Сваи составные железобетонные: типы изделий, особенности маркировки и монтажа

Обозначения стыкового соединения арматуры сваркой

Условное обозначение	Наименование	Положение стержней
С1 — Ко	Контактная стержней одинакового диаметра	Горизонтальное
С2 — Кн	Контактная стержней разного диаметра
С3 — Км	Контактная стержней одинакового диаметра с последующей механической обработкой
С4 — Кп	Контактная стержней одинакового диаметра с предварительной механической обработкой
С5 — Мф	Ванная механизированная под флюсом в инвентарной форме
С6 — Мп	Дуговая механизированная порошковой проволокой в инвентарной форме
С7 — Рв	Ванная одноэлектродная в инвентарной форме
С8 — Мф	Ванная механизированная под флюсом в инвентарной форме	Вертикальное
С9 — Мп	Дуговая механизированная порошковой проволокой в инвентарной форме
С10 — Рв	Ванная одноэлектродная в инвентарной форме
С11 — Мф	Ванная механизированная под флюсом в инвентарной форме спаренных стержней	Горизонтальное
С12 — Мп	Дуговая механизированная порошковой проволокой в инвентарной форме спаренных стержней
С13 — Рв	Ванная одноэлектродная в инвентарной форме спаренныхстержней
С14 — Мп	Дуговая механизированная порошковой проволокой на стальной скобе-накладке
С15 — Рс	Ванно-шовная на стальной скобе-накладке
С16 — Мо	Дуговая механизированная открытой дугой голой легированной проволокой (СОДГП) на стальной скобе-накладке
С17 — Мп	Дуговая механизированная порошковой проволокой на стальной скобе-накладке	Вертикальное
С18 — Мо	Дуговая механизированная открытой дугой голой легированной проволокой (СОДГП) на стальной скобе-накладке
С19 — Рм	Дуговая ручная многослойными швами на стальной скобе-накладке
С20 — Рм	Дуговая ручная многослойными швами без стальной скобы-накладки
С21 — Рн	Дуговая ручная швами с накладками из стержней	Любое
С22 — Ру	Дуговая ручная швами с удлиненными накладками из стержней
С23 — Рэ	Дуговая ручная швами без дополнительных технологических элементов
С24 — Мф	Ванная механизированная под флюсом в комбинированных несущих и формующих элементах	Горизонтальное
С25 — Мп	Дуговая механизированная порошковой проволокой в комбинированных несущих и формующих элементах
С26 — Рс	Ванная одноэлектродная в комбинированных несущих и формующих элементах
С27 — Мф	Ванная механизированная под флюсом в комбинированных несущих и формующих элементах	Вертикальное
С28 — Мп	Дуговая механизированная порошковой проволокой в комбинированных несущих и формующих элементах
С29 — Рс	Ванная одноэлектродная в комбинированных несущих и формующих элементах
С30 — Мф	Ванная механизированная под флюсом в комбинированных несущих и формующих элементах спаренных стержней	Горизонтальное
С31 — Мп	Дуговая механизированная порошковой проволокой в комбинированных несущих и формующих элементах спаренных стержней
С32 — Рс	Ванная одноэлектродная в комбинированных несущих и формующих элементах спаренных стержней

Изображение стыкового соединения арматуры контактной сваркой (Ко, Кн, Км, Кп) и способами МФ, Мр, Рв:

Изображение стыкового соединения арматурных стержней сваркой способами Мф, Мп, Рв, Рс, Мо, Рм:

Рисунок стыкового соединения арматуры дуговой ручной сваркой способами Рм, Рн:

Схема стыкового соединения арматурных стержней сваркой способами Ру, Рэ, Мп, Мф, Рс:

Схема стыкового сварного соединения арматуры способами Мп, Мф, Рс:

Применение

Любая из железобетонных свай используется для опоры фундамента и углубляется до уровня высокоплотного грунта. Если подошва расположена в грунте не очень хорошо, то фундамент не будет довольно устойчивым, что станет причиной проседания почвы под массой постройки.

Составные сваи используются при неустойчивости верхнего слоя грунта стройплощадки: если он имеет большую толщину, нежели длина свай. Как правило, не допускается опирание основания сваи на такие неустойчивые грунты, как заторфованная почва, торфяники, текучая и сильносжимаемая глинистая почва, илистые грунты. В вышеназванных почвах только свайный фундамент будет обладать устойчивостью и необходимой несущей способностью.

Изделия из железобетона обустраивают фундаменты из свай на объектах. Такие же конструкции довольно часто используются у строительных компаний, которые не имеют копровой установки.

Стандартная грунтовая свая имеет длину 12 метров. Составные железобетонные сваи применяются также при невозможности использования обычных свай из-за геологических условий. Такие сваи используются, к примеру, в строительных работах, производящихся на территории Москвы, для фундаментов жилых домов, промышленных зданий и разнообразных построек гражданского предназначения.

Целью железобетонной сваи является передача вертикальных нагрузок. Это позволит избежать усадки сооружения во время постройки и эксплуатации.

В грунте можно использовать не один, а все виды при условии, что на необходимой глубине грунта находится слабый слой породы и провести опору невозможно.

Прежде чем приступить к работе, составные сваи должны пройти статическое испытание, которое покажет возможности выдержать виды нагрузки. Нагрузочный тест-драйв проходят и стыки соединений. При строительстве фундаментов применяются такие сваи, как висячие и сваи-стойки.

Способы погружения свай

Погружение свай забивкой отличается простотой технологии и низкой себестоимостью, предусматривает применение колон с усиленным армированием, способными не разрушиться под многократными ударами молота копровой установки. Не смотря на то что их принято назвать забивными, для погружения могут применяться и другие технологии. Вибропогружение намного более щадяще воздействует на опору при заглублении, но требует предварительного лидерного бурения почти во всех случаях. Для погружения готовых ж/б свай в районах плотной застройки применяют способ вдавливания с помощью специальной сваевдавливающей установки. Разрушительные динамические воздействия, передающиеся через почву на стоящие рядом постройки, практически отсутствуют.

Технология монтажа и забивки составных свай

Каждая партия забивных свай, доставленная на строительную площадку, должна иметь сопроводительную документацию. Забивка свай осуществляется с применением молотов следующих типов:

• подвесных;
• паровоздушных;
• штанговых;
• трубчатых.

Нельзя использовать для погружения составной сваи вибропогружатель.

Нижняя свая позиционируется в точку забивки острием на нижнем конце (точность установки определяется проектными требованиями и не превышает 1 см).

Совет эксперта! Необходимо соблюдать соосность и вертикальность сваи и копровой стрелы (центральный удар обеспечивает максимальную передачу энергии).

Рис. 5: Схема последовательности работ по забивке составных свай

Начальный этап погружения выполняется одиночными ударами небольшой мощности. При этом необходимо применять подбабку для исключения деформации закладной детали. В течение этого процесса тщательно контролируется (отвесом, теодолитом) и, при необходимости, подправляется вертикальность сваи. Если произошло отклонение от проектного положения, то следует:

• произвести наклон стрелы до совпадения осей движения молота и сваи;
• передвинуть копер на требуемое расстояние.

Совет эксперта! Если геологическая структура строительного участка содержит прослойки плотного песка даже толщиной 2 м, то для забивки составных свай на требуемую глубину придется воспользоваться более тяжелыми молотами. Как альтернативу можно применять технологию лидерного бурения, которая эффективна также на промерзших грунтах (могут использоваться ямобуры).

Рис. 6: Схема погружения составных свай с лидерным бурением

Забивка полной мощностью начинается после погружения нижней части на требуемую глубину в заданной позиции. В процессе забивки необходимо следить за скоростью погружения сваи: она должна соответствовать структуре грунтовых пластов.

Совет эксперта! Высокая скорость погружения сваи при проходе плотных грунтов указывает на образование в ее структуре излома, что опасно для строительных работ.

После погружения нижней части сваи до высоты ее верхнего конца над уровнем грунта 10÷100см производится подсоединение ее верхней части. Для этого части располагаются на одной прямой (центральные оси должны совпадать) и образовавшийся стык между закладными деталями обваривается электродуговой сваркой. Запрещено использование в стыке прокладок. Затем сварной шов необходимо защитить от коррозии слоем кузбасслака (в грунтах с агрессивной коррозионной средой рекомендуется использовать эпоксидную краску).

Технические характеристики

В нижеприведенной таблице вы увидите некоторые результаты расчетов:

Сваи 30*30 см, длина 13-24 метров		Сечение секции 300 мм, серия 1.011.1-10, выпуск 1
Название	Длина (миллиметр)	Ширина (миллиметр)	Высота (миллиметр)	Вес (тонна)	Объем (куб. м)	Секция	Вес (т)	Объем (куб. м)
С130-СВ	13,000	300	300	3	1,2	С50.30-ВСв. 1 / 6	1,13	0,45
С140-СВ	14,000	3,2	1,3	С60.30-ВСв. 1 / 6	1,4	0,54
С150-СВ	15000	3,4	1,4	С70.30-ВСв. 1 / 6	1,6	0,6
С160-СВ	16000	4	1,44	С80.30-ВСв 1 / 6	2	0,72
С170-СВ	17000	3,8	1,5	С80.30-НСв-3	0,73
С180-СВ	18000	4,1	1,6	С90.30-ВСв. 2,3 / 6	2,03	0,8
С190-СВ	19000	4,3	1,7	С100.30-ВСв. 2 / 6	2,3	0,9
С200-СВ	20000	4,5	1,8	С110.30-ВСв. 3 / 6	2,5	0,99
С210-СВ	21000	4,7	1,9	С120.30-ВСв. 3 / 6	3	1,08
С220-СВ	22000	5	2	С80.30-НСв. 1 / 6	2	0,73
С230-СВ	23000	5,2	2,07	С120.30-НСв. 3 / 6	2,7	1,09
С240-СВ	24000	5,4	2,2
Сваи 35*35 см, длина 13-28 метров	Сечение секции 350 мм, серия 1.011.1-10, выпуск 1
Название	Длина (миллиметр)	Ширина (миллиметр)	Высота (миллиметр)	Вес (тонна)	Объем (куб. м)	Секция	Вес (т)	Объем (куб. м)
С130-СВ	13000	350	4,03	1,6	С50.35-ВСв. 2 / 6	1,6	0,6
С140-СВ	14000	4,34	1,7	С60.35-ВСв. 2 / 6	1,9	0,7
С150-СВ	15000	4,64	1,9	С60.35-ВСв-4
С160-СВ	16000	4,96	2	С70.35-ВСв. 2 / 6	2,2	0,9
С170-СВ	17000	5,3	2,11	С80.35-ВСв. 2,4 / 6	2,5	1
С180-СВ	18000	5,6	2,23	С90.35-ВСв. 2 / 6	2,8	1,1
С190-СВ	19000	5,9	2,4	С100.35-ВСв. 2 / 6	3,08	1,23
С200-СВ	20000	6,2	2,5	С110.35-ВСв. 3 / 6	3,4	1,4
С210-СВ	21000	6,5	2,6	С120.35-ВСв. 3 / 6	3,7	1,5
С220-СВ	22000	6,82	2,7	С130.35-ВСв. 3 / 6	4	1,6
С230-СВ	23000	7,13	2,9	С140.35-ВСв. 4 / 6	4,3	1,7
С240-СВ	24000	7,44	3	С80.35-НСв. 2,4 / 6	2,5	1
С250-СВ	25000	7,75	3,1	С120.35-НСв. 3 / 6	4	1,5
С260-СВ	26000	8,06	3,2	С120.35-НСв-4	3,7	1,47
С270. -СВ	27000	8,4	3,4	С140.35-ВСв. 4 / 6	4,3	1,7
С280-СВ	28000	8,7	3,5
Сваи 40*40 см, длина 13-28 метров	Сечение секции 400 мм, серия 1.011.1-10, выпуск 1
Название	Длина (миллиметр)	Ширина (миллиметр)	Высота (миллиметр)	Вес (тонна)	Объем (куб. м)	Секция	Вес (т)	Объем (куб. м)
С130-СВ	13000	400	5,2	2,08	С50.40-ВСв. 2 / 6	2	0,8
С140-СВ	14000	5,6	2,24	С60.40-ВСв. 2 / 6	2,4	1
С150-СВ	15000	6	2,4	С70.40-ВСв. 2 / 6	2,8	1,12
С160-СВ	16000	6,4	2,6	С80.40-ВСв. 2 / 6	3,2	1,3
С170-СВ	17000	6,8	2,7	С90.40-ВСв. 3 / 6	3,6	1,44
С180-СВ	18000	7,2	2,9	С100.40-ВСв. 3 / 6	4	1,6
С190-СВ	19000	7,6	3,04	С110.40-ВСв. 4 / 6	4,4	1,8
С200-СВ	20000	8	3,2	С120.40-ВСв. 4 / 6	4,8	2
С210-СВ	21000	8,4	3,4	С130.40-ВСв. 4 / 6	5,2	2,08
С220-СВ	22000	8,8	3,5	С140.40-ВСв. 5 / 6	6	2,24
С230-СВ	23000	9	3,7	С80.40-НСв. 2 / 6	3,3	1,3
С240-СВ	24000	9,6	3,8	С120.40-НСв. 4 / 6	4,9	1,94
С250-СВ	25000	10	4	С140.40-НСв. 5 / 6	5,7	2,3
С260-СВ	26000	10,4	4,2
С270-СВ	27000	11	4,3
С280-СВ	28000	11,2	4,5

Погружение в грунт

Монтаж составных свай Процесс внедрения СС в грунт связан с применением гидравлических молотов. Это технология ударной забивки, не нарушающая целостности сварных соединений. Погружение проводится в несколько этапов:

1. После подъема с помощью спецтехники тело первой части стержня устанавливается вертикально на место, где будет проводиться забивка.
2. Прежде чем начнет работать забойник, на голову стержня устанавливается наголовник молота, который предотвратит деформацию ствола при проведении работ.
3. Свая центруется и подтверждается ее вертикальность.
4. Чтобы начальный путь свая прошла без отклонений, ударная сила молота используется на 25 % от общей мощности.
5. В полную силу удар проводится после заглубления на 2 метра в грунт.
6. Когда над поверхностью почвы остается около 50 сантиметров ствола сваи, к ней присоединяется второй элемент конструкции. Посмотрите видео, как монтируются составные сваи.

При внедрении в грунт на установленную глубину ни в начале работ, ни в дальнейшем, не используют вибропогружатели. Вибрация способствует разрушению сварного соединения, и свая выходит из строя. Наиболее надежным и качественным признано соединение с помощью сварки или болтов. Но в таком случае сваи изготавливают по индивидуальным проектам с учетом технических особенностей.

Сфера применения составных железобетонных свай

Основная задача составных свай заключается в создании глубокозаглубленных фундаментных конструкций для строительства объектов гражданского, жилого и промышленного назначения на любых грунтах. Такая свая может работать в висячем состоянии или в качестве стойки и рассчитана на восприятие значительных сжимающих нагрузок, действующих в вертикальном направлении. Составная свая не должна опираться на:

• торф;
• заторфованный грунт;
• слабый грунт (например, илистый);
• сильносжимаемый грунт (например, глинистый текучий).

Совет эксперта! Нагрузка не должна обладать существенной динамической составляющей, а быть максимально статичной. Каждая часть составной сваи должна пройти перед монтажом испытание статической и динамической несущей способности.

Чаще всего составные сваи применяются в случаях:

• значительной толщины верхнего слабого слоя грунта,
• необходимости усиления свайного фундамента под построенными объектами при ограниченном пространстве,
• невозможности изготовления цельных свай требуемой длины.

Примером масштабного использования составных свай является строительство стадиона в Ростове-на-Дону, рассчитанного на вмещение 45-ти тысяч зрителей. Согласно проекту, фундамент этого спортивного комплекса будет сформирован из более 10000 пар составных свай. Все это количество свай забито шестью копровыми установками.

В качестве элемента фундамента составные сваи были выбраны и для строительства стадиона в Калининграде. В проектной документации количество свай превышает 7000 штук, а их длина составляет 24÷28м. При этом структура грунта на строительной площадке создает трудности для забивания на глубине 20м. В результате проведения испытаний несущей способности составных свай было подтверждено их соответствие проектным требованиям.

Рис. 2: Составные сваи погружённые на свайном поле

Сварка ванным способом

Состыковка ванным способом применяется в том случае, если сечение арматурных прутьев достаточно большое и достигает до 10 см.

С помощью ванной состыковки крепятся фланцы к металлическим трубам, соединяются многогрядные арматурные полые «столбы» каких-либо сооружений, а также изготавливаются другие арматурные каркасы.

Преимущества

Изделия, изготовленные ванным способом, получаются особенно прочными, а также надежными.

Преимущества такой технологии изготовления:

1. В процессе работы используется обычное сварочное оборудование.
2. Отпадает необходимость поворачивания конструкции. Работа может осуществляться под различными углами, что очень удобно.
3. С помощью гамма-лучей можно проверить качество сварочных швов.

Особенности сварки

К особенностям ванного метода можно отнести следующие:

1. Состыковка прутьев, а также элементов конструкций должна быть выполнена максимально точно. Минимальное значение отклонения не должно превышать 0,05 диаметра. Для этого конструкции собирают в кондукторах, которые позволяют фиксировать изделие и, тем самым, избежать отклонений в соединении выпусков арматуры.
2. Ванная сварка дает возможность производить состыковку прутьев как вертикально, так и горизонтально.

Таким образом, есть несколько методов соединения армирующих прутов. Сварочная состыковка является наиболее надежным вариантом. В свою очередь, этот процесс также можно осуществлять различными способами, что дает возможность выбрать наиболее подходящий. Он обеспечит качественную сварку изделия.

Оборудование и материалы для сварки

Арматуру варят стандартными аппаратами для электродуговой сварки:

• трансформаторными;
• выпрямителями;
• инверторами, в т.ч. бытовыми.

Газовую сварку не применяют.

Разовые и небольшие по объему работы производят ручным способом. Ему присущи такие недостатки:

• требуется исполнитель с высокой квалификацией;
• процесс занимает много времени;
• характеризуется высокими расходами.

При серийном изготовлении каркасов в производственных условиях задействуют полуавтоматическую и автоматическую сварку. Это дает следующие преимущества:

• возрастают качество и производительность работ;
• снижаются себестоимость и требования к квалификации исполнителя.

В зависимости от того, какое оборудование имеется в наличии, применяют плавящиеся или тугоплавкие электроды.

Подбор оптимального режима

На проведение сварки и прочность образовавшего соединения влияет ряд факторов. Наиболее значимые из них:

• марка электрода и его диаметр;
• величина сварочного тока и его полярности;
• скорость ведения электродом;
• количество проходов.

В зависимости от толщины металла прутков и выбранного диаметра электродов для сварки арматуры осуществляется регулировка силы тока. Стандартные показатели, указанные на пачке с электродами, должны выставляться немного меньше.

Подбирая полярность, предпочтение отдается ее обратной величине, что позволит избежать большого разогрева и прожогов. Сварщик должен поддерживать скорость движения с учетом небольшого возвышения металла над кромкой деталей.

Для арматуры используют электроды таких марок, как УОНИ-13 55 и ДСК50. Хорошо зарекомендовали себя ОЗС-12. Но чаще всего используют проверенные и недорогие марки МР-3 и АНО-21.

Конструкция

Составные сваи производятся согласно стандартам ГОСТ. Они состоят из верхней и нижней стыкующих частей.

Подобные сваи имеют такие сечения, как:

• 30х30 см – длина такого сечение находится в пределах от 14 до 24 метров;
• 35х35 см, 40х40см – от 14 до 28 метров.

Длины стыкующих частей могут различаться. В изделии, сечение которого 30х30 см, длина нижней основы – от 7 метров, которая с каждым шагом увеличивается до 12 метров; у свай же с сечением 35х35 см и 40х40 см длина такой основы составляет от 8 до 14 метров. Что касается верхней секции, у сваи 30х30 см она находится в пределах 5-12 метров, а у сваи 35х35 и 40х40 – 6-14 метров.

Стыковка производится такими способами:

• сварочное соединение закладного стакана;
• соединение листовых стальных накладок, которые обжимают ствол сваи;
• болтовое соединение обжимающего элемента;
• соединение при помощи откидного замка;
• соединение с помощью штифта.

Составные сваи должны армироваться продольным армокаркасом, изготавливаемым из стержня класса А2 и А3 с диаметром 13-20 мм. Поперечное укрепление ствола производится металлической сеткой из проволоки класса В-1 с минимальным диаметром в 5 мм.

Для производства тела свай используют тяжелый бетон класса не ниже М200. Заполнением служит мелкофракционный щебень с диаметром не больше 40 мм.

Армирование может происходить по технологии предварительного натяжения. Прежде чем заливать бетон в форму, каркас арматуры растягивается гидравлическим домкратом. Данная технология изготовления придает сваям максимальную устойчивость к нагрузкам.

Забивка железобетонных свай от

Если согласно проектной документации строительного объекта требуется сооружение его фундамента из составных ж/б свай, то СК «Богатырь» предлагает услуги квалифицированных рабочих и спецтехники. Мы гарантируем высокое качество забивания составных свай и минимальные сроки завершения всех работ.

Свайные фундаменты из составных элементов целесообразно применять при строительстве:

• жилых домов;
• промышленных зданий;
• индивидуального жилья;
• малоэтажных построек;
• мачт сотовой связи;
• ангаров;
• опор ЛЭП;
• производственных объектов.

Рис. 7: Строительство промышленного здания составными сваями