СНиП 2.02.03-85. Набивные и буронабивные сваи

Очень часто в строительстве используют технологию закладки свайных фундаментов. Разные типы свай дают возможность выполнять различные задачи в области строительной отрасли.

При погружении свайных столбов необходимо контролировать качество выполняемых работ, соблюдение всех требований проекта, в том числе и допустимые отклонения устанавливаемых свай (СНиП 2.02.03-85 и СНиП 3.02.01-87).

Нормативные документы

К проектированию, установке этих изделий, воспринимающих всю нагрузку возводимого объекта, предъявляется комплекс серьезных требований, регламентированных нормативными документами. Отсутствует единый ГОСТ, сфера действия которого распространяется на буронабивные сваи.

Требования к ним объединены следующими строительными нормами и правилами:

• 02.03, утвержденные в 1985 году, которые называются «Свайные фундаменты»;
• 02.01, разработанные в 1987 году, именуемые «Земляные сооружения, основания и фундаменты»;
• 03.01 выпуска 1984 года под названием «Железобетонные и бетонные конструкции».

Несмотря на то, что данные нормативные документы разработаны и утверждены достаточно давно, их требования актуальны в настоящее время. Каким параметрам должны соответствовать свайные фундаменты? Почему указанные нормы являются основополагающими? Рассмотрим детально, каким требованиям должны соответствовать буронабивные конструкции.

В представленном материале много полезного найдут специалисты по строительству и инженеры-проектировщики. Ведь их объединяет главная задача – обеспечение надежности постройки, соблюдение всех требований, установленных стандартами!

Таблица для определения несущей способности 1 м/п буронабивной сваи-стойки

Контроль качества установки свай

Качество монтажа свайной несущей конструкции следует контролировать во время всего процесса проведения работ. На него влияет:

• Качество материала, используемое при монтаже конструкции;
• Неукоснительное выполнение всех утверждённых правил погружения свай;
• Правильное размещение свайных стержней согласно проекту;
• Качественное проведение работ при углублении свай;
• Контроль обеспечения высокой прочности свайного основания.

Из всех перечисленных областей нестандартным является последняя. Для выполнения этого контроля применяют два метода: статистический и динамический. Для набивных – только статистический.

Статистический способ

Измерение отказа свай гидравлическим прессом
Статистический способ контроля несущей способности применяют после выполнения работ по монтажу свайной конструкции, перед началом проведения дальнейших работ по строительству будущего здания. Для этого необходимо нагружать конструкцию определённым грузом или обеспечить давление на неё, используя гидравлический пресс до момента появления незначительного движения.

По оказанному усилию делают вывод о несущей способности сваи. Этот метод является достаточно надёжным, но требует больших усилий и траты времени (от 4 до 12 суток). Поэтому в основном он применяется для контроля качества буронабивных свай.

Динамический способ

Динамический способ – это условное оценивание несущей способности свайных стержней по показателю отказа. Для его определения используют разные способы. Например, применение отказомера – прибора со шкалой с передвигающимися вдоль него указателями. Этот прибор располагают прямо на грунт или прикреплять на сваю. В период углубления сваи сдвигается один из стержней. Положение его указывает значение остаточного отказа. Во время незначительного обратного движения сваи второй указатель перемещается вверх и указывает значение упругого отказа.

При выполнении контроля качества установки свай следует постоянно следить за тем, чтобы отклонение свай не превышало проектные допуски.

Классификация свай

В соответствии со СНиП забивка свай, применяемых при строительстве, выполняется различными методами. По способу заглубления сваи делятся на следующие типы:

• Армированные бетоном сваи забивного принципа погружения, которые вдавливаются в грунт с помощью вибрации или молотов.
• Железобетонные опоры–оболочки, формирование которых осуществляется с выемкой грунта и заливкой полностью или частично раствором.
• Бетонные, предусматривающие возможность армирования, набивные сваи, при обустройстве которых раствор бетона заливается в скважину, полученную путем вытеснения грунта.
• Железобетонные, полученные методом бурения грунта, при котором в скважины помещается стальная арматура и заливается бетонная смесь.
• Сваи винтовые, представляющие собой стальную трубу с винтовой частью, погружение которой осуществляется путем завинчивания.

Рассмотрим детальнее буронабивные конструкции, как наиболее широко применяемые, востребованные при строительстве. По способу устройства они разделяются на буровые и набивные сваи.

Свайные фундаменты следует проектировать на основе результатов инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических изысканий строительной площадки

Устройство и виды свайных фундаментов

На опоры фундамента монтируется ростверк. Его наличие необязательно. В полносборных зданиях с целью экономии затрат ростверк не строится.

Между нижней частью дома и землей выдерживается некоторое расстояние. Это необходимо для защиты строения от воздействия поверхностных вод. Высота свай зависит от глубины залегания плотных слоев грунта, на которые будет опираться подошва фундамента.

Сваи представляют собой длинные стержни прямоугольной, пирамидальной или круглой формы. Для удобства погружения в землю их концы могут быть заостренными или иметь металлические «витки», как у бура.

Конструкции фундаментов могут быть различны. Они зависят от:

• типа свай;
• их расположения под зданием;
• характера работы в грунтах;
• конструкции ростверка.

Существует два вида свайных фундаментов.

• На висячих сваях. Такая конструкция более сложная в расчетах. Его технология предполагает наличие большого количества свай. После забивания с них срезается верхняя часть и конструкция усиливается путем монтирования сборного железобетонного оголовка. В полость, получаемую между оголовком и сваей, заливается бетон. Нагрузка на опоры передается через ростверк. Он выполняется под несущими стенами в виде перекрестных балок. Для прочности сваи под балками могут располагаться в два ряда. На грунт нагрузка передается путем трения свай о боковые стенки.
• На подпорных сваях. Сваи-стойки должны иметь широкое основание. Они погружаются в землю до достижения глубины залегания твердых слоев грунта. Такой вид фундамента применяется в строительстве частных домов.

В фундаменте сваи могут располагаться:

• под отдельно стоящими опорами;
• в виде лент, под стенами здания в один или несколько рядов;
• в виде кустов, под каждой из колонн. Такое размещение используется в случае каркасного несущего остова строения.

Буровые опорные элементы

Конструкции буровых свай отличаются способом их формирования, который предусматривает:

• Бетонирование скважин, выполненных в различных видах грунтов, расположенных как выше уровня грунтовых вод без укрепления стенок, так и ниже, с фиксацией стенок раствором глины или обсадными трубами.
• Использование сборного вибрационного сердечника для уплотнения бетонных опор круглого сечения.
• Уплотнение щебня, подаваемого в забой.
• Формирования в опорной части полости, полученной методом взрыва с последующим заполнением бетонной смесью.
• Инъекционное нагнетание цементно-песчаного состава или бетонного раствора в предварительно пробуренную полость диаметром 15–25 см.

Бурение скважины под буронабивные сваи

Подготовительные мероприятия

Согласно положениям СНиП, до того, как устанавливать буронабивные сваи, следует произвести инженерные изыскания, определяющие расчетные усилия, которые будет воспринимать фундамент. Свайные фундаменты разрабатывают, основываясь на результатах следующих видов изысканий, проведенных на месте застройки:

• геологических;
• гидрометеорологических;
• геодезических.

Также учитываются особенности объекта строительства, усилия, действующие на основание, особенности эксплуатации сооружения. Только после этого, согласно СНиП, определяется вид набивного фундамента, размеры опор, способ их обустройства. Ответственность за достоверность результатов изысканий несет организация-проектировщик.

Буровым работам и набивным мероприятиям предшествует планировка зоны строительства на заданном уровне. Затем выполняется разметка, закрепление координат в условиях строительной площадки.

Места расположения буронабивных опор документируются специальным актом, содержащим информацию о привязке свай к высотным отметкам.

Точное значение несущей способности буронабивной сваи рассчитывают по формуле, учитывающей несколько параметров

Свайные фундаменты (СНиП)

Свайные фундаменты должны соответствовать требованиям, перечисленным в СНиП 2.02.03−85. Этот документ имеет 13 разделов.

1. В первом разделе СНиП «свайные фундаменты» описывается, какие именно исследования необходимо проводить для выбора конструкции фундамента.
2. Раздел содержит перечень всевозможных свай, способы их монтирования и требования к материалам, из которых они будут изготавливаться.
3. В третьем разделе СНиП «свайные фундаменты» указана информация о том, как правильно производить основные расчеты; перечни нормативных документов с указанием расчетных характеристик материалов свай и свайных ростверков, грунтов.
4. В четвертом разделе СНиП «свайные фундаменты» указаны все формулы для расчетов несущей способности различных свай и приведены таблицы с расчетными сопротивлениями грунтов и коэффициентами, необходимыми при расчетах.
5. В пятом разделе СНиП указаны ГОСТ с требованиями к полевым испытаниям, их необходимое количество и правила расчета несущей способности свай по результатам исследований; таблицы с расчетными данными.
6. В шестом разделе СНиП содержатся указания по расчетам деформаций.
7. В седьмом разделе СНиП указаны данные, опираясь на которых необходимо проектировать фундамент.
8. В восьмом разделе СНиП перечислены особенности проектирования фундаментов в местах с просадочными грунтами.
9. В девятом разделе СНиП указаны особенности проектирования фундаментов в набухающих грунтах.
10. В десятом разделе СНиП содержаться особенности проектирования на подрабатываемых территориях.
11. В одиннадцатом разделе СНиП перечислены особенности для сейсмических районов.
12. В двенадцатом разделе СНиП Содержится информация об особенностях опор для воздушных линий электропередачи.
13. В тринадцатом разделе СНиП описаны особенности для малоэтажных сельских зданий.

При строительстве зданий первым этапом является закладка фундамента. От него зависит надежность и прочность всей будущей постройки. Когда на участке обнаруживается грунт со слабой несущей способностью, целесообразно остановить выбор на свайной конструкции.

Влияние климатических факторов

Согласно рекомендации СНиП, забивка свай во влажных почвах осуществляется, если температура окружающей среды не холоднее -10 градусов Цельсия. При изменении температуры в меньшую сторону от указанного значения необходимо выполнить комплекс мероприятий, направленных на защиту свежего состава от замерзания, а также обеспечить возможность бесперебойной работы бурильного оборудования. Особые требования к выполнению строительных мероприятий должны указываться организацией-проектировщиком работ в специальном проекте.

Допустимые отклонения

Закручивание сваи
В отличие от других, монтаж свай по своей технологии предполагает некоторые отклонения от проектных показателей в горизонтальной и вертикальной плоскости. Постепенное ввинчивание свай требует постоянной проверки всех уровней.

Даже если вначале процесса конструкция выставлена идеально, то при погружении в любой момент могут возникнуть отклонения. Причиной этого может быть неоднородность почвы или любые иные препятствия.

Выполняя работы по устройству свай, следует вести постоянный контроль уровней. Необходимо учитывать возможность возникновения отклонений от оси следить за тем, чтобы они не превышали допуски.

Приведём некоторые показатели допустимых отклонений при углублении свай. Во время монтажа стержней прямоугольной и квадратной формы, полых, а также круглых забивных диаметром менее 50 см допустимые отклонения при расположении в одном ряду составляют вдоль оси ряда – 0,3d, поперёк – 0,2d (d – диаметр сваи с круглым сечением или длина меньшей стороны стержня прямоугольной формы). Для одиночных стержней – 5 см, для колонн – 3 см. Если стержни располагаются в несколько рядов, так называемым кустовым или ленточным способом, то допустимые отклонения составляют:

• для крайних: по оси ряда – 0,3d, на пересечении ряда – 0,2d;
• для остальных: по оси ряда – 0,3d, на пересечении ряда – 0,3d.

Отклонения для пустотных стержней с диаметром 0,5–0,8 м и буронабивных свай с диаметром, превышающим 0,5 метра:

• при ленточном размещении: по оси ряда – 15 см, на пересечении ряда – 10 см;
• при кустовом размещении: по оси ряда – 15 см, на пересечении ряда – 15 см.

Для пустотелых круглых стержней под колонны допустимые отклонения составляют 8 см.

Общее количество свай с отклонениями от количества их по проекту не должны превышать:

• при ленточном размещении – не более четверти всех используемых свай;
• при сваях колоннах – 5% от всех установленных свай.

Такие отклонения не считаются критичными и почти полностью устраняются в процессе монтажа обвязки или крепления оголовков. Вертикальное размещение стержней необходимо осуществлять намного точнее.

Специфика армирования

Согласно требованиям строительных норм и правил, обустраивая свайные фундаменты, необходимо обеспечить их усиление путем армирования. Для этого применяется прочная стальная арматура, объединенная единым каркасом с помощью сварки.

Пространственная конструкция состоит из прутков арматуры, с равным интервалом расположенных по периметру окружности. При диаметре стержней более 1,8 см каркас должен включать более шести продольных прутьев, расстояние между которыми не должно быть меньше 400 миллиметров. Предпочтительно применять для продольных прутков арматурную сталь АIII.

Армирование свай выполняют вертикальными стержнями периодического профиля (диаметр 12-14 мм)

Защита стального арматурного каркаса от разрушающего воздействия коррозии достигается соблюдением защитного бетонного слоя. Обеспечение неподвижности каркаса усиления обеспечивается пластмассовыми трубками, размеры которых составляют:

• диаметр – 9 см;
• длина – 7 см.

Требования к зоне работ

До того, как начать буронабивные мероприятия, необходимо выполнить комплекс работ, направленный на подготовку строительной площадки:

• Установить ограждения в зоне выполнения работ согласно строительному генеральному плану.
• Отключить, перенести из зоны мероприятий все коммуникации, находящиеся выше и ниже нулевой отметки.
• Освободить место работ от временных сооружений, ненужных построек.
• Удалить и сложить в определенных местах растительную поверхность почвы.
• В соответствии с указанными в проекте отметками следует обеспечить плоскостность основания.
• Осуществить водоотвод или водопонижение.
• Поверхность площадки засыпать щебеночной подушкой, поверх которой необходимо уложить плиты.
• Площадь зоны строительства должна позволять размещение комплекта технологических устройств (буровой установки, бетонного насоса, оборудования для доставки и разгрузки бетона) и иметь удобные подъездные пути.

Расчеты конструкций свай всех видов следует производить на воздействие нагрузок, передаваемых на них от здания или сооружения

Буронабивные мероприятия производят после контроля координат подготовленной площадки и проверки расположения осей опор будущего фундамента.

Строительные нормы и правила предусматривают использование автомобильных смесителей бетона и самоходного оборудования для его транспортировки. Допускается доставка предварительно смешанных сухих компонентов в зону работ, добавление воды перед началом бетонирования.

Преимущества свайных фундаментов

Свайные конструкции обладают следующими преимуществами:

• надежность конструкции;
• простота строительных работ;
• быстрая установка;
• минимальная осадка;
• отказ от обширных земляных работ;
• возможность использования на слабых и болотистых грунтах;
• возможность строительства на неровных поверхностях;
• возможность выполнения работ в любое время года.

К недостаткам относятся:

• сложность проведения расчетов;
• невозможность применения для многоэтажных зданий;
• необходимость наличия при монтаже специальной техники;
• невозможность монтирования в местах залежи скальных пород и горизонтально подвижных грунтов;
• отсутствие в зданиях подвальных помещений;
• низкое качество при самостоятельном изготовлении и установке свай.

Особенности технологии

Как, согласно ГОСТ, устроены буронабивные опоры? Какие этапы предусматривает процесс их изготовления? Обобщенно выполнение опоры предусматривает два основных этапа:

• непосредственно бурение в грунте полости;
• заполнение полученной скважины бетонным раствором с предварительным монтажом каркаса усиления.

Имеется особенность, предусмотренная строительными нормами. Скважина и раствор имеют ограниченный период использования. С течением времени их качество падает. Полость вместе с раствором становятся непригодными для дальнейших работ. Поэтому ГОСТ регламентирует ограниченный 8 часами период между завершением бурильных работ и бетонированием.

Все расчеты свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять с использованием расчетных значений характеристик материалов и грунтов

Опорные конструкции представляют собой предварительно пробуренные, согласно проекту, скважины с установленным арматурным каркасом. До заливки бетонного раствора полость уплотняется, герметизируется раствором глины, который предотвращает обвалы грунта, а затем объем заполняется бетонным составом. Допускается использование обсадных труб или заливка бетона непосредственно в скважину.

Изготовление и монтаж опор производятся по предусмотренному стандартами алгоритму:

• Вначале ударная установка или бурильная машина устанавливается на точку бурения.
• Производятся бурильные мероприятия, формирующие скважину с определенными размерами (диаметром, глубиной). Расширение внизу основания конструкции позволяет увеличить несущую способность будущей опоры.
• Вводится раствор глины, который гидростатически воздействует на стенки, исключает выкрашивание поверхности скважины.
• Продукты бурения увлекаются потоком жидкости, извлекаются на нулевую отметку.
• С использованием грузоподъемного оборудования в подготовленную скважину помещается каркас усиления, который может размещаться по всей высоте сваи или у поверхности. Всё зависит от предусмотренного проектом усилия.
• Производится фиксация арматурного каркаса неметаллическими упорами, обеспечивающими защитный слой.
• Полость заполняется бетонным раствором, доставленным авто-бетоносмесителем. Процесс бетонирования, согласно СНиП, не должен превышать трех часов.
• Специальная установка извлекает обсадные элементы.
• Бурильно-крановое оборудование перемещается в следующую точку выполнения работ согласно со схемой, приведенной в стандарте.

Какие ошибки могут возникнуть при монтаже свай

При самостоятельном монтаже свай могут возникнуть серьёзные ошибки. Чтобы не допустить этого следует разобраться, где могут возникнуть проблемы.

• Первое на что требует обратить внимание – неправильное расположение. Необходимо, чтобы установка произошла конкретно по намеченной линии схемы размещения фундамента. То есть, сваи могут быть расположены не по прямой, а отклонены влево или вправо от оси. Неправильное размещение может привести к неравномерному распределению нагрузки и дальнейшему проседанию или перекосов здания.
• Следующая ошибка – это отклонение вертикального положения монтируемой конструкции. Если стержень накренился даже на маленький угол относительно вертикальной оси, то это грубое нарушение. Такую ошибку исправить при дальнейшем погружении невозможно.Вертикальность расположения конструкции необходимо контролировать постоянно, начиная с первого этапа и до точки упора.

Самостоятельный монтаж сваи
Допустимое отклонение сваи по вертикали до 2 градусов. В ином случае ошибка размещения приведёт к шаткости конструкции, что вызовет потерю её жёсткости.

• Часто допускаются ошибки при выравнивании горизонтально уровня стержней. Некоторые, упрощая себе работу, выравнивают горизонталь способом выкручивания столбов. Правильно это делать, обрезая лишнюю длину с помощью болгарки. При выкручивании сваи, теряется степень жёсткости. Это чревато проседанием конструкции, неустойчивости и шаткости.
• Если столбы не погружены на необходимую глубину, то это тоже влечёт за собой грубейшую ошибку. Правильно установленная свая, это когда её основание упирается та почву повышенной плотности. Именно это обеспечивает конструкцию высокой жёсткостью и повышает её несущую способность.

Свая должна ввинчиваться на глубину, равную глубине промерзания грунта плюс 10–20 см. На глинистых и торфяных почвах до полного упора в прочные слои грунта.

• Следующая ошибка, отказ от бетонирования столбов. В этом случае произойдёт скопление влаги в его полости, что повлечёт к возникновению ржавчины и разрушению конструкции.
• Размещение свай по отношению друг от друга на расстоянии более трёх метров также является грубейшей ошибкой.