В чем преимущества буронабивных свай для фундамента?

Буронабивные сваи — разновидность свайного основания, которое предполагает устройство свай посредством бурения скважин в земле с последующим их армированием и бетонированием. В результате получается прочное монолитное основание, способное воспринимать большие нагрузки не только от возведенного здания, но и от боковых грунтов.

Применение обсадной трубы

  • Наиболее известная область применения – устройство нефте- и газодобывающих скважин. Пока идет бурение верхних пород, она не дает рыхлой почве осыпаться. Когда рыхлый слой преодолен, в скважину опускают колонну труб, а зазор между ними и стенкой заливают бетоном. Для подачи нефти или газа используют колонну меньшего диаметра, которая устанавливается в полученный таким образом колодец.

Важной особенностью в этом случае выступает скорость и простота стыковки. Обсаду устанавливают после бурения шахты, поэтом все ее элементы должны стыковаться за минуты.

  • Для бурения на воду обсадную трубу применяют не только как способ укрепления скважины, но и как инструмент. Размеры ее определяется глубиной скважины и мощностью насоса, а толщина стенок – характером грунта. ГОСТ допускает использование как металлическое, так и пластиковое изделие для бурения.
  • Строительство – обсадные трубы применяются для буронабивных свай. Основная их задача та же, что и для скважин: предупредить осыпание стенок. Монтируются обсады секциями, причем сами же выступают инструментом. Для буронабивных свай большая глубина нехарактерна, как правило, длины отрезка трубопровода вполне достаточно. Обсада вбивается в грунт ударным методом или погружаются при вращательно бурении. После окончания работ секции демонтируются.

Иногда поступают иначе, используя обсаду в качестве элемента свайного фундамента. В этом случае изделие заполняется арматурным каркасом и заливается бетоном.

ГОСТ 632-80 регламентирует размеры и допустимые отклонения обсадных труб только из стали или чугуна. Пластиковые изделия нормируются только СНиП.

Общая информация о буронабивных сваях

Обсадные буронабивные сваи, как и буросекущие, могут выполняться исключительно из бетона, так же как новые железобетонные конструкции, укрепленные арматурой.

Мы будем рассматривать пример их производства, так как железобетонные буронабивные сваи по технологии CFA и буросекущие имеют серьезное усиление и большую несущую способность (см. таблица несущей способности), чем ленточный фундамент или винтовые трубы.

Их создание не требует существенных дополнительных затрат, а отзывы только положительные.

Фундамент на буронабивных сваях, превосходит винтовые и забивные железобетонные сваи, по следующим параметрам:

  • бурение буронабивных свай гораздо дешевле, чем железные винтовые трубы и забивные железобетонные конструкции, при этом технологическая карта производства не уступает им в надежности производства и несущей способности (в статье приведена таблица, которую вы можете использовать для сравнения);
  • Винтовые и забивные железобетонные сваи ограничены в диаметре, в то время как буронабивные, обсадные или буросекущие конструкции могут создаваться в любом размере, который зависит лишь от диаметра пробуренной скважины;
  • Буронабивные или буросекущие фундаменты могут создаваться в условиях плотной городской застройки, так как их усиление и монтаж не сопровождается высоким уровнем шума и вибрации, который возникает, когда устанавливаются забивные железобетонные и винтовые сваи.

к оглавлению ↑

Подготовка к созданию буронабивных свай

Если вы приняли решение обустроить усиление или бурение фундамента из буронабивных свай своими руками, то позаботьтесь о наличии следующих инструментов:

  • бур – бурение, в зависимости от глубины погружения сваи, бурение и усиление может выполняться как автоматизированными устройствами – буровыми установками, либо автономными бензобурами, так и типовая- обычным ручным садовым буром, с удлиняемой до нужного размера рукоятью трубы;
  • бетономешалка, совковая лопата, мастерки, и ведра;
  • болгарка для обрезки арматуры.
Читайте также:  Отличия брусчатки от тротуарной плитки. Преимущества, особенности

Необходимые материалы:

  • обсадные трубы, либо рубероид;
  • арматура на усиление и армирование буронабивных свай;
  • цемент, песок, щебень – для создания бетона.

к оглавлению ↑

Технологическая последовательность устройства свай

После наводки установки на точку устройства сваи и монтажа теряемого наконечника на обсадную трубу с использованием  гидроизолирующей прокладки производится (рисунок 2):  

Рисунок 2 –Технологическая последовательность работ

  1. Проходка скважины на заданную проектную отметку путем завинчивания обсадной трубы; 
  2. Визуальная проверка герметичности полости трубы на отсутствие в ней грунтовых вод. Погружение арматурного каркаса и заполнение обсадной трубы бетоном через верхний торец; 
  3. При выкручивании трубы под давлением бетона и грунта теряемый наконечник отделяется от трубы и образующаяся полость заполняется бетоном;
  4. Готовая свая (Допускается погружение арматурного каркаса в свежеуложенный бетон при помощи вибропогружателя после заполнения ее бетоном). Перемещение установки на следующую точку устройства сваи. 

Устройство обсадных буронабивных свай

Монтаж и устройство свайного фундамента выполняется прямо на стройплощадке. В принципе, технология установки такой конструкции своими руками достаточно проста: в скважину необходимо опустить трубу, провести армирование и забетонировать. В длину такие конструкции могут составлять до тридцати метров при диаметре до полутора метров, хотя при усовершенствовании технического обеспечения длину можно удвоить, а сечение увеличить до 3,5 м. С такими параметрами несущая способность буронабивных опор будет составлять 500 т.

В большинстве случаев конструкцию заглубляют на 5 – 12 м при ее диаметре 25 – 40 см. Сборка металлических конструкций своими руками осуществляется по следующей схеме:

  • На метр скважину наполняют бетонным раствором,
  • проводится трамбовка раствора,
  • обсадка постепенно приподнимается до того уровня, когда бетон опустится на 35 – 40 см,
  • этот процесс необходимо повторять до полного заполнения стержня растворной массой.

Стенки лидерной скважины для обсадной трубы во время бурения становятся шероховатыми и рыхлыми из-за обвалившегося грунта, поэтому между отверстием и металлической конструкцией образуется просвет, который уплотняют раствором, а бетон, в свою очередь, просачивается в структуру грунта и делает ее более прочной. Такая технология имеет один недостаток, и заключается он в том, что вы не можете контролировать плотность бетонной заливки внутри длинного ствола. Этот минус может привести к размыванию подземными водами не схватившиеся участки смеси, если такие, конечно же, будут.

Скважину под фундамент из труб армируют только в верхней части, при этом арматурный каркас заглубляют в свежий бетон на 1,5 – 2 м. Наряду с обсадной трубой также используют сухой метод, подходящий для устойчивых и плотных грунтов, которые выдерживают нагрузку без разрушения стенок. Каркас устанавливается в скважину своими руками, и затем набивают растворную массу. Если буронабивные скважины утапливаются в слабые водянистые почвы без проведения обсадки, то их стенки нужно усилить глиняной обмазкой, плотность которой должна быть не менее 1,2 г/м3.

Расчет и схема расположения буронабивных свай

Для проведения расчета буронабивного фундамента в первую очередь необходимо провести сбор и исходных данных:

  • Изучение характеристик грунта на участке. Если гидрогеологические изыскания были проведены, то данные о них можно найти в проекте. При отсутствии сведений об изысканиях необходимо провести шурфирование. Шурф — вертикальная разведочная выемка грунта высотой 1,5-3 м, служащая для изучения пластов и их характеристик. Цель шурфирования — определение глубины залегания несущих грунтов. Шурфирование можно сделать самостоятельно, используя обычный садовый бур.

Проводить разведочное бурение необходимо не только до обнаружения несущих грунтов, но и для определения их толщины.

Читайте также:  Как правильно выполнить монтаж или технология установки сайдинга

Характеристики грунтов, которые определяются в ходе шурфирования, можно посмотреть в СНиП , или

  • Сбор нагрузок на основание. Определяются как сумма всех конструктивных элементов дома (от кровли до фундамента) и временных нагрузок. Для расчета нагрузок необходим проект и смета по материалам. Лучше всего рассчитывать нагрузки, используя специальные программы, например, Foundation, Base 6.2 и пр. При строительстве небольшого легкого строения можно применять калькулятор типа «Вес-Дома-Онлайн v.1.0». Также расчеты нагрузок можно произвести самостоятельно, основываясь на СНиП

Зная характеристики грунта и суммарную нагрузку, которая будет оказываться на свайный фундамент можно приступать к его расчету по следующему алгоритму:

  • Расчет несущей способности. Чтобы упростить задачу и не делать сложных вычислений предлагаем воспользоваться таблицей, где указана несущая способность буронабивных опор разного диаметра в зависимости от типа грунта:

В таблице приведены данные несущей способности, рассчитанные на основании использования для буронабивных свай бетона класса В22,5. Если вы планируете использовать бетон, класс которого будет ниже, то несущая способность сваи уменьшится. Например, опора 30 см из бетона В22,5 в твердых песках будет воспринимать 3179 кг, а такая же свая из бетона В17,5 на 30% меньше, т.е. 2225 кг.

l = P/Q, где

l — расстояние между буронабивными опорами; P — несущая способность сваи; Q — нагрузка на 1 пог.м основания.

Не используя формулу шаг свайных опор можно определить следующим образом: расстояние между элементами не должно быть больше 3-х их диаметров. При этом стоит помнить, что чем выше масса строения, тем меньше шаг свай. Минимальное расстояние может составлять 50 см.

  • Глубина залегания или длина свай. Определяется исходя из глубины, на которой расположены несущие грунты. Глубина забивки свай должна быть ниже уровня промерзания, даже если несущие пласты расположены выше. Сведения о глубине промерзания для своей местности можно узнать в Сети.

Пример расчета: Строительство коттеджа происходит в Московской области на песках средней плотности. Размер дома — 10 х 10 м, суммарная нагрузка — 60 тонн. Для устройства фундамента выбираем сваи сечением 30 см. Исходя из таблицы, находим, что несущая способность сваи будет 2473 кг. Количество опор будет составлять 60/2,4 = 24 шт. Расстояние между сваями будет 60-90 см. Длина свай с учетом уровня промерзания для Подмосковья и глубины залегания опорных пластов составляет 2,2 м.

Для составления схемы расположения свайных опор необходимо учитывать, что сваи должны находиться под каждым углом дома, вдоль несущих стен с выбранным шагом, а также под входной группой и тяжелыми конструкциями.

Буронабивной фундамент

Любое строительство имеет свои табу, при нарушении которых постройка может оказаться не практичной, а с течением времени и вовсе разрушится. Одним из таких правил, которое обязательно к выполнению, является обустройство надёжного фундамента.

К выбору фундамента стоит подходить с осознанием дела. Ведь определённый вид может отлично принимать нагрузку здания при определённых условиях почвы и особенностях ландшафта, в то время как другой в таких же условиях может оказаться не надёжным. Например, фундамент на буронабивных сваях в последнее время обретает массовое использование при строительстве малогабаритных и не высоких зданий.

Другие типы трубных свай

В предыдущей части статьи мы рассматривали буронабивные сваи, но также существуют и другие их типы. В частном строительстве очень часто используется технология монтажа винтовых стержней в том случае, если планируется возведение легковесных построек. Их преимущество заключается в том, что они подходят для любого грунта, кроме скалистого, хотя и там можно пробурить скважины меньшего сечения. Более того, такой фундамент из труб без труда устанавливается при помощи рычагов вращения своими руками. Он может монтироваться на месте старой основы и снабжаться наголовниками, что является неоспоримым преимуществом, ведь деревянный дом можно приподнять домкратами и установить на новую основу.

Читайте также:  Керамогранит для улицы: советы экспертов по выбору клинкера

Винтовая свая с обсадной трубой

Существует технология продления эксплуатационного периода металлических винтовых стержней, для чего их превращают в набивные, а полости заливают бетоном, который обязательно подвергают трамбовке. Такой прием поможет защитить опоры от коррозии. Подробнее о фундаментах на винтовых сваях.

Не менее часто, чем буронабивные, устраивают асбоцементные фундаменты, которые дополнительно снабжаются заглубленным или подвесным ростверком. Их монтируют там, где ландшафт характеризуется пучинистыми грунтами. Здесь технология также предусматривает бетонирование полостей, что придает основе прочности и увеличивает ее эксплуатационный период.

Подытожив изложенный материал можно с уверенностью сказать, что с применением трубобетонных свай за счет регулировки длины стержня удается решить проблему устройства фундамента на склонах, водянистых и оползневых грунтах. Но, несмотря на массу преимуществ, стоит помнить, что буронабивные сваи в процессе монтажа создают вибрацию с высокой амплитудой, поэтому они могут стать причиной повреждения возведенных поблизости строений.

Предназначение обсадки в скважинах

Обсадная труба предотвращает осыпание грунта

Труба сдерживает землю от осыпания внутрь скважины, поэтому правильно выбирают материал стенок. Подбор зависит от диаметра сваи и физико-механических характеристик почвы. Часто материалом служит пластик или металл. Устройство буронабивных свай с применением обсадных труб используется в любых геологических ситуациях, нестабильных почвах.

Обсадку применяют в условиях:

  • неожиданного изменения толщины плотных слоев;
  • при прорезке массивов насыпей с валунами или остатками бетона, камней внутри;
  • в городе.

Оболочки до 10 метров ставят для средней и малой нагрузки (малоэтажное строительство). Не применяют буронабивной метод в вечной мерзлоте, при обнаружении агрессивных почвенных жидкостей или действии на ствол промышленных отходов в земле.

Сваи с набивкой длиной до 50 метров устраивают во влажных землях. Обсадки ставят в неоднородных текучих почвах с вкраплениями супесей и песчаных пластов. Обсадные сваи до 60 метров монтируют с помощью мощного оборудования на любых грунтах. В сейсмических регионах технология обсадки предусматривает металлические оболочки, которые не вынимают после нагрузки бетоном.

Предназначение обсадки в скважинах

Бурокасательные сваи, их сущность

Уже во второй половине ХХ века для создания противофильтрационных завес и ограждений котлованов использовались буронабивные сваи. Для выполнения защитной функции их выстраивали в один ряд впритык друг к другу. Т. е. шаг установки каждой следующей сваи точно равен ее радиусу.

Бурокасательные сваи это один из вариантов буронабивных свай. Используют этот вид свай при условии, что свая, воспринимая нагрузки и вертикальные и горизонтальные, как от фундаментов соседних зданий, так и от грунта, минимизирует влияние большого котлована на близлежащую городскую застройку. Правильная их установка дает практически аналог «стены в грунте».

Особенности их конструктивного исполнения вытекают из технологических возможностей производителя свай. Они ограничиваются возможностями оборудования, способом устройства (изготовления) свай и применяемой технологией. Диаметр сваи определяется длиной сваи и ее прочностью на изгиб.

Устройство свайно-ленточного фундамента с буронабивными сваями

Фундамент из монолитных свай или буронабивной фундамент Стандартный ленточный фундамент состоит из простого монолитного цоколя, который размещается по всему периметру будущего строения.

Свайно-ленточный фундамент на противовес предыдущему не опирается на простую песчаную подушку, а состоит из отдельно стоящих свай с монолитным или балочным ростверком.

Ростверк – это верхняя часть фундамента, которая равномерно распределяет массу здания на сваи.

Устройство свайно-ленточного фундамента с буронабивными сваями

В зависимости от его расположения различают конструкции с висячим или заглубленным ростверком.

Первый являет собой фундамент, который находиться выше уровня земли на несколько сантиметров, во втором же случае – непосредственно контактирует с грунтом.