Армирование свай под фундамент

Особенности и технология армирования свайно-ростверкового фундамента

Армирование – важный технологический этап при строительстве ростверка свайного фундамента.

При этом используют металлопрокат установленного качества, а в конструировании следуют технологии, описанной в нормативной документации к проектированию железобетонных оснований.

Рассмотрим в статье все особенности армирования свайного основания, нужен ли чертеж и для чего, в чем отличия от процедуры при монолитном плитном фундаменте, а также технологию и этапы монтажа.

Особенности процесса

Ростверк представляет собой верхнюю часть опорной конструкции, которая объединяет между собой сваи. Благодаря обвязке фундамент становится жестче и увеличивается его устойчивость по отношению к опрокидывающим нагрузкам.

По материалу изготовления ростверк может быть:

Последний вариант выгодно отличается повышенной несущей способностью и может быть использован для строительства жилых многоэтажных домой и других тяжеловесных конструкций.

Необходимость в армировании ленты обусловлена тем, что сам по себе бетон как материал подвержен изгибающим и растягивающим силам, которые могут стать причиной разрушения основания.

Армированный каркас внутри монолитной ленты ростверка свайного фундамента принимает на себя нагрузки, тем самым увеличивая надежность фундамента и обеспечивая сохранение его эксплуатационных характеристик в процессе использования. Такую же функцию выполняет армокаркас для столбчатых, буронабивных и железобетонных свай.

Зачем делать чертеж?

Во всех деталях разработанный чертеж ростверка свайного основания позволяет:

• определить потребность в стальных прутьях для армокаркаса;
• собрать силовую конструкцию в соответствии с нормативными требованиями.

Графическая схема отображает следующую информацию:

• размеры силовой конструкции;
• диаметр стальных прутьев;
• профиль сечения стержней;
• шаг между перемычками;
• интервал между арматурными поясами;
• конструктивные особенности каркаса.

Имея перед собой чертеж, застройщик может без труда рассчитать необходимое количество прутьев и перемычек для создания армирующего каркаса, подобрать сортамент арматуры, высчитать вес прутков для заказа и, как следствие, добавить соответствующую статью расхода в общую смету.

Как выбрать арматуру?

Армирующий каркас представляет собой пространственную конструкцию, которая состоит из верхнего и нижнего продольных поясов, соединенных между собой поперечными прутками. Для изготовления продольных поясов используют рифленую арматуру класса A-III с сечением 13-16 мм.

В последнее время широко используются композитная арматура с напылением из песка, которая отличается более высокими прочностными характеристиками по сравнению с металлом, а также устойчивостью к коррозионным процессам.

Соединение конструкции может быть выполнено по двум технологиям:

1. Поперечные перемычки присоединяются путем вязки или сварки к продольным поясам под углом 90 о . В этом случае для прутков необходимо использовать стальные стержни такого же типоразмера, что и при обустройстве пояса. Схема такой конструкции:
2. Перемычки имеют выгнутую в хомуты форму, благодаря чему система арматурных прутьев соединяется в единую конструкцию. В этом случае используются гладкие стальные пруты класса A-II с диаметром сечения от 8 до 10 мм. Композитная арматура не подлежит гибке, поэтому не подходит для изготовления хомутов. Схема такой конструкции представлена ниже:

Электросварку чаще заменяют обвязкой арматуры и перемычек стальной проволокой. Для этого используют термически обработанную специальную вязальную проволоку диаметром от 1,2 мм.

Как рассчитать количество арматуры?

Перед тем, как планировать конструкцию армирующего каркаса, необходимо ознакомиться с нормативными требованиями, изложенными в СП 63.13330.2018. Ключевые аспекты, которые отражены в документации и понадобятся для расчета количества материла:

• количество стержней для продольных поясов – от 4 шт.;
• расстояние между арматурой в поясах – максимум 10см.
• шаг между горизонтальными перемычками – 20–30см;
• шаг между вертикальными прутками – 25–40см;
• зазор между краем фундамента и арматурой – не менее 5см.

Имея чертеж с нанесенными габаритами и зная шаг, можно достоверно рассчитать необходимое количество металлопроката для изготовления армокаркаса.

Например, ширина ростверка 50 см, а длина – 10 м. Тогда, учитывая защитный слой бетона с обоих сторон силовой конструкции, для одного продольного пояса с шагом 10 см понадобится 4 стержня. Таким образом рассчитывают количество прутьев для каждой стороны каркаса.

В случае с монтажом силовой конструкции при помощи вязальной проволоки придерживаются установленного правила, что на одну обвязку в среднем уходит 25–30см металлопроката. Зная количество стыков, можно рассчитать потребность в материале.

Технология и этапы процесса

Монтаж армирующего каркаса начинают после завершения всех предыдущих этапов строительства фундамента, а именно:

• устройства свай в грунте;
• строительства опалубки;
• укладки слоя гидроизоляции.

Силовую конструкцию помещают в готовую щитовую опалубку, внутри которой выступают прутья армокаркаса опор. Сборку конструкцию выполняют с помощью проволоки или соединяют прутья методом сварки.

Некоторые строители опасаются, что сваренный каркас хуже противостоит деформациям из-за отсутствия эластичности, но при строительстве многоэтажек чаще применяют сварку, потому что это более практичный и быстрый в реализации способ.

С точки зрения эксплуатационных характеристик, различия между методами соединения армокаркаса не существенны.

Технологические этапы:

1. Ориентируясь на чертеж, нарезают с помощью болгарки стальные прутья на заготовки с нужными размерами.
2. На дно опалубки укладывают пластиковые опоры или кирпичи под горизонтальные прутья, чтобы обеспечить зазор между нижней частью основания и металлом.
3. На подставки укладывают продольные стержни, к которым приваривают или привязывают горизонтальные перемычки с выбранным шагом.
4. К углам образовавшихся ячеек крепят вертикальные перемычки.
5. Вертикальные перемычки соединяют с продольной арматурой верхнего пояса.
6. К полученным углам крепят верхние горизонтальные перемычки.
7. Усиливают углы силовой конструкции с помощью изогнутых прутьев.

Углы армирующего каркаса в большей степени подвержены значительным нагрузкам, поэтому важно уделить особое внимание надежности фиксации стержней в этих местах.

Отличия от ленточного и монолитного плитного

Единственное отличие в армировании плитного и ленточного ростверка от свайного состоит в том, что в первом случае монтируют единую силовую конструкцию по всей площади основания.

Ленточный ростверк устраивают по периметру сооружения и, как правило, под несущими стенами. Таким образом, при конструировании армирующего каркаса для монолитной плиты будет использовано большее количество металлопроката.

Ошибки и советы

Армирование ростверка выполняют строго по технологии, описанной в СП 63.13330.2018 и связанных с ним нормативных актах, в противном случае невозможно прогнозировать надежность и срок службы фундамента.

Чаще всего строители допускают такие ошибки:

1. Неправильные размеры армирующего каркаса. Чтобы придать жесткости ростверку, силовую конструкцию располагают максимально близко к краю бетонной ленты, оставляя при этом слой бетона (минимум 50 мм). Для наземных и заглубленных ростверков слой бетонного раствора без армирования увеличивают до 70 мм.
2. Использование других вспомогательных предметов для армирования – рельс, сетку-рабицу и т.д. Применять гладкие стальные прутья можно только в качестве поперечных перемычек. Для создания продольных поясов используют насеченную арматуру толщиной до 14 мм.
3. Армирование прутьями, бывшими в эксплуатации, на которых сохранились остатки краски и видны следы коррозии. Все поверхностные дефекты мешают сцеплению бетона с металлом. Технология допускает только нанесение тонкого слоя эпоксидного покрытия в качестве гидроизоляционного мероприятия.

Заключение

Усиленный арматурным каркасом ростверк для свайного основания послужит прочной основой для проектируемого сооружения. При этом важно соблюдать технологическую последовательность армирования, следуя требованиям СНиП.

Заблаговременно составленный чертеж позволит правильно рассчитать требуемое количество металлопроката, а также облегчит самостоятельное выполнение монтажа.

Источник

Армирование свай

Из данной статьи вы узнаете, зачем нужно армирование забивных железобетонных свай. Мы рассмотрим все типы армирования ЖБ конструкций, ознакомимся с технологией промышленного армирования ЖБ свай и детально изучим методику расчета и последовательность выполнения работ по армированию буронабивных свай своими руками.

• Типы армирования свай
• Продольное армирование
• Продольно-поперечное армирование
• Предварительно напряженное и ненапряженное армирование ЖБ свай
• Армирование забивных свай
• Армирование буронабивных свай
• Расчет арматуры для укрепления буронабивных свай
• Необходимые инструменты и материалы
• Последовательность выполнения работ

Классификация забивных железобетонных свай, используемых для строительства фундаментов и оснований под здания и технические сооружения, выполняется не только исходя из формы конструкции, но и в зависимости от способа армирования, который применялся при производстве сваи.

Совет эксперта! Сфера применения железобетонных свай непосредственно зависит от способа их армирования.

Свайные столбы, обладающие продольным армированием, используются для погружения в среднеплотные грунты — супеси, суглинки, глинистую почву. Такие сваи, за счет использования меньшего количества арматуры, стоят дешевле, но обладают невысоким сопротивлением к растягивающим и сгибающим нагрузкам, которого достаточно для строительства фундаментов под наземные сооружения, но не хватает для возведения гидротехнических построек.

Рис. 1.1: Пример использования ЖБ свай в гидротехнических сооружениях

Железобетонные сваи с продольно-поперечным армированием могут погружаться в любые грунты — плотные глинистые, песчаные, вечномерзлые либо почву с частыми каменистыми вкраплениями. Они устойчивы к любым нагрузкам, возникающим в процессе эксплуатации, и не боятся столкновения с горными породами в процессе ударного погружения. Сфера их применения крайне обширна — помимо фундаментов под наземные здания, они используются в качестве опор для мостов, дамб, портовых причалов.

Типы армирования свай

Армирование забивных железобетонных свай, согласно положениям ГОСТ № 10922-90 «Сварные арматурные изделия для железобетонных конструкций» и ГОСТ №19804 «Забивные ЖБ сваи», может быть продольным либо продольно-поперечным.

Продольное армирование

Прутья, использующиеся для продольного армирования, не соединяются в цельный каркас с помощью горизонтальных перемычек. Такое армирование выполняется из параллельно расположенных друг к другу продольных стержней арматуры в количестве 4 (для свай сечением от 20*20 до 30*30 см) либо 8 (для сечения 35*35 и 40*40 см) штук.

Важное! Для продольного армирования используются горячекатаные рифленые прутья класса А1 и А2, диаметром от 12 миллиметров.

Продольная арматура ближе к концу свайного столба загибается в центр и формирует острие сваи. Острие свай, предназначенных для использования в грунтах высокой плотности, укрепляется с помощью привариваемой к пучку арматуры стальной обоймы.

Рис. 1.2: Схема продольного армирования ЖБ сваи

Совет эксперта! Для укрепления свайных конструкций с продольным армированием в верхней части свайного столба (воспринимающей удары дизель молота) дополнительно устанавливаются арматурные сетки с шагом в 5 сантиметров.

Продольно-поперечное армирование

Для продольно-поперечного армирования ЖБ свай используются сварные каркасы, состоящие из продольных арматурных прутьев и приваренной к ним арматурной сетки либо горизонтальных перемычек.

Рис. 1.2: Схема продольно-поперечного армирования свай

Шаг поперечной арматуры на крайних частях свайного столба должен составлять 10 см, в средний части — 30 см (для конструкций длиною до 12 метров) либо 20 см (для свай свыше 13 метров). Объемные армокаркасы, в зависимости от формы сваи, могут быть круглыми либо квадратными.

Рис. 1.3: Продольно-поперечный армокаркас для железобетонных свай

Продольно-поперечно армированные сваи дополнительно укрепляются посредством арматурной сетки на оголовке и металлической обоймы на острие, которые жестко фиксируются со стержнями основного арматурного каркаса.

Рис. 1.4: Стальная обойма на армокаркасе железобетонной сваи

Предварительно напряженное и ненапряженное армирование ЖБ свай

Армирование всех железобетонных свай, которые в процессе эксплуатации будут переносить сильные растягивающие нагрузки, предусматривает обязательное напряжение армокаркаса.

Совет эксперта! Для предварительного напряжения используется специальная арматура из стали класса 20ХГ2Ц, 30ХГ2С, 35ГС и 25Г2С диаметром от 12 до 20 миллиметров.

При создании ЖБ свай в формировочную опалубку укладывается каркас из арматурных стержней, который по продольной оси растягивается с помощью гидравлического домкрата (одновременно с механическим растягиванием на стержни оказывается электротермическое воздействие, уменьшающее плотность металла).

Рис. 1.5: Схема работы гидродомкрата для предварительного напряжения арматуры

Далее в опалубку заливается бетонная смесь и выжидается необходимое для ее схватывания время. Затем на арматуру перестает оказываться растягивающее воздействие и прутья сжимаются до изначального размера. Сжимающие силы от арматуры передаются на бетон сваи, в результате чего он сжимается и приобретает максимально возможную плотность.

Рис. 1.6: Гидродомкрат для предварительного напряжения арматуры

Совет эксперта! Железобетонные сваи, армированные по технологии предварительного напряжения, отличаются от обычных ЖБ свай лучшим сопротивлением к растягивающим и сгибающим нагрузкам, возникающих в процессе их эксплуатации, и устойчивостью к образованию трещин.

Армирование забивных свай

Армирование забивных ЖБ свай промышленного изготовления выполняется на одной производственной линии, где реализуются все этапы работ по формированию сваи. ЖБ заводы могут как закупать уже готовые армокаркасы у предприятий, специализирующихся на производстве арматурных конструкций, так и изготавливать их самостоятельно.

Металлоформа для производства ЖБ свай состоит из стального основания, которое поделено продольными и торцевыми бортами на несколько равных частей (от их размера зависит сечение производимой сваи), зацепов для подъема с помощью крана и силовым виброприводом для уплотнения бетона.

За предварительное растяжение арматуры отвечают гидравлические домкраты, расположенные на торцах металлоформы.

Рис. 1.7: Металлоформа для производства железобетонных свай

Рассмотрим основные этапы производства и армирования железобетонных свай:

• Рабочие поверхности металлической опалубки покрываются смазывающим материалом (Эмульсолом);
• В отсеках металлоформы размещаются армокаркасы;

Рис. 1.8: Подготовка армокаркаса для армирования ЖБ свай

• Выполняется предварительно натяжение арматуры гидродомкратом — сначала на 40% от максимального усилия, затем проверяется положения арматуры, после чего борта металлоформы закрываются;
• Производится натяжение арматуры равное максимальному расчетному усилию. Под такой нагрузкой стержни выдерживаются в течении 5 минут;
• Металлоформа заполняется бетонной смесью и выполняется виброуплотнение бетона;
• Выдерживается время необходимое на схватывание бетона, после чего отключаются гидродомкраты и арматура сжимается до исходного состояния;
• Металлоформа помещается в пропарочную камеру, в которой процесс отвердевания бетона существенно ускоряется;
• С помощью кранового оборудования готовые сваи вынимаются из металлоформы.

Рис. 1.9: Процесс производства железобетонных свай

Совет эксперта! При изготовлении свай армированных без предварительного напряжения производственный процесс значительно ускоряется, поскольку отпадает необходимость реализации этапов №3 и №6.

Армирование буронабивных свай

Фундамент на буронабивных сваях — основание, которое, при наличии требуемого оборудования, без проблем можно обустроить своими руками. При этом затраты времени и финансовых средств на строительство такого фундамента будут гораздо меньшими, чем на возведение ленточного либо плитного основания.

Расчет арматуры для укрепления буронабивных свай

В качестве примера приводим алгоритм расчета арматурных прутьев, необходимых для создания армокаркаса буронабивной сваи.

Расчет производится исходя из следующих первоначальных данных:

• Длина сваи — 150 см;
• Диаметр сваи — 300 мм;
• Шаг между свайными столбами — 1,5 метра;
• Высота выпуска свайного столба — 30 см.
• Периметр фундамента — 27 м.

Свайный столб будет укрепляться с помощью армокаркаса, состоящего из четырех продольных арматурных прутьев длиною 180 см (150 см на часть столба, расположенную в почве, и 30 см. на выпуск), соединенных тремя витками (сверху, посередине и в нижней части) гладкой арматуры.

Рис. 2.0: Схема конструкции буронабивной сваи

В первую очередь необходимо рассчитать количество буронабивных свай в фундаменте. Делается это на основании периметра свайного поля и шага между сваями:

Исходя из того, что длина продольного прутка арматуры в каркасе составляет 1.8 м, а всего таких прутьев должно быть 4, рассчитываем количество арматуры на один каркас:

Зная количество свай и длину продольной арматуры на один каркас мы можем рассчитать общую длину арматурных прутьев:

Для соединения продольных прутьев между собой нам потребуется гладкая арматура диаметром 7-8 мм. Исходя из диаметра каркаса в 300 мм, длина одного прутка гладкой арматуры будет составлять около 95 см.

Совет эксперта! Длину окружности, зная диаметр, можно рассчитать по формуле: L = π *d, в которой π = 3,14.

Количество соединяющих элементов армокаркаса — 3 шт. (снизу, посередине и сверху). Определяем требуемую длину гладной арматуры для одного каркаса:

Осталось лишь рассчитать общую длину гладкой арматуры, необходимую для соединения продольных прутьев во всех 18 армокаркасах:

Исходя из проведенных расчетов мы определили, что для армирования буронабивных свай нам потребуется 130 метров рифленой арматуры и 52 метра гладких прутьев.

Необходимые инструменты и материалы

Работы по армированию буронабивных свай не требуют привлечения какого-либо специального строительного оборудования. Единственное, что вам потребуется — это сварочный аппарат и болгарка (для резки арматурных прутьев).

При отсутствии сварочного аппарата можно использовать другой тип соединения — фиксацию элементов каркаса с помощью вязальной проволоки.

Рис. 2.1: Схема соединения армокаркаса с помощью вязальной проволоки

Совет эксперта! У данного способа фиксации арматуры существует немало приверженцев, которые настаивают на том, что при соединении вязальной проволокой армокаркас не теряет эластичность и лучше переносит сгибающие нагрузки.

Все армокаркасы для свай, произведенные в промышленных условиях, скрепляются с помощью сварки, так что опасаться сварочного соединения не стоит. Единственным существенным недостатком данного метода является подверженность металла коррозии (в местах сварки), однако данная проблема устраняется покрытием арматуры обычной грунтовкой по металлу.

Рис. 2.2: Сварной армокаркас для буронабивной сваи

И так, чтобы создать армокаркас для буронабивной сваи своими руками вам потребуются следующие инструменты:

• Болгарка;
• Сварочный аппарат;
• Рулетка и карандаш;
• Малярная кисть.

Из расходных материалов — прутья рифленой и гладкой арматуры, антикоррозийная грунтовка и, при необходимости, вязальная проволока.

Последовательность выполнения работ

Совет эксперта! Существуют два вида армокаркасов для буронабивных свай — круглой и квадратной формы. Наиболее простым в обустройстве является квадратный каркас, поскольку выгнуть арматуру в круг правильной формы, без специального станка, достаточно сложно. Именно его рациональнее всего делать при армировании свай своими руками.

Алгоритм действия при создании армокаркаса следующий:

• Подготавливаем арматуру — нарезаем рифленые и гладкие прутья на участки необходимой длины с помощью болгарки. Работая с данным инструментом нельзя забывать о технике безопасности;
• Затем производится гибка гладкой арматуры — разметьте на прутьях четыре равных по размеру участка, заклиньте ее в тисках и с помощью рычага (подойдет обычная металлическая труба, надеваемая на арматуру), придайте пруту необходимую форму;

Рис. 2.3: Гибка арматуры с помощью тисков

• После формирования фиксирующих квадратов берем два рифленых прута и размещаем их параллельно друг другу на рабочей поверхности. Расстояние между прутьями должно соответствовать проектным размерам армокаркаса;
• Надеваем на продольные прутья предварительно подготовленные квадраты так, чтобы прутья размещались во внутренних углах заготовки, и фиксируем их с помощью сварки либо вязальной проволоки;
• Переворачиваем полученную конструкцию и привариваем два оставшихся продольных прута;
• Покрываем армокаркасы антикоррозийной грунтовкой.

Обустройство каркаса на этом закончено. Далее следуют работы по непосредственному армированию буронабивной сваи.

• Дно пробуренной под сваю скважины устилается слоем геотесктиля;
• На поверхности геотекстиля обустраивается уплотняющая подсыпка толщиною 20 сантиметров: первый слой — песок, второй — щебень либо гравий;
• Затем в скважине размещается опалубка, в которую впоследствии будет заливаться бетон. Опалубка делается из рубероида, скрученного в цилиндр требуемых размеров.

Совет эксперта! Опалубка должна выступать из скважины на высоту, равную проектную высоту выпуска сваи, поскольку именно она будет формировать расположенный на землей оголовок свайного столба;

Рис. 2.4: Опалубка буронабивной сваи из рубероида

• В опалубку устанавливается армокаркас;
• Последний этап — бетонирование сваи. Для заливки используется цементно-песчаная смесь на основе цемента марок М300-М400. После того как опалубок залит бетоном на необходимую высоту производится штыкование бетона арматурой, это помогает удалить из смеси полости воздуха.

Рис. 2.5: Готовая армированная буронабивная свая

После заливки буронабивной сваи, прежде чем приступать к последующим работам, нужно выждать время, необходимо для полного отвердевания бетона.

Для погружения большинства железобетонных свай используется сваебой на колесном ходу, благодаря своей колёсной базе легко доставляется на место проведения работ и быстро выполняет дневную норму.

Важно! Срок набора бетоном проектной прочности, в зависимости от климатических условий, может варьироваться в пределах 20-30 дней.

Наши услуги

Основные услуги компании «Богатырь» — это свайные работы и лидерное бурение. Мы имеем собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку.

Источник