Железобетонные забивные сваи – свойства и характеристики

Фундамент на забивных сваях – прочное основание, позволяющее перераспределить нагрузку строения и передать её на более прочные слои грунта, расположенные на значительной глубине.

Забивные сваи – это железобетонные, реже стальные, еще реже деревянные изделия, стержнеобразной формы, погружаемые в грунт ударным или вдавливающим методом.

Наиболее популярным видом свай являются забивные железобетонные сваи, которые применяются как в промышленном, так и в частном строительстве, благодаря максимальной несущей способности.

Устройство ЖБИ сваи достаточно простое. Свая представляет собой цельный или полый стержень квадратного, прямоугольного или круглого сечения, с заостренным нижним концом. Внутри железобетонной сваи размещен металлический каркас, позволяющий повысить несущую способность сваи.

Сфера применения

• строительство фундамента на склонах;
• устройство фундамента для частного дома (в строительстве может быть использован любой материал, а этажность здания не ограничена), а также бань, гаражей, хозяйственных построек;
• усиление существующего фундамента (ремонт, восстановление старого, поврежденного);
• промышленное строительство.

К сведению, только забивные ЖБ сваи можно использовать во всех климатических зонах.

Примечание. Забивные сваи не могут быть применены в грунтах, склонных к горизонтальным подвижкам. Это обусловлено тем, что в этом случае снижается устойчивость строения к опрокидыванию.

Все положительные свойства железобетонных забивных свай проявляется только при условии точного соблюдения нормативов (ГОСТ) при изготовлении и монтаже. В частности, следует изучить следующие нормативные положения:

Отдельно следует изучить рабочие чертежи, которые содержатся в документе «сваи забивные серия 1.011 1 10» – «Сваи забивные железобетонные». Здесь описаны все типовые конструктивные решения. Причем каждому типу свай посвящен отдельный выпуск.

Виды забивных ЖБ свай

—

Сваи квадратного сечения

Применяются в различных областях строительства. Такие опоры имеют следующие размеры от 150х150 до 300х300 сантиметров и длину от 3 до 12 метров

Данное сечение свай является идеальным для «плохих» грунтов. Можно применять на текучем грунте, если правильно забивать сваи с квадратным сечением (расстояние от линии почвы до верхней части столба – 2 м)

Такие конструкции могут применяться в наземном строительстве, но не подходит для оснований под гидротехнические объекты.

—

Сваи квадратного сечения с круглой полостью

Более дешевый, соответственно и менее практичный вариант стандартных квадратных свай. Такие полые сваи нельзя использовать на склонах, где большая изгибающая нагрузка.

—

Сваи круглого сечения (сваи-оболочки)

Можно встретить в транспортном строительстве. Благодаря открытой полости, которая при погружении заполняется грунтом, сваи используют для укрепления склонов.

—

Сваи-колонны

Неполное погружения, которое обеспечивают сваи колонны, применяют в качестве опоры под потолок 1 этажа сооружения.

—

Сваи-столбы

Основная сфера их использования – это строительство автотранспортных и железнодорожных мостов в регионах с вечномерзлыми грунтами.

Виды и типы забивных свай

С позиции материала, используемого при производстве забивных свай, все разнообразие можно разделить на три вида:

• сваи забивные металлические. Используются редко из-за дороговизны и меньшей, по сравнению с ЖБ сваями, несущей способностью. Для производства сваи используют трубы, рельсы, швеллер. Преимущество – сравнительно меньший вес. Срок службы – 40-60 лет;

• сваи забивные деревянные. Используют только для фундамента небольших, легких строений, преимущественно для деревянных и каркасных домов, т.е. сфера их применения ограничена частным строительством. Существенными недостатками является дороговизна (дорогие породы деревьев: дуб, лиственница, бук, ясень), трудоемкость производства. При установке на твердых породах грунта конус деревянной сваи усиливается металлическим наконечником. Характеристики сваи из дерева: диаметр – 200-400 мм, длина 3-8 м.п. Срок службы – 50 лет;

• сваи забивные железобетонные. Бетонные, усиленные армированием конструкции. Срок службы – до 150 лет.

Остальные разновидности будут касаться железобетонных свай и представлены в таблице:

№ п/п	Классификационный признак	Детализация
1	По типу армирующего каркаса	– напрягаемые (применяется термически и механически упрочненная стержневая горячекатанная арматура или высокопрочная проволока); – ненапрягаемые (применяется стержневая горячекатанная арматура).
2	По форме поперечного сечения	– квадратное; – прямоугольное; – круглое.
3	По форме продольного сечения	– призматические; – цилиндрические.
4	По наполнению внутренней полости	– сплошного сечения (цельные) – 10 типоразмеров¬; – полые (с круглой или квадратной полостью) – 26 типоразмеров.
5	По возможности наращивания	– монолитные; – составные (состоящие из нескольких частей с цанговым или сварным стыком).
6	По типу формирования нижнего наконечника	– цилиндрические; – с расширением; – с пятой.

Маркировка железобетонных свай

Рекомендации по маркировке забивных ж/б свай содержатся в ГОСТ 19804-91 и ГОСТ 23009. Маркируются сваи буквенно-числовой последовательностью, в которой:

• вторая – номер варианта армирования (при использовании ненапрягаемой арматуры) и класс (для сваи с напрягаемой арматурой);
• первая группа – тип сваи, и ее размеры;
• третья – характеристики сваи.

Существующие типы забивных свай в соответствии с положениями ГОСТ 19804-91 приведены в таблице:

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.

Характеристики и размеры железобетонных забивных свай

Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Параметр	Значение
Прочность, кгс/см.кв.	не менее 200
Размеры свай сплошного сечения, мм	250х250; 300х300
Габариты полых свай, мм	300х300; 400х400
Размеры круглых свай, мм	диаметр 160-270
Шаг спирали по центру, мм	300 мм (L= до 6 м.п.) 200 мм (L=7-12 м.п.)
Шаг спирали по краям, мм	50 мм (на длине 400 мм до концов сваи)
Длина свай сплошного сечения, мм	3 – 11 м.п.
Длина полых свай, мм	3 – 12 м.п.
Длина составных свай, мм	до 28 м.п.
Вес свай сплошного сечения, кг	700 (L=3 м.п.) – 2500 (L=11 м.п.)
Вес полых свай, кг	520 (L=3 м.п.) – 3000 (L=12 м.п.)
Марка бетона	не ниже М200
Морозостойкость	F100
Водонепроницаемость	W2 (нулевое поглощение влаги)
Несущая способность сваи-стойки (опирается на твердый грунт)	Зависит от прочности грунта под пяткой сваи
Несущая способность висячей сваи (опирается на вертикальные стенки скважины)	Рассчитывается в процессе проектирования или определяется непосредственно в процессе забивания свай

Характеристики свай из ЖБИ сплошного квадратного сечения приведены в ТУ 243-57 Минстроя.

Основные типы железобетонных свай

Определяются в соответствии с буквенными обозначениями на маркировке конструкции:

1. Тип С — забивные жб сваи, которые могут быть составными или цельными, имеют стандартное квадратное сечение, армированы поперечным образом.
2. Тип СК — забивные жб сваи, которые могут быть составными или цельными, иметь круглое сечение, диаметр которого составляет от 40 до 80 см.
3. Тип СП — забивные жб сваи, которые могут быть только цельными, характеризуются квадратным сечением, внутри которого расположена круглая полость.
4. Тип СО — специальные жб сваи, которые могут быть составными или цельными, иметь диаметр размером от 100 до 300 см.
5. Тип 1 СД — особые жб сваи колонного типа, которые имеют сплошное квадратное сечение. Относятся к двухконсольным конструкциям, которые располагаются по крайним осям объекта строительства.
6. Тип 2 СД — особые жб сваи колонного типа, размещаемые по средним осям объекта строительства.
7. Тип СЦ — забивные жб сваи цельного типа, которые имеют сплошное квадратное сечение. Не предполагают наличия армированного ствола.

Забивные железобетонные сваи – плюсы и минусы

Сравнение достоинств и недостатков.

Преимущества ЖБ свай

• отсутствует выемка грунта;
• устойчивость к влаге, огню, атмосферному давлению, химическому составу почвы;
• высокая несущая способность;
• усиленная прочность (за счет арматурного каркаса);
• высокая скорость монтажа, в т.ч. возможность работать в разных погодных условиях;
• доступная цена.

Примечание. Забивные сваи сдерживают горизонтальные подвижки почвы за счет давления, которое оказывает построенное на свайном фундаменте здание.

Недостатки ЖБ свай

• выпор грунта – вероятность вытеснения воды на участке с обводненным грунтом;
• сложность обустройства цокольного этажа;
• высокий уровень шума в процессе забивания;
• значительный вес сваи;
• разрушение верхней части сваи при забивании, что приводит к необходимости ее обрезания;
• значительные динамические колебания, что делает невозможным забивку сваи рядом с другими строениями.

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.

Особенности свайного фундамента

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

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

За счет ростверка на забивных железобетонных сваях создается жесткость конструкции фундаментного основания. Кроме того, горизонтальные связи из монолитных железобетонных балок способствуют равномерному распределению нагрузки от надземной части постройки на фундамент.

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

Монтаж железобетонных свай

Установка забивных ЖБ свай выполняется с привлечением специальной техники, однако некоторые предварительные работы нужно выполнить. В частности:

• заведение сваи в направляющую (скважину или каркас);

• калибровка скважины, которая определяет место установки сваи. Глубина (длина) калибровочной скважины составляет 1/3 длины сваи. Аналогом скважины может быть решетчатый каркас, устанавливаемый на поверхности грунта. Задача у них одинаковая – служить направляющей для забивки сваи;

• очистка участка от посторонних предметов, насаждений, мусора и т.п.;

• нанесение разметки на сваю. Зачастую разметку наносят с шагом в 1 м.п. Наличие метки позволяет контролировать уровень погружения сваи;

• проверка вертикальности установки уровнем;

• забивка сваи. Существует две технологии погружения свай: со статическим усилием (к оголовку сваи прикладывается увеличивающее давление) или с динамическим усилием (к оголовку сваи прикладывается одинаковое повторяющее давление);

Примечание. Отклонение сваи от вертикальной оси более чем на 1% требует ее корректировки или извлечения с последующей забивкой.

• достижение точки проектного отказа. Это точка, после которой свая не заглубляется далее. Точка определяется проектом.

• сооружение ростверка. Ростверк устанавливается при необходимости. Причем их существует два вида: ленточный и плитный.

Стоимость железобетонных свай

Ориентировочные цены на покупку свай указаны в таблице. Как видно, стоимость отличается в зависимости типа сваи, ее габаритов, производителя, условий транспортировки. Цена наиболее популярного в частном строительстве типа свай, сечением 300х300 трехметровой длины стартует от 3100 руб./шт.

Резюмируя, можно отметить, что использование железобетонных забивных свай – это проверенный способ построить надежный и прочный фундамент под дом.

Маркировка свай железобетонных забивных

Железобетонные сваи актуальны для возведения различных строений (будь то небольшой частный дом из пеноблока или двухэтажный коттедж из газобетона), в случае если участок расположен на слабом и непредсказуемом грунте.

Глинистые, суглинистые, торфяные, песчаные почвы с обилием небольших пустот являются совершенно ненадежной средой для обычного ленточного фундамента (а плита — не подходит тем более). Особенно это важно, когда участок под строительство расположен на склоне или песчано-глинистом грунте с повышенным содержанием влаги.

Разновидности свай по способу применения

Для постройки надежного фундамента под дом подходят следующие типы свай:

• забивные — это уже готовы железобетонные сваи, которые были сделаны на специализированном предприятии с заостренным концом, и требующие специализированной техники (копер, вибропогружатель, дизель-молот) которые используются при забивке их в грунт;
• набивные — бетонные или железобетонные сваи сделанные на месте строительства методом бурения почвы до нужной глубины и заполнения получившегося отверстия жидким бетоном с прокладкой арматуры или без таковой;
• винтовые — сделаны из металла или железобетона и имеют форму буравчика (сверла), что дает возможность ввинчиваться (закручиваться) в грунт на нужную глубину без использования специальных механизмов.

Кроме укрепления почвы (придания ей стабильности) на котором будет расположен дом, сваи имеют еще одну задачу для выполнения — принятие нагрузки и передача ее на грунт. Это происходит двумя методами:

• через трение сваи и окружающего ее грунта по всей длине;
• через основание сваи, которое упирается в плотный слой на глубине.

Использование способа постройки фундамента из железобетонных свай имеет определенные преимущества в сравнении с альтернативным столбчатым фундаментом.

Во-первых — технические характеристики (особенно у забивных) свай гораздо выше и срок гарантированного рабочего состояния около 100 лет, а во-вторых — нет необходимости проводить земляные работы (копать ямы) и строить опалубку под размеры столба (для вывода над уровнем поверхности).

Разновидности по конструкции

Само изделие конструктивно может быть двух типов:

1. Цельные сваи.
2. Составные (сборные сваи).

Забивная свая

С первым пунктом — все ясно: это цельная конструкция, которая изготавливается как одно изделие. Составные (или сборные) сваи — изготавливаются из 2 частей. Части эти называются секциями. Обычно форма их сечения квадратная (однако бывает и круглая), 30×30 или 40×40 см. Длина 1 секции — до 12 м (т.е. в общей сложности составные сваи имеют длину до 24 м).

Перед работой составные (сборные) сваи необходимо собрать: для этого применяется сварка. Для прочности соединения сборные (составные) изделия в торцах секций делаются закладные элементы.

Применяются составные сваи чаще всего на глинистых почвах, а также на грунтах с повышенной влажностью.

Разновидности по назначению

Помимо способа монтажа, различается также и назначение самой сваи. Они могут быть:

1. Шпунтовые. Шпунтовые сваи применяются для создания перегородок, сдерживающих конструкций.
2. Мостовые. Как понятно из названия, мостовые изделия применяются для строительства мостов.

Источник: furnilux.ru