Классификация и конструкция буронабивных свай
Наиболее полную классификацию буронабивных свай содержит Свод правил под обозначением СП 50-102-2003. Он описывает проектирование разных видов фундаментов на основе свай.
Сваи набивные по способу изготовления делятся на:
- устраиваемые погружением инвентарных труб, на конце которых металлический «башмак» или заостренная пробка из бетона, которые остаются в скважине, а труба вынимается при постепенном заполнении внутреннего пространства труб бетоном;
- устраиваемые виброштампованием в скважине заложенного бетона, который уплотняют заостренной на конце трубой с вибропогружателем;
- конусную или пирамидальную скважину выштамповывают в грунте и заполняют бетонным раствором.
Рис.1 Буронабивная свая
По устройству буровые скважины делятся на:
- равномерного сечения и с расширением снизу;
- круглого сечения с использованием вибросердечника из нескольких секций;
- с уплотнением забоя трамбовкой крупного щебня;
- с камуфлетной пятой (расширением внизу), получаемой взрывом заряда в нижней точке скважины и засыпаемой сверху раствором – полость после взрыва заполняется сыплющимся из скважины бетонным раствором;
- буроопускные с камуфлетной пятой – в скважину с камуфлетной полостью, заполненной не затвердевшим бетоном, погружают обычную железобетонную сваю;
- буроинъекционные (инжекционные) – в скважину небольшого диаметра инжектируют бетонный мелкозернистый раствор на основе цемента и каменного отсева;
Рис. 2 Погружение буронабивных свай
- буроинъекционные – после бурения скважины через полый шнек подают под давлением бетонный раствор и понемногу вынимают шнек;
- сваи инъекционные типа РИТ – грунт уплотняют по технологии импульсных разрядов;
- сваи-столбы – бурят скважины с уширением или без него и производят поочередно укладку раствора из цемента и песка и бетонных призматических или цилиндрических элементов.
Расчёты и места установки свай
Строительство любого объекта начинается с разработки проекта, в котором необходимо отразить необходимое количество опор и места их установки. Свайные элементы необходимо устанавливать строго по разметке отдельными рядами в углах, местах пересечения стен и между ними.
Для точного определения расстояния между опорами необходимо принять во внимание общий вес будущей конструкции: по мере увеличения веса необходимо использовать больше элементов и уменьшать шаг между ними. В процессе выполнения расчетов обязательно нужно принять во внимание и минимально допустимое расстояние, которая не должно быть меньше 3 диаметров сваи. Если шаг между опорами увеличить, то это приведет к снижению их несущей способности
Если шаг между опорами увеличить, то это приведет к снижению их несущей способности
В процессе выполнения расчетов обязательно нужно принять во внимание и минимально допустимое расстояние, которая не должно быть меньше 3 диаметров сваи. Если шаг между опорами увеличить, то это приведет к снижению их несущей способности. Если для изготовления фундамента были выбраны свайные опоры сечением 40 см, то правильнее располагать их на расстоянии 120 см друг от друга
Когда настанет пора устанавливать сваи своими руками, необходимо всё время проверять уровень оголовков, которые должны выступать на равную величину. Впоследствии они будут служить основанием для строящегося дома
Если для изготовления фундамента были выбраны свайные опоры сечением 40 см, то правильнее располагать их на расстоянии 120 см друг от друга. Когда настанет пора устанавливать сваи своими руками, необходимо всё время проверять уровень оголовков, которые должны выступать на равную величину. Впоследствии они будут служить основанием для строящегося дома.
Как рассчитать несущую способность?
Для определения необходимого количества опор используют два основных показателя:
- вес конструкции;
- несущую способность отдельного элемента.
В процессе расчета прочности одного свайного элемента принимают во внимание и марку используемого бетонного раствора. К примеру, если для свай был выбран бетон марки М100, то нагрузка, которую они смогут выдержать, будет равна 100 кг/м2. Для свайных элементов диаметром 20 см площадь должна составлять 400 см2, а максимальная нагрузка — 40 тонн
Для свайных элементов диаметром 20 см площадь должна составлять 400 см2, а максимальная нагрузка — 40 тонн.
В результаты выполненных расчетов несложно определить, что грунт будет иметь более низкую несущую способность, нежели сама свая
Учитывая это, для точного определения количества элементов и несущей способности свайно-ростверковой конструкции обязательно необходимо принимать во внимание прочностные характеристики грунта. В предыдущем примере расчета предполагалось, что опоры устанавливаются ниже уровня промерзания. Если же для конструкции будут выбраны сваи другого диаметра, то изменится и площадь, а это, в свою очередь, повлияет на несущую способность свайно-ростверкового основания
Если же для конструкции будут выбраны сваи другого диаметра, то изменится и площадь, а это, в свою очередь, повлияет на несущую способность свайно-ростверкового основания.
Расчет буронабивного фундамента с ростверком
При расчете необходимо руководствоваться данными о характеристиках грунтов и материалов, указанных в СНиП 2.03.01-84, 11-23-81, 11-25-80, 2.05.03-84 и 2.06.06-85. Всего проводится три расчетные операции:
Расчет буронабивных свай
В ходе расчета определяется длина свай (глубина залегания), их сечение, количество и схема расположения. Диаметр буронабивной сваи для строительства коттеджа составляет от 15 до 40 см. Наиболее часто этот параметр принимают равным 20 см. Чтобы не проводить сложные расчеты с использованием громоздких формул, предлагаем воспользоваться готовой таблицей, в которой указана несущая способность опор различного диаметра, а также приблизительный расход бетона и арматуры:
Зная несущую способность одной опоры можно по простой формуле рассчитать расстояние между элементами:
l = P/Q, где
l — расстояние между сваями;
P — несущая способность 1 сваи;
Q — нагрузка на 1 пог.метр фундамента (масса дома делить на длину ростверка).
Пример расчета: Для дома весом 50 т, возводимого на глинистых грунтах на сваях диаметром 20 см потребуется 27 опор (50 000 кг/1884 кг = 26,53…).
Шаг буронабивных свай в ленточном ростверке проще вычислить, исходя из правила: расстояние между опорами должно быть не более трех их диаметров. Для свай диаметром 20 см шаг будет составлять 0,6 м. Для плотных грунтов этот показатель можно увеличить на 25%, значит, расстояние между сваями в нашем случае будет 0,8 м.
При желании более точно можно рассчитать шаг буронабивных свай по формуле: l = P/Q, где l — расстояние между сваями; P — несущая способность 1 сваи; Q — нагрузка на 1 пог.м фундамента (масса дома/ длина ростверка).
Схема расположения буронабивных свай составляется с учетом СНиП, опоры располагаются:
- по углам дома;
- вдоль несущих стен с выбранным шагом;
- под входной группой.
Дополнительно буронабивные сваи должны быть установлены под тяжелыми элементами, например камином, печью, котельной. Глубина залегания свай зависит от глубины, на которой будут обнаружены несущие грунты, если основание возводится на слабых почвах или от уровня промерзания грунта в регионе. Как правило, глубина бурения под опоры составляет 1,5-3 м.
Расчет монолитного ростверка
Расчет ростверка заключается в определении его ширины и высоты. Для вычисления ширины можно использовать формулу:
В = М/L*R
В — ширина ленты ростверка;
М — масса дома;
L — длина ростверка;
R — несущая способность верхнего слоя грунта.
Данная формула применима как для ростверка нулевой высоты, так и мелкозаглубленного. Висячий ростверк рассчитывается по принципиально другой технологии, которая является крайне сложной. Если вы планируете строительство дома с висячим ростверком, то расчет необходимо заказать в проектной организации.
Расчет армирования
Буронабивные сваи должны быть усилены армированием. Диаметр арматуры зависит от массы сооружения. Оптимальный вариант для частного дома — ребристая арматура 12 мм. Зависимость размера армирования от диаметра свай можно увидеть в Таблице 1. Соединение арматуры осуществляется только специальной металлической проволокой, сварку для фундамента применять нельзя!
Дом из какого материала Вам нравится больше всего?
Дом из бруса
24.45%
Дом из кирпича
18.39%
Бревенчатый дом
14.36%
Дом из газобетонных блоков
16.89%
Дом по канадской технологии
11.36%
Дом из оцилиндрованного бревна
3.71%
Монолитный дом
4.03%
Дом из пеноблоков
3.5%
Дом из сип-панелей
3.32%
Проголосовало: 3399
Нюансы возведения домов
Как правило, железобетонные сваи с большой грузоподъемностью используют для строительства кирпичных домов и сооружений с бетонными стенками в несколько этажей.
Винтовые стержни и ж/б опоры меньшего диаметра эффективны при закладке фундаментов под:
- каркасные,
- щитовые,
- деревянные и другие легковесные коттеджи.
Деревянные забивные сваи имеют ограниченную несущую способность поэтому используются только для строительства деревянных сооружений.
Частные дома и коттеджи на сваях поднимают над уровнем земли минимум на 20 см, чтобы исключить вероятность опрокидывания конструкции в результате действия сил пучения на фундамент.
Буронабивной фундамент своими руками
Буронабивной фундамент – разновидность свайного фундамента. Сваи в качестве основания под строительство здания применяют там, где устройство обычного заглубленного фундамента проблематично: на торфяниках, в местности с очень высоким уровнем грунтовых вод, или на слабых подвижных почвах с очень глубоким залеганием прочных слоев грунта. Свое название буронабивной фундамент получил благодаря технологии выполнения: сваи выполняют методом заливки бетоном отверстий, пробуренных в грунте.
Достоинства и область применения
К достоинствам буронабивных фундаментов можно отнести:
- Возможность строительства в местностях со слабыми и сильно пучинистыми грунтами;
- Низкую стоимость работ;
- Короткие сроки выполнения фундамента;
- Невысокая трудоемкость и возможность выполнить буронабивной фундамент своими руками без применения спецтехники.
К недостаткам можно отнести невозможность обустройства подвального помещения и недостаточную теплоизоляцию нижней части здания.
Область применения буронабивных фундаментов – частное малоэтажное облегченное строительство: каркасные и деревянные дома, бани, беседки и гаражи, дачные домики из легких материалов. Буронабивной фундамент с балкой перекрытия (ростверком) могут выдерживать и более серьезные нагрузки. Также целесообразно выбирать этот тип фундамента для строительства на участках с большим перепадом высот.
Конструкция
Конструкция буронабивного фундамента предельно проста: в почве с помощью бура делают скважины глубиной не менее 1,5 метров. Диаметр скважин определяется расчетом и находится в диапазоне 15-40 см. Стенки скважин при необходимости усиливают опалубкой, устанавливают арматуру, препятствующую вертикальной деформации, и заливают бетоном. Поверх свай в зависимости от типа строения укладывают ростверки или сразу возводят стены.
Технология выполнения
Выполняют проект, содержащий расчет количества, глубины и диаметра свай. Делают разметку участка: определяют оси будущего здания, выбирают первый угол и забивают в него металлический пруток. К прутку привязывают бечевку, и с помощью угломера откладывают перпендикулярно две смежные стены. Отмерив внешнее расстояние, отмечают второй и третий углы, и с помощью бечевки и угломера определяют и размечают четвертый угол. По траектории стен на расчетном расстоянии отмечают места бурения скважин.
С помощью специальной техники или ручного бура делают скважины, глубина и диаметр их определяются расчетом. При этом для выполнения более прочного фундамента используют бур, имеющий на конце плуг и позволяющий расширить основание скважин для образования расширения опоры. При бурении вручную используют уровень, привязанный к буру – сверяют положение бура после каждого оборота и при необходимости выравнивают.
Если при бурении грунт осыпается – выполняют опалубку. Самый простой способ, обеспечивающий к тому же гидроизоляцию – рубероид, свернутый по диаметру скважины. Также опалубку можно сделать из нешироких досок или цементных труб.
Выполняют армирование свай с помощью вертикальных прутков расчетного сечения. Прутки необходимо соединить на некотором расстоянии друг от друга с помощью поперечных прутков, связывая их проволокой. Если планируется укладка ростверков, арматуру выводят на высоту ростверка для лучшего связывания конструкций.
Подготовленную скважину с опалубкой и армированием заливают бетоном марки не ниже 200, бетон какой марки нужен для фундамента ищите на сайте. Для удаления пустот арматуру несколько раз приподнимают внутри скважины. Если используется технология с расширением основания свай, то опалубку после заливки первой порции бетона нужно приподнять на 20-30 см, что позволит бетону заполнить основание сваи.
Дальнейшее строительство при такой технологии выполнения фундамента можно начинать через несколько суток. Сваи обязательно гидроизолируют рубероидом или битумными мастиками, чтобы избежать разрушения фундамента.
Устройство буронабивного фундамента
После завершения инженерно – геологических исследований участка для застройки необходимо подготовить место под фундамент. Для этого выбирается наиболее подходящая территория и производится разметка по периметру будущего сооружения. В зависимости от габаритов будущего здания определяется расстояние между свайными скважинами. После этого необходимо приступить к бурению скважин. Этот процесс может происходить вручную при небольшом частном строительстве или при помощи специального бура. Глубина скважин определяется согласно строительным нормами и правилам с учетом размеров здания и периметра фундамента. Кроме того, следует учесть геологические и климатические особенности строительного участка. В среднем глубина должна быть от 1,5 до 3 метров.
Важно!
На дно скважины обязательно надо засыпать песок для устройства песчаной подушки.
По завершению подготовки скважин необходимо выполнить заливку их бетонным раствором. С этой целью в скважину устанавливается асбестоцементная или металлическая труба подходящего диаметра. Внутрь ее заливается бетонный раствор. Сразу после заливки первой порции бетона необходимо трубу приподнять и дать бетону осесть на дно, образовав бетонную подушку. Одновременно следует производить утрамбовку бетона. Далее продолжается заливка с одновременным армированием конструкции. Для армирования применяется арматура или металлические прутья, связанные между собой проволокой или соединенные сваркой. Таким образом, постепенно заливается вся скважина.
Далее фундамент ленточный на буронабивных сваях сооружается с изготовлением либо ростверка, либо ленточного бетонного пояса. На концах бетонных свай необходимо оставить выпущенными небольшие отрезки арматуры для соединения с верхней частью фундамента. По всему периметру из ровных досок устраивается опалубка для заливки. Дно будущего фундамента необходимо выровнять. Опалубка скрепляется между собой таким образом, чтобы бетон под действием своей массы не раздвигал стенки. На низ будущей конструкции укладывается армированная сетка или же делаются армовочные пояса из металлических прутьев. Армированная конструкция должна соединяться с выпущенными из буронабивных свай отрезками арматуры.
Когда все эти процедуры проделаны, необходимо приступить к заливке бетона
Важное замечание – вся процедура от установки буронабивных свай и их заливки и до сооружения бетонной ленты или ростверка не должна растягиваться во времени. Бетон не должен успеть схватиться, чтобы была возможность создать монолитную структуру фундамента. На этом фундамент ленточный на буронабивных сваях можно считать законченным
На этом фундамент ленточный на буронабивных сваях можно считать законченным.
Расчет фундамента на буронабивных сваях
Определение проектных данных проходит в несколько этапов:
- расчет нагрузки на фундамент – вес дома с учетом снежной массы;
- определение несущей способности сваи;
- расчет количества и шага свай. На чертеже отмечают расположение свай.
Для определения несущей способности используется одна из двух характеристик:
- сопротивление материала самой сваи;
- сопротивление грунта.
Обратите внимание
Несущей способностью считается характеристика с меньшим значением, это и есть предельно возможная нагрузка на сваю.
Разница между двумя числами (фактически избыток прочности) при строительстве не важна: что бы ни начало деформироваться первым, свая или грунт, для постройки это аварийная ситуация.
Деформация стены здания при некачественном фундаменте
При проектировании стараются, чтобы характеристики были примерно равны: свая с более высоким сопротивлением обойдется дороже, а смысла делать ее такой прочной нет.
Несущая способность зависит в том числе от марки бетона: например, дешевый бетон М100 выдерживает до 100 килограммов на квадратный сантиметр.
В городской и промышленной застройке сечение скважины определяется проектом. В частном строительстве (с помощью ручного бура) можно пробурить скважину сечением 30 см максимум. С применением техники – до 45 см. Минимальный диаметр – 15 см. Из этой цифры исходят, определяя количество и шаг буронабивных свай под фундамент.
бурение скважин под сваи вручную бурение скважин под сваи ямобуром
При определении количества учитывается масса здания: общую нагрузку делят на несущую способность, получают число свай, которое равномерно распределяют по периметру.
Глубина погружения сваи – не меньше уровня промерзания почвы. Обычно варьируется от 1 до 2 метров. Эту цифру для конкретного региона можно взять из приложений СНиП.
Когда известны все основные характеристики, рассчитывают необходимые материалы:
- бетон для свай и ростверка (или ленты);
- арматура для свай;
- обсадные трубы. На плотном грунте могут не использоваться. В этом случае в скважину помещают свернутый в трубку рубероид, который служит опалубкой для бетона, а впоследствии обеспечивает гидроизоляцию сваи;
- арматура для ленты;
- опалубка для ростверка или ленты;
- гидроизоляционные материалы;
- песок, гравий для подушки.
Количество бетона на одну сваю определяется как произведение площади сечения сваи на ее высоту. Площадь – площадь круга, πr2, где r – радиус сваи.
Например, если у нас длина сваи два метра, а ее диаметр – 30 сантиметров, объем бетона V = 2 х 3,14 х (0,3/2)2, примерно 0,142 кубометра (с округлением в большую сторону). Умножаем полученную цифру на число свай, получаем необходимое количество бетона без учета ростверка (ленты).
Чтобы посчитать объем бетона для ленты/ростверка условно делим периметр на 4 правильных параллелепипеда (или больше, если проекция стороны – ломаная линия). Объем параллелепипеда находится перемножением трех основных показателей – длины участка, ширины и высоты ленты.
Арматура сваи представляет собой 3-4 вертикальных стержня толщиной не менее 8 миллиметров толщиной. Длину прутка считают с запасом на шпильку, которая будет связывать сваю с ростверком. Для ленты потребуется пруток 1,2 см. Каркас складывается из продольных, вертикальных и поперечных прутьев. Поперечные не доходят до стенок опалубки несколько сантиметров, вертикальные не доходят до дна и верхней поверхности ленты.
Число обсадных труб равняется числу свай. Площадь опалубки для ростверка зависят от его длины и высоты. Для повышенного ростверка требуется еще дно, оно зависит от длины и ширины ленты. Зная текущую среднерыночную цену материалов, можно посчитать затраты на них. Чтобы приблизительно определить, во что обойдется ленточный фундамент на буронабивных сваях, к полученной цифре следует добавить цену доставки и аренды оборудования (желобного транспортера для бетона, бетономешалки, если вы готовите бетон самостоятельно и т.д.).
Как устанавливать сваи на пучинистом грунте?
Возводимый на сваях фундамент при эксплуатации будет испытывать нагрузки на сжатие и на разрыв. Чтобы противостоять нагрузкам на сжатие, которые исходят от основной постройки дома, сваи закладываются на значительную глубину свыше 1,5-2 м. Помимо глубины залегания нужно провести расчет необходимого количества самих свай, которое потребуется для каждой конкретной постройки на выбранном типе грунта. Если соблюдены эти два требования, сваи вполне справятся с противодействием нагрузкам на сжатие и не деформируются.
Совсем по-другому обстоит дело, если заложение буронабивных свай происходит на пучинистом грунте, что встречается очень часто. В этом случае сваи будут испытывать сильные нагрузки на разрыв. Соблюдение нужной глубины для свай и выставление нужного их количества не решает эту проблему. Чтобы предотвратить разрушение свай от разрыва, необходимо провести их вертикальное армирование.
Для проведения армирования свай в процессе заливки бетона в скважину помещаются специально приготовленные металлические конструкции. Изготовить их можно самостоятельно. Для этого применяют ребристые прутья арматуры до 12 мм в диаметре, которые соединяют между собой в количестве от 3 до 6 шт. частями гладкого прута длиной до 80 мм через каждый м. Количество прутьев берется исходя из диаметра скважины.
Напоследок один совет. В случае если вы сооружаете буронабивной фундамент своими руками в одиночку, вы можете заливать по свае каждый день. В этом еще одно преимущество такого типа фундамента в отличие, например, от ленточного, который необходимо заливать сразу весь, для чего требуется одновременно большое количество бетона и соответствующее оборудование. –
Положительные стороны использования буронабивных свай для каркасного дома
При помощи такого фундамента реализуется возведение щитовых и каркасных домов, деревянных коттеджей, бань, беседок и так далее. Этот вид основания является альтернативой глубоко заглубленного, ленточного фундамента, при этом он может без особых проблем испытать те же нагрузки.
Применение буронабивных свай в фундаменте каркасного дома уменьшит стоимость работ, как минимум в 2 раза, по сравнению с возведением ленточного фундамента.
Сейчас большим спросом пользуется ленточный и свайный тип основания. Однако, буронабивные сваи становятся все более популярными и стремительно вырываются в списки лидеров, что объясняется их положительными качествами:
- сваи могут похвастаться высокой несущей способностью (одна свая способна выдерживать порядка 22 тонн), что делает фундамент максимально надежным;
- доступная стоимость, вытекающая как из самой технологий, так и из используемых строительных материалов;
- для обустройства такого типа фундамента не придется использовать тяжелую технику;
- универсальная технология, при помощи которой может быть построен даже забор, коттедж или завод;
- данному фундаменту не страшно воздействие воды, по этой причине строительство может осуществляться недалеко от водоемов;
- даже если дом строится на неровности или склоне, это никак не отразится на его качестве. Если есть необходимость, уровень первого этажа может быть поднят до высоты в один метр;
- буронабивные сваи при желании можно скомбинировать с другими технологиями фундамента, а это открывает возможность для решения сложных задач в строительстве;
- коррозия буронабивным сваям не страшна;
- эксплуатационный срок такого фундамента как минимум 100 лет;
- для монтажа качественного основания профессионалам потребуется всего несколько дней;
- устанавливая сваи, не будет оказано негативное воздействие на близлежащие постройки. Это играет немалую роль, если ведется плотная застройка.
Это важно!
Имеется у такого фундамента и отрицательное качество — он ограничен в использовании. Если конкретно, то он находит применение лишь в малоэтажном строительстве.
Законченные объекты, которыми мы гордимся
г. Москва, мостовая опора
Фотоотчет по установке свай специалистами ООО «ПСК Основания и Фундаменты»
Подробнее
Тверь, Свиноводческий комплекс
Устройство буроинъекционных свай при строительстве свиноводческого комплекса
Подробнее
г. Жуковский, Московская область
Фотоотчет установки шпунтового ограждения при строительстве жилого дома
Подробнее
Фотоотчет установки ограждения котлована при строительстве многоэтажного дома в г. Мытищи
Подробнее
г. Москве, Берсеневская набережная
Фотоотчет монтажа буросекущихся свай при устройстве бетонной форшахты в Москве
Подробнее
г. Москва, Дмитровское шоссе
Фотоотчет устройства буронабивных свай при реконструкции транспортной развязки
Подробнее
Смотреть другие наши проекты
Наш экскаватор Hyundai R330LC c вибропогружателем OMS OVR 80 S на объекте
Вибропогружение труб ООО «ПСК Основания и Фундаменты»
Работы по извлечению труб вибропогружателем специалистами ООО «ПСК Основания и Фундаменты»
Вибропогружение труб ООО «ПСК Основания и Фундаменты»
Вибропогружение труб ООО «ПСК Основания и Фундаменты»
Вибропогружение труб ООО «ПСК Основания и Фундаменты»
