Армирование столбчатого фундамента на сваях. Забивной свайный фундамент Арматурный каркас для свай 3 или 4

Одним из самых технологически сложных видов свайных фундаментов для строительства домов по праву считается фундамент на забивных сваях. Несмотря на то, что он относится к одному из наиболее старых видов, в наши дни используется он в основном при возведении многоэтажных конструкций, промышленных объектов. В частом домостроении забивные сваи если и встречаются, то только при отсутствии возможности применения других видов фундаментов по грунтовым условиям.

Технология изготовления данного вида оснований домов основана на силовом внедрении того или иного вида свай в грунт на глубину, достигающую нескольких десятков метров. Благодаря этому нижняя оконечность опоры может легко достать до прочных скальных пород и передавать на них нагрузку от строящегося дома.

Виды забивных свай

В зависимости от используемого материала, выделяют следующие виды забивных свай:

• Деревянные – наиболее старинный вид, представляющий собой заостренные стержни круглого или квадратного сечения, изготовленные из древесины твердых пород – дуба, лиственницы, ясеня или бука.
• Железобетонные – наиболее распространенный в наши дни вид, представленный бетонными армированными стержнями заводского изготовления чаще квадратного сечения со сторонами 150, 200, 300 мм или круглыми стержнями того же диаметра.

Разновидность забивных свай

Фундамент на железобетонных сваях может быть выполнен и с использованием , при которой в грунт внедряется пустотелая опалубка в виде трубы из стали, асбестоцемента, железобетона. В последующем, для значительного увеличения прочностных характеристик опор внутрь их монтируется армирующий каркас и выполняется заливка полости бетонной смесью.

Технология изготовления фундамента на забивных сваях

В том случае, если у будущего домовладельца возникла необходимость изготовить фундамент из забивных свай, ему необходимо предварительно изучить основные правила установки строений на данном виде оснований. В соответствие со строительными нормами, необходимо учитывать следующие ограничения:

• Расстояние до ближайшего ранее построенного объекта при использовании свайных фундаментов должно составлять не менее 15 метров. Это касается как строений на вашем участке, так и на соседних. Связаны такие ограничения на фундамент на забивных железобетонных сваях с технологией внедрения опор в грунт при помощи ударных нагрузок.
• Перед установкой фундамента на забивных сваях желательно предварительно выполнить качественное исследование грунта в месте проведения работ. Это связано с возможным увеличением нагрузки на опоры при внедрении их в почвы, содержащие большое количество скальных обломков или близостью скального грунта к поверхности почвы. Возможно избежать геологического исследования при условии пробной забивки одной сваи для уточнения условий работы на свайном поле.

Разметка точек установки свай

Для того чтобы фундамент из железобетонных свай имел максимальную прочность и при этом стоил как можно меньше, необходимо правильно рассчитать требуемое количество опор и выполнить предварительную разметку точек их установки. Известно, что несущая способность жб сваи для фундамента может достигать 40-60 тонн.

Исходя их данного параметра, необходимо выполнить простейшие расчеты, разделив общую массу конструкции дома на соответствующий прочностный параметр одной опоры. При выполнении вычислений свайных фундаментов необходимо правильно определить предполагаемый вес дома. В эту величину входят следующие параметры:

1. Вес материала всех стен и перегородок, вычисляемый как произведение необходимого количества кладочных элементов на массу одного из них.
2. Вес перекрытий – балок, чернового и чистового пола и потолка первого и второго (при наличии) этажей.
3. Вес отделочных материалов для наружной и внутренней отделки стен.
4. Вес кровли с учетом массы всех стропильных балок, обрешетки, того или иного кровельного материала.
5. Предполагаемый вес мебели, бытовой техники, предполагаемой к установке в строящемся доме, а также окон и дверей того или иного типа, возможного остекления балконов, лоджий, зимнего сада и т.п. конструкций.

Все вышеперечисленное возможно учесть лишь при наличии качественного, всесторонне продуманного и просчитанного проекта строительства. В противном случае, при замене, например, одного вида кровельного материала на другой, имеющий более высокую массу, фундамент из жб свай может достичь своего предела прочности и несущей способности опор будет недостаточно.

Определив необходимое количество точек установки элементов фундамента на забивных сваях, и зная периметр наружных стен и несущих перегородок, определяем шаг установки опор. Для этого необходимо лишь разделить периметр всех вертикальных конструкций на количество свай. Исходя их полученной величины, выполняем разметку свайного поля.

Разметка территории под забивные сваи

Точки под забивные сваи для фундамента на поверхности почвы удобно указать, выкопав неглубокие, в штык лопаты, углубления вдоль линий расположения внешних стен дома и несущих перегородок. Следующий этап – доставка в необходимом количестве жб сваи для фундамента с установкой их в грунт.

Установка свай в грунт

Самостоятельно забить сваи под фундамент не удастся. Для этого необходимо арендовать специализированную строительную технику – копровую установку с оператором. В настоящее время в большинстве организаций, изготавливающих свайный железобетонный фундамент, используют достаточно массивные гидравлические установки. Это необходимо учитывать при проектировании путей проезда спецоборудования.

Устанавливать забивные сваи начинают с их вывешивания с помощью подъемной стрелы. Благодаря использованию силы тяжести, опоры получают изначально максимально возможное вертикальное положение. Далее с помощью ударной нагрузки осуществляют монтаж фундамента на железобетонных сваях. При забивании каждой опоры в грунт постоянно контролируют вертикальность их расположения.

Технологически невозможно установить фундамент на жб сваях так, чтобы оголовки (верхние срезы) каждой опоры находились на одном требуемом уровне. Этому мешают различные препятствия, встречающиеся на путы железобетонных столбов, вбиваемых в почву. Для достижения требуемой высоты используют обрезку оголовков свайных фундаментов.

Обрезка оголовков на нужном уровне

Чтобы забивные сваи в верхней части располагались в горизонтальной плоскости необходимо предварительно, после внедрения всех опор в грунт выполнить разметку. Для этого подойдет лазерный уровень и черный маркер.

Технология работ по разметке фундамента из забивных свай не сложна. Достаточно лишь установить уровень на требуемой высоте с любого угла дома и включить прибор. Два взаимно перпендикулярных луча позволят отметить на опорах свайных фундаментов двух стен линии, до которых требуется обрезать сваи. Те же действия повторяют и с противоположного угла будущего дома.

Технология обрезки оголовков свай

На забивных железобетонных сваях можно несколькими способами:

1. Отталкиваясь от линии горизонтальной разметки выполнить кольцевую линию на данном уровне, обрезать бетон угловой шлифмашинкой и отбить его кувалдой. После вскрытия арматуры ее обрезают болгаркой с диском по металлу. После этого удаляют оставшийся бетон.
2. Более быстрый способ предполагает использование специальных гидравлических насадок для обрезки свай фундаментов на забивных сваях. Конечно, использование специализированной строительной техники значительно увеличит стоимость строительства, но это позволит выполнить работы значительно быстрее.

Монтаж ростверка

Частым элементом фундаментов на забивных сваях является особая обвязка оголовков железобетонных опор, называемая ростверком. Его наличие позволяет получить своего рода связку всех отдельных опор в единое целое и значительно повысить прочность основания. Кроме этого на ростверк гораздо проще выполнить кладку таких строительных материалов, как кирпич или блоки различного состава.

Забивной фундамент с ростверком изготавливают в трех вариациях:

1. С заглубленной обвязкой;
2. С поверхностным ростверком;
3. С ростверком, приподнятым от земли на тот или иной уровень.

Изготовление каждого последующего вида из перечисленных значительно сложнее предыдущего. Проще изготовить углубленный ростверк для фундамента на забивных сваях. Он представляет собой простой армированный ленточный вид основания дома. Надземный вариант предполагает монтаж щитовой опалубки.

Для получения воздушного (приподнятого) ростверка часто железобетонную ленту заменяют стальным прокатом того или иного профиля, а также деревянным брусом сечением не менее 150х150. Такой фундамент на забивных сваях удобен при строительстве частных домов из дерева в два или три этажа.

Производство арматурных каркасов для свай подразумевает создание двух типов систем: круглого или прямоугольного сечения. В основном арматурный каркас для буронабивной сваи представляет собой цилиндрическую сварную конструкцию из продольных арматурных стержней, вокруг которых по спирали навита арматура или проволока. В более редких случаях, это прямоугольные или треугольные конструкции, для подготовки которых применяют несколько плоских сеток, объединенных в цельный объемный элемент. Продольная и спиральная арматура между собой свариваются или связываются вязальной проволокой. Также в конструкции каркасов часто присутствуют кольца жесткости из полосы или трубы, фиксаторы защитного слоя бетона, закладные детали. Качество арматурных каркасов регламентирует ГОСТ 10922-2012.

Самым ходовым сечением арматурных прутков, используемых для создания конструкций, является 8 и 12 мм. При этом, наибольшее распространение имеют горячекатаные изделия, гладкие и рифленые стержни, а так же проволока ВР-1 или бухтовая арматура указанного выше сечения.

Существует разделение конструкций по размерам готового арматурного каркаса. Условно их делят на тяжелые и легкие, что справедливо не только для изделий под сваи, но всей продукции рассматриваемого типа. Разница между ними кроется так же в принципах изготовления, например, сложные системы подготавливают индивидуально под каждый проект. А вот купить арматурные каркасы для свай можно, заказав их у производителя на автоматизированной линии. В последнем случае стоит отметить, что цены арматурных каркасов будут более приемлемыми благодаря минимальному вмешательству человека в процесс производства.

Надо сказать, что цены каркасов арматурных для буронабивных свай не являются самой скромной статьей расходов при реализации проектов, но любые траты оправданы выдающимися характеристиками укрепленных таким образом ЖБИ. Дело том, что создается надежный каркас, способный выполнять роль скелета и перераспределять равномерно по всему элементу нагружающие воздействия любого типа и интенсивности при эксплуатации.

Производство

Производство арматурных каркасов , как отмечалось выше, идет по двум основным принципам: ручное и автоматизированное изготовление.

Предварительно в большинстве случаев прутки покрывают специальной защитой, которая предотвращает коррозионные процессы. Исключить эту статью расходов при подготовке системы можно, если купить каркасы арматурные для свай из стали без предварительно нанесенного покрытия и химическим составом без легирующих элементов.

Существует два метода соединения прутков в готовую укрепляющую систему: вязка и сварка. Значительно реже можно встретить способ сочленения при помощи пластиковых хомутов, который используют чаще в частном строительстве. При ручной подготовке цены каркасов арматурных для буронабивных свай будут несколько доступнее, так как можно использовать неподготовленную арматуру, однако качество таких изделий будет значительно ниже, чем заводских. Рассмотрим несколько подробнее особенности обоих методик.

При производстве каркасов арматурных для свай в условиях завода применяют автоматическую сварку, которая одинаково эффективно позволяет создавать как системы призматической, так и цилиндрической формы. Длина готовой конструкции может достигать 14-ти метров, а масса до 4,5 тонн. Срез подготовленных таким образом систем может варьироваться в пределах 200-1500 мм. Купить каркасы арматурные для свай при таком методе изготовления можно из прутков арматуры рабочего типа в 12-40 мм, а при спиральной методике намотки связывающего элемента – 6-16 мм.

При этом важно понимать, что арматурный каркас должен иметь соответствующую ГОСТ жесткость для того, чтобы при погружении он не деформировался. Особенно важно качество сварных соединений в месте крепления вибропогружателя. Как правило, при использовании метода вибропогружения (технология CFA) конструкция арматурного каркаса дополнительно усиливается в верхней части, там, где будет крепиться вибропогружатель. Поэтому, безусловно, купить каркас арматурный для свай должного качества можно только на заводе с высококвалифицированным персоналом и современным оборудованием, таком как завод «АРМИКОН».

Если конструкция каркаса проста, а скорость заливки свай не высока, то каркасы могут изготавливаться непосредственно на объекте строительства, но качество их будет уступать собранным в заводских условиях образцам. При ручном методе сборки несколько снижаются цены каркасов арматурных для буронабивных свай, если выполнять этапы сборки собственными усилиями.

Стоит отметить, что можно купить каркасы арматурные для свай круглого сечения, у которых продольные прутки соединены путем навивки проката снаружи по спирали. При таком подходе удается создавать конструкции максимально качественно в отношении идеальной геометрии, а так же упростить сварочные работы и добиться максимально возможной производительности. При таком подходе в лучшую сторону удается изменить и цены каркасов арматурных для буронабивных свай, в частности, благодаря максимальной автоматизации процесса.

Подчеркнем, что ответственность готовых ЖБИ при эксплуатации требует строгого контроля всего процесса изготовления укрепляющих систем. Все этапы регламентируются стандартами, как СНиП III-4-80, на который опираются при проведении всего спектра сварочных работ. Кроме того, производство каркасов арматурных для свай идет в соответствии с ГОСТами 23279-85 и 19292-73 на этапах подготовки заготовок и монтажа, а так же 10922-2012.

Стоит подчеркнуть, что наибольшее распространение методика использования арматурных каркасов для буронабивных свай нашла при строительстве в черте города. Дело в том, что в таких условиях недопустим значительный уровень шума, который сопровождает монтаж забивных свай. Сама конструкция создается в земле и наиболее востребована в условиях глубокого залегания твердого грунта. Методика подразумевает подготовку скважины, в которую затем монтируется арматурный каркас и заливается бетоном. После полного застывания раствора и набора своей марочной прочности, конструкция готова к восприятию расчетных нагрузок. Технология не имеет постоянного шумового фона, что является решающим преимуществом. Чаще всего при обустройстве свай применяют системы круглого сечения. Буронабивные сваи незаменимы в местах, где не допускается сильная вибрационная и динамическая нагрузка на близлежащие грунты. Они находят свое применение при строительстве жилых домов, объектов промышленности и инфраструктуры. Рассмотрим сферы строительства, где буронабивные сваи используются особенно часто:

• Усиление оснований в ходе реконструкционных работ;
• Ограждение котлована;
• Устройство фундаментов сооружений;
• Устройство подпорных стен;
• Устройство шумозащитных экранов (автодорожное строительство);
• Строительство мостов и эстакад;
• Строительство на каменистых и скальных почвах.

Завод «АРМИКОН» специализируется на производстве арматурных каркасов для свай, обладает необходимыми производственными мощностями и профессиональными специалистами, которые смогут обеспечить ваш заказ в кратчайшие сроки, на высоком уровне и на выгодных условиях.

Ввиду особенностей конструкции и эксплуатационных условий армирование свай является обязательным условием. Возникающие в пластах силы пучения стремятся изогнуть, сдвинуть, порвать либо вытолкнуть ж/б изделие наружу. Бетон способен противостоять исключительно сжимающим нагрузкам, но не изгибающим. Стальные стержни вводятся в состав, позволяя получить новый материал – железобетон, повысить устойчивость свайного фундамента к растягивающим нагрузкам.

Глубина скважин, в которые укладывается бетон, в индивидуальном строительстве редко превышает 2,5 – 4 м. Во избежание осыпания грунта в забой при армировании, бетонировании используется опалубка. Наиболее популярны цилиндры из рубероида, полиэтиленовые, асбоцементные трубы. Армирование буронабивных свай производится в несъемную опалубку, что позволяет снизить защитный слой бетона. Кроме того, полимерные трубы решают несколько задач:

• гидроизоляция бетонной конструкции;
• снижение выдергивающих усилий (грунтам сложно зацепить гладкий материал), но в тоже время это снижает несущую способность сваи, т.к. уменьшается боковая сила трения;
• предотвращение обваливания породы на забой.

При монтаже свайного фундамента необходимо руководствоваться нормативными документами:

• СП 24.13330 – фундаменты свайные;
• СП 28.13330 – антикоррозионная защита;
• СП 45.13330 – фундаменты, основания, эксплуатирующиеся в земле;
• Ведомственные и отраслевые руководства по проектированию;
• планы ППР, технологические карты (типовые) на производство работ.

В зависимости от размера скважины, вертикальных нагрузок, крутящего момента процент армирования составляет 0,4 – 3%. Например, при выборе бетона В25 для свай диаметром 30 см потребуется:

• 3% армирование при расчетном моменте в пределах 70 тс*м;
• 2% при 60 тс*м;
• 1% при 30 тс*м;
• 0,4% при 15 тс*м.

При увеличении диаметра скважины до 40 см (обычно максимальный размер оснастки ручного инструмента или мотобура) этот же процент армирования допускается при моментах, увеличенных в 1,2 раза.

Схемы армирования

Величина и вид нагрузок свайного фундамента существенно влияет на расход арматуры. Например, если сваи диаметром 30 см испытывают исключительно вертикальное вдавливание, опираясь на пласт с высокой несущей способностью, ствол может не армироваться, прочность бетонного стержня достаточна для обеспечения устойчивости конструкции.

Головная часть армируется всегда, чтобы вертикальные прутки, изогнутые под прямым углом, позже были связаны с каркасом монолитного ростверка или плиты (плитный ростверк). Причем, конструкция утапливается в бетон уже после укладки смеси. Характеристики каркаса для головной части свайного фундамента следующие:

• длина стержней – 1 – 1,5 м;
• количество прутков – 4 – 7 штук;
• спираль, хомуты – не обязательны;
• выпуск для ростверка – 50 см для свай диаметром 30 – 40 см;

Если в схеме при расчетах появляется горизонтальные нагрузки с неизбежными для них крутящими моментами, каркас должен погружаться на всю глубину скважины, в схему армирования свайного фундамента добавляются следующие элементы:

• хомуты – квадрата (обычно для 30-40 см диаметра), кольца (большие диаметры);
• пластиковые прокладки – различной формы, изготавливаются промышленностью.

Хомутами каркасам придается необходимая пространственная геометрия, прокладками обеспечивается защитный бетонный слой, чтобы предотвратить разрушение металла от коррозии. Шаг хомутов составляет 30 – 70 см, увеличивается в средней части, снижается на забое, устье. Пример простейшего расчета минимального процента армирования выглядит следующим образом:

• площадь сечения сваи 40 см диаметра – 3,14 х R2 = 3,14 х 202 см = 1256 см2
• минимально допустимый процент – 0,4% х 1256 см2 = 5 см2
• максимально допустимый процент – 3% х 1256 см2 = 37, 68 см2
• сечение арматуры из таблиц ГОСТ – 2,01 см2 для 16 мм прутка, 1,54 см2 для 14 мм стержня, 1,13 см2 для 12 мм арматуры.

При минимально возможном коэффициенте для каждой свае потребуется 4 стержня 14 мм диаметра или 5 стержней 15 мм диаметра. Для максимально допустимого потребуется 18 прутков 16 мм, 24 арматуры 14 мм либо 33 стержня 12 мм.

На практике в частном домостроении обычно используют 4-6 стержней, 4 это минимальное число прутков. Защитный слой обеспечивается креплением на арматуру специальных пластиковых прокладок, отделяющих металл от опалубки.

Выбор арматуры

Согласно СП 63.13330 для свайного фундамента применяется арматура, соответствующая ГОСТ 5781 классов:

• А3 – маркируется А400 либо А500, имеет рифленую поверхность, повышенное сцепление с бетоном, предназначена для вертикальных стержней каркаса;
• А1 – гладкая, используется в хомутах, обозначается А240.

Длину стержней вычисляют сложением глубины скважины, высоты ростверка над землей, 50 см, необходимых для заделки в ростверк изогнутой части. Длину хомутов определяют, исходя из конфигурации (кольцо, квадрат).

Обычная арматура изготавливается из сталей 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс, она для сварки не предназначена, связывается проволокой. Специальная арматура имеет в обозначении букву С (например А400С), создается из легированных сталей, не изменяющих свойств в сварочных стыках.

Каждая заглубленная в землю конструкция свайного фундамента диаметром 40 см имеет конкретную несущую способность, зависящую от сопротивления грунта под подошвой и на всем ее протяжении (боковое трение).

Поэтому застройщику остается подсчитать сборную нагрузку здания (вес всех элементов силового каркаса, снеговые/ветровые нагрузки из таблиц СП, мебель, прочая эксплуатационная нагрузка), разделить ее на несущую способность сваи, чтобы получить необходимое количество скважин свайного фундамента.

Учитывая минимальную длину свай, диаметр отверстий в земле (обычно 40 см) в индивидуальном строительстве, рекомендуется обеспечить двукратный прочностной запас. Например, ввиду высокой стоимости геологических исследований, шурф в пятне застройки выкапывается самим застройщиком, состав почвы определяется на глаз. Чтобы компенсировать погрешность, недостаточную длину, малый диаметр (30-40 см), специалисты рекомендуют:

• умножать вес стен, перекрытий на 2, это примерно равно массе снежного покрова, жильцов, мебели, оборудования, ветровых нагрузок;
• для СИП панелей, каркасных конструкций лучше использовать коэффициент 3, так как они очень легкие.

Итоговую цифру сборных нагрузок дополнительно умножают на 1,3 для гарантированного прочностного запаса. На практике для легких одноэтажных построек расчеты показывают, что одна – две 30 см сваи, имеющие длину 2,5 м, полностью выдерживают вес коттеджа при условии гарантированного достижения несущего пласта.

Изготовление каркасов

Технология армирования свайного фундамента секретов практически не имеет, нужно просто соблюдать последовательность действий:

• изгибание хомутов – диаметр колец или квадратов должен быть на 4 – 8 см меньше внутреннего диаметра опалубки, чтобы обеспечивать 2 – 4 см защитный слой, соответственно;
• крой вертикальных стержней – длину выбирают в зависимости от высоты ростверка, глубины забоя, добавляя 50 см на изгиб для связки с каркасом ростверка;
• вязка – крепление проволокой прутков к хомутам через 30 – 70 см.

После чего, остается надеть на хомуты несколько пластмассовых прокладок по периметру, опустить каркас на всю длину внутрь опалубки, уложить бетон.

Данные рекомендации пригодятся индивидуальным застройщикам при самостоятельном армировании буронабивных свай. Позволят избежать ошибок, заложить достаточный прочностной запас для максимально возможного эксплуатационного ресурса здания.

Совет! Если вам нужны подрядчики, есть очень удобный сервис по их подбору. Просто отправьте в форме ниже подробное описание работ которые нужно выполнить и к вам на почту придут предложения с ценами от строительных бригад и фирм. Вы сможете посмотреть отзывы о каждой из них и фотографии с примерами работ. Это БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает.