Виды свайных фундаментов и классификация свай

УСТРОЙСТВО БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ (CFA)

Буроинъекционные сваи представляют собой аналог буронабивных свай. Они устраиваются нагнетанием (так называемой инъекцией) цементно-песчаного или бетонного раствора в заранее подготовленные скважины. Эта технология широко известна под названием непрерывного полого шнека (НПШ), или Continuous Flight Auger (CFA).

Метод CFA полностью исключает вибрации и динамические нагрузки на грунт. Благодаря этому не наносится ущерб объектам, находящимся поблизости стройплощадки, и не возникают смещения грунтов.

Изготовление фундаментных болтов по ГОСТ

Компания ООО «ПРОМДОР» предлагает к поставке фундаментные болты всех типов с доставкой оптом и в розницу. Продажа и изготовление по ГОСТ 24379.1—2012. Производство анкерных болтов по номинальному диаметру резьбы от 12 до 140 мм.

Болты используются для крепления строительных сооружений из металлических, тяжелых конструкций и прочным соединением их с бетонными основаниями.

Также болты применяют для монтажа оборудования, устойчивость которых обуславливается конструктивными особенностями (за счет собственной массы) и силовыми (при воздействии оборудования).

Конструкция болтов состоит из стержня, изготовленного из марок стали ст20, ст3кп2, С245, С345, ст35, ст45, 09г2с, 35Х, 40Х, и элементом крепления их в основания. От особенностей конструкции фундамента к ним применяются отдельные виды болтов.

Производство по нескольким типам исходя от их назначения и способов использования:

Болты по типу и конструкции расписаны в карточках товаров на которые они подразделены, все товары есть в наличии и вы можете их заказать в нужном количестве по телефону 8-499-280-08-69 или через форму заказа товара.

ПРИМЕРЫ УСТАНОВКИ БОЛТОВ В ФУНДАМЕНТ, КОНСТРУКЦИЯ — РАЗМЕРЫ

Основное предназначение — это усиление крепления конструкций на основания (фундаменты) для увеличения сопротивляемости к нагрузкам и увеличение срока эксплуатации сооружений.

1. Изогнутые исполнения 1 устанавливаются до бетонирования фундаментов (пример 1). 2. Изогнутые исполнения 2 устанавливаются в колодцах готовых фундаментов с последующим заполнением колодцев бетоном (пример 2). 3. С анкерной плитой исполнений 1-3 устанавливаются до бетонирования фундаментов (примеры 3, 4 и 5).

4. При установке составных болтов исполнений 1 и 2 нижняя шпилька совместно с муфтой и анкерной плитой устанавливается до бетонирования фундамента. Верхняя шпилька ввертывается в муфту и прихватывается сваркой после установки оборудования (пример 6), которое монтируется методом поворота или надвижки. 5. При установке съемных болтов исполнений 1-3 анкерная арматура устанавливается до бетонирования фундаментов, а шпильки — после устройства фундамента (примеры 7-9).

• 1 — фундамент; 2 — подливка; 3 — оборудование или строительная конструкция; 4 — колодец; 5 — бетон на мелком заполнителе; 6 — скважина; 7 — клеевой состав; 8 — цементно-песчаная смесь; 9 — цементный раствор

6. Прямые и с коническим концом исполнения 1-3 устанавливаются в просверленные скважины готовых фундаментов. Болты прямые закрепляются с помощью эпоксидного или силоксанового клеев (пример 10) или виброзачеканкой цемент-песчаной смесью (пример 11). С коническим концом закрепляются с помощью разжимной цанги (пример 12) или цементным раствором при вибропогружении в него шпильки болта (пример 13). 7. Глубина заделки болтов в бетон (размер Н), состав и марка бетона фундаментов, цемент-песчаной смеси, цементного раствора и клея назначаются в соответствии с действующими нормативными документами, утвержденными в установленном порядке.

Фундаменты каркасных зданий

Тип фундамента определяется строением стен здания. Если это сборный железобетонный каркас, в котором вертикальными несущими элементами являются колонны, то для их установки применяются фундаменты стаканного типа (ГОСТ 24476*80).

Фундамент под металлические колонны

Особенности устройства стакана под колонну

Их строение начинается от простого блока с выемкой, в которую вставляется и замоноличивается колонна, до башмака со стаканом, в основании которого имеется опорная подошва в виде одной или двух плит.

Примечание: первый вариант применяется для колонн сечением 300*300 мм (тип 1Ф), второй – для колонн 400*400 мм (тип 2Ф).

Железобетонный стакан под колонну тип 1Ф

Фундаментный стакан с башмаком тип 2Ф

• Фундамент под колонну, как и сама колонна, может быть и монолитным. В данный момент он представляет собой симметричную конструкцию ступенчатой формы с двумя или тремя выступами и подколонной выемкой. Если колонна тоже монолитная, то вместо подколонника в центре плиты при заливке устанавливают выпуски арматуры.

Монолитный фундамент под монолитную колонну

• Донышко выемки, в которую устанавливается колонна, обычно делается на 5 см ниже, чтобы иметь возможность нивелировать отклонения от размеров путём добавления пескоцементного раствора. Верх подколонника чаще всего проектируется в одном уровне с планировочной отметкой грунта, составляющей -150 мм.
• Высота такого фундамента определяется высотой подколонной части, и находится в рамках 1200 -3000 мм (через каждые 300 мм). Высота ступеней при этом остаётся неизменной. Фундаменты с высокими подколонниками применяют при закладке здания с подвалом, так как их подошва должна находиться ниже уровня пола помещения.
• Их усиление производится сварной стальной сеткой с ячейкой 200*200 мм (защитный слой бетона не менее 35 мм) и горячекатанной арматурой с периодическим профилем класса А-II. Подколонная часть армируется аналогично колонне, которая будет в неё устанавливаться.

Принцип возведения опорной части железобетонного каркаса

• При заливке стаканов на объекте, для монолита применяются бетоны класса В15-В20. Обычно его используют под стальные вертикальные конструкции. Тогда подколонники делают без стакана, а вместо выемки в сплошном теле фундаментного башмака имеются анкерные болты для крепления колонны.

Опалубка для заливки монолитных фундаментов под колонны

• Фундаменты стальных колонн могут заглубляться и ниже трёхметровой отметки. Тогда могут применяться сборные подколонники (серия ). Их нижние концы фиксируют на башмаке фундамента, а в верхней части подколонника предусматривают крепления под вертикальный элемент каркаса.

Крепление стальной колонны к монолитному башмаку

Монолитный фундаментный стакан может быть двойным в тех случаях, когда необходимо установить две смежные колонны. При этом одна из них вполне может быть стальной, а другая железобетонной.

Общий стаканный фундамент для смежных колонн — чертёж

Виды статических испытаний свай

Испытания свай вдавливающей нагрузкой

Свая подвергается равномерному вертикальному воздействию, сила которого увеличивается поэтапно, начиная с 1/10 от заданной. На каждом этапе инженеры измеряют степень деформации опоры, скорость усадки и степень сопротивления грунта.

Проверка не подразумевает ударную нагрузку или резкое увеличение силы воздействия, что соответствует реальным условиям эксплуатации.

Испытания свай на выдергивание

В процессе испытания инженеры измеряют силу, приложенную на выдергивание, и положение самой сваи под действием этой силы. Нагрузку поэтапно увеличивают до максимальной величины, определенной программой. Для измерения данных используют специальные приборы и ПО, в том числе прогибометры.

Испытания свай горизонтальной нагрузкой

В ходе этого испытания определяется величина перемещения сваи под действием горизонтальной нагрузки. Для этого между двух свай устанавливается гидравлический домкрат. Создаваемое домкратом давление должно отклонить опоры на величину, указанную в проекте.

Статические испытания грунтов

Полевые испытания грунтов сваями со статической нагрузкой позволяют:

• определить необходимые параметры свай – вид, размер и несущую способность;
• проверить возможность погружения свай на намечаемую глубину;
• оценить однородность грунтов по их сопротивлению погружению свай;
• определить зависимость перемещения свай в грунте от нагрузок и во времени.

Статические испытания могут проводиться в следующих типах грунта:

• песчаный грунт, водононасыщенный мелкий песок и пылеватый песок;
• глинистый грунт мягко- и текучепластичной консистенции;
• разнородный грунт.

Для проведения корректного испытания необходимо дать забитой свае отстояться, «отдохнуть». Именно от состава, свойств и состояния прорезаемых грунтов зависит время ожидания. Продолжительность «отдыха» не может быть менее:

• 3 суток – для песчаных грунтов;
• 6 суток – для глинистых и разнородных грунтов;
• 10 суток – для водонасыщенных мелких и пылеватых песчаных грунтов;
• 20 суток – для глинистых грунтов мягко- и текучепластичной консистенции.

Статические испытания буронабивных свай проводятся только после того, как бетон наберет достаточную прочность – не менее 80% от своей марочной прочности.

Испытания грунтов выдергивающими и горизонтальными нагрузками проводят только натурными – обычными по материалу, конструкции и размеру – сваями. Эталонные (забивные составные) сваи можно использовать для испытаний любыми нагрузками.

Использование статической выдергивающей нагрузки

Если предполагается, что в будущем фундаменте будет возникать выдергивающее напряжение, для контроля устойчивости фундамента используются аналогичные нагрузки. Чтобы провести такие испытания, составные и бетонные сваи не используются. Также не берут сваи с уширенной пятой, предварительно напряженные без поперечного армирования, винтовые.

Под критерием условной стабилизации деформации подразумевается скорость, с которой свая будет выходить из грунта. В программе прописывают несколько ступеней воздействия. Для свай фундаментов сооружений и зданий, за исключением мостов, должно быть не более 0.1 мм за прошедшие два часа. Для мостов берут период в один час.

Нагрузка должна достигать таких значений, чтобы подъем сваи происходил минимум на 25 мм. Программой испытаний определяется максимальное значение воздействия.

В проекте свайного фундамента есть расчетная нагрузка на сваю. Соответственно, при испытаниях усилия не должны ее превышать. ГОСТом определяется порядок фиксации показателей, получаемых в ходе эксперимента.

Основные виды свайных фундаментов

За обобщающим термином «свайный фундамент» скрывается внушительный перечень разновидностей этого основания, каждая из которых имеет свои достоинства, недостатки и «показания к применению».

Оптимальный выбор вида сваи, конструкции ростверка и способа монтажа основания не только поспособствует упрощению и удешевлению строительных работ, но и обеспечит максимальный срок службы постройки.

Вот почему застройщик должен хорошо понимать, какие виды свайных фундаментов могут сегодня применяться и как выбрать самый предпочтительный вариант.

Как работают сваи

В современном строительстве применяют различные виды свайных фундаментов и работа свай в них также осуществляется по-разному.

По данному признаку можно выделить два типа опор:

1. Сваи-стойки.

Такая свая переносит нагрузку от веса здания на грунт, в который упирается. Сваю-стойку изготавливают по технологии, обеспечивающей прочное основание, ведь именно на него может приходиться до 85% веса постройки.

Сваи стоечного типа – это классический и наиболее распространенный вариант. Опираясь на прочный грунт, они почти не дают осадки и могут выдерживать очень большие нагрузки.

2. Висячие сваи.

Сваи данной разновидности не упираются в грунт, а удерживаются в нем подобно тому, как держится вбитый в доску гвоздь, то есть за счет силы трения между боковой поверхностью и внешней средой.

Сравнивая висячую сваю со стойкой, можно выделить два основных отличия: площадь боковой поверхности у висячей сваи увеличена, при этом она имеет рельефное исполнение, благодаря чему более прочно «цепляется» за окружающий ее грунт.

Применение висячих свай оправдано в тех случаях, когда прочный грунт залегает особенно глубоко и сваи-стойки пришлось бы делать слишком длинными.

По материалу

Выбирая материал сваи, следует оценивать не только его физические свойства в сочетании с рабочими характеристиками, но, также, стоимость, доступность и удобство монтажа. Сегодня применяют такие виды свай:

1. Деревянные.

Наиболее распространены деревянные опоры из сосны и ели, но иногда встречаются и лиственничные, дубовые и кедровые сваи.

Древесина хорошо поддается обработке и во многих регионах является самым доступным материалом, но из-за таких существенных недостатков, как малая прочность и подверженность гниению, к применению деревянных свай сегодня прибегают довольно редко.

Деревянная свая должна иметь в диаметре не менее 180 мм. Наибольшая длина цельноствольных деревянных свай обычно не превышает 16 м. Если же необходима более длинная опора, сращивают несколько стволов, увеличивая таким образом длину сваи до 25 м.

2. Стальные.

Сваи, выполненные из стали, могут иметь самую разнообразную конструкцию. В большинстве случаев это цельнотянутая труба с толщиной стенки от 8 до 12 мм, но могут применяться, например, опоры коробчатого сечения, изготовленные из двутавров или других элементов.

Для усиления несущей способности стальные сваи после установки на место заливаются бетоном.

Из стали изготавливаются и так называемые винтовые сваи, достаточно популярные сегодня. Они имеют вид сверла или обычной трубы, снабженной шнековой навивкой.

Сваи больших диаметров завинчивают с применением механизированного оборудования, например, кабестанов, но опору диаметром 100 мм вполне могут установить на место два человека с помощью ворота.

Благодаря подобию резьбы винтовая свая фиксируется в грунте особенно прочно и даже при небольшом диаметре основного ствола и малой прочности грунта может удерживать значительные нагрузки.

Важным достоинством опор данной разновидности является возможность их многократного использования. При сооружении мобильной постройки сваю не бетонируют, а при переносе здания ее извлекают, чтобы позже установить на новом месте.

Сталь – весьма прочный и долговечный материал, но он имеет высокую стоимость и подвержен коррозии.

3. Железобетонные.

Наиболее распространенные на сегодняшний день виды свай и свайных фундаментов изготавливаются из железобетона.

Этот вариант наиболее практичен с точки зрения индивидуального строительства, поскольку позволяет изготовить сваю любого диаметра прямо в грунте, не привлекая дорогостоящего подъемного оборудования.

Ж/б сваи могут поставляться на стройплощадку и в готовом виде. В этом случае они обычно имеют квадратное (с размерами от 200х200 до 400х400 мм) или прямоугольное (250х500 или 200х400 мм) поперечное сечение. Все чаще применяются винтовые железобетонные сваи.

При завинчивании в них заводится стальной сердечник, который по завершении монтажа извлекается для завинчивания следующей сваи.

Сваи из железобетона могут быть как сплошными, так и полыми.

По способу монтажа

Также выделяют различные виды свайных фундаментов по способу погружения свай в грунт. Применяют один из следующих методов:

1. Внедрение в грунт посредством молотов или вибропогружателей.

Сваи, устанавливаемые подобным образом, называются забивными. Все они, независимо от материала, имеют заостренный конец длиной в 1,5 – 2 диаметра, который при работах в плотном грунте защищают с помощью специальной детали – башмака.