Срок службы железобетонных свай под фундамент

Забивные железобетонные сваи — достоинства, недостатки и особенности монтажа

Забивные железобетонные сваи — достоинства и особенности монтажа

Содержание

Фундаменты на железобетонных забивных сваях являются одними их самых распространенных в современном строительстве. Они имеют огромную несущую способность, подходят для установки на большинстве грунтов и в любое время года, монтаж свай не требует ручного труда и отличается высокой скоростью возведения.

Особенности железобетонных свай

В строительстве наиболее часто применяются сваи квадратной и прямоугольной формы сплошного сечения. Изделия могут иметь различную конфигурацию:

• в виде квадрата;
• прямоугольную форму;
• двутавровую форму;
• в виде круга.

Применение свай, имеющих двутавровое сечение, осуществляется с целью придания конструкции устойчивости к изгибам.
На сегодняшний момент применение свай сплошного круглого сечения не осуществляется. Раньше, такой вид свай (длиной не больше 30 метров, диаметром менее 50 см, весом меньше 11 тонн) использовался в строительстве.

1. Отличаются большим весом. Из-за этого могут возникнуть трудности в транспортировке, погрузочных/разгрузочных работах, в процессе монтажа.
2. Для установки требуется применение сваебойного оборудования. Кроме шумности, габаритная тяжелая техника может быть неприменима в некоторых ситуациях – в местах плотных застроек, на небольших строительных участках.
3. Способны к разрушению, не выдерживают суровых климатических условий. Для северных районов, используются специальные изделия, которые изготавливаются из морозостойкой марки бетона.

Хотя эти характеристики скорее относятся не к минусам, а к особенностям которые нужно учесть при строительстве. Поэтому использование свай из железобетона производится довольно часто, особенно при возведении крупных зданий и сооружений.

1. Высокая несущая способность. Армированный железобетон при правильной установке способен выдерживать колоссальные нагрузки. Самое главное – фундаменты на железобетонных сваях можно использовать под строительство многоэтажных зданий.
2. Уплотнение грунта. В процессе забивания почва под фундаментом уплотняется, что приводит к повышению прочности и устойчивости основания. За счет уплотнения земляного кома в процессе забивки, свайный столб плотно фиксируется в нижней точке опоры и по бокам. То есть его невозможно расшатать (как часто бывает с винтовыми свайными столбами), нет необходимости в дополнительном укреплении с помощью обвязки.
3. Длительный срок службы (от 100 лет).
4. Быстрое возведение. Несмотря на некоторые сложности с монтажом, при наличии необходимого оборудования забивка свай производится быстро и не составляет проблем.
5. Возведение фундамента не требует земляных работ. В большинстве случаев нет необходимости снимать даже верхний слой почвы, не говоря уже о бурении скважин или рытье котлована.
6. Простота хранения. Удобная форма позволяет складировать столбы штабелями, а устойчивость к возгоранию, воздействию влаги (в разумных пределах, естественно) и грибковым поражениям не требуют каких-то особых складских условий.

Процесс изготовления

Сваи изготавливают на заводах, с соблюдением определенной технологии, контролируемой ГОСТ 19804-91. Некоторые умельцы делают железобетонные столбы самостоятельно, однако отклонение от правил в лучшем случае приведет к разрушению сваи в процессе погружения. В худшем – после того, как будет построено здание. Поэтому даже при самостоятельном изготовлении, если это так уж необходимо, следует руководствоваться все тем же ГОСТом. Хотя гораздо проще и быстрее приобрести готовую и заведомо качественную продукцию.

Сваи квадратного сечения

Наиболее востребованы в строительстве сваи в виде небольших квадратных столбов со стороной 150 мм или 200 мм и длиной 3, 4 и 5 метров.
Процесс изготовления можно поделить на два этапа. Сначала на специальных станках натягиваются и фиксируются арматурные жилы для нескольких столбов. Все это делается в горизонтальной плоскости. Затем на дорожку с натянутой арматурой устанавливается оборудование, которое формирует вокруг металлического каркаса бетонную смесь нужной формы и размера.

Сваи круглого сечения

Железобетонные трубчатые сваи изготавливают с помощью специальных центрифуг в заводских условиях, либо на полигонах.
Сваи, изготовленные при помощи центрифуги имеют ряд преимуществ:

• высокое качество;
• быстрое изготовление;
• небольшая масса;
• преимущество при транспортировании;
• при погружении имеется возможность наращивания сваи.

Стыковка секций фланцевая, при этом используется сварка стержней арматуры, с последующим скреплением в месте стыка с бетоном. При стыке арматуры с использованием сварочных работ, дополнительного расхода стали не требуется. Такой способ стыковки может использоваться при сборке сваи на стеллажах. Железобетонный или стальной башмак устанавливается в самом низу сваи. При стальном наконечнике, его внутренняя полость заполняется бетоном. В случае необходимости, в наконечнике предусматривается отверстие для подмывной трубы. Трубчатые сваи погружают с открытыми концами.

Армирование свай

Армировать сваи можно, применяя как продольную, так и поперечную арматуру. В основном, используется продольная арматура. Поперечная арматура, так называемая связка, служит для объединения продольной, в целях упрочнения конструкции. Размер диаметра, который имеет поперечная арматура, должен быть равным XU диаметра стержней в продольной арматуре (более 8 мм). Допускается применение бетона (марки более 300). Несколько рядов (2 или 3) сеток арматуры, с размером клетки до 5 см, монтируют на головы свай. Между такими сетками допускается расстояние менее 5 см. К самому низу свай, укрепленных сварным башмаком, требуется приварить продольную арматуру. В процессе изготовления свай из железобетона допускается применять гидротехнический бетон с обычной арматурой.

Как определяются несущие характеристики свай?

Существуют 4 метода для определения несущей способности свайных столбов.

1. Предварительный метод. В проекте несущую способность свай рассчитывают примерно, с дальнейшей корректировкой данных после исследования фактического состояния грунта.
2. Статистическая обработка несущих способностей свай. Забитые на открытой местности сваи, через несколько суток (2 или 3 дня) испытывают. Ступенчатый домкрат подает конструкции статическую нагрузку. Проверку усадки сваи проводят прибором – прогибометром – с выполнением необходимых расчетов.
3. Динамическая нагрузка на сваи. Для свай (через трое суток с момента их забивания) производится ударная нагрузка с помощью дизель молота. После этого измеряется степень усадки при помощи прогибометра.
4. Метод зондирования. К свае прикрепляют датчик и погружают до заданной глубины. Затем следует применение ударной нагрузки. Сопротивление почвы относительно боковой и нижней поверхности сваи определяется с помощью датчиков. Эти показания необходимы, чтобы точно рассчитать несущую способность свай, в зависимости от вида грунта.

Особенности монтажа забивных железобетонных свай

Забивные сваи у большинства ассоциируются со строительством многоэтажек, бетонными столбами с большим диаметром и огромными сваебойными машинами, от работы которых содрогается все вокруг. Такая технология применима до сих пор, но только на определенном удалении от других построек и подземных коммуникаций. Сильные ударные нагрузки способны нанести вред близлежащим постройкам и даже привести к их разрушению. И, конечно же, подобная технология неприменима для частного строительства.
Кроме свай небольшого диаметра, в современном строительстве используется и специальная техника, благодаря которой можно избежать так знакомого всем содрогания почвы. Для этого были разработаны вибропогружатели, которые загоняют сваи в землю с помощью вибраций.
Но особой популярностью пользуются небольшие сваебойные машины, вес молота которых колеблется в районе 800 кг. Такая машина способна за день установить порядка 30 – 40 столбов практически бесшумно и не создавая огромных нагрузок на земляной пласт и близлежащие сооружения.

Технология возведения

1. К свае, за выступающее в верхней части металлическое «ухо», крепят трос и поднимают ее с помощью лебедки.
2. Столб помещается в погружную установку (в отверстие в нижней части молота).
3. Молот начинает забивать столб. После нескольких ударов, сваебойная машина останавливается, мастер производит замер с помощью уровня, чтобы выяснить, не произошло ли отклонения от вертикали.
4. Если наблюдается уход сваи в сторону, она извлекается при помощи все той же лебедки, причина отклонения устраняется (обычно это камень или более плотная часть грунта, которая подкапывается) и производится повторная попытка погружения.
5. Также направление движения столба может быть откорректировано сваебойной машиной, которая способна изменять свое положение, подтянув погружаемый столб в нужную сторону.

Скорость погружения зависит от плотности грунта. Чем он тверже, тем дольше времени уходит на забивку одного столба.
После того, как сваи была загнаны на необходимую глубину, проверяется высота их верхней части, которая выступает над поверхностью земли. Все головки столбов должны находиться на одной высоте. Лучше всего это контролировать, установив перед монтажом по линии погружения, лазерный нивелир.
В том случае, если головка столба выступает над основной линией, проводится ее подрезка до необходимой высоты.
Основное преимущество такого типа фундамента – это минимум физического труда. Чтобы установить сваи описанным выше способом достаточно одной сваебойной машины и двух человек – одного оператора машины и человека, который будет контролировать погружение сваи – следить за подъемом, проверять на наличие отклонений и т. п.

Источник

Какой срок службы свайно-винтового фундамента?

Популярность винтовых свай в частном строительстве обусловлена относительной дешевизной опорных элементов, а также простотой монтажа.

В эксплуатации силовая конструкция постоянно подвергается негативному воздействию внешней среды и большим нагрузкам, поэтому собственников справедливо волнует вопрос, какой срок службы фундамента на винтовых сваях и можно ли их использовать капитального домостроения.

Сколько может служить основание из свай?

По материалу изготовления винтовые сваи делятся на несколько типов:

• металлические стержни с лопастью;
• железобетонные вкручиваемые столбы.

Силовые элементы первого типа изготовлены из стальных труб усложненной конфигурации с винтовой лопастью.

Исходными данными для расчета срока эксплуатации таких опор служат параметры:

• качество стали;
• толщина стенки трубы;
• толщина лопасти;
• тип антикоррозионного покрытия.

Как правило, для частного строительства используют сваи с толщиной трубы не менее 4 мм и лопасти – 5 мм. За год эксплуатации под действием коррозионных процессов разрушается 0,02–0,03 мм металлической поверхности.

Железобетонные конструкции лишены главного недостатка металлических стержней – подверженности коррозийным процессам, поэтому производители опорных элементов могут смело заявлять об их сроке службы в 100 лет.

Долговечность по ГОСТу

Согласно действующим нормативам (СНиП 2.02.03-85), эксплуатационный ресурс винтовых стальных свай варьируется в пределах 60–120 лет при условиях, что:

• толщина трубы не менее 6 мм;
• скорость истирания металла – до 5мм за 100 лет;
• развитие коррозии – до 0,5мм за один год.

Заявленный срок службы железобетонных винтовых опор – от 100 лет. Требования к эксплуатации свайного фундамента описан в СП 24.13330.2011.

Почему застройщики не доверяют основанию из свай?

Несмотря на широкое применение свайного фундамента некоторые застройщики с осторожностью утверждают о его долговечности. Дело в том, что при расчете количества опорных элементов, а также их параметров используют принципы и формулы, изложенные в СП 24.13330.2011.

Методика расчетов, описанная в документации, основана на упрощенных моделях взаимодействия грунта и фундамента. Так, при проектировании не учитывают наличие блуждающих токов, а также агрессивность почвы и грунтовых вод. К негативным факторам следует относить и неоднородность почвенного состава на участке. Перечисленные аспекты в комплексе снижают эксплуатационный ресурс основания на десятки лет.

Эксперты советуют выбирать поставщика винтовых свай среди компаний с проверенной репутацией, поскольку некоторые недобросовестные производители используют сталь низкого качества и экономят на толщине антикоррозионного покрытия.

Что может снизить долговечность?

Факторы, которые оказывают непосредственное влияние на срок службы свайного фундамента:

1. Подвижность земельных масс. На площадках с нестабильным грунтом на сваи воздействуют горизонтальные и выталкивающие силы, которые приводят к деформации труб и, как следствие, уменьшению из износостойкости.
2. Сезонные температурные перепады. Металл имеет свойство сужаться и расширяться под действием низких и высоких температур. В результате этого появляются трещины в покрытии, куда проникает влага, провоцируя появление коррозии. Если в регионе, где строится фундамент, наблюдаются большие температурные перепады, экономически целесообразно приобрести сваи и высокопрочной легированной стали.
3. Агротехническая эрозия почв. Негативное действие особенно выражено на участках с холмистым рельефом. Действие фактора приводит к локальному растрескиванию поверхности металла. Наличие в грунте мелких камней, царапающих внешнее покрытие, увеличивают скорость разрушения.
4. Химическая коррозия. В почве с высоким уровнем кислотности образование ржавчины происходит быстрее. Проблему решают пескоструйной обработкой стержня перед погружением в почву.
5. Воздействие на металл электрически проводящей среды. Блуждающие в почве токи увеличивают скорость окисления металла. Негативному действию в большей степени подвержены фундаменты, рядом с которыми под землей проложены кабеля или объекты промышленного назначения.
6. Несоблюдение правил транспортировки и хранения, а также нарушение технологии монтажа. Перечисленные аспекты приводят к повреждениям поверхности свай и снижает тем самым степень защиты от многих внешних факторов.

Срок службы железобетонных винтовых свай зависит, в первую очередь, от качества использованного бетона, а также соблюдения технологии производства. Такой фундамент прослужит более ста лет, если правильно рассчитаны допустимые нагрузки и соблюдалось выравнивание силовых элементов на одном уровне в процессе вкручивания в грунт.

Как продлить эксплуатацию?

Чтобы продлить эксплуатационный ресурс свайного фундамента, собственникам следует уделить особое внимание качеству конструктивных элементов, а также провести ряд дополнительных мероприятий во время монтажных работ:

1. Выбор свай из стали повышенной прочности. Если геологический анализ грунта показал, что на участке сильно агрессивная почва, то имеет смысл выбрать трубы с толщиной стенки не менее 5 мм. Увеличение показателя даже на 1 мм позволит повысить срок службы фундамента на несколько десятков лет.
2. Силовые элементы, изготовленные из легированной стали. Такой материал выгодно отличается эксплуатационными характеристиками по сравнению с обычным металлом. Дороговизна таких свай нивелируется за счет увеличенного периода эксплуатации основания.
3. Покрытие дополнительным слоем антикоррозионной защиты. Несмотря на заявленное качество и износостойкость опор, обработанных методом горячего оцинкования, такой вариант защиты плохо срабатывает при разрушениях, происходящих непосредственно в грунте. Чтобы защитить фундамент от электромеханической и химической коррозии, эксперты советуют покрывать металл эластичным слоем материала на основе эпоксидных смол, полиуретана и т.д.
4. Бетонирование винтовых свай. Это самый простой и эффективный метод увеличения срока службы опор. Бетон, залитый во внутреннюю полость трубы, вытесняет весь кислород, исключая риск окисления и, как следствие, разрушения сваи изнутри.

Полезное видео

Предлагаем посмотреть видео по теме статьи:

Заключение

Чтобы свайный фундамент прослужил весь заявленный срок эксплуатации, собственнику следует отказаться от дешевых материалов и проверять наличие сертификатов, при покупке конструктивных материалов.

Износостойкость опор также во многом зависит от соблюдения технологии монтажа, поэтому в случае капитального домостроения работу по возведению основания лучше доверить профессионалам.

Источник