Железобетонные забивные сваи – свойства и характеристики

Несущая способность свай

Планируя строительство свайного фундамента, в первую очередь следует позаботиться об обеспечении должного уровня несущей способности. При этом устанавливать избыточное количество свай экономически нецелесообразно. Поэтому проектирование свайного фундамента обычно поручают специализированной компании. Однако общие знания все же необходимы. В частности:

оценка геологических особенностей местности. Результат определит тип сваи, ее длину, диаметр, толщину и тип арматуры, число продольных стержней, толщину поперечной проволоки, расстояние между забивными сваями;

расчет на трещиностойкость (коэффициент динамичности равен 1,25);

способ установки. Сваи могут быть установлены тремя способами: одиночными опорами, рядным порядком, свайным полем;

расчет на прочность сваи (коэффициент динамичности равен 1,5);

обоснование о необходимости заполнения полых свай;

место расположения близлежащего строения (минимальное расстояние – 15 м.п.)

Как рассчитать количество свай на фундамент

Чтобы примерно определить, сколько свай необходимо для фундамента дома нужно:

рассчитать статическую нагрузку, т.е. определить вес будущего строения. Для этого нужно сложить вес: – материалов, из которого будет построен дом (несущие стены и перегородки);– перекрытий;
– стропильной системы и кровельного материала;
– остекления и дверей;
– отделочных материалов (наружная и внутренняя отделка);
– ориентировочный вес мебели, бытовых, отопительных и сантехнических приборов.

оценить несущую способность одной сваи (узнать можно у производителя, у которого предполагается купить сваи);

рассчитать динамическую нагрузку. Учитывает количество проживающих в доме;

добавить 10-15% на компенсацию погрешности расчета и возможное увеличение массы строения;

разделить вес строения на несущую способность сваи. Таким образом, будет рассчитано число свай. Зная их число, можно определить общую стоимость реализации проекта.

Шага установки забивных железобетонных свай

Что касается расстояния между сваями (шаг установки), то расчет ведётся исходя из их числа и периметра строения. При этом сваи обязательно устанавливаются по углам, в месте пересечения стен, под колоннами, под тяжелыми объектами.

Примечание. Ориентировочные данные для устройства фундамента двухэтажного каркасного дома на суглинистой почве, которая преобладает в РФ: диаметр свай 150 мм, длина 3 м.

Устройство фундамента на забивных сваях

Железобетонные забивные сваи являются хорошей альтернативой другим фундаментам, особенно на сложных грунтах. Разновидность такого свайного фундамента уже давно используется при строительстве домов.

Железобетонная свая

Такой фундамент представляет из себя поле из забитых в грунт свай — железобетонный квадратный стержень с пирамидавидным наконечником. Его размеры в основном варьируются от 150 до 500 мм и длина от 3 до 25 метров. Длинна сваи и его сечение, рассчитываются для конкретного участка и под конкретный проект дома. Для фундамента без ростверка применяются металлические оголовки для крепления к ним обвязки.

Оголовок забивной сваи

Забивание свай производят специальной техникой, на которой установлен гидравлический молот. А специально для небольших свай и маленьких участков есть небольшие установки.  Свая должна опираться в твердые слои грунта. Именно это будет гарантировать соответствующую несущую способность сваи.

Монтаж жб свай сваебойной установкой

Фундаменты с использованием забивных свай обычно разделяют на ленточный и плитный. Плитный тип в данном случаи будет считаться более надежным из за большей опорной площади на грунт. Ленточный фундамент хоть и в меньшей степени опирается на грунт, но имеет неоспоримое преимущество меньшую стоимость возведения.

Сваи жб фундамента могут распологатся следующим образом:

при строительстве плитного типа фундамента в виде свайного поля, обычно используется для строительства многоэтажек;

сваи могут забиваться рядами только под стенами их пересечениях и в углах. Такой метод применяю при возведении частных домов;

в виде отдельных опор, забиваемых в сложных местах, там где явно выражено пучение почвы;

Виды опор для фундамента

В домостроении используют такие типы оснований:

  • буронабивные опоры (бетонные и железобетонные);
  • забивные столбы (железобетонные, металлические и деревянные);
  • винтовые стержни (стальные и железобетонные).

Расчет нагрузок

Допустимая нагрузка на один конструктивный элемент определяется, исходя из ее несущей способности. Основные требования и описания расчетов приведены в нормативном документе СНиП 2.02.03-85.

Теоретическая формула расчета показателя:

где:

  • Yc — коэффициент условий работы;
  • Ycr – коэффициент сопротивления грунта;
  • R – сопротивление почвы;
  • A– диаметр сваи;
  • U – периметр сечения опоры;
  • Ycri – коэффициент, отражающий воздействие почвы на поверхность опоры;
  • fi – сопротивление почвы относительно поверхности силового элемента;
  • li – длина боковой грани одной сваи.

Формула для расчета сопротивления буронабивных опор:

где:

  • Ycf – коэффициент условий действия почвы на боковые поверхности опоры;
  • Hi – толщина грунта, контактирующего с поверхностью сваи.

Предельную нагрузку для забивных свай находят по формуле:

Формула для расчета несущей способности винтовых опор:

где:

  • a1 и a2 – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения почвы;
  • c1 – коэффициент линейности или удельного сцепления для различных грунтов;
  • y1 – удельный вес грунта, расположенного выше винтовой части сваи;
  • h1 – глубина опоры;
  • h – общая длина трубы;
  • d – диаметр винтовой части.

Как видно из формул, несущая способность силовой конструкции зависит от геологических условий на участке, а также размеров свай. Табличные коэффициенты условий работы берут из СНиП 2.02.03-85.

Выбор типа свай обусловлен такими факторами:

  1. Экономической целесообразностью в заданных условиях.
  2. Возможностью строительства своими руками.
  3. Физико-химическими и механическими свойствами грунта.
  4. Периодом года, когда планируется строительство.

Типовые размеры свайных опор

Размеры и несущая способность опорных элементов для усредненных условий всегда проводится в характеристиках изделий при продаже.

Типовые характеристики винтовой сваи:

  • диаметр ствола 108мм, лопасти – 300мм;
  • длина трубы – 2,0–2,5 м;
  • толщина стенки трубы – 4–5мм;
  • толщина лопасти – 5–6 мм.

Популярный размер бетонных винтовых свай:

  • диаметр сечения – 300 мм;
  • длина ствола – 4 м.

Популярные забивные сваи имеют следующие размеры:

  • железобетонные столбы: длина ствола – 3 м, сторона – 150–200 мм;
  • металлические стволы: диаметр 150 мм, толщина стенки – 3,5 мм, длина ствола – 1,5 – 2 м.
  • деревянные: подбирается индивидуально.

Типовой размер буронабивных свай:

  • диаметр – 150 мм;
  • глубина – 3–4 м.

Достоинства и недостатки конструкции

Воздвигая здание, отдать предпочтение в пользу изделий из железобетона следует по таким параметрам:

  • Продолжительный период эксплуатации. При правильном соблюдении технических норм в производственном процессе изготовления свай, изделие прослужит без ремонтных работ в среднем 100 лет.
  • Высокая степень прочности. Сваи с внутренней арматурой удержат нагрузку высотного здания из нескольких этажей.
  • Устойчивость. Противостоят атмосферным и небольшим сейсмическим воздействиям при нахождении в грунте.
  • Монтаж и фиксация на затрудненном ландшафте. Достигается путем применения разнодлинных основ.
  • Чистота и аккуратность. Фундамент из ЖБ свай позволяет проводить подготовительные земельные работы с минимальным загрязнением строительного участка.
  • Быстрота возведения. Монтируется в течение нескольких дней.
  • Сравнительная невысокая стоимость. Заливка и монтаж обойдется дешевле, чем монолитный бетонный фундамент.
  • Не влияют метеоусловия. На ход работ не оказывает воздействия дождь, снег, перепад температур.


Установка таки изделий без привлечения спецтехники является невозможной. Используя в строительстве железобетонные сваи следует учесть и недостатки:

  • массивность;
  • вес;
  • обязательное применение при установке специализированной техники;
  • трудности с возведением цокольного этажа;
  • невозможность применения в скалистой местности.

Схема монтажа

Порядок действий:

  • Подготовительные работы. Производится перебазирование техники, подвоз и складирование свай. Выполняется очистка и планировка участка, разметка свайного поля.
  • Производится забивка пробных свай. Это необходимо для определения условий и параметров опор на практике. Для частного домостроения этот пункт нередко пропускают, хотя он очень важен и позволяет избежать ошибок.
  • Производится погружение свай.

Существует несколько схем забивки, обусловленных необходимостью подхода техники к точке установки.

Неграмотное распределение может стать причиной невозможности установки каких-либо опор из-за помехи, созданной уже погруженными стволами.

Используются следующие схемы:

Выбор наиболее подходящей схемы производится специалистами-сваебойщиками, которые имеют достаточный опыт в таких делах.

Завершающим этапом является создание ростверка. По окончании забивки и выдержки сваи, которая длится до 20 дней, производится обрезка стволов специальным инструментом.

Он удаляет бетон, оставляя в целости арматуру. Ее соединяют с армпоясом ростверка, который отливают в специально созданной опалубке.

Производится весь комплекс работ — создание опалубки, гидроизоляция, установка арматурного каркаса и заливка бетона. Используются только прочные марки, от М200 и выше. Опалубку снимают через 10 дней после заливки, выдержка всего длится 28 дней.

После выдержки материала для набора конструкционной прочности производится гидроизоляция видимой части фундамента, затем можно продолжать строительство.

Монтаж

Выбор способа заглубления делается с учетом структуры почвы на участке, где планируется строительство. Для этого проводят исследования грунта. На основании полученных результатов составляется проектная документация.

Такие изыскания позволяют оценить подвижность грунта, определить глубину введения опор в почву. Кроме того, перед началом монтажа выполняется расчет достаточной нагрузки, оказываемой на 1 сваю. На основании этой информации определяют количество опор для строительства фундамента.

Производится пробное введение сваи в грунт. Это позволяет оценить, как она будет вести себя под воздействием постоянной нагрузки на сжатие, растяжение. Наблюдения продолжаются до 1 недели. Для заглубления опор используют способы, основанные на воздействии динамических или статических нагрузок. В каждом из случаев оголовок следует защитить от разрушающего воздействия молота.

Другие методы:

  • вибропогружение;
  • комбинированный способ.

Первый из вариантов выполняется путем постоянного подъема и опускания опоры. Благодаря этой технологии свая погружается на проектную глубину. Этот метод применяется, если почва достаточно сильно насыщена влагой.

Комбинированный способ заглубления ЖБИ предполагает необходимость совмещения технологии вибропогружения с одновременным подмыванием грунта, что выполняется с целью насыщения его водой, и метода забивания (с помощью специального молота). Этот вариант используется, если земля слишком твердая.

Выбирается метод вибропогружения и забивания, только если планируется приобретать монолитные опоры

Нужно проявить осторожность при использовании технологии воздействия вибрации на сваи, т. к

это может стать причиной ухудшения состояния фундамента на соседних участках.

Пустотелые ЖБИ устанавливают посредством буровой технологии заглубления. При этом изделия устанавливают в готовые отверстия. Пространство между грунтовыми стенками и поверхностью сваи заполняют цементным раствором.

Размеры разных типов свай

В соответствием с положениями ГОСТ №19805, цельные опоры квадратного сечения (С) выпускаются в следующих типоразмерах:

Сечение, смДлина, м
20*203-6
25*254-6
30*303-12
35*354-16
40*404-18

Тело сваи изготавливается из бетона, соответствующего классу В20 по прочности на сжатие, марки F150 по морозостойкости и классу гидрофобности W8. В зависимости от типа армирования конструкции могут иметь пространственный либо продольный каркас из стержней арматуры А2 и А3 диаметром 11-16 мм.

Стальными сетками дополнительно укрепляется торцевая часть опоры, принимающая на себя удары дизель-молота в процессе забивки. Острие сваи усиливается обоймой из листового металла либо наваренным на каркас конусом из арматуры.

Рис. 1.2: Цельные квадратные сваи

Квадратные сваи с круглой полостью марки СП поставляются в двух типоразмерах:

Сечение, смДлина м
30*303-12
40*403-12

Конструкции производятся из тяжелых бетонов марки М200 и М300. В сваях из бетона М200 минимальная толщина стенки составляет 60 мм, в свая из бетона М300 — 40 мм. Никакого функционального назначения внутренняя полость не несет, ее задача — удешевить стоимость железобетонной опоры посредством снижения расходных материалов при ее изготовлении. Сваи марки СП имеют ограничение в применении — они не могут использоваться в регионах с повышенным риском сейсмической активности.

Рис. 1.3: Сваи круглого сечения

Сваи типа СК — круглые полые конструкции, производятся в следующей размерной сетке:

Диаметр, смДлина, м
404-18
504-18
604-18
804-20

Тело круглых свай выполняется из бетона марки М300. Для армирования используется пространственный каркас, состоящий из продольных стержней арматуры класса А1-А3, соединенных спиралью из стальной проволоки В1 диаметром 5 мм. Такие сваи могут производится в двух исполнениях — с закрытым и открытым нижним торцом, в последнем случае при забивке внутренняя полость сваи заполняется грунтом, что придает ей дополнительную устойчивостью.

Рис. 1.4: Сваи-оболочки

Сваи-оболочки (СО) являются разновидностью круглых свай. Оболочками именуются все полые конструкции круглого сечения, диаметр которых превышает 80 см. На сегодняшний день производится 3 типоразмера свай СО:

Диаметр, смДлина, м
1004-12
1204-12
1604-12

Сваи-оболочки всегда изготавливаются с открытым нижним торцом. Толщина стенок оболочек в конструкциях диаметром 100 и 120 см. составляет 10 см, в опорах диаметром 160 см — 13 см. Также существует класс усиленных свай-оболочек, изготавливаемых из бетона М300 и имеющих толщину стенки 20 см. Длина таких конструкций может доходить до 20 м.

Рис. 1.5: Составные сваи со сварной пластиной

В составной конфигурации производятся три вида свай — квадратного сечения, круглого и сваи-оболочки. Рассмотрим их типоразмеры:

Тип сваи, сечение/диаметр (см)Длина, м
С 30*3014-24
С 35*35 и 40*4014-28
СК 40, 50, 6012-36
СК 8012-24
СО 12012-24
СО 1608-24
СО 30012

Существует множество способов соединения составных секций, наиболее распространенный из которых — стыковка посредством сварной пластины. При погружении составных свай первостепенно забивается первая секция, после чего копр поднимает и устанавливает на нее 2-ю секцию, сварщик обрабатывает пластины и выполняется забивка опоры на требуемую глубину.

Сваи забивные железобетонные

Предназначение свай железобетонных забивных:

Сваи железобетонные цельные сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой предназначены для свайных фундаментов зданий и фундаментов из сваи для сооружений при применении во всех климатических районах, в том числе в районах распространения вечномерзлых грунтов. Производство свай ведут крупнейшие заводы ЖБИ России. Ознакомиться с ценами на производство свай для фундамента можно ниже.

Параметры свай железобетонных забивных:

Производство свай забивных должно осуществляться из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие не ниже:

  • для свай сечением 300х300 мм длиной 3 * 7 м — В15;
  • 400х400 мм длиной 4 * 12м В20;
  • 300х300 мм длиной 8 * 12 м, сечением В20 для свай обычной ударостойкости и В25 для свай повышенной ударостойкости;
  • 400х400 мм длиной 13 * 16 м -В25 для свай обычной ударостойкости, В30 для свай повышенной ударостойкости.

В качестве крупного заполнителя для бетона должен применяться фракционированный щебень из естественного камня по ГОСТ 8267-93, при этом размер фракций должен быть не более 40мм.

В качестве продольной арматуры для каркасов свай забивных железобетонных предусмотрена горячекатанная арматурная сталь классов А-1, А-П, А-Ш по ГОСТ 5781-82*, а также термомеханически упрочненная арматурная сталь класса Ат-Ш по ГОСТ 10884-94.

Отпускная прочность бетона свай забивных железобетонных в момент отгрузки с предприятия-изготовителя должна быть не ниже 100% проектной.

Маркировка свай железобетонных забивных:

Состоит из буквенно-цифровых групп. Например, марка сваи забивной железобетонной С 60-30-6 расшифровывается следующим образом: С — свая железобетонная сплошная квадратного сечения; 60-30 — длина 6000мм, сечение 300х300мм; 6 — тип армирования.

Изготовление железобетонных забивных свай соответствует требованиям ГОСТ 19804-91 «Сваи железобетонные. Т.У.» и серии 1.011.1-10, вып. 1, ч. 1 .

НаименованиеЕд. изм.Габаритные размеры l/b/h, ммОбъем, м3Вес, тн.Цена сваи с НДС, руб.
С 30-30 (1,2,3)шт3250-300-3000,280,71883
С 40-30 (1,2,3)шт4250-300-3000,370,932494
С 50-30 (1,2,3)шт5250-300-30300,461,152965
С 50-30 (4,5,6)шт5250-300-30300,461,153199
С 60-30 (2,3,4)шт6250-300-3000,551,383529
С 60-30 (5,6)шт6250-300-3000,551,383811
С 60-30 (7,8)шт6250-300-3000,551,384145
С 70-30 (4,5,6)шт7250-300-3000,641,64431
С 70-30 (8)шт7250-300-3000,6401,64816
С 70-30 (9)шт7250-300-3000,6401,65261
С 80-30 (4,5,6)шт8250-300-3000,7301,835027
С 80-30 (8)шт8250-300-3000,7301,835468
С 80-30 (9)шт8250-300-3000,7301,835976
С 80-30 (10)шт8250-300-3000,7301,836554
С 80-30 (11)шт8250-300-3000,7301,837232
С-90-30 (5,6)шт9000-300-3000,8201,888586
С 100-30 (6)шт10000-300-3000,912,19453
С 110-30 (6)шт11000-300-3001,02,310594
С 120-30 (6)шт12000-300-3001,092,7311015

Применение

Любая из железобетонных свай используется для опоры фундамента и углубляется до уровня высокоплотного грунта. Если подошва расположена в грунте не очень хорошо, то фундамент не будет довольно устойчивым, что станет причиной проседания почвы под массой постройки.

Составные сваи используются при неустойчивости верхнего слоя грунта стройплощадки: если он имеет большую толщину, нежели длина свай. Как правило, не допускается опирание основания сваи на такие неустойчивые грунты, как заторфованная почва, торфяники, текучая и сильносжимаемая глинистая почва, илистые грунты. В вышеназванных почвах только свайный фундамент будет обладать устойчивостью и необходимой несущей способностью.

Изделия из железобетона обустраивают фундаменты из свай на объектах. Такие же конструкции довольно часто используются у строительных компаний, которые не имеют копровой установки.

Стандартная грунтовая свая имеет длину 12 метров. Составные железобетонные сваи применяются также при невозможности использования обычных свай из-за геологических условий. Такие сваи используются, к примеру, в строительных работах, производящихся на территории Москвы, для фундаментов жилых домов, промышленных зданий и разнообразных построек гражданского предназначения.

Целью железобетонной сваи является передача вертикальных нагрузок. Это позволит избежать усадки сооружения во время постройки и эксплуатации.

В грунте можно использовать не один, а все виды при условии, что на необходимой глубине грунта находится слабый слой породы и провести опору невозможно.

Прежде чем приступить к работе, составные сваи должны пройти статическое испытание, которое покажет возможности выдержать виды нагрузки. Нагрузочный тест-драйв проходят и стыки соединений. При строительстве фундаментов применяются такие сваи, как висячие и сваи-стойки.

Размеры разных типов свай

В соответствием с положениями ГОСТ №19805, цельные опоры квадратного сечения (С) выпускаются в следующих типоразмерах:

Сечение, смДлина, м
20*203-6
25*254-6
30*303-12
35*354-16
40*404-18

Тело сваи изготавливается из бетона, соответствующего классу В20 по прочности на сжатие, марки F150 по морозостойкости и классу гидрофобности W8. В зависимости от типа армирования конструкции могут иметь пространственный либо продольный каркас из стержней арматуры А2 и А3 диаметром 11-16 мм.

Стальными сетками дополнительно укрепляется торцевая часть опоры, принимающая на себя удары дизель-молота в процессе забивки. Острие сваи усиливается обоймой из листового металла либо наваренным на каркас конусом из арматуры.

Рис. 1.2: Цельные квадратные сваи

Квадратные сваи с круглой полостью марки СП поставляются в двух типоразмерах:

Сечение, смДлина м
30*303-12
40*403-12

Конструкции производятся из тяжелых бетонов марки М200 и М300. В сваях из бетона М200 минимальная толщина стенки составляет 60 мм, в свая из бетона М300 — 40 мм. Никакого функционального назначения внутренняя полость не несет, ее задача — удешевить стоимость железобетонной опоры посредством снижения расходных материалов при ее изготовлении. Сваи марки СП имеют ограничение в применении — они не могут использоваться в регионах с повышенным риском сейсмической активности.

Рис. 1.3: Сваи круглого сечения

Сваи типа СК — круглые полые конструкции, производятся в следующей размерной сетке:

Диаметр, смДлина, м
404-18
504-18
604-18
804-20

Тело круглых свай выполняется из бетона марки М300. Для армирования используется пространственный каркас, состоящий из продольных стержней арматуры класса А1-А3, соединенных спиралью из стальной проволоки В1 диаметром 5 мм. Такие сваи могут производится в двух исполнениях — с закрытым и открытым нижним торцом, в последнем случае при забивке внутренняя полость сваи заполняется грунтом, что придает ей дополнительную устойчивостью.

Рис. 1.4: Сваи-оболочки

Сваи-оболочки (СО) являются разновидностью круглых свай. Оболочками именуются все полые конструкции круглого сечения, диаметр которых превышает 80 см. На сегодняшний день производится 3 типоразмера свай СО:

Диаметр, смДлина, м
1004-12
1204-12
1604-12

Сваи-оболочки всегда изготавливаются с открытым нижним торцом. Толщина стенок оболочек в конструкциях диаметром 100 и 120 см. составляет 10 см, в опорах диаметром 160 см — 13 см. Также существует класс усиленных свай-оболочек, изготавливаемых из бетона М300 и имеющих толщину стенки 20 см. Длина таких конструкций может доходить до 20 м.

Рис. 1.5: Составные сваи со сварной пластиной

В составной конфигурации производятся три вида свай — квадратного сечения, круглого и сваи-оболочки. Рассмотрим их типоразмеры:

Тип сваи, сечение/диаметр (см)Длина, м
С 30*3014-24
С 35*35 и 40*4014-28
СК 40, 50, 6012-36
СК 8012-24
СО 12012-24
СО 1608-24
СО 30012

Существует множество способов соединения составных секций, наиболее распространенный из которых — стыковка посредством сварной пластины. При погружении составных свай первостепенно забивается первая секция, после чего копр поднимает и устанавливает на нее 2-ю секцию, сварщик обрабатывает пластины и выполняется забивка опоры на требуемую глубину.

Плюсы и минусы

Положительные качества:

  • продолжительная эксплуатация: опоры из железобетона служат на протяжении 1 века без необходимости выполнения ремонта, если изделия правильно выбраны с учетом уровня нагрузок, типа грунтов, и установлены в соответствии с правилами, период службы ЖБИ увеличивается до 120-150 лет;
  • существенная прочность: 1 опора из железобетона может выдерживать вес до 60 т на протяжении длительного периода;
  • широкие возможности: с помощью свай ЖБИ обустраивают фундамент на грунтах любых типов, т. к. опоры опускаются на существенную глубину, достигают прочных слоев почвы;
  • сваи используются в местности со сложным рельефом, строительство фундамента при этом выполняется благодаря крупным габаритам ЖБИ.

Недостатков у свай немного. Отмечают большой вес, по этой причине усложняется транспортировка до места, где возводится объект. Монтаж самостоятельно выполнить тоже сложно, но причина этого — не только существенная масса ЖБИ. Такие изделия требуют применения специального оборудования для заглубления в почву.

Забивка железобетонных свай выполняется с помощниками. Самостоятельно удерживать, выравнивать, забивать опоры не получится.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookX
Напишите комментарий