Арматурный каркас для свай 3 или 4. Арматурные каркасы для буронабивных свай. Преимущества применения каркасов из арматуры
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.
Забивной свайный фундамент – вид фундамента, при котором погружение свайных столбов осуществляется без предварительного извлечения грунта для установки. Классический метод установки – забивание свай ударным методом. Для этого используются специальное сваебойное оборудование – гидравлическое, паровоздушное или дизель-молоты. В некоторых случаях для погружения свай используются другие способы. К ним относятся установка с помощью вибрации и вдавливания. Наземная часть свай скрепляется ростверком.
Готовые свайные столбы , при помощи специальной техники, загоняются в землю на необходимую глубину.
Изготавливаются в процессе строительства фундамента . В местах установки проводится бурение скважины на глубину погружения будущей сваи. Затем в скважину устанавливается арматура, после чего отверстие заполнятся цементным раствором. Иногда, при обустройстве фундамента на неустойчивых почвах, для дополнительной надежности в скважину помещается металлическая труба и только затем проводится бетонирование.
Достоинства и недостатки забивного свайного фундамента
Эксплуатационные особенности, а также достоинства и недостатки зависят в первую очередь от материала и технологии изготовления свай. Но существуют и общие характеристики.
Достоинства забивного фундамента
- Обладают высокой прочностью и способны выдерживать большие нагрузки , особенно фундаменты на железобетонных сваях.
- Монтаж фундамента не требует серьезной подготовки участка и объемных земляных работ.
- Идеально подходит для затопляемых территорий , так как есть возможность поднять дом над уровнем затопления.
- Монтажные работы, не смотря на трудоемкость, проводятся в короткие сроки .
- При возведении забивного основания, почва не разрыхляется , а наоборот, утрамбовывается, за счет чего повышается надежность и устойчивость конструкцию.
- Нагрузки на фундамент передаются на глубинные плотные грунты. Это увеличивает несущую способность основания .
Недостатки
- Необходимость привлечения спецтехники .
- Могут возникнуть сложности с оборудованием цокольного помещения .
- Фундамент недостаточно надежен на набухающих и просадочных грунтах .
- Возможна неравномерная усадка фундамента. Причиной может послужить различие в плотности грунта и разная нагрузка на сваи.
Классификация свай забивного типа
По типу сечения столбы бывают:
- цельными;
- трубчатыми (диаметр которых не превышает 80 см и которые имеют грунтовое ядро);
- Н-образными;
- с закрытым концом.
По материалу изготовления могут быть:
- из древесины;
- из стали;
- железобетонными.
Особенности деревянного забивного фундамента
Деревянные забивные сваи используются в тех случаях, когда подошва фундамента располагается ниже залегания грунтовых вод.
Для изготовления свайных столбов используются смолистые и устойчивые к гниению породы деревьев – сосна, дуб, ель, пижма, кедр и т.д.
Деревянные сваи чаще всего имеют ширину сечения от 25 до 30 см, а погружение в почву может достигать 12 метров. Конец, который погружается в почву, обязательно должен быть заострен. Если фундамент возводится на плотной почве, на заостренный конец надевается колпачок из стали. Наземная часть столба оформляется под наголовник или стальной бугель.
Различают три вида забивных деревянных свай.
- Одиночные . Классические деревянные столбы, которые монтируются по одному.
- Пакетные . Свая представляет собой несколько брусьев (обычно 3 или 4 шт.), составленных вместе.
- Сваи из клееного бруса . Основное достоинство этого вида – возможность изготовить свайный столб любой длины. Технология изготовления клееного бруса заключает в себе склеивание высушенных и строганных досок. Для работы применяются био- и водостойкие клея, что повышает долговечность и эксплуатационные характеристики изделия.
Заглубление деревянного столба должно проходить на глубину не менее 1,2 метра. Обязательно учитывается уровень промерзания грунта – свая погружается ниже ее как минимум на 0,5 м.
Достоинства и недостатки деревянного забивного фундамента
Основным недостатком такого основания является подверженность древесины гниению. Регулярно меняющийся уровень влажности в почве значительно сокращает срок службы свай из древесины.
К достоинствам деревянных основания относят:
- экологичность;
- способность к восстановлению прежних свойств после некоторого давления;
- простоту монтажа;
- невысокую стоимость.
Особенности забивного фундамента на ЖБИ-сваях
Железобетонные сваи бывают двух видов – цельными и полыми. Полые изготавливаются при помощи центрифуги, имеют чаще всего круглую форму и используются в строительстве одноэтажных зданий. Не подходят для возведения фундамента в сейсмически активных зонах, торфяных почвах . В отличие от цельных, полые свайные столбы имеют меньший вес, что значительно упрощает работу с ними.
Маркировка свай из железобетона в соответствии с ГОСТом
- «С » — столбы с поперечным армированием.
- «СК » — сваи круглые, имеющие полость.
- «СП » — столбы квадратной конфигурации, имеют круглую полость, за счет чего снижается их вес. Армируются как напрягаемым, так и обычным методом.
- «СГ » — прямоугольные сваи из тяжелого бетона. За счет увеличения площади сечения, отличаются большей несущей способностью, чем квадратные.
- «СЦ » — сваи с квадратным сечением без поперечного армирования.
- «1СД » — колонновидные сваи.
- «2СД » — колонновидные сваи, предназначенные для установки по средним осям.
- «ССН », «ССВ » — составные свайные столбы.
Железобетонные сваи сплошного сечения
Цельные сваи бывают нескольких форм – Н-образные, круглой, квадратной или прямоугольной конфигурации.
Особенности армирования
Для изготовления используется гидротехнический бетон и стальная арматура. Армирование может быть как обыкновенным или натяжным.
Особенность армирования с помощью предварительно напряженной арматуры в том, что металлический элемент, прежде чем бетонировать, растягивают с помощью домкрата или другого приспособления.
Также растяжение можно усилить при использовании электричества – через арматуру пропускается огромный ток, что приводит к нагреву металла и он расширяется. Арматура фиксируется в этом состоянии на протяжении всего цикла бетонирования сваи.
После застывания бетона, напряжение с металлического элемента снимается – прекращается подача тока или ослабляется фиксация домкратом. Такой способ увеличивает прочность изделия.
Между бетоном и металлом возникает напряжение, так как металлический элемент пытается сжаться, а бетон — сохранить свои позиции – старается растянуть металл в прежнее состояние. Это дает возможность частично потянуть армирующий элемент на изгибе и повысить прочность всей конструкции.
В зависимости от положения, сваи армируются двумя способами.
- Продольное армирование . Представляет собой основную рабочую арматуру.
- Поперечное армирование . Его цель – объединить продольную арматуру и принимать ударную нагрузку в процессе забивания сваи.
Применение забивного ЖБИ фундамента
Железобетонный свайный фундамент — наиболее распространенный тип фундаментов. Он используется для:
- строительства частных домов;
- строительства производственных зданий и сооружений;
- строительства многоэтажных и малоэтажных построек;
- для построек из кирпича, древесины, газобетона, пеноблоков и других материалов;
- как основание под каркасные дома, гаражи, беседки и другие хозяйственные постройки.
Особенности ЖБИ-фундамента
- Бетонные сваи обладают высокой прочностью и выносливостью. Согласно ГОСТу, прочность бетонного столба должна быть не меньше 200 кгс/см 2 . Минимальный вес, который может выдержать свая – 125 тонн.
- Бетон склонен к разрушению в неблагоприятной среде – почвах с высоким содержанием хлоридов, кальция, сульфатов и других минеральных солей и щелочей.
- Большой вес ЖБИ-свай затрудняет транспортировку и установку.
- Использование для фундамента того или иного типа свай зависит, в первую очередь, от особенностей почвы .
Подбор типа ЖБИ-основания под почву
- Свайные столбы напряженного армирования применяются для установки в грунтах, обладающих средней плотностью.
- Сваи обычного армирования – для монтажа на песчаных и глиняных почвах .
- Свайные столбы продольного ненапряженного армирования – на грунтах склонных к сжиманию, не имеющих глины и валунов.
- Колонновидные сваи применяются на глиняных и средней плотности грунтах.
- Круглые сваи полого сечения – для одноэтажных зданий на устойчивых почвах.
Стальные забивные сваи
Изготавливаются из различного профиля – швеллера, труб и т.д. В длину различают короткие, длинные и составные.
Используются для фундаментов под любые строения, как частные, так и специального назначения, а также применяются в тех случаях, когда нет возможности возведения фундамента на железобетонных сваях.
По конструкции стальные сваи бывают:
- корневидные;
- конические;
- анкерные;
- колонны.
Чаще всего в строительстве забивного фундамента используются конические сваи.
Достоинства и недостатки фундамента на стальных сваях
Фундаменты на стальных сваях могут возводиться в сложных геологических условиях, например на почвах с высокой плотностью.
К основным плюсам относятся:
- Небольшой вес.
- Возможность установки на глубину до 90 м.
- Возможность возведения фундамента круглогодично.
- Длительный срок службы.
Минусом фундамента на металлических сваях является его подверженность коррозиям. Основание может разрушиться в очень короткий срок при неправильной технике возведения, высокой агрессивности среды эксплуатации и некачественном антикоррозийном покрытии.
Этапы возведения забивного свайного фундамента
Прежде чем приступить к монтажу фундамента, необходимо рассчитать необходимые параметры и составить проект здания и самого фундамента с учетом веса, планировки и других особенностей будущей постройки.
При проектировании учитываются несколько факторов.
Особенности грунта.
- глубина залегания грунтовых вод;
- агрессивность среды;
- уровень затопления почвы и т.д.
Вес, который придется выдерживать фундаменту.
- масса самого строения;
- масса кровли, чердачного перекрытия и т.д.
Места расположения свай . Сваи располагаются:
- на каждом углу по наружному периметру;
- на местах пересечения внутренних стен и стыках наружной и внутренней стены;
- дополнительные сваи располагаются по периметру здания и внутренних помещений, расстояние между сваями должно быть не более 3 метров .
Процесс монтажа
Забивание свай — основной монтажный этап при возведении данного типа фундаментов.
Этап 1. Подготовительный.
Прежде чем приступить к монтажным работам, проводится подготовка территории, осуществляется отведение грунтовых вод и рытье котлована. Делается разметка территории, места установки свай отмечаются колышками.
Этап 2. Забивание свай.
Сваи с помощью спецтехники поднимаются и устанавливаются в отведенных местах. Затем с помощью сваебойной машины столбы погружаются в грунт.
Этап 3. Выравнивание.
Установленные сваи проверяются на отклонения и подрезаются до требуемого уровня.
Этап 4. Оборудование ростверка.
Наземная часть свайных столбов соединяется ростверком, чаще всего бетонным. Для его монтажа устанавливается опалубка, проводится армирование и бетонирование. Так же ростверк может быть выполнен из деревянного бруса или метала, в зависимости от материала изготовления свай.
Вконтакте
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:
- Вес материала всех стен и перегородок, вычисляемый как произведение необходимого количества кладочных элементов на массу одного из них.
- Вес перекрытий – балок, чернового и чистового пола и потолка первого и второго (при наличии) этажей.
- Вес отделочных материалов для наружной и внутренней отделки стен.
- Вес кровли с учетом массы всех стропильных балок, обрешетки, того или иного кровельного материала.
- 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:
- 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.
- 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:
- С заглубленной обвязкой;
- С поверхностным ростверком;
- 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.
Армирование столбчатого фундамента является обязательным условием, позволяющим получить прочное, надежное основание для дома. Бетон способен выдерживать нагрузки на сжатие, но деформируется под воздействием на изгиб и растяжение. Существует несколько видов металлических каркасов для буронабивных свай. Они монтируются по различной технологии в зависимости от параметров опоры и условий ее эксплуатации.
Виды металлического каркаса
Армирование может быть нескольких видов:
- Плоским, сделанным из нескольких слоев металлических прутьев, соединенных между собой поперечными перемычками с помощью проволоки или сварки. Используются в качестве основы для закладки буронабивных опор и повышения прочности железобетонных опор небольшого диаметра.
- Объемным в виде круга или квадрата, изготавливаются с помощью автоматизированных сварочных линий. Требуют выполнения точных расчетов перед монтажом. Применяются для конструкций, несущих на себе значительную нагрузку от домостроения.
Согласно ГОСТа 10992, армирование свай может быть продольным и поперечно-продольным.
Продольным способом армируют конструкции, устанавливаемые в устойчивом грунте средней плотности: супеси, глина, суглинки. В сейсмически активных районах такое армирование не применяют из-за плохого сопротивления на изгиб и растяжение.
Армированный продольный каркас состоит из рифленых металлических стержней, соединенных между собой с помощью перемычек. В продольном ряду должно быть от 4 до 8 рядов прутьев, сечением от 12 до 15 мм.
В процессе погружения верхняя и нижняя части сваи испытывают максимальную нагрузку. Чтобы конструкция не деформировалась, ее усиливают сверху стальными сетками, установленными на расстоянии 50 мм друг от друга. Таких сеток монтируют 4-5 штук. Нижнюю часть укрепляют стальной обоймой, изготовленной в форме конуса. Ее приваривают к выступающим прутьям арматуры, подогнутым вовнутрь.
Продольно-поперечный способ более надежный. Из-за большого расхода металла, стоят такие опоры значительно дороже. Но они способны выдерживать повышенные нагрузки. Изготавливают каркас из металлических прутьев диаметром от 11 до 15 мм, класса А1 или А2. Поперечные перемычки, соединяющие продольные ряды, изготавливают из металла, сечением от 8 до 12 мм.
При армировании круглых опор иногда применяют стальную сетку, собранную в цилиндр.
Расстояние между поперечными перемычками выбирают в зависимости от плотности грунта. В центральной части шаг составляет 200-300 мм. Если опора более 12 м расстояние между перемычками должно быть не более 200 мм.
Верхние концы опор усиливают сеткой из арматуры, а на нижний конец надевают стальной наконечник.
Расчет параметров каркаса
Свайный фундамент находит широкое применение при строительстве небольших домов из легких материалов. Чем выше масса постройки, тем шире должно быть сечение опоры. Наиболее часто применяют буронабивные сваи диаметром 30 см.
При расчете количества опор, их сечения и способа армирования нужно учитывать характеристики грунта на строительном участке и массу дома с учетом материалов, применяемых для строительства, мебели, людей, которые могут находиться в доме.
Такой важный этап лучше доверить профессионалам. При неправильных расчетах опора может не выдержать несущей нагрузки от домостроения и деформироваться или разрушиться. Это повлечет за собой в лучшем случае необходимость капитального ремонта, а в худшем варианте развития событий создаст угрозу жизни людей, находящимся в доме.
На устойчивых грунтах, при достижении пласта плотной почвы, достаточно будет свай, сечением 30 см и длиной 2, 5 мм. Для устройства фундамента под домостроения средних размеров понадобится около 40 штук армированных свай.
Армирование буронабивных свай
Буронабивные опоры изготавливаются на строительном участке, там же происходит и их усиление металлическим каркасом.
В грунте бурят скважину нужных размеров. Затем в нее с помощью крана вставляют предварительно смонтированный стальной каркас. Затем устанавливают трубу и заливают бетонным раствором.
Последовательность монтажа буронабивных свай:
- Выполняют все необходимые расчеты. Определяют количество и диаметр свай.
- Согласно проекту выполняют разметку расположения опор на участке.
- Бурят скважину: 150-200 см земли удаляют с помощью буровой насадки, остальную глубину достигают, используя шнек.
- На дно отверстия насыпают песок, толщиной 250-300 мм, песчаная подушка служит для повышения несущих свойств почвы.
- Опускают обсадную трубу, выполняющую функцию опалубки.
- Выполняют армирование буронабивных свай. В пробуренное отверстие с помощью крана вводят каркас из арматуры. Его изготавливают с горизонтальной обвязкой из вертикальных прутьев диаметром 10-16 мм.
- Скважину заливают цементно-песчаным раствором, приготовленным в пропорции 1:3.
- Обсадную трубу по мере заполнения полости раствором поднимают.
- Когда скважина полностью заполнена бетонным раствором, обсадную трубу вынимают, формируют оголовок опоры.
Для предотвращения нарушения целостности только что залитой сваи, опоры заливают бетонным раствором через одну. Стоящую рядом сваю монтируют после того, как предыдущая наберет прочность не менее 30%.
Армирование буроинъекционных опор
Технология устройства буроинъекционных свай похожа на монтаж буронабивных опор. Меняется только последовательность при заливке и монтаже армирования.
При монтаже буроинъекционных опор сначала отверстие заливают цементным раствором, сразу пока он не застыл внутрь опускают предварительно смонтированный армированный каркас.
Буроинъекционное строительство включает в себя метод нагнетания мелкодисперсного бетона в заранее подготовленную скважину. Таким способом устанавливают опоры сечением до 25 см.
Армирование забивных опор
Сваи забивного типа изготавливают в заводских условиях. На специальных производственных линиях выполняются все циклы производства, включая монтаж металлического каркаса.
Опалубкой служит металлическая труба, в нее вставляют армированный каркас. После этого конструкцию заполняют бетоном и перевозят в специальную камеру, где под действием определенной температуры происходит затвердевание бетона. Когда прочность достигает нужных параметров, сваю перевозят на склад.
Армирование свай своими руками
Подготовить все необходимое для изготовления металлического каркаса нужно заранее. Для монтажа буронабивных опор понадобятся такие инструменты и материалы:
- болгарка для нарезки металлических прутьев;
- сварочный аппарат для монтажа армированного каркаса;
- вибрационный аппарат для уплотнения бетонного раствора внутри сваи;
- буровая машина;
- бетономешалка;
- лопаты;
- готовый бетон или его составляющие: песок, цемент, щебень;
- металлические прутья рифленые и гладкие;
- рубероид;
- проволока.
Пошаговая инструкция по армированию свай своими руками:
- Стальные прутья нарезают на отрезки нужной длины с помощью болгарки.
- Для поперечных перемычек отрезки прутьев выгибают до получения округлой формы или подготавливают 4 куска, которые впоследствии приваривают по бокам продольного каркаса.
- Нужное количество продольных прутьев укладывают параллельно друг другу, соединяют их верхние, нижние концы и середину поперечными перемычками.
- Собирают вторую часть каркаса. Соединяют между собой двойным сварным швом.
- Обрабатывают составами против коррозии.
- Опускают армированный каркас в подготовленное отверстие.
- Заливают бетонным раствором, уплотняют его вибрационной установкой.
После монтажа свай и набора ими достаточной прочности приступают к монтажу ростверка. Монтируют опалубку из досок, которая должна быть выставлена строго по уровню.
Армирование ростверка
Ростверк служит для равномерной передачи нагрузки от домостроения через столбы на плотные слои грунта. Он предохраняет постройку от чрезмерной усадки в местах наибольшей несущей нагрузки. Он бывает висячий или заглубленный в грунт.
Армирование выполняют двумя рядами металлических стержней, уложенных вдоль бетонной ленты. Верхний и нижний ряды прутьев соединяют с помощью вертикальных и горизонтальных перемычек.
В качестве перемычек применяют:
- Выгнутую в виде хомутов арматуру прямоугольной формы. Ее изготавливают из гладких металлических стержней класса А, сечением 8-10 мм.
- Прутья приваривают к верхнему и нижнему продольным рядам. Все элементы должны быть изготовлены из одного материала.
В продольных рядах стержни монтируют с шагом 10 сантиметров по 3-4 ряда стержней в каждом поясе. Перемычки устанавливают на расстоянии 200-300 мм. Вертикальные стержни крепят с шагом, не менее 40 см друг от друга.
Арматура должна быть спрятана в бетон. При взаимодействии с воздухом и осадками она со временем начнет разрушаться.
После обрезки свай до нужного размера, из них будет выступать арматура. Она будет использоваться в качестве соединительного элемента между ростверком и столбами.
Перед началом армирования рассчитывают нагрузки, делают чертеж расположения арматурного каркаса.
Пошаговая инструкция по армированию ростверка:
- Монтируют опалубку, следят, чтобы ее боковые стенки располагались строго по уровню.
- Металлические стержни скрепляют между собой по 3-4 штуки проволокой и опускают в опалубку. Перемычки устанавливают на расстоянии друг от друга 200-400 мм.
- Углы соединяют с помощью гнутых Г- и П-образных профилей.
- Арматура должна отступать от опалубки по 50 мм с каждой стороны и снизу, чтобы впоследствии не оказалось, что ее края выступают из бетонной ленты.
Стальной каркас должен располагаться строго по горизонтальному и вертикальному уровню. От этого зависит качество ростверка и надежность дома.
Диаметр применяемых свай должен быть не менее 30 см, количество стальных прутьев в продольном поясе от 3 и более штук, припуск арматуры под монтаж ростверка предусматривают не менее 50 см.
Нюансы строительства столбчатого фундамента представлены на видео:
Чтобы дом имел длительный срок эксплуатации, был прочным и надежным, а также не давал неравномерной усадки, нужно выполнять армирование столбчатого фундамента и ростверка. Должны быть выполнены все расчеты в зависимости от типа грунта и веса будущего дома.
Буронабивные сваи – это железобетонные устройства, состоящие из круглых столбов, устанавливаются по всему периметру будущей постройки. Глубина конструкции может быть самой разной, все зависит от несущей способности и типа почвы. А на количество столбов и их расположение влияет общая тяжесть дома. Чем она выше, тем ближе будут монтироваться сваи, но обязательно под несущими основными стенами. Форма изделий предполагает армирование буронабивных свай прутками круглыми и продольными.
Для установки бурится скважина минимум диаметром 15 см, но при необходимости опора может увеличиться в размере способом расширения. Для постройки легкого каркасного дома на склоне, где отмечаются большие перепады высоты, этот фундамент на сваях будет рациональным и верным решением. Особенно важно установить такую конструкцию в местах, где почва промерзает ниже 150 см.
Техника выполнения армирования
Подготавливается схема армирования буронабивных свай, место под монтаж и бурения скважин, где устанавливается опалубка цилиндрической формы. Она может быть съемной или нет, изготавливается из гибкого ПВХ. Достоинства материала: дает возможность поднять оголовок, устроить расширенную систему; материал удобный при транспортировке и легкий, хорошо сворачивается в компактный рулон.
Неподвижной сухой почве ПВХ идеально подходит, для многослойных грунтов используется опалубка из стали с цинковой защитной или полимерной обработкой от коррозии. Получить больше надежности можно, добавив рубероид, он заранее сворачивается в трубу. Это нужно, чтобы изолировать материал от агрессивной внешней среды, погодной непредсказуемости, влаги и существенно увеличить срок службы установки.
Неважно, какой материал вы взяли для опалубки, диаметром он должен соответствовать размерам сваи или быть меньше. Армирование буронабивных свай без устройства опалубки не выполняется. Это может привести к сдвигу арматуры и обвалу грунта.
- Строительство начинается с точной разметки закладки будущего основания, проводится расчет необходимого материала;
- В условленном месте раскапывается траншея глубиной 0,5 м;
- Теперь, где были поставлены метки грунтового промерзания, нужно пробить отверстия конической или цилиндрической формы;
- Проводится укладка рубероида в 2 слоя, в месте установки сваи;
- В подготовленное углубление вставляется армированный скелет, важно следить, чтобы он не достал дна отверстия;
- Готовится бетонный раствор;
- Окончательно правильно фиксируются сваи;
- Осуществляется заливка бетоном.
Устройство опалубки и ростверка
Для удаления образовавшихся воздушных пузырьков потребуется специальная вибрационная машинка. Также необходимо уплотнить бетонный состав и сформировать хорошую основу. Торчащие отрезки арматуры далее закрепятся в толще ростверка. Если образовались зазоры между сваями и обсадкой, они устраняются песочной смесью. Как правило, армирование буронабивных свай диаметром 30 см происходит гораздо чаще, чем с другими размерами. Подобная конструкция хорошо держит дома, которым необходим фундамент с большой глубиной залегания.
Следующий этап заключается в устройстве опалубки и засыпке песка в траншее. Это нужно для амортизационного эффекта дома. Далее, происходит армирование опоры здания, монтируются связанные решетки из арматуры. Следующим слоем кладется ростверк и производится последняя стадия бетонирования основания.
Использование ростверка на этом этапе жизненно важно для фундамента. Он является прочным каркасом, который будет противостоять всем разрушительным силам извне, во время длительной эксплуатации объекта. До полной готовности и сушки фундамента должно пройти несколько дней.
Арматурный каркас
Это вертикально стоящие металлические прутки, соединяющиеся между собой такими же деталями, только вертикальными. Поверхность изделий ребристая. При вертикальном армировании берется арматура – 10-12-16 диаметра. Они хорошо держат нагрузку. Горизонтальная обработка выполняется из гладкой арматуры 6-8 мм диаметра. Шаг составляет 1м для связки жесткой конструкции.
Каркас делается следующим образом:
- используются прутки продольной формы;
- проводится жесткая или нежесткая сцепка арматуры.
Для жесткой связки понадобится сварка, арматура берется диаметром 8 мм. Для нежесткой сцепки понадобится проволока, которой делают спиралевидную обвязку снизу вверх. Бетон используется марки М 400, он работает на прочность осевого сжатия и по морозостойкости отвечает всем требованиям.
Что нужно знать про свайный фундамент?
Фундамент на буронабивных сваях идеально подходит для небольших частных строений. Причем плюсы здесь очевидные: уменьшение финансовых затрат, повышение безопасности и долговечности постройки. Нагрузка на фундамент будет идти равномерно, даже самое сложное строение его не исказит. Следует подчеркнуть, что согласно снип, каркас для армирования может быть круглой или квадратной формы сечения.
Несмотря на доступность сделать процесс армирования своими руками, это достаточно сложная процедура, нужно знать много нюансов:
- Обнаружив на дне пробуренной скважины воду даже в малых количествах, она должна быть немедленно откачена, еще перед заливкой бетона;
- Труба из рубероида обязательна для подвижных почв. Когда застывает бетон, он не должен смешиваться с водой, иначе жидкость потечет в почву, что может привести к постепенному разрушению конструкции. Без рубероида действие мороза будет сильнее проявляться на сваях. Бетон должен быть постоянно влажным до полного застывания. Если он сухой, то нарушаются его прочностные способности. Только рубероид способен предотвратить утечку цементного молока в грунт;
- В процессе соединения ростверка со столбами вертикальные стержни располагаются выше высоты заливаемых свай. Расстояние равняется +3 см к высоте ростверка;
- Через ростверк передается основная нагрузка постройки на грунт. На пучинистой почве его устанавливают на высоте 120-200 мм;
- После установки каркаса в скважину бетон лучше подавать слоями.
Для почвы с большим, частым горизонтальным движением свайные фундаменты не подойдут. Зато он незаменим для грунта с неглубоким слоем промерзания. В частном домостроительстве буронабивные сваи гораздо практичнее и надежнее забивных. В самых сыпучих грунтах первые гарантируют фундаменту полную безопасность, значит, и дом будет в порядке. Такой фундамент вне всякой конкуренции среди других типов оснований, а срок эксплуатации превосходит в несколько раз службу винтовых установок.
Сжатие и разрыв свай
Для бурения скважины подходят ручные, бензиновые или электрические буры, их на рынке сейчас полно по самым разным ценам. Как известно, сваи работают на разрыв и на сжатие. В случае с фундаментом процесс идет на сжатие, поэтому они справляются с сильным морозным пучением. Бывает когда для столбчатого фундамента используется армирование буронабивных свай диаметром 50 см и возводится в пучинистой почве, что предполагает работу на разрыв.
Конструкция такую нагрузку выдержит, только если фундамент будет армироваться вертикальным способом. Понадобится арматура 1 см диаметром, разрешается 1,2 см. Гладким прутом скрепляются между собой прутки периодичностью в 1 м. Диаметр такого прута от 6 до 8 мм, длина 5 – 8 см. Получается надежная, жесткая, прочная металлическая конструкция, которая погружается в скважину.
Одно из основных преимуществ в строительстве фундамента буронабивными сваями – это малозатратность. В качестве основного материала выступает бетон, арматура разного профиля, инструменты, подручный материал для опалубки. Поэтому столбчатые фундаменты популярны в строительстве каркасных домов, дач, гаражей, бань.
Еще очень важное достоинство – простота в сборке, даже армирование свай под буронабивной фундамент под силу выполнить одному, причем неспешна. Каждая свая – это отдельный элемент, который также поштучно обрабатывается. Благодаря этому не нужно замешивать тонны бетона и быстро его использовать, как при монолитных конструкциях.
Недостатки фундамента на армированных трубах: нет возможности обустроить подвальную комнату, небольшая теплоизоляция нижней части дома.