Технология устройства набивных свай

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.

Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой

Изготовление буронабивных свай с обсадной трубой — технология хорошо отработанная и высоконадёжная. Она позволяет выполнять сваи в грунтовых условиях любой сложности, кроме скальных пород. А также даёт необходимые возможности, чтобы соблюсти технические условия не смотря ни на какие известные подземные препятствия и помехи.

Устройство БНС с обсадной трубой на строительстве фундамента автодорожной развязки в Бирюлёво, Москва

Сваи обсадной трубой выполняются с применением сложной тяжёлой строительной техники, процедура трудоёмка и требует технико-экономического обоснования использования (подвижные, слабые, крупнообломочные, обводнённые, другие сложные грунты, исключающие проходку без жёсткой защиты; невозможность применения более простых технологий) и состоит из следующих основных операций:

• установка бурового станка на ось скважины;

Погружение обсадной секции

заглубление инвентарной трубы вдавливанием с обратно-поступательным вращением до опорных слоёв;
может использоваться не только основной силовой агрегат буровой установки, но и специальный обсадной стол с особо мощным вращающе-вдавливающим усилием;
инвентарные трубы состоят из секций ограниченной длины и на глубокие скважины их уходит несколько штук, имеющих на стыках специальные замки;

Бурение

бурение скважины до несущего слоя с заглублением в него на 10–15 см;

Извлечение породы

извлечение выбуренной породы шнеком или ковше-буром на поверхность;
поскольку изготовление скважины на большую глубину связано с огромными усилиями, энерго- и трудо-затратами, технология предусматривает чередование операции погружения инвентарной трубы с операцией выбуривания породы из внутренней полости — до достижения проектной глубины;

Армирование

погружение заранее подготовленного пространственного арматурного каркаса в скважину (предварительно арматура должна быть очищена от почвы и ржавчины), у каркаса должны быть габаритные элементы, обеспечивающие центровку и отстояние от стенок не менее 60 мм;

Бетонирование

погружение бетонолитной трубы, которая может быть стыкована из секций или спускаться в забой одновременно с пространственным каркасом;
подача бетонного раствора из бетономиксера под давлением с помощью бетононасоса в забой, до отметки полметра над выходом бетонолитноого рукава, далее бетонолитный рукав поднимается одновременно с заполнением скважины бетоном;
выполнен оголовок для скрепления с ростверком или фундаментной плитой;
извлечение обсадной трубы.

Устройство свай по буронабивной технологии с обсадными трубами на строительстве фундамента многоэтажного дома в Москве.

На фотографии выше — слева направо: буровая установка Casagrande погружает обсадную секцию с помощью осцилятора (обсадного стола). Рядом складированы резервные секции. На дальнем плане армокаркасы для армирования свай и подъёмный кран для подачи их к скважинам. Бетономиксер подаёт бетонную смесь в скважину, пробуренную установкой Bauer. Попутная откачка и отвод грунтовых вод. Работы проводятся в котловане, крепление стен которого выполнено откосами и ограждением из трубошпунта с забиркой. В условиях плотной городской застройки.

Плюсы использования буронабивной технологии

Использование обсадной трубы позволяет получить довольно надежное укрепление грунтовых стен. Сама по себе труба состоит из нескольких секций, которые жестко соединены между собой. Преимущество использования технологии буронабивной сваи с обсадной трубой заключается не только в том, что ее можно применять на любом типе почвы, но и в том, что они отлично подходят для строительных работ в черте города, когда рабочее пространство может быть существенно ограничено.

Что касается процесса проведения всех работ по установке, а также их стоимости, то на эти параметры влияют следующие факторы:

• состояние бурового механизма;
• размер скважины, который требуется пробурить;
• вид грунта на участке, где проводятся строительные работы.

Стоит отметить, что устройство буронабивных свай с обсадной трубой, как и технология их использования, не является слишком сложным.

Коротко о главном

Сваи представляют собой стержни с оголовком и погружаемым заострённым наконечником.

Главное достоинство свайного фундамента заключается в независимости от сезонного замерзания и оттаивания почвы.

Погружение свай проводится ниже уровня промерзания грунта.

Монтаж проводится методом ввинчивания, вдавливания, бурения или забивания заготовок.

Для забивания свай требуется аренда специального оборудования. Плюсы в скорости и надёжности железобетонного фундамента и возможности устройства опорного основания для здания вблизи с уже построенным сооружением. Минусы в высокой итоговой сумме по смете на монтажные работы.

Оценок 0

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Свайный фундамент, наверное, представляют себе все: это некоторое количество свай, заглубленных в грунт до уровня несущего слоя или ниже уровня промерзания. В чистом виде этот тип фундамента используется редко. Виной тому своеобразная конструкция, которая не позволяет перераспределять между сваями нагрузку от дома. Потому свайный фундамент в основном делают под срубы из бревна или бруса, иногда — под каркасные постройки. Эти типы стройматериала, из-за своих особенностей, сами перераспределяют нагрузку. С домами из других материалов они совместимы плохо.

Зато их усовершенствованный вид — свайный фундамент с ростверком — лишен многих недостатков и может использоваться и под кирпичные, и под блочные постройки.  В них все опоры завязаны при помощи ленты из металла или железобетона (бетона) в единую конструкцию. Эта лента и называется ростверком.

Так выглядит свайно-ростверковый фундамент вынутый из земли

Ростверк — это часть фундамента, объединяющая оголовки свай и служащая опорой для стен. Именно ростверк принимает, и за счет замкнутой конструкции, перераспределяет нагрузку, передавая ее на сваи.  Он может быть металлическим, деревянным, бетонным или железобетонным. По типу исполнения бетонные (железобетонные) ростверки бывают низкими и высокими.

Различают свайные фундаменты с высоким и низки ростверком

Высокий ростверк находится выше уровня земли. Чаще всего его делают из металла — швеллеров большого сечения или квадратных металлических труб. Еще делают такой ростверк из бетона, но его устройство сложнее: приходится придумывать, как залить ленту на расстоянии от земли.

Как работает ростверк и что он дает

Любой дом в разных частях будет давать разную нагрузку: отделка, мебель, санфаянс, другие вещи размещены неравномерно. Следовательно, и нагрузка от разных его частей будет разной. Ростверк принимает на себя эти неравномерные нагрузки и перераспределяет их. Сваям уже передается «выровненная» нагрузка.

Чем отличаются свайные и свайно-ростверковые фундаменты (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Чем это хорошо? Тем, что при одинаковой нагруженности свай, меньше шансов на то, что они будут усаживаться неравномерно. А неравномерная усадка ведет, как известно, к трещинам в фундаменте и стенах. Потому свайно-ростверковый фундамент более стабилен. Хотя главный недостаток свайных фундаментов остается: мы не можем знать, что за грунт находится под каждой из свай.  Потому спрогнозировать их поведение нереально. Именно поэтому их не очень любят архитекторы: гарантировать многолетнюю эксплуатацию дома невозможно.

Ленточный фундамент на сваях

Более предсказуемы в этом плане низкие ростверки. Они начинаются обычно ниже уровня земли и отливаются из армированного (или нет — зависит от проекта) бетона. Причем арматура свай связывается с арматурой ростверка.

В этом случае ростверк — это мелкозаглубенный ленточный фундамент и изготавливается он по той же технологии. Отличается тем, что имеет жесткую связь со сваями, что в разы повышает надежность и устойчивость конструкции. Еще такие фундаменты называют ленточными на сваях или свайно-ленточными. Такая конструкция является почти идеальной: сочетает в себе плюсы свайного и ленточного фундамента, в значительной мере компенсируя их недостатки.

Устройство свайно-ленточного фундамента (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Как он работает? Нагрузка от дома передается на ленту. Благодаря наличию продольной арматуры перераспределяется по всей площади. Так как лента опирается и на грунт, то часть нагрузки передается ему, остальная приходится на сваи. При этом нагрузка и усадка равномерны: их «выравнивает» лента.

В зимнее время, когда начинают на фундамент воздействовать силы пучения, проявляются все плюсы свайно-ленточного фундамента. Если дом стоит на пучнистых грунтах, их глубина заложения ниже уровня замерзания, очень сложно представить условия, при которых дом перекости или он даст неравномерную усадку.

При воздействии сил пучения на ленту, «пятки» свай, да и они сами, не дают возможности грунтам сдвинуть фундамент. Потому ленточно-свайные фундаменты — отличный выбор на сильно пучнистых почвах. Затраты при этом гораздо выше, чем при строительстве обычного свайного фундамента, но намного ниже, чем при строительстве ленты ниже глубины промерзания.

Преимущества БНС:

• Процесс строительства малошумный, что позволяет устанавливать сваи вблизи жилых зданий.
• Снижен объём земляных работ, так как удаление грунта из скважин минимально.
• Несущая способность свай очень высока, они выдерживают большие горизонтальные и вертикальные нагрузки.
• Можно исключить армирование нижних частей свай, не имеющих передающих нагрузок.
• Буронабивные сваи можно делать любого диаметра, что облегчает расчёт горизонтальной нагрузки.
• Устройство буронабивных свай можно организовать при резко изменяемых рельефах оснований прочной почвы.
• Сокращены сроки и стоимость строительства.

Производство скважин

По способу образования участков под опорные конструкции фундаментов для последующего заполнения частей трамбовочной смесью или бетоном различают следующие методы:

• Вибрационное или механическое бурение и углубление, выполняемое под раствором из глины. В этом способе выполняется бурение скважин с защитой их обсадными трубами, с укреплением стенок при помощи раствора из глины или без него.
• Образование углубления с необходимыми параметрами при помощи взрыва.
• Пробивание отверстий необходимого диаметра при помощи лидер ной трубы, имеющей заглушенный нижний участок, цилиндрическими конструкциями, имеющими теряемый башмак или сердечниками, выполненными в виде конуса.

Выбор метода

Бетон заливается внутрь скважин, укрепленных арматурой

По сути буронабивные сваи – это буровые сваи.

Название буронабивные является обиходным.

Если рассматривать структуру, то такая опора – это скважина с помещенным в неё армированием, залитая раствором бетона.

Установка буронабивных свай может производиться различными методами.

Метод	Грунт	Описание
Циркуляции глинистой смеси (позволяет обойтись без применения обсадной трубы)	Неустойчивый с высоким уровнем влажности	Шахта замыкается в единый цикл с отстойником. Затем в неё под давлением подают бентонитовый раствор, который, смешиваясь с грунтом, создает на стенках прочную глиняную корку. После внутрь устанавливается армирующий остов, который заливается бетонным раствором, выталкивающим глину.Во избежание растрескивания монолита опоры бетон подается непрерывно до полного заполнения шахты.
Сухой (неприменим при наличии на участке агрессивных или промышленных вод)	Полутвердый, тугопластичный, твердоглинистый	С помощью ковшевого бура или шнековой колонны бурится скважина и в основании расширяется. Бетон заливается в опалубку, которую переставляют по мере заполнения и застывания раствора. Голова сваи формируется в инвентарном кондукторе, в зимнее время обязательно утепляется.
Обсадной трубы	Без ограничений	В подготовленную шахту методом забивки, вибрации, погружения или при помощи гидродомкрата опускают соединенные между собой обсадные трубы.Полость внутри бетонируется и утрамбовывается, для чего трубе придаютполувращательное и возвратно-поступательное движение.
Фундекс (утраивается без динамического воздействия на грунт)	В зонах повышенной сейсмической активности	Отработка скважины производится выдавливанием чугунным наконечником без выемки грунта. По достижении необходимого заглубления в шахту опускается труба, которая армируется и бетонируется. По мере заполнения бетоном трубу поднимают.

Контроль качества

Все материалы, поставляемые в зону работ, подлежат входному контролю. Это касается обсадных труб, арматурных каркасов усиления и другого сырья. Осуществляется визуальный контроль, а также проверяется информация, указанная в сопроводительной документации, паспортах, сертификатах. Бетонная смесь, доставляемая с предприятия-изготовителя, контролируется визуально и по документам бетонного завода.

Материал статьи охватывает общие положения строительных норм и правил, неукоснительное соблюдение которых гарантирует качественное выполнение работ. Руководствуясь СНиП, забивка свай будет выполнена на высоком техническом уровне.

На слабых грунтах (торф, болотистая местность), а также в городах для возведения фундаментов применяются бивные сваи. Их использование обусловлено спецификой грунта: возведение других фундаментов или невозможно технически, или экономически нецелесообразно.

Буронабивные сваи – это
способ забивки свай, который состоит из бурения скважины и заливки ее бетоном. Бетонирование производится с применением металлической арматуры. В частном загородном строительстве в зависимости от грунта может устанавливаться или не устанавливаться опалубка (на устойчивых грунтах, где нет риска осыпания внутрь стенок скважины, опалубка не нужна). В более масштабном строительстве с той же целью применяются обсадные трубы

Особенности деревянного забивного фундамента

Деревянные забивные сваи используются в тех случаях, когда подошва фундамента располагается ниже залегания грунтовых вод.

Для изготовления свайных столбов используются смолистые и устойчивые к гниению породы деревьев – сосна, дуб, ель, пижма, кедр и т.д.

Деревянные сваи чаще всего имеют ширину сечения от 25 до 30 см, а погружение в почву может достигать 12 метров. Конец, который погружается в почву, обязательно должен быть заострен. Если фундамент возводится на плотной почве, на заостренный конец надевается колпачок из стали. Наземная часть столба оформляется под наголовник или стальной бугель.

Забивной фундамент на деревянных сваях.

Различают три вида забивных деревянных свай.

1. Одиночные. Классические деревянные столбы, которые монтируются по одному.
2. Пакетные. Свая представляет собой несколько брусьев (обычно 3 или 4 шт.), составленных вместе.
3. Сваи из клееного бруса. Основное достоинство этого вида – возможность изготовить свайный столб любой длины. Технология изготовления клееного бруса заключает в себе склеивание высушенных и строганных досок. Для работы применяются био- и водостойкие клея, что повышает долговечность и эксплуатационные характеристики изделия.

Заглубление деревянного столба должно проходить на глубину не менее 1,2 метра. Обязательно учитывается уровень промерзания грунта – свая погружается ниже ее как минимум на 0,5 м.

Достоинства и недостатки деревянного забивного фундамента

Основным недостатком такого основания является подверженность древесины гниению. Регулярно меняющийся уровень влажности в почве значительно сокращает срок службы свай из древесины.

К достоинствам деревянных основания относят:

Преимущества буронабивных свай и недостатки

Широкое применение технологии буронабивных изделий в строительстве фундаментов связано с массой преимуществ, которые она имеет. Основными среди них являются:

Применение технологии при возведении бесподвальных зданий

В данном случае нет необходимости рыть котлован, а сами сваи используются в качестве ограждающих конструкций, таким образом не происходит нарушения основания под соседними объектами.
Буронабивные сваи обладают способностью выдерживать большую несущую нагрузку, что очень важно при строительстве жилых объектов. Таким образом здания могут достигать в вышину около 250 метров.
При возведении такого фундамента полностью отсутствует динамическое воздействие на соседние сооружения и здания, поэтому технология установки буронабивных свай может применяться в сложных условиях геологического расположения объекта, а также в местах плотной застройки

Помимо этого, буронабивные изделия не нарушают уже выстроенные коммуникации.
Кроме всего выше описанного, технология буронабивных свай позволяет кардинально минимизировать уровень шума, во время проведения работ.
Короткие сроки возведения такого фундамента экономически привлекательны не только для застройщиков, но и для инвесторов.
Технология установки буронабивной сваи значительно сократила количество потребляемой во время строительства арматуры, позволила уменьшить объем земляных работ. Процесс возведения фундамента может происходить круглосуточно, при этом требуется значительно меньше и самих свай, таким образом, строительство оказывается гораздо дешевле.
Область применения буронабивных свай достаточно широка, их можно использовать не только в качестве отдельно стоящих столбов, фундаментов, но и целых стен.

Как и любая другая технология строительства, установка буронабивных свай имеет свои недостатки, которые касаются непосредственно самого процесса.

Среди основных недостатков необходимо отметить следующие:

Устройство буронабивных свай

Полученные опоры связывают между собой бетонным ростверком

Выбор свайного фундамента для строительства здания значительно сократит расходы и ускорит процесс.

При устройстве такого фундамента из строительства полностью исключаются земельные работы.

Понятным ограничением использования сваи в качестве основания является наличие подвального этажа у здания. Свайный фундамент – это опоры, погруженные в грунт и связанные между собой бетонными перемычками.

Чтобы рассчитать количество, диаметр и глубину заложения сваи, следует обратиться к специалистам. Не имея достаточных знаний, сложно произвести вычисления.

Но прикинуть стоимость будущей основы можно, используя усредненные данные по нагрузкам. Цифры приведены из расчета высоты сваи – 2 м и расстоянием между опорами – 1 м.

Таблица объемов материалов в зависимости от несущей способности опор

Диаметр сваи, м	Несущая способность, тн	Площадь опоры, м2	Арматура класса А I ф6 мм, м	Арматура класса А III ф12мм, шт*м
0.15	1.1	0.18	0.75	3*6
0.20	1.9	0.31	1.00	4*8
0.25	2.9	0.49	1.26	4*8
0.30	4.2	0.71	1.51	6*12

• укрепив стенки шахты,
• зафиксировав нижний край скважины с помощью его расширения,
• увеличив глубину заложения опоры,
• расширив диаметр скважины.

Железобетонные сваи и их характеристика.

Начало любого дома – это фундамент, все знают данную аксиому. С чего же начинается сам фундамент? Тут всё начинается с котлована, а также – со свай. Это тоже в какой-то степени аксиома. Сваи применяют разные, но сваи забивные из железобетона – именно такие сегодня выбирают для себя многие люди. Данные сваи обладают поперечным сечением, которое может составлять около 0,8 м. В соответствии с техническими условиями ГОСТа Сваи забивные железобетонные бывают разных видов.

Арматурный каркас для ЖБ свай

Вид первый – с применением напрягаемой или ненапрягаемой арматуры. Арматура в данном случае используется продольная, а армирование (то есть – крепеж) выполняется поперечным.

В основном, арматуру с поперечным сечением делают прямоугольной и квадратной формы (круглой). Если говорить о продольном сечении – то это уже цилиндр, призма, при этом бока имеют наклон в виде пирамид, ромбов и трапеций. ЖБ сваи круглого сечения обладают диаметром в интервале 40-80 см. Сваи-оболочки отличаются большим диаметром – он может составлять 3000 мм. Кроме того, применяют сегодня и сваи-колонны железобетонные сплошного и квадратного сечения, при этом тут нет поперечного армирования.

С конструктивной точки зрения данные сваи могут быть лишь двух видов – составными и цельными. Составные между собой скрепляются из отдельных частей. Главное подразделение в плане конструкции касается устройства нижнего конца: тут есть несколько видов. Чаще всего применяются конструкции с плоским или острым концом. Гораздо реже – когда конструкция имеет форму булавы.

Сваи квадратного сечения также используются очень часто – речь идёт об изделиях, имеющих заострённый конец. В основном, они имеют форму армированных стальных башмаков на обратной стороне. Максимальная длина этой сваи – до 60 м, средняя длина – тут всё зависит не только от материала, но и от того, какой способ изготовления был выбран. К примеру, с арматурой ненапряжённой этот показатель может достигать 60 м, а если имеется поперечное армирование – не более 26 м.

Краткая и общая схема монтажа

Здесь мы очень кратко просто по пунктам предоставим вам порядок действий при установке винтовых свай. Если вы никогда ранее не занимались монтажом, то обязательно подробнее изучите этот материал. Дело не сложное, но есть множество нюансов, которые просто необходимо соблюдать.Порядок действий:

• Разметить свайное поле.
• Вкручивание свай.
• Заливка полостей труб бетоном.
• Подрезка верхушек для получения ровной плоскости.
• Установить оголовки.
• Установка ростверка.

В современном строительстве используют специализированные машины для вкручивания свай. Такая машина обеспечивает более качественный и быстрый монтаж винтовых свай. А самое главное, обеспечит вертикаль, и раскачивание сваи во время вкручивания будет отсутствовать. А это в свою очередь, даст максимально плотный контакт с грунтом. Также желательно обработать места сварки и найденные повреждения, которые появились в процессе антикоррозийным составом.

Вот мы и закончили изучать возможные плюсы и минусы свайного фундамента и винтовых свай в частности. Прежде чем приступить к действиям, обязательно прочитайте приведенные ниже отзывы. Так как мнения о винтовых сваях расходятся, и люди говорят разное. Все очень индивидуально, поэтому выбирайте всегда исходя из своих условий постройки дома.

Схема использования винтовых свай

Погружение винтовых свай

Расчет сваи

На этом этапе вычислений необходимо определиться со следующими характеристиками:

• шаг свай;
• длина сваи до края ростверка;
• сечение.

Чаще всего размеры сечения определяют заранее, а остальные показатели подбирают исходя их имеющихся данных. Таким образом, результатом расчета должны стать расстояние между сваями и их длина.

Расположение арматуры

Всю массу здания, полученную на предыдущем этапе, требуется разделить на общую длину ростверка. При этом учитываются как наружные, так и внутренние стены. Результатом деления станет нагрузка на каждый пог.м фундаментов.

Несущую способность одного элемента фундамента можно найти по формуле: P = (0,7 • R • S) + (u • 0,8 • fin • li), где:

• P — нагрузка, которую без разрушения выдерживает одна свая;
• R — прочность почвы, которую можно найти по таблицам, представленным ниже после изучения состава грунта;
• S — площадь сечения сваи в нижней части, для круглой сваи формула выглядит следующим образом: S = 3,14*r2/2 (здесь r — это радиус окружности);
• u — периметр элемента фундамента, можно найти по формуле периметра окружности для круглого элемента;
• fin — сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента, см. таблицу для глинистых грунтов выше;
• li — толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (находят для каждого слоя почвы отдельно);
• 0,7 и 0,8 — это коэффициенты.

Шаг фундаментов рассчитывается по более простой формуле: l = P/Q, где Q—это масса дома на пог.м фундамента, найденная ранее. Чтобы найти расстояние между буронабивными сваями в свету, из найденной величины просто вычитают ширину одного элемента фундамента.

При выполнении расчетов рекомендуется рассмотреть несколько вариантов с разными длинами элементов. После этого будет легко подобрать наиболее экономичный.

Армирование буронабивных свай выполняется в соответствии с нормативными документами. Арматурные каркасы состоят из рабочей арматуры и хомутов. Первая берет на себя изгибающие воздействия, а вторые обеспечивают совместную работу отдельных стержней.

Каркасы для буронабивных свай подбираются в зависимости от нагрузки и размеров сечения. Рабочая арматура устанавливается в вертикальном положении, для нее используют стальные стержни D от 10 до 16 мм. При этом выбирают материал класса А400 (с периодическим профилем). Для изготовления поперечных хомутов потребуется закупить гладкую арматуру класса А240. D = минимум 6-8 мм.

Сортамент стальной арматуры

Каркасы буронабивных свай устанавливаются так, чтобы металл не доходил за край бетона на 2-3 см. Это нужно для обеспечения защитного слоя, который предотвратить появление коррозии (ржавчины на арматуре).