Для чего и как производится армирование свай, применяемых для возведения свайного фундамента?

Армирование входит в перечень технологических процессов при производстве буронабивных и железобетонных свай.

Процедура необходима для придания жесткости силовой конструкции, а также предотвращения разрушения опорных элементов при воздействии деформирующих сил со стороны грунта.

Подробнее о технологии, разновидностях армирования свай расскажем в статье.

Нормативы и типы устройства силовой конструкции

Технология армирования предполагает использование трех основных методик:

1. Монтаж армирующего каркаса продольного типа.
2. Продольно-поперечно армирование.
3. Армирование по методу предварительного напряжения.

Принципы устройства силовой конструкции описаны в таких нормативных документах:

• 

  сварные арматурные изделия для ж/б конструкций – ГОСТ 10922-90, ГОСТ 19804.4-78 и ГОСТ 19804.2-79;

• вычисления необходимого расстояния между элементами арматурного каркаса – СП 63.13330.2018;
• требования к качеству металлопроката для армирования свай – в вышеуказанном СП 63.13330, ГОСТ 5781-82, ГОСТ 10884;
• испытание ж/б конструкций на образование трещин – ГОСТ 19804.0.

По технологии арматура располагают параллельно друг к другу без горизонтальных перемычек. Для свай с сечением 200х200 и 300х300 мм используют 4 прута, а для опорных элементов 350х350 и 400х400 мм – 8 стержней.

Назначение свай с продольным армированием – закладка фундамента в почвах средней плотности (глина, супесь, суглинок) под наземные сооружения.

Такие силовые конструкции обходятся дешевле, но они характеризуются слабым сопротивлением относительно растягивающих и сгибающих нагрузок. Эта особенность ограничивает сферу применения фундамента, исключая строительство гидротехнических сооружений.

Сварная конструкция такого типа состоит из продольных прутьев с приваренной арматурной сеткой или горизонтальными перемычками. По краям каркаса шаг между поперечными элементами составляет 100 мм, в средней части – 200 или 300 мм, если глубина опорной подошвы больше 13 м.

Опоры с армокаркасом продольно-поперечного типа выгодно отличаются устойчивостью к различным нагрузкам в процессе службы, а также свободно переносят столкновения с крупнообломочными породами.

Это расширяет сферу применения свайных фундаментов для строительства сооружений жилищного и промышленного назначения на:

• высокоплотных глинистых,
• песчаных,
• вечномерзлых грунтах,
• а также на участках с каменистыми включениями.

Помимо наземных сооружений, сваи с продольно-поперечным армированием подходят для возведения:

• дамб,
• мостов,
• причалов.

При изготовлении свай в металлическую форму помещают аромокаркас и растягивают его с помощью гидравлических домкратов. Одновременно на прутья оказывают воздействие энергией СВЧ-поля для уменьшения плотности стали. После этого опалубку заполняют раствором.

Когда бетон схватывается, натяжение ослабляют и прутья сжимаются до первоначального состояния. При этом сжимающие силы воздействуют на бетон, в результате чего он приобретает максимальную плотность.

Такой фундамент используют для строительства наземных сооружений, а также возведения построек на воде в геологических условиях, где силовая конструкция будет подвергаться изгибающим и растягивающим нагрузкам.

Какие столбы армируются?

Армированию подлежат все железобетонные свайные фундаменты, которые будут использованы для строительства жилых сооружений, а также построек I класса ответственности.

К таким силовым конструкциям относятся:

1. Забивные опоры.
2. Буронабивные и буроинъекционные столбы.
3. Винтовые бетонные стержни.

С целью экономии собственники могут использовать бетонные сваи без арматуры только в том случае, если их несущая способность и эксплуатационный ресурс удовлетворяет проектным условиям. Как правило, речь идет о строительстве легковесных построек на высокоплотных грунтах, которые могут оказывать незначительной деформирующее воздействие на фундамент.

Например, если буронабивные сваи диаметром 300 мм будут испытывать только вертикальную нагрузку от вдавливания в несущий пласт с высоким сопротивлением, то прочность фундамента будет достаточной без армирования. Металлические винтовые и полые забивные сваи армированию не подлежат.

Армирование выполняется на одной производственной линии вместе с остальными этапами изготовления ж/б опор. При этом предприятия могут закупать готовые каркасы у сторонних компании или заниматься их производством самостоятельно. Ближе к концу каркаса пруты загибают к центру, формируя острие сваи.

Для строительства в геологических условиях с высокоплотным грунтом или большим содержанием крупнообломочных пород, острый конец конструкции защищают стальной обоймой. Верхнюю часть каркаса дополнительно оснащают арматурной сеткой с шагом в 50 мм, чтобы укрепить конструкцию для оптимального восприятия ударов молота.

Для изготовления каркаса используют горячекатаные рифленые пруты из стали класса АI и АII (O от 12 мм).

Для армирования свай по методу предварительного напряжения применяют металлопрокат из стали марок:

• 25Г2С,
• 35ГС,
• 30ХГ2С,
• 20ХГ2Ц (O12–20мм).

Необходимость армирования набивного и буроинъекционного основания определяется на этапе проектирования после расчета нагрузок, несущей способности, а также анализа конструкции на возможность деформации.

Армокаркас для фундамента изготавливают из продольной рифленой арматуры класса АI и АII (O 10–16 мм). Для горизонтальных перемычек используют гладкий металлопрокат (O 6–8 мм).

Соединять конструкции можно двумя способами:

1. Фиксировать прутья вязальной проволокой.
2. Использовать сварочный аппарат.

Места сварочных швов защищают и покрывают гидроизоляционным материалом.

Подготовка к процессу

Когда сборка армокаркаса будет проводиться своими руками, мастеру необходимо предварительно изучить нормативные требования, подготовить оборудование и запастись металлопрокатом в нужном количестве.

Чтобы сделать армокаркас своими руками, конструктору понадобятся такое техническое оснащение:

• болгарка для резки металлопроката;
• сварочный аппарат и/или вязальный пистолет/плоскогубцы;
• рулетка, карандаш, кисть для защиты швов антикоррозийной грунтовкой.

Согласно требованиям из СНиП 52-01-2003 (актуальная редакция СП 63.13330.2018), содержание продольной арматуры в силовой конструкции не должно быть меньше 0,1%. Поэтому сначала рассчитывают опорную площадь фундамента и в соответствии с этим значением подбирают количество прутьев.

Шаг между поперечными перемычками – 1 м. Размер хомутов определяют, исходя из конфигурации каркаса (кольцо, квадрат). Длину арматуры рассчитывают, складывая глубину скважины и высоту ростверка.

Как правило, на один узел идет 30–40 см вязальной проволоки. Удобно вести расчет, имея перед собой чертеж силовой конструкции с нанесенными размерами.

Технология проведения работ

Алгоритм работы следующий:

1. 

   Подготавливают арматуру – нарезают прутья на отрезки нужной длины с помощью болгарки.

2. Изгибают гладкие прутья, придавая им нужную форму.
3. Размещают две рифленых арматуры параллельно друг к другу на рабочей поверхности.
4. Надевают на продольные прутья заготовленные квадраты и фиксируют с помощью сварки или обвязывают проволокой.
5. Переворачивают конструкцию и фиксируют две оставшиеся продольные арматуры.
6. Покрывают металлический каркас гидрофобным составом.

Готовый армокаркас устанавливают внутри скважины и заливают бетонным раствором. Над поверхностью бетона должны выступать прутки для связки с ростверком.

Изготовление арматурного каркаса для буронабивных свай в видео:

Вся самая важная и полезная информация о свайно-винтовом фундаменте представлена в данном разделе.

Заключение

Технология армирования применяется, чтобы придать свайному фундаменту необходимую прочность и стойкость по отношению к деформирующим нагрузкам, которые возникают в процессе монтажа и эксплуатации. Готовые железобетонные конструкции изначально оснащены армирующим поясом, который закладывается в форму при производстве.

В случае с буронабивными и буроинъекционными сваями изготовить силовую конструкцию можно своими руками по технологии, описанной в статье. Требования к качеству и количеству арматуры контролируются нормативными документами.