Устройство фундаментов из буронабивных свай: достоинства, особенности, технология создания

Технология армирования свайного ростверка.

Свайный фундамент — универсальное основание для строительства кирпичных (об армировании кирпичной кладки — читаем отдельно), деревянных, газобетонных (про армирование газобетона — читаем отдельно) и пенобетонных малоэтажных домов в любых грунтовых условиях. Такие основания применяются и для других конструкций (к примеру — заборов, колонн ). Прочность и надежность свайного фундамента непосредственно зависит ростверка, о технологии армирования которого мы поговорим в данной статье.

Армирование пересечений лент ростверка свайного фундамента чертеж.

Вы узнаете, зачем необходимо армирование свайно-ростверкового фундамента, какие материалы для этого используются и как выполняется сам процесс. Будут приведены схемы и чертежи, объясняющие все нюансы армирования монолитного ростверка.

Плюсы и минусы свайно-ростверкового фундамента

Какие типы эффективнее использовать? Стоимость, по сравнению с плитой, стоимость ниже у винтовых свай – на 30-40%, а у буронабивных – на 25-30%.

Плюсы свай:

• возможность устройства при высоком уровне глубинных вод, сильной пучинистости грунта, при промерзании грунта на значительную глубину;
• возможность самостоятельного монтажа;
• высокая скорость и простота монтажа;
• дешевизна, свайный фундамент экономичнее иных;
• канализация укладывается между сваями, не нужно штробить бетон под домом;
• ускорение и оптимизация земляных работ – отхода земли на порядок меньше, чем при классическом устройстве фундамента.

Минусы:

• в некоторых случаях появляется сложность расчётов в проектировании;
• значительные ограничения по весу строения;
• обязательное утепление и желательная гидроизоляция пола;
• невозможно иметь подвал или погреб под зданием.

Сферы применения

Представленное оборудование используется в следующих случаях:

• для постройки высоких и громоздких промышленных и офисных зданий;
• при строительстве объектов на болотистой местности или иных ослабленных грунтах;
• для возведения домов на сложной рельефной местности;
• когда твёрдые породы, способные выдержать нагрузку здания, залегают довольно глубоко.

Буронабивные сваи, в отличие от забивных и винтовых, имеют более надёжную конструкцию и не подвергаются коррозии. Требования к фундаментам описаны в Своде правил СП 24.13330.2011, в соответствии с которым и должны выполняться работы.

Способы устройства буронабивных свай в сложном грунте

Устройство буронабивных свай в водонасыщенных грунтах проводят несколькими способами.

Сухой.

Данная методика применима на устойчивых грунтах, способных удерживать стенки скважины. Её делают вращательным бурением на необходимую глубину, вставляют арматурный каркас и заливают бетон в вертикально перемещающуюся многосекционную трубу. Бетонолитную трубу вынимают после полного её заполнения. Данным способом сооружают опоры 400-1200 мм в диаметре. Они могут опускаться вглубь на 30 м.

Сухой с использованием глинистого раствора

Разновидность первого способа. Он особенно пригоден для устройства в водонасыщенных грунтах, характеризуется высокой сложностью выполнения работ. Такой фундамент лучше доверить профессионалам, которые работают в . Основная сложность создания опор таким способом заключается в необходимости дополнительного укрепления стенок скважины. Это необходимо, чтобы избежать их осыпания.

Буронабивной фундамент

Устройство буронабивной подпорной стены

Буронабивные сваи методом CFA (полый шнек)

Использование обсадных труб для укрепления скважины под опору.

Этот способ позволяет устанавливать сваи на любых грунтах. Обсадная труба – конструкция из нескольких фрагментов, скреплённых между собой. Их опускают в скважину по мере углубления. В них заливают бетон. После частичного заполнения трубу начинают извлекать, чем дополнительно уплотняют бетонный столб. Иногда её оставляют в качестве средства против осыпания грунта.

Для проведения свайных работ в водонасыщенных грунтах применяют второй способ. Он является наиболее эффективным, хотя относится к числу трудоёмких процессов.

Технология

Каждое конкретное решение свайного фундамента имеет свою технологию монтажа. В общем виде устройство свайного фундамента производится в следующей последовательности.

1. Подготовительные работы. Горизонтальная планировка участка, выноска в натуру осей, разметка местоположения свай.
2. Погружение свай в грунт. Производится согласно технологии для конкретного типа свай.
3. Обрубка концов недобитых свай, устройство свайного ростверка.

Технология устройства свайного фундамента для каждого типа свай описана выше. Следует отметить, что при выборе способа монтажа следует руководствоваться не только экономической целесообразностью, но и опытом проектирования в каждом регионе строительства. Местные проектные институты разработали типовые технологические карты, в которых содержится полная информация по технологии производства работ, составлены графики работы, а также спецификации требуемых машин, механизмов, оборудования и материалов.

Свайный фундамент может стать единственным приемлемым решением для слабонесущих грунтов и сложных геологических условий. В остальных случаях следует руководствоваться принципами экономической и технологической целесообразности. Устройство свайного фундамента может потребоваться для высотных зданий, ответственных или уникальных объектов. Такое решение позволяет повысить надежность основы постройки, предотвратить нежелательные деформации и перемещения.

Несмотря на технологическую сложность, в ряде случаев устройство свайного фундамента может быть экономически оправдано. Устройство свайного фундамента не требует больших объемов земляных и бетонных работ, возведение можно проводить в зимнее время без дополнительных мероприятий. Применение свай может сократить срок выполнения работ. Яркий тому пример – возведение фундаментов коттеджей с применением металлических винтовых свай.

К преимуществам свайного фундамента следует отнести:

• возможность устройства в особых геологических и климатических условиях;
• высокая надежность и стабильность фундамента;
• небольшой объем земляных и бетонных работ;
• большое количество разнообразных конструктивных и технологических решений.

Однако свайный фундамент имеет ряд недостатков, связанных в основном со сложностью технологии возведения. Среди них:

• потребность в специальных машинах и механизмах;
• требуется квалифицированный персонал;
• существует значительная вероятность возникновения непредвиденных трудностей на стадии возведения.

Технология устройства буронабивных свай

Буронабивные сваи – особая технология и специальный метод в строительстве, который наиболее всего подходит и используется при высокой плотности застройки,  что так характерно для мегаполисов и современных городов. Чаще всего, для устройства фундаментов используются забивные сваи и в определенных случаях их использование оптимально. Но устройство буронабивных свай имеет ряд своих неоспоримых преимуществ, таких как возможность проведения строительно-монтажных  работ, в старой части города, где использование привычных технологий  представляет существенную опасность для стоящих рядом сооружений и проходящих коммуникаций.  Буронабивные сваи – это один из самых удобных способов организации фундамента строящегося здания. Диаметр свай, как правило, составляет 0,35 – 1,5 м. В большинстве случаев данную технологию устройства применяют при больших нагрузках, а также при глубоком залегании мало сжимаемых грунтов

Эта технология обеспечивает производство работ без ударов и вибраций, что особенно важно при изготовлении буронабивных свай вблизи существующих зданий и сооружений. Технология устройства буронабивных свай применяется – при больших сосредоточенных вертикальных и горизонтальных нагрузках, на строительных площадках со сложными геологическими и инженерными условиями, в стесненных условиях городской застройки, вблизи существующих зданий и сооружений в которых могут возникнуть деформации при забивке или вибропогружении

Буронабивные сваи выполняются по технологии:

• CFA (НПШ-непрерывного полого шнека);
• под защитой бентонитового раствора;
• под защитой обсадных труб погружаемых дрейтеллером;
• под защитой обсадных труб погружаемых и извлекаемых с помощью вибропогружателя.

  Устройство буронабивных свай методом CFA (Continuous Flight Auger) или НПШ (Непрерывный Полый Шнек) – одна из наиболее распространённых за рубежом и постепенно обретающая популярность в России технологий. Суть метода заключается в том, что буровая колонна, состоящая из полых шнеков, погружается в грунт на проектную величину, при этом происходит выбуривание (подъём грунта посредством реборд спиральной навивки шнека) грунта на поверхность. Применение буронабивных свай выполненных по технологии CFA, за счёт заполнения под давлением пространства скважины бетоном, не допускает разуплотнения около свайного пространства. Основными преимуществами применения данного метода являются – высокая производительность – в 3-12 раз выше по сравнению с устройством свай с обсадной трубой. Разброс может быть вызван затруднениями в поставках бетона, арматурных каркасов и подготовкой площадки под буровую технику; – гарантированное уплотнение забоя и стенок скважины, как следствие более высокая несущая способность при тех же параметрах; – меньший уровень шума при производстве в сравнении с методом при использовании обсадной трубы, т.к. нет необходимости “сбрасывать” грунт со шнека; – экологичность, т.к

время работы буровой техники значительно сокращается, что немаловажно при работе в заселённых городских центрах. При устройстве буронабивных свай под защитой обсадных труб обсадную   трубу  опускают в скважину одновременно с выбуриванием грунта, что предотвращает осыпание рыхлых слоев породы

Обсадная  труба настолько плотно прилегает к стенкам самой скважины, что позволяет избежать какой-либо деформации грунта.  К трубам  предъявляются достаточно строгие требования и в каждом конкретном случае труба должна быть четко установленного размера и диаметра. После бурения скважины на проектную глубину в нее опускается и монтируется заранее изготовленный арматурный каркас, затем происходит заливка бетона.   

Сферы применения

Представленное оборудование используется в следующих случаях:

• для постройки высоких и громоздких промышленных и офисных зданий;
• при строительстве объектов на болотистой местности или иных ослабленных грунтах;
• для возведения домов на сложной рельефной местности;
• когда твёрдые породы, способные выдержать нагрузку здания, залегают довольно глубоко.

Буронабивные сваи, в отличие от забивных и винтовых, имеют более надёжную конструкцию и не подвергаются коррозии. Требования к фундаментам описаны в Своде правил СП 24.13330.2011, в соответствии с которым и должны выполняться работы.

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.

Количество и диаметр сваи определяется весом здания и переменными нагрузками, которые зависят от применения помещений строения: заводской производственный цех оказывает большее влияние на опоры, чем детский сад или жилой дом.

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.

Конструктивные особенности

Буронабивные фундаменты с ростверком представляют собой основания для жилых или промышленных зданий. Состоит такая конструкция из нескольких основных элементов.

1. Опоры. Они представляют собой своеобразные сваи, изготавливаемые из металлических или асбестовых труб. Внутри система заполняется бетоном, который и является основным компонентом конструкции. Диаметр опоры может варьироваться в широком диапазоне, что позволяет изменять технические характеристики изделия под свои личные потребности.
2. Ростверк. Устройство этого элемента довольно простое. Ростверк представляет собой своеобразную перемычку, соединяющую все вертикальные опоры. В качестве подобных каркасов применяется множество материалов. Особую же популярность приобрели основания с монолитным ростверком. Перемычка здесь предполагает бетонную ленту, которая также связывается с опорными элементами. Сверху получается что-то наподобие ленточного фундамента.

Буронабивные фундаменты изготавливаются на основе специальных СНиП, учитывающих условия эксплуатации.

Шаг каждой сваи определяется на основе механических нагрузок, которые будут воздействовать на основание

Обратите внимание, что ростверк может располагаться как на небольшом расстоянии от земли, так и углубляться немного в почву

Досадные недостатки

Фундамент под ростверк характеризуется также определенными минусами, такими как:

• для строительства важны очень точные и правильные расчеты;
• сооружение не предусматривает строительства подвала и полуподвальных помещений;
• установка невозможна на грунте, характеризующимся как подвижный, если он имеет свойство набухать или очень сильно проседает со временем;
• дом с подобным фундаментом обязательно необходимо утеплить;
• с таким фундаментом запрещено строительство многоэтажек.

Любая стройка должна сопровождаться осмотром территории квалифицированными специалистами.

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

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.

Заключение

Свайно-ростверковые основания являются одним из наиболее успешных и надежных видов фундамента.

Они способны выполнять свои функции в самых сложных условиях, хорошо реагируют на изменения, позволяют строиться на самых проблемных грунтах.

В большинстве случаев строительство подобных фундаментов обходится дешевле, чем при постройке традиционной ленты.

Эти преимущества делают свайно-ростверковые основания предпочтительными среди большинства пользователей, чьи участки находятся в низинах, на подтапливаемых местностях.

Возможность самостоятельного строительства только увеличивает оценку этой технологии среди строителей, позволяя выполнять работу в удобное время и полностью соблюдать технологию.