стыковку посредством сварки закладного стакана и штифтовый способ.

Составные сваи подлежат обязательному армированию продольным армокаркасом, для изготовления которого используются стержни класса А2 и А3 диаметром от 13 до 20 мм. Поперечное укрепления ствола выполняется посредством металлических сеток из проволоки класса B-1, минимальный диаметр - 5 мм.

Для формирования тела свай используется тяжелый бетон классом не ниже М200. В качестве заполнителя используется мелкофракционный щебень диаметром не более 40 мм.

Армирование составных свай может выполняться по технологии предварительного натяжения, при которой арматурный каркас перед заливкой формы бетоном растягивается с помощью гидравлических домкратов. После схватывания бетонной смеси домкраты отпускают арматурные прутья, которые сжимаются до исходных размеров и уплотняют бетон. Сваи , изготовленные по данной технологии, обладают максимальной устойчивостью к нагрузкам на изгиб и сжимающим воздействием.

Типы и маркировка составных свай согласно ГОСТ

Общие технологические требования по производству и качеству составных свай приведены в стандарте ГОСТ №19804 "Сваи железобетонные ", согласно положениям которого выделяют составные изделия следующих типов:

• Сваи сплошного квадратного сечения;
• Полые сваи круглого сечения;
• Сваи-оболочки.

Для каждого типа составных свай предусмотрены отдельные нормативные документы:

• ГОСТ №19804.6-83 - требования к полым сваям круглого сечения и сваям-оболочкам с ненапрягаемым арматурным каркасом;
• ГОСТ №19804.91 - сваи оболочки с напрягаемым и ненапрягаемым арматурным каркасом, применяющиеся во всех сферах строительства, кроме гидротехнического;
• ГОСТ №19804-2012 - сваи квадратного сечения с ненапрягаемым и напрягаемым арматурным каркасом.

Рис

Согласно положениям строительных стандартов все составные сваи обладают унифицированной маркировкой типа С260.35.СВ, в которой:

• С - свая железобетонная сплошного квадратного сечения (СП - квадратная с внутренней полостью, СК - круглая с внутренней полостью, СО - свая-оболочка);
• 260 - общая длина составных секций сваи (дм);
• 35 - сечение ствола (см);
• СВ - тип соединения, в данном случае сварной стык.

Индивидуальной маркировке подлежат отдельные составные части сваи. В дополнение к вышеприведенным обозначениям в их маркировке присутствуют аббревиатуры, указывающие на часть секции (ВС - верхние, НС - нижние) и цифра, указывающая на способ армирования сваи:

• 1 - 12 мм, А2 (12 диаметр, А2 - класс используемой арматуры);
• 2 - 12 мм, А3;
• 3 - 14 мм, А3;
• 4 - 16 мм, А3;
• 5 - 18 мм, А3;
• 6 - 20 мм, А3.

Рис

Технология погружения составных свай

Составные сваи погружаются в грунт по технологии ударной забивки, для реализации которой используются дизельные либо гидравлические молоты. Строго запрещается применение вибропогружателей , поскольку сварные соединения стыкующихся элементов в процессе вибрационных воздействий деформируются, вследствие чего свая теряет целостность и стает непригодной к эксплуатации.

Важно : для облегчения проходки высокоплотной почвы либо при забивке свай на участках, где в грунте присутствует пласт песка толщиной свыше 2 метров, применяется технология лидерного бурения . Данный метод значительно уменьшает сопротивление грунта погружаемой конструкции, что важно при забивке составных свай на глубину свыше 20 метров.

Для реализации погружения составных свай рационально использовать дополнительный экскаватор с крановой стрелой, который подает сваи с расходного склада к копровой установке . При таком подходе свайные работы значительно ускоряются, поскольку сваебойная машина не осуществляет дополнительных перемещений по строительной площадке.

Рис

Технология забивки составных свай реализуется в следующей последовательности:

• Выполняется строповка нижней части сваи, после чего ствол поднимается в воздух и вертикально устанавливается на месте забивки;
• Голова сваи подводится под наголовник сваебойного молота, который оборудован подбабком - проставочной деталью, которая предотвращает деформацию закладного стакана сваи в процессе забивки. Далее дизель молот опускается по направляющим копровой мачты и фиксируется на свайном столбе;
• Производится выверка вертикальности сваи и центрирование ее оси по отношению к оси ударной части дизель-молота;
• Первые удары по стволу сваебойный молот наносит на мощности в 20-25% от максимальной, что необходимо для правильного позиционирования сваи на начальном этапе погружения;
• После углубления сваи на 1.5-2 метра начинается забивка свай на полной мощности, которая выполняется до момента, пока голова секции не будет возвышаться над грунтом на уровне 30-50 см;
• Вторая секция сваи присоединяется погруженному стволу. На данном этапе крайне важна точность перемещения сваи, позиционировать конструкцию в воздухе оператору копровой мачты помогает сторонний наблюдатель;

Рис

• Стык закладных стаканов фиксируется посредством электродуговой сварки, после чего выполняется забивка составной сваи до наступления проектного отказа.

Важно : сварной шов закладного стакана должен покрываться антикоррозийной грунтовкой, которая предотвращает разрушение соединения под воздействием грунтовых вод.

Рис

Услуги по погружению составных свай

Строительная компания "Установка-Свай " предлагает услуги по забивке составных свай длиной до 24 метров. Для выполнения работ мы используем высокопродуктивную копровую технику, которая способна забивать до 30 свай в течении одной рабочей смены. Наш персонал состоит из квалифицированных специалистов, обладающих многолетним опытом свайных работ.

Также мы готовы обеспечить поставку качественных составных свай и провести испытания их фактической несущей способности динамическим либо статическим методом. Все работы мы выполняем качественно и сдаем строго в оговоренный срок.

Чтобы уточнить интересующие вас детали обращайтесь к представителям компании по контактным телефонам, либо воспользуйтесь формой "Отправить заявку " и мы сами свяжемся с вами.

Сваи железобетонные составные – это сборные конструкции, которые предназначены для использования в качестве фундаментов. Сваи погружаются в грунт и передают нагрузки от зданий и сооружений на грунтовое основание. Сваи широко применяются в строительстве зданий и сооружений различного назначения, а также в строительстве воздушных опор линий электропередач.

Основное преимущество применения железобетонных составных свай заключается в методе их установки – погружение в грунт, при котором вокруг свайного ствола и в его основании происходит уплотнение грунта. При уплотнении грунта расчетное сопротивление под нижним концом сваи в разы больше, чем у подобных грунтов при устройстве стандартных ленточных фундаментов из монолитного бетона или из сборных фундаментных блоков, благодаря чему несущая способность уплотнённого основания фундамента здания или сооружения существенно возрастает.

В большинстве районов России установка свайных фундаментов – это единственная возможность построить сооружение, поэтому в нашей стране сваи составные широко применяются в строительстве зданий и сооружений различного назначения, в том числе, в таких сферах как энергетическое строительство и нефтегазовое строительство.

Сваи составные железобетонные представляют собой многосекционные конструкции, состоящие из нескольких соединяющихся стержневых элементов, что позволяет создавать фундаменты и опоры различной длины, в отличие от цельных свай, которые имеют ограничение по длине. Составные сваи состоят из двух стыкующихся частей – верхней и нижней. Соединение секций составных свай осуществляется в вертикальном положении под копром в процессе погружения сваи. Соединение секций свай со стаканным стыком осуществляется за счет плотной посадки рифленого железобетонного выступа верхней секции в цилиндрической полости закладного изделия нижней секции. Забивка нижней секции сваи осуществляется с применением специального подбабка, предохраняющего закладное изделие, стакан, от деформаций. Соединение секций свай со сварным стыком осуществляется через накладки из листовой стали, привариваемые к боковым поверхностям закладных изделий секций свай.

Железобетонные составные сваи применяются в тех случаях, когда верхний, слабый и неустойчивый слой грунта имеет большую толщину или в случае необходимости усиления свайного фундамента дополнительными опорами под построенными объектами в ограниченном пространстве, а также в случае невозможности изготовления цельных свай требуемой длины.

Составные сваи делятся на следующие типы в зависимости от сечения:

• сечением 300х300 мм, длиной 14 – 24 м. Длина нижних секций 8 и 12 м. Длина верхних секций изменяется через 1 м от 5 до 12 м;
• сечением 350х350 мм, длиной 14 – 28 м. Длина нижних секций 8, 12 и 14 м. Длина верхних секций изменяется через 1 м от 6 до 14 м;
• сечением 400х400 мм, длиной 14 – 28 м. Длина нижних секций 8, 12 и 14 м. Длина верхних секций изменяется через 1 м от 6 до 14 м.

Сваи железобетонные составные изготавливаются в соответствии с ГОСТ 19804-2012 (’79, ’91) и серией 1.011.1-10 «Сваи забивные железобетонные», выпуск 8 «Сваи составные сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой» из тяжелого бетона классом по прочности на сжатие не ниже В25.

Сваи составные железобетонные армируются сварными арматурными каркасами. В ряде случаев опускается использовать вязаные каркасы. В качестве продольной арматуры для каркасов составных свай применяется горячекатаная арматурная сталь классов А-II и А-III или Ат-IIIс. Для поперечного армирования применяется проволока класса Вр-I. Стальные элементы стыков выполняются из углеродистой стали. Монтажные петли изготавливаются из горячекатаной арматурной стали класса А-I.

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.