Сваи из железобетона — характеристика 3 видов фундаментных опор

Назначение

Свайные фундаменты подходят для зыбких и влажных почв, например, торфяных или болотистых.

После геологической разведки подбирается сечение и длина опор, которые забиваются до стабильного грунта. Далее заливается бетонный ростверк, на котором возводятся стены здания. Назначение, количество и вид применяемых свай определяется проектировщиками.

Преимущества и недостатки свайных фундаментов

Бетонные сваи используют для возведения оснований частных домов, хозяйственных построек, многоэтажных и промышленных зданий. Популярность обусловлена преимуществами такого типа основ:

К недостаткам фундаментных свай из железобетона относят:

Особенности свайного фундамента

Свайный фундамент при возведении объекта на грунте с низкой несущей способностью обеспечивает надежное основание для постройки, поскольку:

• длина свай подбирается с таким расчетом, чтобы они опирались на грунт с высокой несущей способностью;
• в пятне застройки грунт уплотняется, так как при обустройстве свайного поля опоры, погружаясь в грунт, раздвигают его в стороны.

Разработка проекта регламентируется СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», а установка забивных железобетонных свай – СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».

Типы и маркировка железобетонных забивных свай

Крупносерийное изготовление железобетонных забивных свай осуществляется по ГОСТу 19804-2012 «Сваи железобетонные заводского изготовления». Предприятия выпускают изделия нескольких типов для использования в различных условиях.

Тип «С», «СН» и «СЦ»

Если требуется опустить опоры на большую глубину, применяются составные конструкции. Составные железобетонные забивные сваи имеют закладные металлические детали для стыковки и надежного крепления, они маркируются ССВ (верх) и ССН (низ).

Цельные опоры квадратного сечения – наиболее распространенный тип забивных свай. Они могут использоваться практически на любых грунтах.

Тип «СП»

Типы «СК» и «СО»

Это опоры круглого сечения, которые могут выпускаться с открытым или закрытым нижним концом. Наконечники из листовой стали упрощают погружение свай в грунт. Изготавливаются опоры путем заливки бетоном пространственных конструкций из арматуры.

Сваи «СК», диаметром от 400 до 800 мм, применяются так же, как и опоры квадратного сечения. Помимо обычных, выпускаются составные сваи, они снабжены специальными замковыми элементами из листовой стали для крепления между собой.

Сваи «СО» представляют собой тонкостенные оболочки диаметром до 1600 мм. После установки опоры полость внутри нее заливают бетоном. При маркировке железобетонных забивных свай «СО» с усиленным каркасом добавляют литеру «У».

Тип «СД»

Это сваи-колонны для строительства одноэтажных или двухэтажных построек. Они имеют квадратное сплошное сечение 200х200 или 300х300 мм и снабжены консолями, которые служат опорами для кровельных или фундаментных балок, перекрытия второго этажа.

Сваи маркируются в зависимости от конфигурации:

• «1СД» – двухконсольные, для установки по крайним осям постройки;
• «2СД» – для установки по средним осям постройки.

Сваи-колонны не подходят для применения на грунтах со слабой несущей способностью.

Плюсы и минусы забивных железобетонных свай

К достоинствам армированных бетонных опор, погружаемых в грунт путем забивки, относят:

Но для капитального строительства на сложных грунтах больше подходят забивные железобетоны сваи 150х150 мм и более. ЖБ опоры выдерживают нагрузку в 10 раз выше, чем винтовые, и служат в несколько раз дольше металлических, склонных к коррозии.

Конструкция и виды железобетонных опор для свайного основания

По типу наконечника забивные сваи делятся на типы:

• бутылочной формы;
• конусообразной формы;
• тупоконечные столбы.

При выборе формы наконечника учитывают геологию почвы и способ заглубления основания.

По типу конструкции различают забивные сваи:

По способу армирования сваи делятся на изделия таких типов:

• с продольным армированным каркасом;
• с продольно-поперечным армированным каркасом;
• с предварительно напряженной арматурой.

Конструкции с предварительно напряженной арматурой отличаются устойчивостью к деформирующим силам.

Сфера использования

Область использования железобетонных опор определяется формой их сечения. Например, столбы с квадратным сечением в жилищном и промышленном строительстве:

• возведение малоэтажных и многоэтажных домов;
• конструирование складов, ангаров, зернохранилищ и т.д.

Подбор под почву

Сваи с продольным армированием можно использовать на пучинистом грунте, если проектные расчеты подтверждают, что несущей способности фундамента достаточно, чтобы преодолеть выталкивающую силу пучения почвы.

Ограничение в применении забивных опор с ненапряженным стальным каркасом – участки с каменистыми грунтами, поскольку такие сваи хуже переносят ударное воздействие при столкновении с твердыми препятствиями.

Этапы производства

Этапы производства ж/б сваи контролируются ГОСТом 19804. Для тела столба используют бетон марок М200 и М300, а также щебень мелкой фракции, отвечающий требованиями по морозостойкости и гидрофобности.

Технологические этапы производства:

Особенности армирования

Требования относительно выбора арматурной стали:

Требования к выбору арматуры для ж/б столбов прописаны в ГОСТах: 5781(82), 10884(94) и 6727(80).

Технология для производства опор по технологии предварительного напряжения арматуры заключается в следующем:

Таким образом получают бетон максимальной плотности.

Отзывы

В большинстве случаев возведением представленного типа фундамента занимаются строительные компании, но даже профессионалы нарушают технологию.

Частые ошибки:

Сваи установлены не по проектным точкам. Если столбы забиты не по намеченным линиям, то в процессе эксплуатации возникнет неравномерное распределение нагрузки и может наблюдаться крен здания.

Об особенностях выбора ж/б фундамента под малоэтажные дома можно почитать на форуме. Ограничения в применении забивного фундамента обсуждаются участниками беседы «Почему ж/б сваи не пользуются спросом?».

Заключение

В частном строительстве ограничение применения такого основания связано с относительно высокой стоимостью ж/б стержней, а также необходимостью привлечения строительной бригады и спецтехники для монтажа.

Классификация ЖБС

Железобетонные сваи различают по:

Важно! Применение того или иного типа сваи зависит от характеристик грунта, этажности здания, используемого оборудования и самого проекта.

Типы ЖБС

На заметку! Подобные сваи востребованы как в гражданском строительстве, так и при обустройстве частных домов.

• Пустотелыми. Этот вид представляет собой сваи-оболочки, которые с помощью вибропогружателя монтируют в заранее подготовленные скважины. Причем, выемка грунта обязательна.
• Комбинированными.

На заметку! Использование набивных ЖБС более целесообразно, так как их легко контролировать по размерам, заложенным в проекте, а также они способны выдерживать значительные нагрузки.

Способы погружения ЖБС в грунт

По способу погружения в грунт ЖБС различают:

• Забивные. Погружение опор в грунт происходит с помощью пневматического молота. Предварительно производят необходимые расчеты глубины погружения опоры, силы удара и времени, которое понадобится на монтаж.

• Вдавливаемые. Эта технология предусматривает вдавливание свай в почву с помощью специального оборудования.

Важно! Этот «щадящий» способ разработан для использования в тех случаях, когда при возведении новых сооружений недопустимо какое-либо влияние в плане вибрации на фундаменты уже существующих зданий.

• Вибропогружаемые. Методика основана на том, что почва изменяет свою структуру в процессе вибрационного воздействия на нее: в результате сваи медленно погружаются в грунт. Подобная технология требует специального, дорогостоящего оборудования.

• Винтовые. Их погружают в почву методом ввинчивания. Опоры имеют сварные или литые наконечники.

Методы армирования ЖБС

По методу армирования различают железобетонные сваи с:

Важно! Отличительной особенностью ЖБС, имеющих подобное армирование (по сравнению с обычными ж/б сваями), является их устойчивость к образованию трещин и лучшая сопротивляемость к сгибающим и растягивающим нагрузкам, возникающим в ходе их эксплуатации.

• С ненапрягаемой продольной арматурой.

Особенности конструкции

По конструктивным особенностям выделяют:

• Цельные ЖБС.
• Сборные. Состоят из нескольких секций, которые соединены между собой посредством болтов или сварки (используют технологию специального сочленения «стакан»).

Взаимодействие с почвой

По взаимодействию ЖБС с почвой различают:

Форма поперечного сечения

Форма поперечного сечения ЖБС может быть:

• Квадратной. Эти изделия наиболее востребованы на строительном рынке, как более технологичные и менее трудоемкие.

Важно! Их недопустимо использовать в районах с вечной мерзлотой: даже при небольшом оттаивании сваи отклоняются, и происходит перекос сооружения.

• Круглой (полой или цельной).

Важно! Рекомендовано использовать подобные изделия в районах с повышенной сейсмичностью.

• Прямоугольной.
• Тавровой.
• Квадратной с круглой внутренней полостью.
• Двутавровой.

Геометрия пяты сваи

Геометрия пяты изделия может быть:

• заостренной;
• тупой.

Размеры

Чаще всего для возведения зданий используют готовые опоры сечением либо 300Х300, либо 400Х400. Но, для малоэтажного строительства жилых домов подойдут сваи сечением 150Х150 или 200Х200. Длина же изделий варьируется в пределах от 3 до 12 метров.

На заметку! Если нужна более длинная свая, то ее делают сборной путем внедрения в материал изделия закладных из стали, которые позволяют в дальнейшем осуществить сварные работы для соединения отдельных секций друг с другом.

Фундамент на сваях

Для облегчения ввода в грунт, стержни обычно имеют заостренный наконечник. Стоит сразу отметить, что закладка фундамента на забивных железобетонных сваях своими руками, без применения специальной строительной техники, невозможна.

Важно! Для того, чтобы свайный фундамент из бетона имел требуемую проектом прочность, нижняя часть стержня должна иметь опору в твердом грунте. В противном случае, при пучении почвы, основание не сможет выдержать вертикальное давление здания.

Достоинства свайного основания

Прежде чем описать сложности устройства основания здания на сваях, рассмотрим почему строители выбирают данный фундамент:

Некоторые недостатки основы

Безусловно, как и любая технология, данный способ устройства основания под дом имеет некоторые ограничения и недостатки.

Важно! Закупать сваи следует только у проверенных поставщиков. Определить визуально их несоответствие ГОСТам очень трудно.

Расчет столбчатого фундамента

Разметка

Места установки свай определяются при помощи специального прибора — теодолита. Далеко не все частные подрядчики имеют его в своем арсенале. Кроме того, пользование данным инструментом предполагает наличие определенных знаний у инженера.

Если вы планируете самостоятельную разметку поля при помощи подручных средств, то можно посоветовать придерживаться определенных условий.

Инструкция по самостоятельной разметке:

Важно! Две диагонали, соединяющие разные противоположные углы прямоугольника, должны иметь абсолютно равные значения.

1. В размеченных углах устанавливаются столбики обноски, которые соединяются по периметру веревкой. Вдоль линий обноски, при помощи лопаты, определяются лидер — лунки, места забивки свай. Лунки должны находится на равных друг от друга расстояниях.

Более детально ознакомиться с порядком расчетов и нанесением разметки на участок строительства можно, посмотрев видео в этой статье.

Устройство ростверка

В случае с устройством свайного основания любого типа, дальнейшее строительство предполагает создание ростверка, который является связующей конструкцией, соединяющей стержни.

Ростверк может быть выполнен двумя способами:

1. монолитной плитой;
2. лентой, соединяющей все сваи.

При этом, ростверк не всегда является монолитным.

В зависимости от элементов и способов, связующие конструкции подразделяются на следующие типы:

1. монолитный железобетонный армированный пояс;
2. готовые изделия в сборном виде;
3. комбинированный.

Требования к устройству ростверка

Данный документ включает в себя рекомендации по проектированию ростверков, инструкции и примеры расчетов ростверков под различные типы зданий.

Основные моменты, которые следует учитывать, устраивая свайный фундамент с железобетонным ростверком:

Виды связующей конструкции

Кроме того, что ростверк может быть монолитным или ленточным, сама конструкция может иметь разный уровень расположения относительно поверхности грунта:

Фундамент из бетонных свай

Для реализации проекта нужно меньше времени, трудозатрат, финансов, можно не выравнивать высотные перепады и сделать строение устойчивым даже при строительстве на подтопляемых участках.

Работы по монтажу свайного фундамента своими руками

Для монтажа ж/б свай понадобятся определенные материалы, инструменты, выполненные заранее расчеты и проект. Если самостоятельно просчитать параметры трудно, можно воспользоваться онлайн-калькуляторами либо услугами профессионалов.

Выбор типа свай

Типы свайных фундаментов:

Сваи могут располагаться в грунте по-разному: по отдельности в важных узлах основания, лентами по периметру стен, кустами в точках для массивных конструкций, полем с целью поддержки ростверка.

В частном строительстве обычно используют железобетонные набивные, винтовые стальные сваи. Наиболее распространены такие типы фундамента, как свайно-винтовой и буронабивной.

Разметка участка

Бурение ям

Если фундамент бурится своими руками, к буру привязывают уровень – вертикаль нужно контролировать после каждого оборота.

Установка опалубки

Изготовление арматурного каркаса

Заливка бетона

4 Общие положения

а) результатов инженерных изысканий для строительства;

б) сведений о сейсмичности района строительства;

в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия их эксплуатации;

г) действующих на фундаменты нагрузок;

д) условий существующей застройки и влияния на нее нового строительства;

е) экологических требований;

ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений;

и) геоподосновой или инженерной цифровой модели местности (ИЦММ) с отображением подземных и надземных сооружений и коммуникаций;

к) технических условий, выданных всеми уполномоченными заинтересованными организациями.

Примечание — Допустимо применение свай для снижения величины осадки фундаментов или для устройства армирования грунтов.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2, 3).

4.4 Работы по проектированию свайных фундаментов следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными (4.1).

4.11 Защиту стальных свай от коррозии допустимо выполнять цинкованием или путем окраски их поверхности составами на основе эпоксидных смол, стойкими к истиранию.

(Введен дополнительно, Изм. N 1, 3).

6 Виды свай

6.1 По способу заглубления в грунт различают следующие виды свай:

в) набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного вытеснения — отжатия грунта;

г) буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них предварительно изготовленных железобетонных элементов;

6.3 Забивные и вдавливаемые железобетонные сваи размером поперечного сечения 0,8 м включительно и железобетонные сваи-оболочки следует подразделять:

б) по форме поперечного сечения — на сваи квадратные, прямоугольные, таврового и двутаврового сечений, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения;

в) по форме продольного сечения — на призматические, цилиндрические, с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные);

г) по конструктивным особенностям — на сваи цельные и составные (из отдельных секций);

6.4 Набивные сваи по способу устройства подразделяют на:

б) виброштампованные, устраиваемые в пробитых скважинах путем заполнения скважин жесткой бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде трубы с заостренным нижним концом или закрепленным на ней вибропогружателем;

в) в выштампованном ложе, устраиваемые путем выштамповки в грунте скважин пирамидальной или конусной формы с последующим заполнением их бетонной смесью.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

6.5 Буровые сваи по способу устройства подразделяют на:

б) буронабивные с применением технологии непрерывного полого шнека;

в) баретты — буровые сваи, изготавливаемые технологическим оборудованием типа плоский грейфер или гидрофреза;

г) буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые путем бурения скважин с последующим образованием уширения взрывом (в том числе электрохимическим) и заполнением скважин бетонной смесью;

д) буроинъекционные диаметром 0,15-0,35 м, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания (инъекции) в них мелкозернистой бетонной смеси, а также устраиваемые полым шнеком или с использованием не извлекаемых буровых штанг;

е) буроинъекционные диаметром 0,15-0,35 м, выполняемые с уплотнением окружающего грунта путем обработки скважины по разрядно-импульсной технологии (серией разрядов импульсов тока высокого напряжения — РИТ);

з) буроопускные сваи с камуфлетной пятой, отличающиеся от буронабивных свай с камуфлетной пятой (см. подпункт «г») тем, что после образования и заполнения камуфлетного уширения в скважину опускают железобетонную сваю.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

6.5а (Введен дополнительно, Изм. N 1), (Исключен, Изм. N 3).

6.10 Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости свай и свайных ростверков следует назначать, руководствуясь ГОСТ 19804.6, СП 63.13330, для мостов и гидротехнических сооружений — соответственно СП 35.13330 и СП 40.13330.

6.12, 6.13 (Введены дополнительно, Изм. N 1).

Что такое сваи?

Это проверенные строительные изделия, которые дают возможность строить надежные фундаменты.

Эти изделия выпускают сейчас из самых разных материалов: металлические, асбестовые, бетонные и пр.

Поскольку свайные стволы предназначены для противодействия нагрузкам, которые оказываются на основании строения.

Они должны быть предельно надежными, прочными и способными справляться с любыми отрицательными факторами.

Технические характеристики свай из железобетона

Большинство параметров свайных стволов определяется маркой бетона, который используется при их изготовлении.

Например, марка бетона, характеризует прочность ствола. Цифры марки бетона показывают предельную прочность на сжатие.

В производстве жб свай используется бетон В7.5 и более высокого класса. Наименьшую прочность на сжатие определяют по этому сорту бетона.

Массу железобетонных стволов определяет в первую очередь их объемы. И чем больше они, тем больше весовые показатели.

К положительным качествам железобетонных свай любого типа можно отнести:

К минусам свай можно отнести только тяжесть продукции. Этот показатель делает часто малодоступной доставку и установку.

Фундамент на сваях жб делают в той местности, где грунт является проблемным, а здание построить нужно. В местности с таким грунтом только железобетонные сваи обеспечат устойчивость постройки, передав нагрузку на устойчивые пласты.

Железобетонный свайный фундамент для блочного здания имеет много преимуществ перед другими типами оснований.

Если сравнить возведение столбчатого фундамента с другими, то устройство такого основания под дом из блоков куда технологичней.

Фундамент свайный полагает бурение скважин заданной величины, установки в них арматурных прутьев, заливки их бетоном.

Большим преимуществом такого способа является возможность выполнения скважин ручным буром.

Ограничения в применении свайного основания

У такого типа фундаментов есть и недостатки, вернее ограничения, которые препятствуют их применению.

Железобетонные основания не стоит применять в горизонтально неустойчивых грунтах, потому как здание не будет устойчивым к опрокидыванию.

При возведении такого фундамента возникают проблемы с цоколем.

Приходится заполнять пространство между сваями, как в столбчатом основании.

Это требует дополнительных затрат средств.

На видео продемонстрирована забивка жб свай ИЖ-3-38-С1 (С2) С-08 безопалубочного формования