Армирование буронабивных свай

Буронабивные сваи (БНС) — это элементы фундамента, которые изготавливаются путем бурения скважины и заливки ее бетоном. Они часто применяются в строительстве благодаря высокой несущей способности, а также возможности использования в различных грунтах.

Армирование БНС повышает прочность, устойчивость и долговечность конструкции.

Установка арматуры увеличивает несущую способность сваи, позволяет распределить нагрузки и предотвратить образование трещин в бетоне, а за счет этого — оптимизировать размеры опоры и сэкономить материалы.

Понимание принципов армирования помогает создать надежный и экономичный буронабивной фундамент.

Компоненты

Основные компоненты армирования железобетонных буронабивных свай — продольная арматура, поперечная арматура (хомуты) или арматурные каркасы.

• Продольная арматура воспринимает основные нагрузки и обеспечивает прочность сваи на изгиб и сжатие.
• Поперечная арматура в виде хомутов предотвращает выпучивание продольных стержней и повышает сопротивление свай срезу.
• Арматурные каркасы — это готовые конструкции, объединяющие продольную и поперечную арматуру, что упрощает монтаж и обеспечивает правильное расположение армирующих элементов в опоре.

Чаще всего продольные стержни выступают в качестве рабочей (расчетной) арматуры и повышают прочность опоры, а поперечные хомуты — это конструктивная арматура: они обеспечивают закрепление прутьев в каркасе и равномерное распределение нагрузки между ними.

Но порой даже продольные стержни являются конструктивными деталями и используются только для связывания свайных элементов в ростверк.

Выбор диаметра, класса стали и шага расположения арматуры зависит от проектных нагрузок и условий эксплуатации опоры.

Расчет и проектирование

Расчет и проектирование армирования буронабивных свай — ключевой этап, определяющий надежность и долговечность конструкции.

На уровень армирования влияют геологические условия, проектные нагрузки, длина и диаметр свайного элемента, а также требования по сейсмостойкости. Учитываются также агрессивность грунтовых вод и возможные динамические воздействия.

При расчете определяется объем, диаметр и класс продольной и поперечной арматуры, а также длина анкеровки. Большое внимание уделяется расчету армирования в зонах максимальных нагрузок — оголовке сваи и в местах изменения геологических слоев.

Основные нормативные документы, регламентирующие расчет и проектирование армирования буронабивных опор в России, включают СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты», СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции», а также ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния». Эти документы содержат требования к расчетным моделям, коэффициентам надежности, методам расчета, конструктивным решениям.

При проектировании также учитываются рекомендации производителей строительных материалов и технологического оборудования, а также опыт успешной реализации аналогичных проектов.

Технология

Подготовка арматурного каркаса начинается с изготовления его элементов согласно проектной документации. Продольные стержни и поперечные хомуты соединяются сваркой или вязальной проволокой. Каркас усиливается дополнительными элементами жесткости для предотвращения деформаций при транспортировке и установке.

На объекте с помощью специального оборудования, например, гидровращателя Delta RD150, бурят скважины заданного диаметра.

Диаметр арматурного каркаса должен быть на 10-12 см меньше диаметра буровой скважины. Металлический каркас устанавливается в скважину и центрируется с использованием фиксаторов или распорок для обеспечения проектного положения. Важно контролировать вертикальность установки и глубину погружения каркаса.

Обеспечение защитного слоя бетона достигается применением фиксаторов-центраторов, устанавливаемых на арматурный каркас. Они поддерживают необходимое расстояние между стальной конструкцией и стенками скважины, гарантируя требуемую толщину защитного слоя. Это очень важно для защиты металла от коррозии и долговечности свайных элементов.

При выполнении всех этапов необходимо строго соблюдать проектные требования и технологические регламенты, а также осуществлять постоянный контроль качества работ.

Типичные ошибки

• Недостаточное количество арматуры, что приводит к снижению несущей способности опоры и возможному разрушению при нагрузках.
• Неправильное расположение арматурного каркаса, которое вызывает эксцентриситет нагрузки и снижение прочности конструкции.
• Отсутствие или неправильная установка фиксаторов, в результате — недостаточный защитный слой бетона, ускоренная коррозия.
• Использование стали несоответствующего класса, что может привести к преждевременному разрушению сваи.
• Некачественные сварные соединения, которые ослабляют конструкцию каркаса, снижают его жесткость.
• Отсутствие усиления в зонах концентрации напряжений вызывает локальные разрушения свайного элемента.
• Недостаточная длина анкеровки приводит к проскальзыванию каркаса в бетоне и снижению несущей способности.
• Игнорирование особенностей грунта при проектировании армирования может вызвать непредвиденное поведение опоры под нагрузкой.
• Отсутствие учета агрессивности среды может ускорить коррозию и разрушение конструкции.
• Несоблюдение технологии установки каркаса, что приводит к смещению и нарушению проектного положения.

Последствия этих ошибок могут быть разными: от снижения эксплуатационных характеристик до полного разрушения конструкции. Важно тщательное проектирование, строгое соблюдение технологии и постоянный контроль качества на всех этапах работ для предотвращения подобных ошибок и обеспечения надежности буронабивных свай.