Установка винтовых свай в воде, болоте, торфе, глине

Составные забивные сваи – железобетонные конструкции, состоящие из нескольких элементов, используются для создания опор значительной длины – до 36 м. Применение цельных свай в этих случаях затруднительно или невозможно из-за ограниченных возможностей забивных установок.

Армирование свай

Условия работы и монтажа забивных и буронабивных (или буроинъекционных) свай – различны и определяют армирование.

СНиП 2-02-03 85

Армирование забивных конструкций

Не допускается неполное (по длине) армирование.

Дополнительное армирование укрепляет части сваи, испытывающие повышенные нагрузки: Верхняя часть усиливается сетками (4-5 слоев на расстоянии 5 см). Такое армирование позволит свае лучше сопротивляться ударам бабы копра; Нижняя часть усиливается конической обоймой, соединенной с арматурой. Так укрепляется остриё сваи, испытывающее при забивки значительные нагрузки при встрече с камнями и скальным грунтом.

Армирование буронабивных и буроинъекционных конструкций

При однородных грунтах у висячих свай допускается неполное армирование (нижняя часть).

а – свая – стойка, б – висячая свая
Висячими называют сваю, опирающуюся на сжимаемые грунты за счет трения. В отличии от сваи-стойки, опирающейся нижней частью на несжимаемые слои грунта.

Схема армирования буронабивных и буроинъекционных свай повторяет схему армирования забивных свай, но следующих элементы отсутствуют:

• Усиления сетками оголовка сваи;
• Монтажные петли и центрирующий штырь;
• Конические обоймы в нижней части сваи.

Армирование продольного типа

В устойчивой среднеплотной почве (суглинок, глина, супесь) можно использовать продольное армирование. Это снижает стоимость сваи, но снижает сопротивление на изгиб и растяжение. Сваи, армированные продольным способом, не допускаются к использованию в строительстве гидротехнических сооружений и в сейсмоопасных районах.

При продольном армировании, арматурный каркас состоит из параллельных стержней, образующих объемный каркас (сваи до 30х30 см – 4шт. и 6-8 шт. на сваю 40х40 см). Диаметр арматурных стержней – 12-15 мм и класс A300 (A-II) или A400 (A-III).

Армирование продольно-поперечного типа

При продольно-поперечном армировании железобетона делается пространственный каркас, из продольной (диаметр 10-15 мм и класс A300 (A-II) или A400 (A-III)) и поперечной (диаметр 6-8 мм и класс A240 (A-I) или из того же материала что и продольная) арматур. Допустимо использовать армирующую сетку, свернутую в цилиндр (для свай круглого сечения) если подходит по сечениям продольной и поперечной арматуры.

Армирование по методу предварительного напряжения

Использование предварительно напряжённой продольной арматуры позволит значительно повысить сопротивление сваи нагрузкам на растяжение и на изгиб. Для предварительно напряженной арматуры используются стали 30-ХГ2С или 35-ГС. Размер 13 – 20 мм.

В частном строительстве железобетон с предварительно напряженной арматурой применяется не часто.

Армирование узла свая – ростверк

Требуется связать продольную арматуру сваи и продольную арматуру ростверка (1,3,5) с помощью скрутки или сварки. Металлическая арматура сваи загибается и связывается с продольной арматурой ростверка сваркой или скруткой проволокой. Для надежности узла длина заделки арматуры должна превышать 35 см. Неметаллическую арматуру загнуть не получится. В этом случае, так же соединяют продольную арматуру сваи и ростверка в местах пересечения и обеспечивают заделку арматуры сваи на глубину не менее 50 см.

Как забивают сваи

Железобетонные сваи должны быть забиты ниже уровня промерзания
Основное достоинство свайного основания здания заключается в том, что независимо от температуры почвы во время его устройства, опоры не допускают деформации строения в период эксплуатации под воздействием сезонных промерзаний и оттаиваний грунта. Такая прочность обусловлена тем, что конструктивные элементы фундамента вбиваются строго вертикально ниже уровня промерзания грунта.

Забивка свай происходит до предела достижения плотного слоя почвы, если грунт слабый. Или методом подмыва, если грунт очень плотный. В таком случае используют гидрокопер и необходимый забиватель свай: вдоль опоры под напором подаётся вода, которая размягчает грунт и уменьшает силу трения во время углубления при ударе.

При самостоятельном устройстве свайного основания следует убедиться, что опора имеет возможность заглубиться дальше по ходу увеличения нагрузки.

В процессе строительства нагрузка на фундамент возрастет и опоры будут опускаться.

Если одна из них уперласть в преграду (камень, скала), это приведет к перераспределению нагрузки и в результате перекосу здания.

Если грунт промерз ниже уровня забивания опоры, то работы проводятся с использованием паровой иглы. Буриться скважина, в неё опускается игла, через которую подается пар. После того, как почва оттает, в работу вступает забиватель свай и опора легко входит в грунт.

Расчет

Рассмотрим на примере расчет арматуры. Необходимые для расчета параметры вы можете взять в вашем проекте. Для нашего примера мы примем следующее:

• 16 свай в нашем фундаменте;
• Шаг свай – 2 метра;
• Высота сваи – 2 метра;
• Диаметр сваи – 20 сантиметров.

Армирование будет проводиться по всей длине равномерно. На соединение ростверк-свая потребуется не менее 35 см для продольной арматуры. Исходя из СНиП армирование буронабивной сваи этого диаметра должно проводиться не менее 4 прутками. 2,35*4=9,4 метра на одну колонну, и 16*9,4=150,4 метра на все 16 свай.

Чтобы не терять время с обрезками, возьмите арматуры на 5-15% больше расчетного.

Мы рассмотри продольную схему армирования Арматурный каркас, для сохранения формы должен иметь перемычки (хомуты) с шагом 1 метр. Перемычка (хомут) представляет собой окружность или многогранник (для 4 прутков продольной арматуры, в нашем случае – квадрат). 3,14*0,2=0,63 метра – на одну перемычку или 0,63*3=1,9 метра – на одну буронабивную сваю. 16*1,9=30,4 метра – на все 16 свай. Для соединения используйте или сварку, или вязальную проволоку диаметром 1,2-1,7 мм. На одну скрутку потребуется около 30 см проволоки. 12*0,3*16=57,6 метров – на 16 буронабивных свай. Если требуется придать свае уширение в нижней части, то понадобится арматуры на 10-15% больше.

Крепление настила к сваям

Чтобы причал или пирс простоял долго, для настила применяют дерево ценных пород с высоким уровнем водостойкости:

• акация;
• лиственница;
• дуб;
• мербау;
• ипе;
• гарапа и др.

Каждая из этих пород древесины обладает уникальной текстурой, ароматом, цветом. Удешевление монтажа причала возможно с применением водоотталкивающих дерево-полимерных материалов, из которых производят доски для палуб. Эти материалы дешевле натуральных и обладают такими качествами:

• не гниют и не разлагаются;
• не деформируются (не подвержены усыханию, разбуханию, растрескиванию);
• не требуют покраски и вскрытия лаком;
• могут без потерь переносить солнечное излучение и большие перепады температур (не выгорают, не тускнеют);
• устойчивы к механическим повреждениям;
• благодаря нескользящей ребристой поверхности позволяют безопасно двигаться по мокрому пирсу или мосткам.

Монтаж деревянного или полимерного настила на свайно-винтовое основание производится с использованием метода скрытого крепежа. При отделке сооружений устанавливают спуски для купания, перила, швартовые кранцы для лодок и прочие приспособления.

И главный совет. При сооружении небольшого мостика или причала можно попробовать обойтись собственными силами (при наличии 1-2 помощников для завинчивания свай). Если же вы запланировали строительство большого пирса, уходящего от берега вглубь водоема на приличное расстояние, обращайтесь к специалистам, обладающим необходимыми навыками и оборудованием.

Изготовление каркасов

Рассмотрим создание пространственного каркаса для армирования сваи. Обязательно учитывайте защитный слой бетона (3 – 5 см). Слой между арматурой и внешней поверхности железобетонного изделия. Ваш каркас должен быть меньше, чем внутренний размер опалубки, для обеспечения защитного бетонного слоя. Длина продольной арматуры должна быть больше длины сваи минимум на 35 см. Покрытие арматуры антикоррозионным составом продлит фундаменту срок службы. Рекомендуем сделать так:

• нарубить в размер продольные прутки;
• загнуть на оправке хомуты (подготовьте все хомуты, хотя бы на 1 сваю);
• если армируется забивная свая, то отступите с концов расстояние под усиление сетками и для конической обоймы на острие;
• закрепите хомут (сваркой или проволокой), отступите на шаг поперечной арматуры и закрепите следующий хомут, следите чтоб каркас не потерял форму;
• если армируется забивная свая, закрепите сетки на навершии и обойму на острие, монтажные петли и центрующий штырь если он используется.

Причалы на сваях

В любой русской деревне, раскинувшейся на берегу речки или озера, можно увидеть мостики для рыбалки и швартовки простых деревянных и дюралевых лодок. Все эти конструкции выстроены на сваях. В старину в качестве свай использовали лиственные деревья (ольху, дуб). Сегодня чаще применяются более прочные современные конструкции из металла.

Металлические сваи бывают двух типов:

• забивные;
• винтовые.

Забивные сваи – это стальные трубы с заостренными наконечниками, которые забивают в грунт специальными машинами – копрами. При устройстве опор на воде забивные сваи почти не используются, поскольку при вбивании нарушается их антикоррозионное покрытие и происходит деформация. Из-за этого сваи зачастую не достигают твердых слоев грунта и не могут служить надежной опорой для причала. Подъезд копров к воде тоже часто затруднен или невозможен.

Другое дело – винтовые конструкции, которые идеально подходят для водных сооружений. Благодаря винту-лопасти они без лишних усилий, плавно вкручиваются в донный грунт с минимальным риском деформаций тела сваи. Длина стальных труб с винтами на конце может достигать 11 метров (при необходимости их можно наращивать либо укорачивать).

Важную роль играет толщина стен ствола и диаметр – чем он больше, тем более значительную массу может выдержать свая.

Основные способы извлечения свай

По принципу действия всё оборудование, применяемое для извлечения свай, разделяют на две группы:

1. Использующие статические усилия на извлекаемые элементы фундамента (крупногабаритные домкраты, лебёдки с полиспастовыми системами и автокраны).
2. Использующие динамические воздействия (молоты сваебойные двойного действия и сваевыдёргиватели (они же вибропогружатели) извлекающие сваи при помощи вибрации).

Считается, что извлечение свай устройствами второй группы, особенно вибропогружателями, наиболее эффективно.

Классификация и маркировка свай

ГОСТ №19804 «Сваи железобетонные заводского изготовления» предусматривает разделение железобетонных изделий на следующие разновидности:

• С — конструкция сплошного квадратного сечения, составного либо цельного типа;
• СП — свая квадратного поперечного сечения с внутренней полостью, цельная;
• СК — полая конструкция круглого сечения, цельная/составная;
• СО — свая-оболочка, составная/цельная.

Сваи имеют унифицированную маркировку типа С60.40-А800, в которой:

• С — фундаментная свая квадратного сечения;
• 60 — длина (в дециметрах);
• 40 — поперечное сечение, см;
• А800 — армированная арматурой из стали марки А800.

Рис. 1.1: Составные сваи квадратного сечения

Составные сваи — конструкции, состоящие из нескольких (2 либо 3-ех) соединяющихся между собой частей. Такие сваи применяются в случаях, когда длины цельных опор для прохождения поверхностных пластов неустойчивой почвы недостаточно. Составные изделия отличаются в плане маркировки — каждая из составных секций сваи имеет собственную номенклатуру типа С60.20-В-СВ4, где:

• С — свая квадратная;
• 60 — длина секции, дм;
• 20 — поперечное сечение, см;
• В — верхняя часть (Н- нижняя);
• СВ— соединение посредством сварного стыка;
• 4 — способ армирования.

Диаметр изделия и нагрузка

Играют большую роль в выборе материала для возведения планируемого сооружения. От размера винтовой сваи для фундамента и величины оголовка зависит прочность материала, а соответственно надежность и долговечность фундамента в целом. Размеры оголовка пропорциональны диаметру трубы. Примеры соотношения:

• 150*150*3 мм – 76 мм;
• 150*150*4 мм – 89 мм;
• 200*200*5 мм – 108 мм.

Винтовые сваи диаметром 57 мм

Такие элементы выдерживают максимальный вес до 800 кг. Винтовые сваи данного размера можно применять на увлажненном и подвижном грунте. Они подойдут для возведения заборов из металлической и пластиковой сетки. Иногда их используют в качестве фундамента при строительстве беседок и гаражей, имеющих легкую облицовку.

Позвоните нам или Закажите звонок

Винтовые сваи диаметром 89 мм

Несущая способность изделий составляет 1,4 тонны. Их используют при возведении загородных домов небольшой этажности, гаражей, беседок, бань, монументальных заборов. Хорошо переносят зоны водоемов и подземных источников. Имеют отличное сцепление с грунтом. Выдерживают большие нагрузки. Фундамент на винтовых сваях данного размера не подвержен вспучиванию. Винтовые сваи данного диаметра подойдут для реставрации самых разнообразных построек. Станут надежной опорой при возведении пирсов и причалов.

Винтовые сваи диаметром 108 мм

Несущая способность изделий, имеющих такие размеры, составляет 3,5 тонны. Подойдут для возведения щитовых конструкций, бревенчатых домов, бань и строений из бруса. Используются для застройки складских помещений, технических объектов и платформ. Монтаж винтовых свай и всего фундамента осуществляется при помощи спецтехники. Вручную провести правильный монтаж не представляется возможным.

Винтовые сваи диаметром 133 мм

Несущая способность изделий достигает 6 тонн. Они подойдут для реализации самых разнообразных проектов на любом грунте. Винтовой фундамент хорошо выдержит конструкции из бетонных блоков, кирпича, а также монолитные сооружения. Сваи данного размера обладают максимальной прочностью и устойчивостью. Имеют большой срок службы. Монтаж фундамента можно проводить при любой погоде при наличии спецтехники.

Преимущества забивного метода

Высокая производительность метода, по сравнению со статическим и вибрационным вдавливанием, установка свай таким способом распространена.

Ударный метод используется:

1. При создании фундаментов для промышленных и жилых зданий.
2. На строительстве гидроузлов, пирсов, построек на воде.
3. Для монтажа мостов.
4. При установке линий электропередач, прокладке магистральных труб.

Технология имеет ограничения на использование в городской черте, так как изменяется структура грунта, на соседние здания передается динамическая нагрузка. При применении предварительных скважин указанные ограничения снимаются, так как забивка проводится небольшими ударами.

Копровое оборудование обладает небольшой массой и габаритами, поэтому его можно применять даже на рыхлом грунте. Тем более, что копры оснащены высоко проходимой колесной базой.