Для прочного и функционального фундамента часто используются буронабивные сваи. Это вид свайных оснований, когда бетон заливается в сделанную в грунте скважину, в которой размещен армирующий каркас. На сыпучих грунтах для укрепления применяются специальные опалубки или обсадная труба. Эта технология подходит для строительства загородных домов, промышленных объектов. Ее используют для работ в городской черте, где окружающим зданиям противопоказана вибрация.
Классификация и конструкция буронабивных свай
Буронабивные сваи — железобетонные конструкции, скважина под монтаж которых формируется посредством бурения. Типичная конструкция буронабивной опоры состоит из двух элементов — бетонного тела и арматурного каркаса. Для армирования свай применяются готовые арматурные каркасы заводского производства. Тип каркаса — продольно-поперечный, он состоит из вертикальных арматурных прутьев, которые соединяются горизонтальными перемычками. Для создания продольного контура используется рифленая арматура, произведенная по горячекатаному методу (класс А1-А3). Диаметр прутьев подбирается исходя из размеров сваи, он может варьироваться в пределах 12-20 мм.
Рис: Армокаркас для бурнонабивных свай
Фиксирующие поперечные перемычки выполняются из гладкой арматуры (диаметр 8-15 мм). Соединение каркаса выполняется электродуговой сваркой. После стыковки каркас, с целью предотвращения коррозии, покрывается защитной грунтовкой.
Важно: бетонное тело буронабивной сваи создается из смеси марки М200-М300, соответствующей классу прочности В25. Нормативная морозостойкость используемого бетона — 200 циклов, класс водонепроницаемости — 6.
Согласно особенностям конструкции выделяют два вида буронабивных свай:
- Цилиндрические;
- С уширением опорной подошвы.
Цилиндрические сваи имеют одинаковое сечение по всей длине ствола, тогда в уширенных сваях нижняя часть ствола обладает увеличенным диаметром. За счет увеличенной площади опирания такие опоры получают повышенную устойчивость в грунте и большую грузонесущую способность.
Рис: Схема монтажа буронабивных свай с уширением
Уширение может формироваться двумя методами — посредством использования специальных буровых колонн с откидными резцами либо камуфлетным методом, при реализации которого на дне скважины размещается взрывчатое веществом и производится его последующая детонация.
Преимущества использования набивных свай
Этот тип устройства оснований зданий пока не получил широкого распространения, ввиду специфичности используемой для его устройства техники. Однако, развитие технологии и используемых машин позволяет существенно повысить народнохозяйственное значение оснований этого типа. Их использование обладает рядом преимуществ, среди которых:
Возможность сосредоточенного восприятия отдельными сваями существенной нагрузки, достигающей 1000т, что позволяет располагать их под сооружениями, передающими на фундамент большую массу. В большинстве случаев это строения, используемые в промышленности и производстве или многоэтажные здания.
Возможность индивидуального восприятия сваями огромных нагрузок позволяет облегчить конструкцию ростверка или отказаться от его применения в принципе. Связующее или переходное звено, в виде ростверка можно монтировать без использования дополнительных частей и привязки к глубине.
Преимущество набивных свай
Одним из главных положительных качеств, которыми характеризуется этот тип свай, состоит в несущественных абсолютных и относительных величинах их смещения в почве в процессе осадки.
Существенная нагрузка, выдерживаемая конструкцией одного несущего элемента, позволяет избежать использования множества частей забивного типа.
При необходимости использования свай набивного типа, имеющих небольшие размеры их несущую способность можно увеличить за счет выполнения уширения нижней поверхности конструкции. Увеличение опорной поверхности несущих элементов от 7 до 12 раз позволяет в разы увеличить воспринимаемые нагрузки.
Этот тип несущих элементов может использоваться для усиления устройства существующих конструкций фундаментов.
Буронабивные сваи: как это делается
В районах с плотной застройкой или при опасности сдвига грунтов (во время забивки свай обычным методом) часто используют буронабивной способ устройства свай. Для этого производят следующие виды работ:
- проектирование свайного фундамента на основе инженерных расчетов планируемой нагрузки и исследований грунта на участке
- определение на местности точек бурения согласно проекту
- бурение скважины и установка обсадной трубы
- установка арматурного каркаса
- заливка и трамбовка бетонной смеси
- последовательное удаление обсадной трубы.
Рис.: Армирование буронабивного фундамента
Пример расчета буронабивного свайного фундамента
До начала работ следует определить требуемое количество опорных элементов и их диаметр.
При выполнении расчетов следует учитывать тип и характеристики грунта на участке, уровень залегания грунтовых вод и глубину промерзания. Для частного дома эти показатели можно определить самостоятельно, пробурив скважину.
Минимальный диаметр буронабивных свай при длине элемента менее 3 м должен составлять 30 см.
Исходные данные для расчета:
- дом из кирпича, толщиной наружных стен 640 мм;
- внутренняя несущая стена толщиной 380 мм, длиной 8 метров;
- размер дома 7×8 метров;
- высота этажа 3 метра.
Расчет нагрузок на фундаменты выполняем с учетом удельного веса используемых при строительстве материалов и конструкций.
Таблица 2. Удельный вес основных материалов.
| Материал | Масса кг/м3 |
| Кирпич | 1800 |
| Железобетон | 2400 |
| Пиломатериал сосна | 500 |
| Металлическая черепица (кг/м2) | 70 |
Сбор нагрузок
- Стены:
Масса стен = 7м (длина) × 2 + 8 м(ширина) × 2 × 3(высота) × 0,64 (толщина стены) + 8 × 3 × 0,38 (внутренняя стена) × 1800 кг/м3 (плотность кирпича) × 1,2 (К – поправочный коэффициент) = 116 294,4 кг.
- Монолитные перекрытия:
Масса перекрытий = 7 м (длина) × 8 м (ширина) × 0,12 (толщина) × 2400 (удельный вес монолитного железобетона) ×1,3 (К) = 20 966 кг.
- Крыша двускатная деревянная:
Масса крыши = 7,5 м3 пиломатериала × 500 кг (удельный вес древесины) = 3 750 кг.
- Кровля:
Масса кровли = 7 × 8 × 1,3 (наклон ската) ×70 кг (вес 1м2 металлочерепицы) = 5 096 кг.
- Железобетонный ростверк:
Под кирпичные стены толщиной 64 см принимаем ростверк из монолитного армированного бетона сечением 60 см× 50 см. Длина ростверка равна длине несущих стен
Масса ростверка = 7×2+8×2 +8 × 0,6 × 0,5 × 2400 (удельный вес железобетона)×1,2(К) = 32 832 кг.
Вес дома с ростверком = 116 294 + 20 966 + 3750 + 5096 + 32 832 = 178 938 кг.
Расчет несущей способности сваи
Для устройства фундамента частного дома изготавливаем сваи диаметром 30 см, длиной 2 метра.
Площадь сечения сваи S = πR² =3.14 × 15² = 706 см2.
Для заливки свай используем бетон В12,5, прочностью 261,8 кгс/см2.
Несущая способность одной сваи =706 × 16,05 = 11 331 кг.
Необходимое количество свай = 178 938 / 11 331 = 16 штук.
Шаг свай = 38/16 = 2,37 м.
При расчете следует руководствоваться СП «Свайные фундаменты»
Для более точного расчета следует учитывать удельный вес всех строительных материалов и конструкций.
Технологии устройства буронабивных свай
В зависимости от технологии обустройства, все буронабивные сваи классифицируются на три вида:
- Опоры, сформированные без оболочки;
- Опоры с извлекаемой и постоянной оболочкой
В качестве оболочки применяются обсадные трубы — цилиндрические стальные конструкции, стыкующиеся между собой посредством резьбового либо анкерного соединения. Бурение скважин под сваи без оболочки не сопровождается их использованием, что возможно лишь в условиях устойчивых (не склонных к обвалам грунтов) с минимальным уровнем грунтовых вод.
Важно: при необходимости в процессе бурения без обсадных труб может использоваться бентонитовый раствор, который подается в разрабатываемую скважину, вымывает из нее грунтовые массы и оседает на стенках полости, формируя корку, препятствующую осыпаниям почвы.
Рис: Обсадные трубы для бурения под сваи
Технология создания буронабивных свай с извлекаемой оболочкой реализуется при работе в проблемных, насыщенных влагой грунтах. Обсадная труба, в данном случае, предотвращает обрушение стенок скважины и изолирует полость от грунтовых вод. Демонтаж обсадки происходит после заполнения скважины бетоном. Создание свай с постоянной оболочкой практикуется при работе в глинистых грунтах, песках и супесях с высоким уровнем грунтовых вод, которые могут разрушить тело сваи на стадии отвердевания бетонного раствора.
Для чего нужны буровые установки?
Буровые установки для буронабивных свай в современном строительстве являются первоочередной техникой, без которой не обходится ни один объект гражданского строительства. Цель у этих буровых машин одна – возведение буронабивной сваи, на которой потом будет стоять фундамент здания, опираться опора моста или свая будет служить неким зацепом (грунтовым гвоздём) для предотвращения оползней и селей.
Сваи могут быть различных диаметров и глубин, это определяет проектная организация, а далее, перед строителем стоит вопрос: какую буровую установку выбрать и купить, чтобы максимально быстро и с меньшими затратами соорудить буронабивные сваи.
Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой
Процесс монтажа буронабивных свай начинается с перебазировки на объект спецтехники. Для обустройства опор привлекается три типа установок:
- Буровая машина;
- Стреловой кран;
- Автобетоносмеситель.
После разметки свайного поля (точек бурения под сваи), буровая машина размещается на месте разработки скважины. Буровая оснастка приводится в рабочее состояние и выполняется проходка полости на глубину, идентичную длине первой секции обсадки. Далее шнек извлекается из скважины, установка фиксирует в несущем узле трубу и размещает ее в полости. Аналогичным образом устанавливается вторая секция обсадки, стыковка секций выполняется посредством резьбового соединения, после чего скважина углубляется до тех пор, пока верхний контур обсадной трубы не сравняется с уровнем грунта и процесс повторяется повторно.
Рис: Бурение с применением обсадной трубы
Важно: в процессе бурения шнековая колонна вращается внутри обсадной трубы. Сама обсадка углубляется за счет выемки грунта из под ее стенок, под воздействием собственного веса и прикладного воздействия вибрационного блока, оказывающего на трубу возвратно-поступательные нагрузки.
После проходки полости на требуемую глубину шнековая колонна изымается из скважины и посредством стрелового крана в полость загружается арматурный каркас. По завершению установки каркаса в устье скважины устанавливается бетонолитная труба, через которую выемка заполняется бетоном. В процессе нагнетания смеси выполняется последовательный демонтаж обсадки скважины.
Рис: Установка арматурного каркаса в скважину
Для повышения прочностных характеристик буронабивной сваи производится уплотнение смеси посредством глубинных электровибраторов, которые удаляют из бетона образовавшиеся в нем полости воздуха. К последующей эксплуатации (обвязке ростверком) опора пригодна спустя 25-30 дней после заливки (данное время необходимо для набора бетоном проектной прочности).
Рис: Заполнение скважины под буронабивную сваю бетоном
Недостатки при обустройстве
Использование буроинъекционной технологии имеет и определенные недостатки. Так, во время обустройства этих свай, в отличие от набивных и буронабивных опор, нет искусственного уплотнения почвы. То есть их несущая возможность находится на уровне природного состояния.
Использование буроинъекционных опор зачастую является невозможным из-за угрозы выдавливания бетонного состава из почвы грунтовыми водами до его полного засыхания. Этот процесс может произойти при сооружении оснований в песчаных обводненных почвах с высоким коэффициентом фильтрации, а также активным передвижением подземных вод.
Некоторые сомнения относительно качества уже изготовленных фундаментов может вызывать и технология их обустройства. Нередко появляются сложности во время погружения арматурного каркаса в бетон, который при низком давлении опускается на глубину не больше 75−85% длины опоры. Последующее погружение армирования, которое происходит под повышенным давлением, приводит к нарушению целостности арматуры, ее выпиранию из стен опоры. То есть нижний участок сваи находится почти без армирования.
Технология устройства буронабивных свай с ростверком
Конфигурация ростверка буронабивных опор выбирается исходя их схемы размещения свай в фундаменте:
- Обвязка ленточным ростверком применяется при последовательной схеме расположения, которая используется для обустройства фундаментов под малоэтажные здания (опоры размещаются под контуром стен дома);
- Плитным ростверком обвязываются свайные поля фундаментов многоэтажек, в которых сваи размещены по всему периметру сооружения.
Важно: на этапе формирования буронабивных свай опоры армируются каркасом, длина которого на 30-50 см. превышает длину бетонного тела сваи. Выступы арматуры необходимы для последующего соединения с арматурным каркасом обвязки.
В зависимости от уровня возвышения над грунтом классифицируют 3 вида ростверков:
- Низкие (опущенные в почву ниже уровня ее промерзания либо так, чтобы верхний контур обвязки находился на одном уровне с грунтом);
- Повышенные (уложенные на поверхность грунта);
- Высокие (поднятый над грунтом на высоту 20-30 см) .
Рис: Виды ростверков буронабивных свай
Последовательность монтажа ростверка буронабивных свай следующая:
- По периметру расположения обвязки обустраивается слой песчано-щебеночной подсыпки толщиной 20-30 см, при необходимости откапыванием понижается уровень грунта;
- Поверх подсыпки формируется опалубка, сбивающаяся из строганных досок. Опалубка фиксируется посредством боковых распорок;
- Внутренние стенки опалубки перекрываются гидроизоляционным материалом (клеенкой, рубероидом);
- Из арматурных стержней собирается армокаркас, который укладывается в опалубку и приваривается к выступам арматуры буронабивных свай;
- Производится заливка ростверка бетоном. Заполнение опалубки выполняется одномоментно, без пауз. После заливки смесь уплотняется вибрированием.
Рис: Процесс обустройства ростверка буронабивных свай
Важно: по завершению монтажа ростверка выдерживается 30 дневная пауза на набор бетоном прочности, по истечению времени фундамент из буронабивных свай становится пригодным к дальнейшему строительству.
Технология погружения буронабивных свай
В строительной практике часто прибегают к инъекционному методу обустройства буронабивных свай. Суть метода заключается в использовании полых буровых колон для разработки скважин под сваи, при этом бетонная смесь подается сразу же по завершению их проходки через канал внутри шнека. Данная технология называется CFA-бурение.
Рис: Колонна полых шнеков
Процесс обустройства свай по технологии CFA следующий:
- Разрабатывается скважина на проектную глубину (при необходимости — под защитой обсадной трубы);
- Через шнек в скважину нагнетается бетон, выполняется планомерное извлечение колонны по мере заполнения полости;
- В залитую бетоном скважину с помощью вибропогружателя устанавливается армокаркас.
При реализации данного метода временные затраты на монтаж буронабивных свай значительно сокращаются.
ООО «СТРОЙПРОЕКТ» выполняет следующие виды работ:
— Устройство буронабивных свай Ø 600-2000 мм до 65 метров. — Устройство буроинъекционных свай Ø 250-500 мм. CFA Ø 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800 мм до 25 метров. — Устройство грунтоцементных свай и закрепление грунтов методом струйной цементации с применением технологии Jet-grouting и Ø 600-4500 мм. и глубиной до 40 м. — Устройство грунтовых анкеров для крепления ограждающих конструкций длинной до 40 м. — Устройство ограждения котлована методом «стена в грунте» глубиной до 24 метров — Ограждение котлована с использованием многоразовой телескопической крепи E+S (Германия) глубиной до 12 м. — Вибропогружение/извлечение шпунта и труб глубиной до 40 м. — Закрытая прокладка коммуникаций Ø 350 – 1420 мм. — Устройство свай методом бурения в обсадной инвентарной трубе; — Устройство свай методом непрерывного полого шнека (НПШ, CFA); — Устройство свай методом раскатки грунта (DDS, FDP); — Устройство свай методом двойного вращателя (Double Rotary); — Устройство свай методом завинчивания обсадной трубы; — Устройство свай методом вибропогружения обсадной трубы; — Устройство свай под защитой глинистого раствора;
тел.,
+7 (929) 549-38-00,
+7,
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Буронабивные сваи: за и против
Если стройплощадка находится в зоне, где применение технологий, вызывающих малейшую вибрацию грунта – без буронабивных свай, как правило, не обойтись.
Однако технология их изготовления, хоть и отработана, но довольно трудоемка и требует точного соблюдения. Уровень профессиональной подготовки и опыт сотрудников, выполняющих эти работы должен быть соответствующий, так как этот процесс, в зависимости от состояния грунтов на участке имеет массу нюансов. Буронабивные сваи, фото:
В слабых, песчаных, пылеватых грунтах, на торфяниках и в некоторых других случаях поверхность буронабивных свай получается неровной. Такая поверхность более подвержена разрушительному воздействию влаги и силам пучения при промерзании почвы, чем гладкая поверхность готовых забивных свай. Смотрите так же:
- Как закрыть свайный фундамент
- Усиление свайного фундамента
Инженерные расчёты
Технология висячего фундамента достаточно сложна, и требует произведения тщательных расчётов ещё на этапе планирования. Данные вычисления отличаются от расчётов для свай-стоек – в них учитывается гораздо больше прямых и косвенных значений и параметров. Связано это с ненадёжностью слабых просадочных грунтов, как несущей опоры.
Определить необходимую несущую способность фундамента можно по формуле, данной в разделе №2-02-03-85 СНиП. Инженерные расчёты достаточно сложны, и производить их следует специалистам, обладающим соответствующим образованием. Для точного вычисления понадобятся следующие параметры:
- Наружный периметр сечения сваи (u).
- Площадь нижнего торца опоры (A).
- Длина заглублённой части висячей опоры (Hi).
Также в формулу входит ряд табличных значений:
- Сопротивление грунта под нижней частью опоры (R).
- Сопротивление всех слоёв почвы, сквозь которые проходит свая (Fi).
- Условный коэффициент работы конструкции под наконечником и на боковых поверхностях опоры. Зависит от способа заглубления и даны в соответствующих таблицах СНиП.
Рассчитывается нагрузка на сжатие каждой отельной опоры в соответствии со следующей формулой.
Это базовая формула для висячих опор, заглубляемых забивным методом. Имеется ещё одна формула, позволяющая рассчитать несущую способность сваи. Выполняется она на определение минимальной выдёргивающей нагрузки.
Параметры, используемые в данном случае аналогичны ранее приведённым, с той лишь разницей, что коэффициент условий работы имеет другое значение.
Альтернатива буронабивным сваям – лидерное бурение под сваи
Прекрасной альтернативой изготовлению буронабивных свай является лидерное бурения скважин под сваи. Цена бурения одного погонного метра скважины – от 200 рублей, и зависит от состояния грунта.
Наша техника позволяет, не меняя позиции тут же осуществлять погружение свай в пробуренные скважины. В чем преимущество такого метода?
- Такое погружения не создает высокого уровня вибрационного воздействия на соседние строения.
- Позволяет строить надежные свайные фундаменты даже в городской черте в условиях плотной застройки.
- Обеспечивает точную расчетную забивку свай в сложных грунтах (вечномерзлые грунты, участки с высоким уровнем грунтовых вод, грунты с плывунами и линзами и т. п.).
Кроме того, мы производим лидерное бурение под винтовые сваи и их установку. Обращайтесь, наши специалисты знают и любят свое дело!
Преимущества конструкции фундамента
Буронабивные сваи позволяют вести строительство вплотную к существующим зданиям, так как при устройстве таких оснований отсутствуют ударные и вибрационные воздействия.
К основным достоинствам свайного фундамента с ростверком относятся:
- высокая несущая способность;
- универсальность и экономичность;
- простая технология;
- небольшой объем земляных работ;
- доступная стоимость;
- долговечность.
Отсутствие динамических воздействия на грунты позволяет устраивать буронабивные фундаменты в непосредственной близости к существующим зданиям, инженерными коммуникациям и магистральным трубопроводам.
Затраты на строительство свайных фундаментов значительно ниже, чем на монтаж плитных и ленточных фундаментов, из-за меньшего количества используемой арматуры и бетона.
Свайная технология имеют как преимущества, так и недостатки:
- Сложность расчетов. Для точного расчета параметров фундамента следует выполнить геологическое обследование участка, изучить нормативные требования, учесть все возможные нюансы для каждой конструкции.
- Невозможность устройства подвала или цокольного этажа. При разработке грунта нарушается сцепление почвы со сваями, что влечет за собой снижение несущей способности всей конструкции;
- Значительные потери тепла, за счет поднятия сооружения над уровнем земли. Для снижения тепловых потерь требуется утепление полов.
Ошибки в расчетах фундамента могут привести к деформациям вследствие неравномерных просадок конструкций и перерасходу строительных материалов.
Дом на винтовых сваях.
