Буронабивные сваи. Устройство буронабивных свай. Преимущества буронабивных свай

Берясь за строительство, нужно решить, какой фундамент делать. Всем известны или ленточный, буронабивное основание не так популярно, хотя оно имеет свои достоинства и в определенных ситуациях будет более разумным вариантом.

Фундамент из буронабивных свай: особенности и виды

Буронабивной фундамент - это один из видов свайного фундамента. Его конструкция достаточно простая: буром в земле делают скважины глубиной около 1,5 м. Точная величина зависит от особенностей грунта и климатической зоны.

Буронабивной фундамент может быть обычным, где строят баню непосредственно на сваях - этот вариант дешевый и простой. Но если нужно основание надежнее, то в этом случае отдают предпочтение свайно-ленточному или свайно-ростверковому фундаменту. Он подразумевает жесткую связь отдельных свай бетонной лентой (ростверком). Главным достоинством подобного основания является то, что нагрузка между сваями распределяется более равномерно, что делает конструкцию надежной и долговечной.

Буронабивной фундамент используется для строительства облегченных построек, в частности, деревянных и . Если укреплять фундамент ростверком, то он будет выдерживать и более высокие нагрузки.

Актуальным использование буронабивного основания будет и тогда, если строительство планируется не на ровной поверхности, а на участке, где есть сильные перепады высоты.

Фундамент на буронабивных сваях: плюсы и минусы

Такое основание имеет следующие преимущества:

Универсальность. Фундамент подходит практически для любых типов грунта, исключением являются только чересчур каменистые почвы.
Экономичность. Буронабивной фундамент - это хороший и бюджетный вариант. На его постройку уйдет гораздо меньше денег, чем на другие виды фундамента, поэтому если вы ищете именно дешевый вариант, то он является одним из оптимальных.
Быстрые сроки установки фундамента и возможность проведения работ в любое время года.
Достаточно низкая трудоемкость. Немалым преимуществом подобного фундамента является то, что для его установки не нужно использовать спецтехнику, поэтому его можно сделать и своими силами, что также позволяет еще больше сэкономить.

Если для других видов свайного фундамента требуются покупка дорогостоящих свай и найма спецтехники, то для буронабивного ничего из этого не нужно, поэтому он обходится значительно дешевле.

Недостатки буронабивного фундамента:

Недостаточная теплоизоляция пола. Т. к. внизу пол не закрыт, возможны сквозняки и прохлада. Несмотря на это даже на можно сделать теплый пол, который избавит от этой проблемы.
Отсутствие возможности обустроить подвальное помещение, хотя конкретно для бани этот недостаток не столь существенен, т. к. в таком строении обычно обходятся без подвала.

Буронабивные сваи своими руками: пошаговая инструкция

Возводить такой вид фундамента можно не только летом, но даже и зимой. При работах нужно строго соблюдать порядок действий и быть внимательным на каждом этапе, иначе прочность здания может значительно сократиться.

Этап 1. Расчет будущего фундамента

На ширину фундамента напрямую влияет ширина будущих стен. К примеру, если вы будете строить каркасную баню, то мощный фундамент не нужен, т. к. постройка достаточно легкая.

Ростверк может быть подвешенным или углубленным. Первый вариант подходит для облегченных деревянных построек, возведенных на пучинистом грунте. Углубленный ростверк используют для тяжелых построек, к примеру, кирпичных бань. Он подходит для песчаного, глинистого и суглинистого грунта.

Буронабивной фундамент - это крепкое и надежное основание, оно может выдержать не только легкую баню, но и тяжелую постройку. Сделать такой фундамент можно своими руками, без использования спецтехники.

Вконтакте

Одноклассники

Одно из преимуществ каркасного дома – легкость конструкции, что позволяет возводить такие строения на разных типах фундаментов.

А раз есть выбор, то при желании сократить расходы на строительство можно остановиться на варианте, который подойдет практически для всех видов почвы.

Основание на набивных сваях или столбчатый буронабивной фундамент – вот то, о чем идет речь.

Этот тип основания представляет собой свайную конструкцию, где сваи не вбиваются в землю, повреждая при этом слои грунта, а формируются путем заливки бетонного раствора в пробуренные скважины. В итоге получается глубокое прочное основание для будущего дома.

Справка: нагрузка строения в такой конструкции передается на грунт посредством буронабивных свай.

В каких случаях можно применять?

Основание на набивных сваях является универсальной конструкцией , что позволяет использовать этот тип фундамента в различных условиях.

Более того существуют случаи, когда применение такого сооружения является оптимальным, если не необходимым, решением. А именно:

на слабых и болотистых грунтах;
на торфяной почве;
на участке с уклоном;
на грунте с высокой влажностью.

Что касается сооружения на участках с качественным грунтом, то здесь в пользу буронабивной технологии играет материальная выгода, поскольку такое основание куда дешевле того же ленточного.

Учитывая то, что строительство основания на слабых или перенасыщенных влагой грунтах требует применения опалубки, стоит рассмотреть варианты ее изготовления.

Материалы для опалубки

Поскольку скважины под сваи имеют цилиндрическую форму, в качестве опалубки применяют круглые трубы, изготовленные из различных материалов :

асбестоцементные трубы – не боятся коррозии, что обеспечивает долгий срок службы изделий;
металлические трубы . К плюсам этого варианта относятся высокая прочность и стойкость к механическим повреждениям. Недостатком является необходимость специальной обработки, которая нужна для увеличения эксплуатационного срока металла;
рубероид . Материал сворачивают в форму трубы. Это самый бюджетный вариант, который еще и выполняет функцию гидроизоляции.

Справка: на прочных, несыпучих почвах использовать опалубку необязательно. В таких случаях раствор можно заливать прямо в пробуренную скважину. Единственное, что при этом необходимо, – установка труб на поверхности земли для придания сваям правильной формы.

Расчет конструкции

При строительстве буронабивного фундамента следует учитывать, что на сваи действует два вида нагрузок :

на сжатие . Это происходит в результате воздействия массы строения на основание;
на разрыв . Низ сваи прочно фиксируется в глубине грунта (в более прочных слоях), а верхняя часть выталкивается расположенными ближе к поверхности пучинистыми почвами (это происходит в холодный сезон).

Для расчета конструкции необходимо определить степень нагрузки на сжатие, от которой будет зависеть диаметр свай.

Внимание: под воздействием нагрузки на разрыв опоры могут существенно деформироваться, поэтому при подсчете количества материала следует учитывать и арматуру, которая понадобится для укрепления столбов.

Чтобы подсчитать количество необходимого материала, следует определить число опор . Для этого нужно знать общую массу строения и несущую способность одной сваи , которая зависит от марки цемента.

К примеру, при использовании М100 свая сечением 200х200 мм будет способна выдержать давление до 100 кг/см2. Получается, что площадь такой опоры будет составлять 400 см2 и сможет принять на себя около 40 тонн веса.

Процесс монтажа

О том, как сделать буронабивной фундамент своими руками, пошаговая инструкция дана ниже. В результате правильно выполненных действий вы получите надёжное основание.

1. Прежде всего, участок размечают согласно имеющемуся плану. Для этого определяют оси дома и отмечают первый угол, от которого угломером намечают расположение двух смежных стен и отмеривают их длину. По намеченным стенам определяют оставшуюся угловую точку. С помощью кольев и веревки делают разметку, отмечая при этом места установки будущих опор.

Важно: выполнять разметку следует с предельным вниманием, поскольку из-за ошибок в расположении столбов основание может получиться ненадежным.

2. После разметки можно браться за бурение скважин для будущих опор. В этом процессе может быть задействовано как механизированное оборудование, так и ручной бур.

Если нет возможности определить точный уровень залегания твердого грунта, следует использовать усредненное значение для различных местностей, при котором углубления выполняются на глубину 1,5-2 м. Достижение прочных слоев почвы необходимо для того, чтобы сваи в будущем не дали неровную усадку, поскольку это может привести к разрушению строения.

3. Монтируют опалубку, после чего выполняют армирование. Для этого арматурные пруты (минимальный диаметр 8 мм) устанавливаются в опалубку и связываются проволокой. Уровень возвышения прутьев над землей зависит от того, будет ли фундамент включать в свою конструкцию ростверк. Если да, то стальные стержни должны быть подняты на высоту ростверка, что обеспечит сооружение цельного основания.

4. Бетон заливают в несколько этапов. При таком подходе проще избежать образования воздушных полостей.

На этом процесс возведения свайного фундамента считается завершенным. Остается лишь дождаться полного застывания раствора, после чего можно приступать к проведению дальнейших работ.

Важно: во многих случаях целесообразней сооружать фундамент , что связано с риском морозного пучения и набухания грунтов. Неравномерное протекание этих процессов в разных частях строения может привести к разрушению фундамента. Обойтись без ростверка можно лишь при наличии скального основания или хороших песков с низким уровнем залегания грунтовых вод.

Преимущества и недостатки

Теперь что касается сильных и слабых сторон этого типа основания. Сначала о плюсах :

нет необходимости выравнивать участок или рыть котлован. Такой фундамент – идеальное решение для неровной местности;
невысокая стоимость по сравнению с монолитным основанием;
быстрый монтаж . При наличии необходимого оборудования установка свай займет гораздо меньше времени, чем возведение ленточного фундамента.

Минусы :

сравнительно недолговечен . Срок службы конструкции составляет 70-100 лет;
нет возможности обустроить подвал ;
невысокая несущая способность , что делает такое основание больше пригодным для сооружения легковесных построек.

Полезное видео

Ознакомьтесь визуально с процессом возведения буронабивного фундамента на видео ниже:

Соблюдение технологии позволит соорудить качественную и надежную опору, и здесь главное не ошибиться в расчетах. Поэтому тем, кто не уверен в собственных силах лучше доверить проведение тех или иных процедур специалистам.

Вконтакте

Для обустройства домов на участках со склонами или на местах с проблемным грунтом используется буронабивной фундамент. С его помощью возводятся здания в населенных пунктах с плотной застройкой. О тонкостях и особенностях сооружения свайного буронабивного фундамента рассмотрим далее.

Буронабивной фундамент: особенности и преимущества

Если в процессе строительства дома возникают проблемы наличия вблизи здания инженерных коммуникаций или других сооружений, то использование традиционного ленточного фундамента является невозможным. В таком случае, рекомендуется соорудить не менее мощный - буронабивной фундамент на сваях. Так как в таких ситуациях просто необходимо соблюдать точность и не превышать допустимого порога вибрации, который способен повлиять на фундамент соседних зданий. Чтобы избежать разрушения соседних объектов, их деформации, которая происходит после вибропогружений очень часто используется фундамент из свай.

Установка фундамента на буронабивных сваях помогает соорудить здания, которые располагаются на участках с особыми инженерными или геологическими условиями или сооружений, подвергающихся высокой нагрузке. Главным преимуществом такого фундаменты выступает их малошумность.

Сооружение фундамента на буронабивных сваях предполагает предварительное бурение столбовых ям, в которые погружают разнообразные металлокаркасные конструкции. После этого ямы заливают бетонным или цементно-песчаным раствором. Для процесса бурения требуется наличие обсадных труб длиной от одного до трех метров. Если обходная труба отсутствует, то рекомендуется использование проходного шнека. Обсадная труба оснащена режущим наконечником, который расположен на нижних фланцах первой секции. Процесс бурения с использованием осадной трубы происходит благодаря производству непрерывных вращательных движений. Использование первого или второго варианта бурения зависит от места расположения фундамента, местности и свойств грунта, на котором он возводится.

Среди преимуществ, выделяющих фундамент на буронабивных сваях от других типов фундамента следует отметить:

1. Обеспечение полной безопасности и целостности зданий, находящихся вблизи постройки.

2. Сниженные показатели вибраударов.

3. Низкая шумопроизводительность.

4. Такой фундамент не нуждается в доставке определенных его компонентов.

5. Не требует заблаговременной покупки свай.

6. При обустройстве фундамента на буронабивных сваях отсутствует необходимость в избавлении от излишков грунта.

7. Кроме этого, такой фундамент отличается высокими несущими характеристиками, высокой производительностью и легкостью монтажа.

8. Данный тип фундамента подходит для сооружения зданий на грунтах любого типа и сложности.

Технология сооружения и устройство фундамента на буронабивных сваях

Буронабивной фундамент - это конструкция, которая монтируется непосредственно на строительном участке. Главной составляющей такого фундамента выступает свая, так как именно на ней лежит вся нагрузка от здания. Чтобы рассчитать установку сваи достаточно вычислить глубину промерзания грунта и установить ее ниже этой отметки на несколько десятков сантиметров.

В качестве гидроизоляции используется покрытие из рубероида, оно покрывает опору двумя слоями. Соединение верхних окончаний опорных участков происходит с помощью раствертки. Фундамент на буронабивных сваях в соотношении с типом раствертки бывает двух видов:

висячего;
заглубленного.

Чтобы избежать появления вспучивания на объекте нужно между грунтом и висячими раствертками оставить промежуток от 10 до 15 см. Раствертк, который погружается в землю на определенное расстояние называется заглубленным. Нижний участок такого раствертка углубляется в землю более чем на 20 см. Фундамент на буронабивных сваях с наличием раствертка способен выдержать нагрузку в 1500 кг.

Процесс возведения опорных частей фундамента предполагает предварительное проведение работ по разметке участка. Данная процедура проводится с помощью лески или каната, уровня и дополнительных инструментов.

После выполнения разметки, приступайте к копанию траншеи, максимальная ее глубина составляет 40 см. Когда траншея готова, сделайте отметки на будущем месте расположения свай. Мотобур поможет оборудовать скважины в местах, отмеченных ранее.

Чтобы обеспечить качественную гидроизоляцию опоры и избежать ее преждевременной порчи, рекомендуется перед ее установкой положить в скважину два слоя рубероида. Учтите, что размер рубашки из рубероида, должен в точности совпадать с размером скважины.

Технология проектирования фундамента на буронабивных сваях, устанавливаемого на грунте с повышенной влажностью предполагает изготовление свай с помощью обсадных труб. Такая конструкция позволяет произвести качественную заливку обсадной трубы бетонным раствором. Когда процесс бетонирования завершен, происходит погружение в скважину армированного каркаса.

Тип каркаса зависит от предполагаемой нагрузки, вычитываемой при проведении расчетов по сооружению фундамента. Возможен вариант установки каркаса по всему периметру сваи или на определенном ее участке. Еще одним вариантом установки каркаса является его монтаж на верхнем участке опоры, в данном случае, он служит компонентом, связывающим опору и ростверк. При установке каркаса, следует учесть, что его соприкосновение с грунтом недопустимо, поэтому его нижняя часть устанавливается выше опорного уровня. Если каркас будет соприкасаться с грунтом, что он поддастся воздействию коррозии и в скором времени испортится. Если плотность грунта довольно высокая, а стены скважины устойчивы, обсадная труба не устанавливается.

В процессе заливки бетоном свайной ямы, обязательно уплотняйте бетонную смесь с помощью вибратора, чтобы избавиться от пузырьков воздуха и улучшить качественные характеристики конструкции. Ростверк соединяется с опорной частью при помощи прутьев арматуры, которые предварительно выводят наружу, на расстояние от 2 до 5 см. Возможен вариант сооружения монолитного ростверка, кроме этого, при сооружении ростверка используют материалы в виде бетонных балок. В таком случае, производится бетонирование стержня на верхних участках опоры. Получается конструкция, напоминающая букву “Т”. Кроме этого горизонтальный участок конструкции равняется ширине опорного участка, а вертикальный - сопоставляется с размером балки, которую будут укладывать. После завершения процесса укладки балки, бетонируются стыки, а горизонтальные участки стержней качественно приваривают к петле устанавливаемых компонентов.

Возможен вариант использования бутобетонных буронабивных свай. Процесс установки таких свай имеет свои отличия, а именно: в период заливки фундамента бетонным раствором, он наполняется камнями. Таким образом, увеличиваются прочностные характеристики бетона, и уменьшается его расход. При сооружении буронабивного фундамента с использованием таких свай требуется предварительно вскопать столбовые ямы, глубина которых составляет пол метра. Так как такие опоры менее устойчивы перед воздействием силы вертикального или горизонтального характера.

Фундамент буронабивные сваи с ростверком: процедура создания ростверка

При сооружении фундамента на буронабивных сваях в качестве обязательного процесса выступает создание ростверка. Если рассуждать о его конструктивных особенностях, то они приравниваются к оборудованию фундамента ленточного типа. Так как ростверк имеет вид бетонной ленты, которая выступает в качестве соединителя верхушек опорных частей. Если речь идет о фундаменте плитного типа, то с помощью ростверка объединяются все опорные компоненты.

Для создания ростверка потребуется наличие:

железобетоного раствора;
стальной арматуры;
деревянных конструкций.

Одним из самых популярных типов ростверка является его сооружение с помощью железобетона. Такая конструкция отличается прочностью и монолитностью. Чтобы возвести такой фундамент, требуется предварительная установка опалубки, при этом обязательным процессом является его армирование. При отсутствии арматуры, слишком большая нагрузка от здания, приведет к возникновению изгибов. Поэтому требуется выкладывать арматуру двумя поясами, при этом один пояс имеет вид сетки, которую сваривают из арматурных прутьев с укладочным шагом в 200-400 мм.

Соединение двух поясов происходит с помощью специального оборудования в виде вертикальных стержневых прутьев. Арматура, ни в коем случае, не должна прикасаться к опалубке. Чтобы избежать этого воспользуйтесь подкладочными досками, которые устанавливают под нижний пояс. Чтобы не допустить сдвига двух поясов, тщательно прикрепите их между собой.

Во избежание появления повреждений на фундаменте в период вспучивания грунта, нужно наличие небольшого проема, размером в 200-300 мм, который будет располагаться между почвой и фундаментом. Данный зазор оставляют в период после установки ростверка и заложения фундамента.

Фундамент бурозабивной своими руками:основные процессы строительства

Основным отличием бурозабивного фундамента от других его типов является то, что сваи не требуют установки в грунт и при этом не повреждают его целостность. Они в нем изготавливаются, так как после бурения скважины, в нее вставляют опалубку из дерева или металлическую трубу, в которую заливают раствор, формирующий основу сваи.

Особенно актуально использование такого фундамента на ослабленных грунтах. Так как обычные сваи должны ложиться на твердые слои грунта, которые находятся за пределами нижней точки промерзания, не всегда получается установить такие сваи, так как глубина бывает очень большой. В отличии от бурозабивного фундамента, для сооружения которого требуется скважина и раствор, позволяющий соорудить твердое основание.

Довольно популярным становится использование свайного бурозабивного фундамента с утеплением. При этом рекомендуется использование пенополистирола, так как именно его жесткость позволяет взаимодействовать с почвой. Его фиксация производится непосредственно на гидроизоляционном слое. Кроме этого, использование пенополистирола позволяет избежать вспучивания почвы.

Даже сооружение ленточного фундамента с помощью буронабивных свай, не способно нарушить вблизи расположенные коммуникационные системы, так как он устанавливается не глубоко, а срок его эксплуатации достигает ста лет.

Процедура выполнения строительных работ по оборудованию фундамента на буронабивных сваях выполняется в любое время года. Главное условие его качественности - правильное соблюдение всех технологий.

Проведение расчета буронабивного фундамента напрямую зависит от толщины стен будущего здания. Для равномерного распределения нагрузки требуется сделать фундамент на 25-45 см больше, чем стена строения.

Следующий этап - разметка. она предполагает равномерное расположение свай на участке, при этом порядок установки свай выбирает хозяин или строители, выполняющие работы. Рекомендуется устанавливать сваи в местах соединения стен, и по периметру несущей конструкции.

Для бурения глубоких скважин используется специальное оборудование в виде ямобура. С их помощью процесс постройки фундамента увеличивается в несколько раз, а одна скважина делается в течении одного двух часов.

При недостаточно плотном грунте, который склонен к осыпи, рекомендуется оборудовать опалубку. Если грунт обладает хорошими плотностными характеристиками - бетон заливают прямо в скважину. Также в качестве опалубки кроме дерева, используется труба, из скрученного рубероида.

Процесс выбора свай достаточно важный, так как именно от их качества зависит длительность эксплуатации фундамента. Основные требования к сваям - прочность и долговечность.

Возможен вариант сооружения свай, с расширенным основанием до 500 мм. Такая свая способна выдержать огромную нагрузку, превышающую пять тонн. Материал изготовления свай напрямую зависит от характеристики грунта. При установке сваи в глинистую и влажную почву, требуется укрепление в виде обсадных труб.

Обязательным компонентом при строительстве буронабивного фундамента является сооружение подушки. При этом используются различные материалы в виде щебня, бетона или камня. Далее следует процесс утрамбовки подушки и ее заполнения основными материалами.

Чтобы обеспечить дополнительную прочность конструкции используется арматурная конструкция. Их устанавливают в опалубку для обеспечения целостности сваи.

Далее следует процесс установки свай, длина которых определяется с помощью мотобура. Но, учтите, что минимальная глубина сваи после нижней точки промерзания грунта составляет 100 см. Чтобы узнать о глубине промерзания грунта в определенной местности следует прибегнуть к консультации специалистов или изучить геологическую карту.

Сваи выступают за поверхность земли на 30-50 см. Эти участки заполняют бетонным раствором, отделывают с помощью рубероида и объединяют обвязкой.

Для предотвращения попадания в почву цементного молочка, следует заранее подумать о проведении гидроизоляции. Поэтому все стены скважины предварительно выселяются гидроизоляционной пленкой или рубероидом. При использовании первого варианта, рекомендуется прибегнуть к свариванию пленки в виде чехла, который одевается на сваи.

Данный способ используется исключительно на прочных грунтах. В противном случае опалубка должна быть деревянной, картонной, металлической или асбоцементной.

И последний, завершающий процесс - заливка фундамента бетонным раствором. Наиболее удобно проводить данную работу с помощью смесителя. В качестве раствора используется быстротвердеющий цемент, который постепенно готовиться.

Кроме бетона возможно использование камней, булыжника, известняка или песчаника. Главное требование к наполнителям - прочность и ровность камней. Для создания механической вибрации и уплотнения бетона рекомендуется использование специального бура. Так как даже самые мелкие скопления воздуха не должны присутствовать в свае.

Буронабивной фундамент видео:

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)

УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТОВ ИЗ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ В УСЛОВИЯХ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ЗАСТРОЙКИ И РЕКОНСТРУКЦИИ

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Типовая технологическая карта разработана на устройство фундаментов из буронабивных свай в условиях существующей застройки и реконструкции.

Предназначена для использования строительно-монтажными организациями при разработке проектно-сметной документации и проектов производства работ.

При возведении зданий на свайных фундаментах в стесненных условиях городской застройки серьезную проблему представляют динамические нагрузки, воздействующие на расположенные поблизости здания. Решение этой проблемы возможно с использованием технологии устройства буронабивных свай.

Область применения буронабивных свай во всех грунтах, кроме скальных и крупнообломочных, в т.ч. обводненных, структурно-неустойчивых без применения инвентарных обсадных труб или тиксотропных растворов в стесненных городских условиях с приближением к существующим зданиям до 1 м. При этом при проведении инженерно-геологических изысканий должно быть обращено особое внимание на обследование мест возведения фундаментов с целью выявления в грунте различного рода препятствий (скальных прослоек, валунов размером более 25 см и т.п.).

Работы могут производиться по устройству буронабивных свай диаметром 400-1200 мм и глубиной заложения до 25 м в различных грунтовых условиях для сооружения свайных фундаментов вблизи существующих зданий с применением импортного оборудования фирмы "Касагранда С-40" (Италия).

Технология устройства набивных свай

Набивные сваи устраивают на месте их будущего положения путем заполнения скважины (полости) бетонной смесью или песком. В настоящее время применяют большое количество вариантов решения таких свай. Их основные преимущества:

возможность изготовления любой длины;

отсутствие значительных динамических воздействий при устройстве свай;

применимость в стесненных условиях;

применимость при усилении существующих фундаментов.

Набивные сваи изготовляют бетонными, железобетонными и грунтовыми, причем имеется возможность устройства свай с уширенной пятой. Способ устройства свай прост - в предварительно пробуренные скважины подается для заполнения бетонная смесь или грунты, в основном песчаные.

Применяют следующие разновидности набивных свай - сваи А.Э.Страуса, буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные, частотрамбованные вибронабивные, песчаные и грунтобетонные. Длина свай достигает 20...30 м при диаметре 50...150 см. Сваи, изготовляемые с применением установок фирм Като, Беното, Либхер могут иметь диаметр до 3,5 м, глубину до 60 м, несущую способность до 500 т.

Особенности технологии свайных работ в условиях реконструкции

Специфика производства свайных работ. При реконструкции и техническом перевооружении предприятий нередко возникает необходимость усиления фундаментов или повышения их несущей способности. В этих условиях применяют различные способы подведения дополнительных свай, метод "стена в грунте", модифицированный метод опускного колодца.

Подведение дополнительных свай. При данном способе обычно применяют буронабивные и вдавливаемые многосекционные сваи, погружаемые по углам фундамента и воспринимающие нагрузку через устраиваемую по его периметру железобетонную обойму - ростверк. Однако более эффективным решением является устройство свай из укрепленного грунта или набивных свай непосредственно под подошвой существующего фундамента с использованием "струйной технологии". Эта технология устройства свай включает следующие основные процессы:

бурение до грунтового основания скважин диаметром 100...150 мм через нижнюю ступень фундамента по его углам, а при необходимости и между углами;

опускание через пробуренное отверстие в фундаменте струйного монитора и последующая проходка скважины небольшого диаметра в грунте на проектную глубину посредством разрушения грунта высоконапорной струей от монитора;

расширение скважины до проектного сечения путем постепенного подъема монитора, через сопло которого поступает размывающая струя воды или укрепляющий грунт раствор, в результате чего образуется свая из укрепленного грунта.

Возможна установка в скважину арматурного каркаса, выходящего в существующий фундамент, последующее заполнение скважины бетонной смесью при недостаточной несущей способности грунтовых свай.

При подведении грунтовых свай под фундаменты по струйной технологии возможны три ее варианта: одно-, двух- и трехкомпонентная, отличающиеся числом составляющих, составом оборудования и несущей способностью получаемых грунтовых свай.

Однокомпонентная технология предусматривает размыв грунта одной или двумя противоположно направленными струями укрепляющего раствора. Раствор можно приготовить заранее (цементно-песчаный или цементно-глинистый), или получить необходимый состав путем раздельной подачи к соплам его составляющих. Смешение будет происходить непосредственно при выходе из сопла (жидкое стекло и отвердитель, цементно-песчаный раствор и химические добавки-ускорители твердения и др.). При однокомпонентной струйной технологии грунт размывается в радиусе 200...350 мм от сопла, диаметр столба грунтовой сваи составляет 0,5...0,7 м.

Двухкомпонентная струйная технология осуществляется одновременной подачей струи укрепляющего раствора и концентричной ей кольцевой струи воздуха. Размыв грунта растворно-воздушной струей происходит в радиусе 1,0...1,5 м, а диаметр грунтовой сваи достигает 2...3 м. В трехкомпонентной технологии дополнительно в грунт подаются добавки, ускоряющие процесс формирования сваи.

При струйной технологии можно получать сваи различного сечения: винтовые, корневидные, с поперечными дисками-диафрагмами и др. За счет развитой боковой поверхности несущая способность свай выше в 1,5...1,8 раза, чем у свай круглого поперечного сечения.

Винтовые сваи устраивают путем подъема монитора, имеющего одно или несколько боковых сопл, расположенных одно над другим с одновременным разворотом вокруг его вертикальной оси. Число винтовых лопастей на таких сваях соответствует числу сопл на мониторе шаг винтовых лопастей определяется скоростью подъема монитора.

Вдавливание многосекционных свай. Многосекционные сваи обычно состоят из трех и более сборных коротких элементов-секций. Эти секции последовательно стыкуют по мере вдавливания их в грунт домкратами или другими механизмами до положения, при котором обеспечивается проектная несущая способность. Домкрат устанавливают под подошву существующего фундамента, под специальную балку или инвентарное упорное устройство, анкеруемое за неподвижные конструкции и соседние здания. Для устройства многосекционных свай используют стальные трубы диаметром 245...400 мм с башмаком или заваренным нижним концом. Секции свай длиной около 1 м по мере вдавливания стыкуются сваркой. После вдавливания полость сваи заполняют бетонной смесью. Применяют железобетонные секции свай сечением 30х30 и длиной 60, 90 и 120 см со штыревым стыком секций.

Достоинства многосекционных свай в том, что вдавливание производится в режиме статического испытания свай, отсутствуют динамические воздействия при погружении свай, обеспечивается высокая надежность усиления конструкций и постоянный контроль несущей способности сваи в процессе погружения.

Модифицированный метод опускного колодца . Этот метод позволяет повысить несущую способность массива грунта под существующим фундаментом за счет заключения грунта в железобетонную оболочку, где грунт может воспринимать большие давления, так как находится в замкнутом объеме опускного колодца и подвергается трехосному напряженному состоянию. Модифицированный метод опускного колодца отличается от традиционного тем, что грунт разрабатывается снаружи, а не внутри опускного колодца. После выемки грунта до уровня нижней ступени фундамента устраивают оболочку колодца (сборную или монолитную), опускают ее с разработкой грунта по наружному контуру, и далее стенки оболочки наращивают. Работы выполняют последовательно до погружения оболочки на проектную отметку.

Буронабивные сваи. Характерной особенностью устройства буронабивных свай является предварительное бурение скважин до заданий глубины.

Самими первыми в нашей стране, на основе которых применяются существующие разновидности буронабивных свай, являются сваи А.Э.Страуса, которые были предложены в 1899 г. Изготовление свай включает следующие операции:

пробуривание скважины;

опускание в скважину обсадной трубы;

извлечение из скважины осыпавшегося грунта;

заполнение скважины бетоном отдельными порциями;

трамбование бетона этими порциями;

постепенное извлечение обсадной трубы.

В пробуренную до проектной отметки (5...12 м) скважину осторожно опускают трубу диаметром 25...40 см и далее загружают бетонной смесью. После заполнения скважины на глубину около 1 м бетонную смесь трамбуют и медленно поднимают вверх обсадную трубу до тех вор, пока высота смеси в трубе не уменьшится до 0,3...0,4 м. Снова загружается бетонная смесь и процесс повторяется. Учитывая, что диаметр скважины больше диаметра обсадной трубы и поверхность пробуренного грунта оказывается неровной, шероховатой, при наполнении бетонной смесью обсадной трубы, ее подъеме и уплотнении смеси, бетон заполнит весь свободный объем, включая и зазор между стенками скважины и обсадной трубой. Часть бетона и цементного молока проникнет в грунт, повысив его прочность.

Недостатки способа - невозможность контролировать плотность и монолитность бетона по всей высоте сваи, возможность размыва несхватившейся бетонной смеси грунтовыми водами.

Армирование свай производят только в верхней части, где на глубину 1,5...2,0 м в свежеуложенный бетон устанавливают металлические стержни для их последующей связи с ростверком.

В зависимости от грунтовых условий буронабивные сваи устраивают одним из следующих способов - сухим способом (без крепления стенок скважин), с применением глинистого раствора (для предотвращения обрушения стенок скважины) и с креплением скважины обсадной трубой.

Сухой способ применим в устойчивых грунтах (просадочные и глинистые твердой полутвердой и тугопластичной консистенции), которые могут держать стенки скважины (рис.1). Скважина необходимого диаметра разбуривается методом вращательного бурения в грунте на заданную глубину. После приемки скважины в установленном порядке при необходимости в ней монтируют арматурный каркас и бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы.

Рис.1. Технологическая схема устройства буронабивных свай сухим способом:

а - бурение скважины; б - разбуривание уширенной полости; в г - установка бетонолитной трубы с вибробункером; д - бетонирование скважины методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ); е - подъем бетонолитной трубы; 1 - буровая установка; 2 - привод; 3 - шнековый рабочий орган, 4 - скважина; 5 - расширитель, 6 - уширенная полость; 7 - арматурный каркас; 8 - стреловой кран; 9 - кондуктор-патрубок; 10 - вибробункер; 11 - бетонолитная труба; 12 - бадья с бетонной смесью; 13 - уширенная пята сваи

Используемые в строительстве бетонолитные трубы, как правило, состоят из отдельных секций и имеют стыки, позволяющие быстро и надежно соединить трубы. Секции бетонолитных труб длиной 2,4...6 м в стыках скрепляют болтами или замковыми соединениями, у первой секции крепится приемный бункер, через который бетонная смесь подается в трубу. В скважину опускается бетонолитная труба до самого низа, в приемную воронку подается бетонная смесь из автобетоносмесителя или с помощью специального загрузочного бункера, на этой же воронке закреплены вибраторы, которые уплотняют укладываемую бетонную смесь. По мере укладки смеси бетонолитная труба извлекается из скважины. По окончании бетонирования скважины голову сваи формуют в специальном инвентарном кондукторе, в зимнее время дополнительно надежно защищают. Сухим способом по рассмотренной технологии изготовляют буронабивные сваи диаметром от 400 до 1200 мм, длина свай достигает 30 м.

Применение глинистого раствора . Устройство буронабивных свай в слабых водонасыщенных грунтах требует повышенных трудозатрат, что обусловлено необходимостью крепления стенок скважины для предохранения их от обрушения (рис.2). В таких неустойчивых грунтах для предотвращения обрушения стенок скважин применяют насыщенный глинистый раствор бентонитовых глин плотностью 1,15...1,3 г/см, который оказывает гидростатическое давление на стенки, хорошо временно скрепляет отдельные грунты, особенно обводненные и неустойчивые, при этом хорошо удерживает стенки скважин от обрушения. Этому же способствует образование на стенках скважины глинистой корки вследствие проникновения раствора в грунт.

Рис.2. Технологическая схема устройства буронабивных свай под глинистым раствором:

а - бурение скважины; б - устройство расширенной полости; в - установка арматурного каркаса; г - установка вибробункера с бетонолитной трубой; д - бетонирование скважины методом ВПТ; 1 - скважина, 2 - буровая установка; 3 - насос; 4 - глиносмеситель; 5 - приямок для глинистого раствора; 6 - расширитель; 7 - штанга; 8 - стреловой кран; 9 - арматурный каркас; 10 - бетонолитная труба; 11 - вибробункер

Скважины бурят вращательным способом. Глинистый раствор готовят на месте выполнения работ и по мере бурения подают в скважину по пустотелой буровой штанге под давлением. По мере бурения находящийся под гидростатическим давлением раствор от места забуривания, встречая сопротивление грунта, начинает подниматься вверх вдоль стенок скважины, вынося разрушенные бурами грунты, и выходя на поверхность, попадает в отстойник-зумпф, откуда снова насосом подается в скважину для дальнейшей циркуляции.

Глинистый раствор, находящийся в скважине под давлением, цементирует грунт стенок, тем самым, препятствуя проникновению воды, что позволяет исключить применение обсадных труб. После завершения проходки скважины в нее при необходимости устанавливается арматурный каркас, бетонная смесь из вибробункера по бетонолитной трубе попадает на дно скважины, поднимаясь вверх, бетонная смесь вытесняет глинистый раствор. По мере заполнения скважины бетонной смесью производят подъем бетоновода.

В настоящее время проходит успешное испытание специальный полимерный концентрат на основе полиакриламида, который в процессе гидратации образует коллоидный буровой раствор, создающий защитную пленку на стенках скважины, что в сочетании с избыточным гидростатическим давлением предотвращает их осыпание. Бурение в сложных геологических условиях без применения обсадных труб показало целостность буронабивной сваи по всей глубине после закачивания в нее бетона и отсутствие каких-либо наплывов или впадин бетона на боковой поверхности сваи. Использование коллоидного раствора позволяет существенно увеличить производительность буровых работ, снизить их себестоимость и трудоемкость, резко сократить потребность в обсадных трубах без снижения качества работ.

Крепление скважин обсадными трубами . Устройство свай этим методом возможно в любых гидрогеологических условиях; обсадные трубы могут быть оставлены в скважине или извлечены из нее в процессе изготовления сваи (рис.3). Обсадные трубы соединяют между собой при помощи замков специальной конструкции (если это инвентарные трубы) или на сварке. Пробуривают скважины вращательным или ударным способом. Погружение обсадных труб в грунт в процессе бурения скважины осуществляют гидродомкратами.

Рис.3. Технологическая схема устройства буронабивных свай с применением обсадных труб:

а - установка кондуктора и забуривание скважины; б - погружение обсадной трубы; в - проходка скважины; г - наращивание следующего звена обсадной трубы; д - зачистка забоя скважины; е - установка арматурного каркаса; ж - заполнение скважины бетонной смесью и извлечение обсадной трубы; 1 - рабочий орган для бурения скважины; 2 - скважина; 3 - кондуктор; 4 - буровая установка; 5 - обсадная труба; 6 - арматурный каркас; 7 - бетонолитная труба; 8 - вибробункер

После зачистки забоя и установки арматурного каркаса скважину бетонируют методом вертикально перемещаемой трубы. По мере заполнения скважины бетонной смесью могут производить извлечение и инвентарной обсадной трубы. Специальная система домкратов, смонтированных на установке, сообщает трубе возвратно-поступательное движение, за счет чего бетонная смесь дополнительно уплотняется. По завершении бетонирования скважины осуществляют формирование головы сваи. Находят применение установки по изготовлению набивных свай с использованием обсадных труб с извлечением грунта из трубы виброгрейфером (рис.4).

Рис.4. Технологическая схема изготовления набивных свай с выемкой грунта под защитой обсадных труб:

а - погружение обсадной трубы виброустановкой; б - извлечение грунта из обсадной трубы виброгрейфером; в - бетонирование сваи; г - извлечение обсадной трубы виброустановкой; 1 - обсадная труба; 2 - виброустановка; 3 - виброгрейфер; 4 - арматурный каркас; 5 - бадья с бетонной смесью

Буронабивные сваи с уширенной пятой . Диаметр таких свай 0,6...2,0 м, длина 14...50 м. Существуют три способа устройства уширений свай. Первый способ - распирание грунта усиленным трамбованием бетонной смеси в нижней части скважины, когда невозможно оценить качество работ, форму (какой стала пята уширения), насколько бетон перемешался с грунтом и какова его несущая способность.

При втором способе скважину пробуривают станком, имеющим на буровой колонке специальное устройство в виде раскрывающегося ножа. Для образования уширения скважины диаметром до 3 м (рис.5), нож раскрывается гидравлическим механизмом, управляемым с поверхности земли. При вращении штанги ножи срезают грунт, который попадает в бадью, расположенную над расширителем. За несколько операций срезания ножами грунта и извлечения его на поверхность в грунте образуется уширенная полость. В скважину подают глинистый раствор из бентонитовых глин, который непрерывно циркулирует и обеспечивает устойчивость стенок скважины. При устройстве уширений разбуривание полости осуществляют одновременно с подачей в скважину свежего глинистого раствора до полной замены раствора, загрязненного грунтом. После завершения бурения скважины на проектную глубину буровую колонку с уширителем извлекают, в скважину устанавливают арматурный каркас. Бетонирование ведут методом вертикально перемещающейся трубы, когда одновременно в трубу подают бетонную смесь и поднимают ее. Бетонная смесь, соприкасаясь с вязким глинистым раствором, не снижает своей прочности, цементное вяжущее из смеси не вымывается. Бетонная смесь выжимает глинистый раствор вверх по трубе и через зазор между трубой и скважиной. Нижний конец бетонолитной трубы должен быть постоянно заглублен в бетонную смесь на глубину порядка 2 м; бетонирование осуществляют непрерывно, чтобы не возникали прослойки глинистого раствора в бетоне.

Рис.5. Разбуривание полости в грунте уширителем:

а - положение уширителя во время разбуривания скважины; б - то же, в процессе разбуривания полости; 1 - грунтосборник; 2 - режущие ножи; 3 - скважина; 4 - штанга; 5 - уширенная полость

Взрывной способ устройства уширений (рис.6). В пробуренную скважину устанавливают обсадную трубу. На дно скважины опускают заряд взрывчатого вещества расчетной массы и выводят провода от детонатора к взрывной машинке, находящейся на поверхности. Скважину заполняют бетонной смесью на 1,5...2,0 м, поднимают на 0,5 м обсадную трубу и производят взрыв. Энергия взрыва уплотняет грунт и создает сферическую полость, которая заполняется бетонной смесью из обсадной трубы. После этого порциями и с необходимым уплотнением заполняют обсадную трубу бетонной смесью доверху.

Рис.6. Технологическая схема устройства свай с камуфлетным уширением:

а - опускание заряда ВВ и заполнение скважины бетонной смесью; б - подъем бетонолитной трубы и образование уширенной пяты взрывом; в - готовая набивная свая с камуфлетным уширением; 1 - заряд ВВ; 2 - провод к подрывной машине; 3 - обсадная труба; 4 - приемная воронка; 5 - бетонная смесь; 6 - бадья с бетонной смесью; 7 - уширенная пята; 8 - арматурный каркас

Буронабивная свая с башмаком . Особенность метода в том, что в пробуренную скважину опускают обсадную трубу, имеющую на конце свободно опертый чугунный башмак, оставляемый в грунте после погружения обсадной трубы на требуемую глубину. Порционно загружая бетонную смесь, регулярно ее уплотняя и постепенно извлекая трубу из скважины, получают готовую набивную бетонную сваю.

Трубобетонные сваи . Принципиальное отличие метода в том, что обсадная труба длиной до 40...50 м имеет в нижней части жестко закрепленный башмак. После достижения дна скважины труба остается там, не извлекается, а заполняется бетонной смесью.

Подводное бетонирование применяют для предохранения бетонной смеси от размыва при высоком уровне малоподвижных грунтовых вод. Бетонную смесь подают в обсадную трубу не по лотку, а под давлением по трубопроводу, погруженному до самого низа скважины. Благодаря давлению смесь выдавливается из трубы, заполняет снизу пространство скважины и начинает подниматься вверх, оттесняя наверх и находящуюся в скважине воду. В процессе заполнения бетонной смесью скважины необходимо следить, чтобы бетонолитная труба поднималась с одной скоростью с обсадной трубой, низ трубы постоянно был ниже верха уложенной бетонной смеси на 30...40 см. После полного заполнения скважины верхний слой бетонной смеси толщиной 10...20 см, находившийся в контакте с водой, срезают.

В обводненных грунтах может быть использовано напорное бетонирование набивных свай, которое заключается в непрерывном нагнетании бетонной смеси на всю высоту скважины под воздействием гидростатического давления, создаваемого бетононасосами. Напорное бетонирование исключает смешивание бетонной смеси с водой, глинистым раствором или шлаком (материалами разбуривания). Скорость нагнетания устанавливается исходя из условий непрерывности процесса бетонирования сваи и беспрепятственного извлечения обсадной трубы после заполнения скважины бетоном до начала схватывания. Подвижность нагнетаемых бетонных смесей должна быть в пределах 18...24 см.

Пневмотрамбованные сваи . Сваи применяют при устройстве фундаментов в насыщенных водой грунтах с большим коэффициентом фильтрации. В этом случае бетонную смесь укладывают в полость обсадной трубы при постоянном повышенном давлении воздуха (0,25...0,3 МПа), который подается от компрессора через ресивер, служащий для сглаживания колебаний давления. Бетонную смесь подают небольшими порциями через специальное устройство - шлюзовую камеру, действующую по принципу пневмонагнетательных установок, применяемых для транспортирования бетонной смеси. Шлюзовая камера закрывается специальными клапанами. Подача бетонной смеси в камеру осуществляется при закрытом нижнем клапане и открытом верхнем; при заполнении камеры смесью верхний клапан закрывается, нижний, наоборот, открывается, смесь выжимается в скважину.

Набивные сваи любого типа следует бетонировать без перерывов. При расположении свай одна от другой менее чем на 1,5 м их выполняют через одну, чтобы не повредить только что забетонированные.

Пропущенные скважины бетонируют при второй проходке бетонолитной установки, после набора ранее забетонированными сваями достаточной прочности и несущей способности. Такая последовательность работ предусматривает предохранение, как готовых скважин, так и свежезабетонированных свай от повреждения.

Буронабивные сваи обладают рядом недостатков, которые сдерживают их более широкое применение. К таким недостаткам можно отнести небольшую удельную несущую способность, высокую трудоемкость буровых работ, необходимость крепления скважин в неустойчивых грунтах, сложность бетонирования свай в водонасыщенных грунтах и трудность контроля качества выполненных работ.

Устройство свай в продавленных скважинах достаточно эффективно в сухих грунтах. При устройстве таких свай в грунте создается уплотненная зона, повышается прочность грунта и снижается его деформативность. Устройство набивных свай в уплотненных скважинах производят методами продавливания без извлечения грунта на поверхность.

Данная технология работ базируется на образовании скважины путем многократного сбрасывания с высоты чугунного конуса, в результате чего пробивается скважина. Затем скважину порционно заполняют бетонной смесью, щебнем или песком и уплотняют до образования уширенной части в основании сваи. В верхней части при укладке бетонной смеси ее уплотняют вибрированием. Разработано много модификаций этого метода. Образование скважин и полостей в грунте без его выемки осуществляют: пробивкой сердечниками и обсадными трубами с помощью молотов, продавливанием вибропогружателями и вибромолотами, пробивкой снарядами и трамбовкой, пробивкой пневмопробойниками, расширением гидравлическими уплотнителями, продавливанием с помощью винтовых устройств.

Нашел применение метод выштамповывания с использованием станка ударно-канатного бурения (рис.7). Сначала на глубину до 1/2 длины будущей сваи пробуривают скважину-лидер, затем скважину пробивают ударным снарядом на требуемую глубину. Загружают в нижнюю часть скважины жесткую бетонную смесь столбом 1,5...2 м и ударами трамбовки устраивают в основании сваи уширенную пяту. В устье скважины устанавливают обсадную трубу, монтируют арматурный каркас и осуществляют бетонирование верхней части сваи.

Рис.7. Технологическая схема устройства буронабивных свай с выштампованной пятой:

а - бурение скважины; б - установка в скважину обсадной трубы; в - засыпка в скважину жесткой бетонной смеси; г - втрамбовывание бетонной смеси в основание; д - извлечение обсадной трубы и установка арматурного каркаса; е - бетонирование ствола сваи с уплотнением глубинным вибратором; ж - устройство опалубки оголовка сваи; 1 - буровая машина; 2 - рабочий механизм с навесным оборудованием для устройства уширенной пяты; 3 - обсадная труба, 4 - лоток для загрузки жесткой бетонной смеси; 5 - трамбовка; 6 - стреловой кран; 7 - арматурный каркас; 8 - бадья с бетонной смесью; 9 - воронка; 10 - выштампованная уширенная пята; 11 - опалубка оголовка

Метод виброформирования свай характерен наличием виброформователя. Его полый наконечник имеет лопасти в нижней части и соединяется через жесткую штангу с вибропогружателем. Под действием последнего наконечник погружается в грунт и образует скважину, которая по мере погружения наконечника заполняется бетонной смесью из бункера, установленного над устьем скважины. После пробуривания скважины наконечник немного приподнимают, при этом его лопасти раскрываются, сквозь полость наконечника бетонная смесь попадает на дно скважины. Вместо самораскрывающихся створок может быть использован теряемый чугунный башмак.

Вытрамбованные сваи используют в сухих связанных грунтах. В пробуренную скважину с помощью вибропогружателя, закрепленного на экскаваторе, погружают до проектной отметки стальную обсадную трубу, имеющую на конце съемный железобетонный башмак. Полость трубы заполняют на 0,8...1,0 м бетонной смесью, уплотняют ее с помощью специальной трамбующей штанги, подвешенной к вибропогружателю (рис.8). В результате башмак вместе с бетонной смесью вдавливается в грунт, при этом образуется уширенная пята. Обсадная труба заполняется бетонной смесью порциями с постоянным уплотнением. По мере заполнения скважины бетонной смесью осуществляется подъем обсадной трубы экскаватором при работающем вибропогружателе, который значительно снижает адгезию трубы с бетоном в процессе ее извлечения.

Рис.8. Технологическая схема устройства вытрамбованных свай:

а - образование скважины; б - укладка первой порции бетонной смеси; в - уплотнение бетонной смеси трамбующей штангой, жестко соединенной с вибропогружателем; г - укладка и уплотнение последующих слоев бетонной смеси; д - извлечение обсадной трубы и установка арматурного каркаса в голове сваи

Частотрамбованные сваи устраивают путем забивки обсадной трубы в пробуренную скважину вместе с надетым на конце чугунным башмаком, который остается в грунте (рис.9). Загружение бетонной смеси в обсадную трубу осуществляют порциями за 2...3 приема. Сечение сваи формируется и обсадная труба извлекается из скважины с помощью молота двойного действия, передающего усилия через обсадную трубу.

Рис.9. Технологическая схема устройства частотрамбованных свай:

а б - установка арматурного каркаса; в - подача бетонной смеси в полость трубы; г - извлечение обсадной трубы с одновременным уплотнением бетонной смеси; 1 - обсадная труба; 2 - копер; 3 - молот двойного действия; 4 - арматурный каркас; 5 - бадья с бетонной смесью; 6 - приемная воронка; 7 - чугунный башмак

Обсадную трубу с чугунным башмаком под действием ударов молота погружают в грунт до проектной отметки. Погружаясь, труба раздвигает частицы грунта и уплотняет его. Когда труба достигает нижней точки в ее полость опускают арматурный каркас (при необходимости), далее через воронку из вибробадьи подают в полость обсадной трубы жесткую бетонную смесь с осадкой конуса 8...10 см.

После заполнения обсадной трубы на высоту 1 м ее начинают поднимать, при этом башмак соскальзывает под действием давящей на него бетонной смеси, которая начинает заполнять скважину. Молот двойного действия, соединенный с обсадной трубой при этом производит частые парные удары, направленные попеременно вверх и вниз. От ударов, направленных вверх за 1 мин труба извлекается из грунта на 4...5 см, а от ударов, направленных вниз, труба осаживается на 2...3 см. Трамбование бетонной смеси, поступающей в скважину под действием собственной массы, осуществляется за счет ударов нижней кромки обсадной трубы и трения бетона о стенки трубы в результате вибрационного воздействия молота, в связи с чем, вся бетонная смесь постоянно находится в процессе вибрации и в итоге оказывается хорошо уплотненной. В результате уплотняется грунт в нижней части скважины, часть бетонной смеси впрессовывается в стенки скважины, повышая их прочность.

Такое трамбование бетона в обсадной трубе продолжают до полного извлечения трубы из грунта. При необходимости на извлекаемую обсадную трубу закрепляют наружные вибраторы, которые позволяют более качественно уплотнить верхние слои бетонной смеси. Частотрамбованные сваи можно изготовлять армированными. Армирование осуществляется по расчету, но в большинстве случаев арматурный каркас применяют только в верхней части сваи для соединения с армированием монолитного ростверка. Если армирование предусмотрено на всю высоту сваи, то арматурный каркас опускают в обсадную трубу до начала бетонирования.

Песчаные набивные сваи - наиболее дешевый способ уплотнения слабых грунтов. Стальная обсадная труба с башмаком погружается в грунт с помощью вибропогружателя (рис.10). Достигнув проектной отметки, она частично заполняется песком, при подъеме обсадной трубы за счет массы песка она отделяется от башмака, и с помощью вибропогружателя извлекается на поверхность, при этом грунт от вибросотрясений уплотняется. Дополнительное и эффективное уплотнение может быть достигнуто проливом скважины водой. Применяют трубы диаметром 32...50 см; при извлечении в трубе всегда должен находиться слой песка высотой 1,0...1,25 м. Способ применим для скважин глубиной до 7 м.

Рис.10. Схема устройства песчаных (грунтовых) набивных свай:

а - погружение обсадной трубы; б - извлечение трубы; в - раскрывающийся наконечник; 1 - вибропогружатель; 2 - обсадная труба; 3 - шарнир; 4 - створка наконечника; 5 -кольцо

Грунтобетонные сваи. Нашли применение грунтобетонные сваи, которые устраивают с помощью бурильных установок с пустотелой буровой штангой, имеющей на конце смесительный бур со специальными режущими и одновременно перемешивающими смесь лопастями. После пробуривания скважины в слабых песчаных грунтах до нужной отметки в пустотелую штангу под давлением из растворосмесительной установки подают водоцементную суспензию (раствор). Буровая штанга медленно при обратном вращении начинает подниматься вверх, грунт насыщается цементным раствором и дополнительно уплотняется буром. В результате получается цементно-песчаная свая, изготовленная на месте без выемки грунта.

Бурозавинчивающиеся сваи . Нередко котлованы под заглубленные сооружения приходится устраивать вблизи существующих зданий. Забивка свай и шпунта может привести к их деформациям из-за возникающих динамических воздействий. При устройстве буронабивных свай, где погружение обсадной трубы происходит с опережающей выборкой грунта из полости трубы, возможна утечка грунтового массива из-под рядом стоящих фундаментов, что также может привести к деформациям существующих строений. Использование методов "стена в грунте" или применение глинистого раствора для погружения труб приводит к удорожанию проекта.

Рис.11. Схема бурозавинчивающейся сваи:

1 - металлическая труба; 2 - сварка навивки с трубой; 3 - навивка из арматуры диаметром 10…16 мм с шагом 200...400 мм; 4 - крестообразный глухой или теряемый наконечник; 5 - крестовина; 6 - диск из металла

При этих методах происходит нарушение естественной подземной среды и ее равновесия, которое может привести к нежелательным результатам или к серьезному удорожанию строительства. В случаях плотной застройки целесообразно применять метод бурозавинчивающихся свай. Сущность метода в том, что металлическая труба не забивается в грунт, а завинчивается (рис.11). На трубу в заводских условиях навивается узкий шнек из арматуры диаметром 10...16 мм с шагом 200...500 мм. В зависимости от грунтовых условий труба может быть оснащена заглушкой с рыхлителями, глухими или теряемыми, позволяющими при необходимости не допустить воду в тело трубы. При завинчивании трубы окружающий грунт частично уплотняется, около 15...25% его выдавливается наружу.

Если труба в нижней части глухая, то после завинчивания до проектной отметки в нее вставляется арматурный каркас и она заполняется бетонной смесью. Для труб с теряемым наконечником в нее вставляется арматурный каркас, труба заполняется бетоном, в процессе схватывания бетона труба вывинчивается, в грунте остается башмак, на который опирается железобетонная буронабивная свая. При особо плотных грунтах возможно предварительное пробуривание скважины на несколько меньшую глубину (до 1 м) и диаметр скважины должен быть меньше диаметра трубы. Диаметр завинчиваемых труб 300...500 мм, длина от 4 до 20 м. Важно, что технология позволяет выполнять работы вблизи существующих зданий при высоте в 5 этажей на расстоянии около 40 см, при большей высоте - около 70 см.

В последние годы получили широкое распространение фундаменты в виде мощных опор глубокого заложения с большой несущей способностью, сооружаемых с помощью специальных станков (рис.12). Разработка грунта осуществляется с помощью грейферного ковша внутри опускаемой обсадной трубы. Во время разработки грунта нижний конец трубы должен быть ниже забоя скважины. Зачистка забоя производится грейферным ковшом. После установки в скважину арматурного каркаса осуществляется бетонирование методом вертикально перемещаемой трубы; заглубление бетонолитной трубы в бетонную смесь должно быть не менее 1 м.

Рис.12. Технологическая схема устройства буронабивных свай диаметром 2...3,5 м:

а - установка бурового станка; б - проходка скважины; в - зачистка забоя; г - установка арматурного каркаса; д - установка бетонолитной трубы; е - бетонирование сваи; 1 - буровая установка; 2 - обсадная труба; 3 - грейферный ковш; 4 - арматурный каркас; 5 - бетонолитная труба

2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

2.1. Проектирование и устройство буронабивных свай выполняется в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 "Свайные фундаменты", СНиП 3.02.01-87 "Земляные сооружения, основания и фундаменты", СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции".

2.2. Нагрузки и воздействия, их сочетания, коэффициенты надежности и условий работы определяются в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия" и отраслевыми нормами проектирования.

2.3. Буронабивные сваи с применением импортного оборудования армируют сварными пространственными каркасами. Продольная рабочая арматура должна быть равномерно распределена по длине окружности. Количество стержней должно быть не менее 6, а диаметр - не менее 18 мм. Расстояние между продольными стержнями должно быть не менее 40 см. Продольные стержни арматуры следует преимущественно применять из стали класса AIII.

Арматурные каркасы должны иметь фиксирующие элементы из пластмассовых трубок диаметром 90 мм и длиной 70 мм, обеспечивающие требуемую толщину защитного слоя бетона, устанавливаемые на поперечные кольца жесткости по длине сваи.

2.4. Арматурный каркас помимо основных требований, предъявляемых СНиПами, должен иметь жесткость, достаточную для его погружения в заполненную бетоном скважину. С этой целью он должен изготавливаться сварным с цельными продольными стержнями, загнутыми на конус в нижней части. При необходимости рекомендуется приваривать поперечные кольца жесткости с шагом по высоте 2-3 м. Предпочтительно иметь минимальное количество стержней большего диаметра.

2.5. Защитный слой бетона должен быть не менее 70 мм и обеспечиваться установкой фиксаторов на поперечные кольца жесткости, привариваемые на арматурный каркас.
; ГОСТ 12730.5-84 .

2.7. Изменения в проекте фундаментов из буронабивных свай, вызванные несоответствием фактических геологических, гидрогеологических и других условий, принятых в проекте, должна вносить проектная организация с предварительным согласованием с заказчиком.

2.8. Работам по устройству буронабивных свай должна предшествовать планировка строительной площадки на заданной отметке с разбивкой осей сооружения и надежным закреплением на местности положения рядов буронабивных свай.

2.9. Разбивку осей сооружений следует оформлять актом, к которому прилагаются схемы расположения знаков разбивки, данные о привязке к базисной линии и к высотной опорной сети. Правильность разбивки следует систематически контролировать в процессе производства работ, а также в каждом случае смещения точек, закрепляющих оси.

2.10. Отклонения разбивочных осей рядов буронабивных свай от проектных не должны превышать 1 см на 100 м ряда; в положении одиночных буронабивных свай - ±0,05 диаметра сваи; при рядовом или кустовом расположении свай - ±0,15 диаметра сваи.

Отклонения оголовков свай от проектного положения по вертикали допускаются в сторону завышения отметки оголовка до 10 см, а в сторону занижения - до 20 см. Во всех случаях заделка оголовка сваи в бетон ростверка (без учета подготовки) должна быть не менее 10 см.

Тангенс угла отклонения вертикальной оси сваи от проектного положения не должен превышать 1/100 (отклонения стенки скважины от положения отвеса не должны превышать 10 см на каждые 10 м глубины скважины).

2.11. В зимнее время работы по устройству буронабивных свай в обводненных грунтах могут производиться при температуре наружного воздуха до минус 10 °С.

Работы по устройству буронабивных свай при более низких температурах возможны при принятии специальных мер, обеспечивающих нормальную работу буровой установки, оснащенной бортовой системой контроля основных параметров технологического процесса, при тщательной защите свежеуложенного бетона от промерзания. Эти мероприятия должны быть указаны в проекте организации работ.

2.12. Материалы, применяемые для приготовления бетона буронабивных свай, должны отвечать требованиям ГОСТов на вяжущие материалы.

2.13. Для изготовления бетонной смеси применяются:

- цемент для приготовления бетона марки не менее 300, стойкого к воздействию агрессивной среды со сроком схватывания - не менее 2 ч. Применение глиноземистых, быстросхватывающихся и горячих цементов не допускается;

- песок, щебень, гравий фракций крупностью не более 20 мм. Прочность гравия и щебня должна быть не менее 800 кгс/см;

- концентраты лигносульфонатов (ЛСТ) в соответствии с "Руководством по применению химических добавок в бетоне". М., Стройиздат, 1981 год.

Если процедура оплаты на сайте платежной системы не была завершена, денежные
средства с вашего счета списаны НЕ будут и подтверждения оплаты мы не получим.
В этом случае вы можете повторить покупку документа с помощью кнопки справа.

Произошла ошибка

Платеж не был завершен из-за технической ошибки, денежные средства с вашего счета
списаны не были. Попробуйте подождать несколько минут и повторить платеж еще раз.

Начиная строительство и подготовив проект будущей постройки в первую очередь необходимо определиться, какое основание наилучшим образом обеспечит надёжность и долговечность строения. Одним из вариантов устройства основания здания может быть фундамент на буронабивных сваях, который сочетает в себе не только высокие характеристики по прочности, но и технологические преимущества его обустройства.

Пример устройства фундамента на буронабивных сваях

Простота его строительства и привлекательная цена позволяют использовать данный тип основы для построек в частном строительстве.

Основной особенностью данной технологии является усиление или буронабивными сваями, расположенными в точках распределения общей несущей нагрузки.
Технологически устройство буронабивных фундаментов предполагает монтаж следующих основных элементов.

Схема устройства фундамента на буронабивных сваях

Сваи

Для их устройства применяют:

металлические или асбестоцементные трубы различных диаметров;
армированный каркас с применением металлической сетки и рубероида.

Бурить отверстия под буронабивные сваи целесообразно ручным инструментом, оборудованным специальной насадкой, позволяющей выполнять в нижней части скважины отверстия более широкого диаметра. Расширение нижней части необходимо для лучшего закрепления опоры.

Ростверк

Так называют верхнюю часть фундамента, которая связывает буронабивные опоры и предусматривает единое с опорной арматурой армирование.
Ростверк может быть трёх типов:

мелкозаглубленный ленточный;
подвешенный;
монолитный.

В зависимости от вида будущей постройки и местности её расположения выбирается оптимальный вариант строительства связующей конструкции.

Пример конструкции ростверка буронабивного фундамента
Единство этих основных элементов обеспечивает надёжное основание для здания любого назначения.

Основные преимущества фундаментов на буронабивных сваях

Технологическое устройство фундамента на буронабивных сваях имеет ряд неоспоримых преимуществ, которые делают возможным его использование практически для любых построек и в любой местности. Ограничением является лишь то, что сделать буронабивной фундамент невозможно на скалистой территории, в прочих условиях его обустройство возможно выполнить даже без привлечения дополнительной техники.

Среди основных достоинств данного решения вопроса строительства, основы здания можно выделить следующие.

Данные преимущества позволяют использовать данную технологию при строительстве разнообразных построек промышленного и частного назначения. Простота устройства и невысокая общая стоимость делают его особенно привлекательным для хозяина, который планирует выполнять работы своими руками.

Расчёт плана буронабивного свайного фундамента

Для того чтобы фундамент на сваях был надёжным и долговечным необходимо рассчитать количество устанавливаемых опор, поскольку именно они будут принимать на себя всю несущую нагрузку будущего здания.

Чертёж с размерами и план расчета буронабивного фундамента
Чтобы выполнить корректный расчёт буронабивного фундамента необходимо учитывать и использовать следующие данные.

Надо отметить, что требует максимальной точности и внимательности, поскольку от этого зависит надёжность и долговечность будущей постройки, поэтому оптимальным вариантом будет обращение к соответствующим специалистам.

Технология строительства фундамента на буронабивных сваях

Сделать буронабивной фундамент своими руками для дома, бани или других хозяйственных построек на не представляет особых сложностей, поскольку технология его устройства достаточно проста.
Все строительство основания разделяется на три основные части:

Зная пошаговый план работ, время на постройку основания займёт не более чем 7-10 дней.

Разметка фундамента

Для разметки ни местности потребуются колышки и строительный шпагат.

Начиная от одного угла, колышки последовательно устанавливаются на заданном расстоянии по остальным углам будущего здания, с обязательной проверкой при этом равенства диагоналей полученного прямоугольника.

По вбитым кольям натягивается разметочный шпагат, который служит для разметки остальных кольев.

Исходя из рассчитанных расстояний по линии шпагата, выставляются внутренние точки, которые также отмечаются кольями, а по линиям стен-перегородок натягивается шпагат.

Инструкция для разметки фундамента

Площадка под основание здания равняется с учётом общего его устройства, в некоторых случаях снимается верхний слой дёрна или прокладывается траншея для ростверка.

Установка свай

Устройство буронабивного фундамента выполняется в следующем порядке.

Бурение отверстий под буронабивные сваи. Диаметр отверстия делается на 5-10 см больше, чем планируемый диаметр опоры, а нижняя часть расширяется в пределах 2-х диаметров на высоту 30-40 см. Общее заглубление должно быть ниже точки промерзания грунта не менее чем на 30 см. оптимальным считается величина в 50 см.
Подготовка скважин. Необходимо хорошо утрамбовать основание скважины, а также боковые поверхности и выполнить отсыпку песчаной подушки на высоту 10-15 см. Для лучшего контакта с цементным раствором песчаную отсыпку нужно пролить водой и ещё раз утрамбовать.
Подготовка свай.
Длина опор должна быть такой, чтобы их края выступали над уровнем грунта не более чем на 10-15 см. Готовые сваи расставляют в подготовленные отверстия.
Изготовление армирующих элементов выполняется из рифлёных металлических прутов диаметра 10-12 мм, при этом на одну скважину рекомендуется использовать 4 вертикальных прута с горизонтальной связкой не реже 30 см. Длина вертикальных прутов должна быть больше длины опоры на 10-15 см.
Процесс армирования столбов фундамента

Все элементы надёжно скрепляются между собой вязальной проволокой либо привариваются друг к другу. Готовая конструкция устанавливается по центру каждой сваи, исключая соприкосновение с её стенками.
Процесс закладки арматуры в отверстия
Заливка цементным раствором выполняется единовременно с контролем уровня по вертикали. После заливки первых 30 см сваю необходимо приподнять и осадить обратно для лучшей фиксации основания. Дальнейшее заполнение производится с промежуточной утрамбовкой. После схватывания раствора внешняя сторона опор засыпается пеком и грунтом и также трамбуется.

Дальнейшее строительство можно производить не ранее чем через 3-4 дня после заливки, когда цементный раствор приобретёт прочность.
В видео показано как заливать фундамент на буронабивных сваях своими руками.

Устройство связующего ростверка

Порядок проведения работ по устройству ростверка напрямую зависит от типа его устройства, однако общие правила сохраняются для всех типов. Рассмотрим основные технологические этапы на мелкозаглубленном ленточном ростверке.

Подготовка траншеи. По всему периметру будущего здания, а также по линиям промежуточных несущих стен необходимо прокопать траншею шириной 30-40 см на глубину 40-50 см, основание и боковые поверхности которой хорошо трамбуются.
По всей длине выполняется отсыпка песчаной подушки высотой 30-40 см, которая проливается водой и ещё раз утрамбовывается.
Далее по краям траншеи необходимо установить опалубку, высота которой должна составлять не менее 20-40 см в самой высокой точке своего расположения. Материалом для , как правило, служат скреплённые между собой дощатые щиты.
Чтобы исключить смещение и изменение конфигурации опалубки в процессе заливки с внешней стороны выставляются распоры, а параллельные составляющие фиксируются между собой брусками.
Пример устройства опалубки для фундамента
При укреплении ростверка также используют сваренный или из металлических рифлёных прутов диаметра 8-10 мм, при этом края горизонтальных прутов прочно связывают с арматурой опорных элементов в единую конструкцию. Размер вертикальных прутов должен соответствовать высоте планируемого фундамента.
Заливка бетонным раствором должна быть выполнена единовременно, чтобы исключить горизонтальное расслоение. В процессе заполнения раствор трамбуется либо вручную, либо специальным миксером.
При заливке больших объёмов целесообразно использовать бетон заводского производства или для его изготовления применять бетономешалку, чтобы сократить время и трудоемкость процесса.
По факту завершения заполнения необходимо проконтролировать горизонтальный уровень поверхности.
Процесс заливки опалубки фундамента бетонным раствором

После того как бетон застынет, свайный фундамент готов для дальнейшего строительства, но не ранее, чем через 7-10 дней после окончания работ.
При обустройстве ростверка другого типа отличия будут лишь в способе строительства опалубки и укладки армирующих элементов.

Выполняя пошагово все действия, можно выполнить самостоятельно в кратчайшие сроки.

Таким образом, фундамент на буронабивных сваях является практически идеальным решением для или . Его несложная технология позволяет выполнить все работы своими руками, обеспечив при этом сочетание надёжности и экономичности.