Буронабивные сваи: технология устройства, типы, виды, характеристики

Устройство буронабивных свай – технологии, виды и характеристики

Динамические нагрузки являются одной из наиболее сложных проблем строительства в условиях плотной застройки. Оптимальным решением может стать использование буронабивных свай, установка которых выполняется путем использования инвентарных обсадных труб, обеспечивающих защиту при бурении скважины.

Буронабивные сваи – это бетонные столбы с армированным каркасом, которые опираются на прочный грунт ниже глубины его промерзания. Особенность заключается в технологии, а именно в заливке непосредственно на месте строительства. Таким образом, не требуется забивка (забивные сваи) или закручивание (винтовые сваи).

От винтовых свай данную разновидность выгодно отличает более надежная конструкция, значительная несущая способность, не подверженность коррозии. Такие характеристики позволяют использовать буронабивной фундамент, как в частном, так и в промышленном строительстве.

Конструктивное устройство

Буронабивные сваи представляют собой цилиндрические конструкции, основу которых составляет металлический каркас и бетонный наполнитель. В ряде случаев предусмотрена установка обсадной трубы.

Арматурный каркас для буронабивных свай состоит из продольных и окружных армирующих элементов значительного диаметра. Для усиления конструкции некоторые производители используют помимо окружностей из арматуры еще и армирующие полосы из листового металла толщиной 4-8 мм.

ГОСтов, которые регламентируют изготовление буронабивных свай, на данный момент не существует. Отдельные элементы регламентированы, но в целом производители руководствуются ТУ и проектом, в котором содержатся основные требования к конструкции сваи. Основными документами для разработки проекта являются СП 24.13330.2011 и СНиП 2.02.03-85. Расчет буронабивных свай (их количества и параметров) осуществляется индивидуально для каждого конкретного случая. Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Сфера применения

Монтаж буронабивных свай целесообразен в следующих случаях:

  • наличие сложных геологических условий в месте строительства;
  • значительные горизонтальные и вертикальные нагрузки, вызывающие уплотнение и подвижки грунта;
  • большой вес здания;
  • повторная застройка (строительство нового дома на месте снесенного старого);
  • строительство в условиях плотной застройки;
  • строительство возле зданий, представляющих собой историческую и культурную ценность (обычно достаточно старые, и могут деформироваться при проведении свайных работ);
  • присутствие слабого грунта или высокого уровня грунтовых вод;
  • строительство возле водоемов (сильно обводненный или заболоченный грунт);
  • сложный рельеф участка (перепады высот, разный тип грунта и т.п.).

Использовать буронабивные сваи для возведения небольших строений можно, но это экономически невыгодно.

Виды и характеристики

Разные условия строительства обусловили наличие нескольких разновидностей буронабивных свай. Обобщенная характеристика приведена в таблице:

Классификационный признак Детализация
1 Конструкция – цилиндрические;
– с подошвой.
2 Технология устройства – без оболочки;
– снимаемая оболочка;
– не снимаемая оболочка.
3 Устройство – равномерного сечения;
– с камуфлетной пятой;
– буроинъекционные;
– буросекущие.
4 Ростверк – низкий;
– обычный;
– высокий.
5 Диаметр 200-1000 мм.

Более подробный обзор технических характеристик, приведенных в таблице.

1. По конструкции:

  • цилиндрические. Данный тип свай отличает правильная цилиндрическая форма и одинаковое сечение по всей длине изделия;
  • с подошвой. Опорная подошва позволяет повысить устойчивость опоры, и ее несущую способность. Визуально такую сваю отличает более широкая нижняя часть.

2. По технологии устройства:

  • без оболочки. Такой вариант является самым быстрым и наиболее экономичным из всех других. Однако его применение ограничено свойствами грунта. Буронабивные сваи без оболочки допустимо применять только в прочных, устойчивых к осыпанию грунтах, а также при минимальном уровне грунтовых вод;
  • снимаемая оболочка. Эту функцию принимает на себя обсадная труба, которая постепенно вынимается по мере заполнения скважины раствором;
  • неснимаемая оболочка. Случай аналогичный предыдущему, но обсадная труба остается в почве.

3. По устройству:

  • равномерного сечения;
  • с камуфлетной пятой (расширяющиеся к низу). Это позволяет увеличить площадь подошвы сваи и ее несущую способность. Используется на слабых грунтах. Чтобы получить пятку, взрывается полость в нижней точке скважины. Затем полость заливается раствором;
  • буроинъекционные. В данном случае бурят скважину небольшого диаметра, которую заполняют смесью цемента и отсева;
  • буросекущие. Это аналог технологии строительства фундаментов «стена в грунте». В этом случае расстояние между буронабивными сваями настолько незначительное, что получается сплошная лента из свай. По сути – это аналог ленточного фундамента, обладающий повышенной прочностью.

4. Ростверк

Конструктивно ростверк – это верхняя часть фундамента, благодаря которой нагрузки распределяются равномерно на сваи.

  • низкий. Позволяет повысить несущую способность сваи благодаря тому, что ростверк помещается ниже уровня промерзания почвы;
  • обычный. Расположен на грунте;
  • высокий. Размещается на высоте 200-300 мм над уровнем грунта. Высокий ростверк незаменим при сложном рельефе местности.

5. Характеристики и размеры:

  • глубина заложения – до 40 метров;
  • диаметр – 250-1000 мм. Диаметр буронабивных свай зависит от веса будущей конструкции. Так в промышленном строительстве востребованными является размеры более 500 мм. Популярные в частном строительстве размеры, а также их несущая способность и расход бетона указаны в таблице:

  • несущая способность буронабивной сваи 200-400 т. (при изготовлении механизированным способом) и до 7 т. (при изготовлении своими руками);
  • минимально допустимое количество стержней арматуры – 6 шт. для промышленного строительства, и 4 шт. для частного;
  • минимально допустимая толщина продольных стержней арматуры – 18 мм. для промышленного строительства, и 8-12 мм. для частного;
  • толщина поперечных элементов – 4-8 мм. или листовой металл.

Размеры свай определяются проектом.

Плюсы и минусы

Сравнение достоинств и недостатков устройства фундамента на буронабивных сваях.

Преимущества:

  • возможность строительства фундамента в непосредственной близости к сооружениям и коммуникациям;
  • исключение обсыпания стенок котлована под сваю;
  • снижение расхода воды;
  • высокая несущая способность и надежность;
  • скорость монтажа и возможность работать в любое время года;
  • возможность залить сваи своими руками.
  • высокий расход бетона;
  • технологическая сложность процесса установки буронабивных свай;
  • несущая способность сваи зависит от качества бетона и соблюдения технологии монтажа;
  • сложность контроля плотности раствора по стволу сваи и невозможность повлиять на скорость его затвердения. Это может привести к тому, что часть ствола может быть размыта грунтовыми водами. Как правило, этот недостаток нивелируется использованием обсадной трубы, что увеличивает стоимость фундамента из буронабивных свай.

Обсадные трубы

В ряде случаев бурение скважин под буронабивные сваи сопровождается монтажом обсадных труб, которые защищают стенки скважины от обсыпания нестабильного грунта.

Трубы для буронабивных свай или инвентарные трубы (так их правильно называть) используются в случаях необходимости:

  • перекрыть горизонтальное движение плывунов;
  • снизить влияние обводненной почвы;
  • контролировать параметры сваи.

Инвентарные трубы изготавливают из пластика или металла. Трубы отличаются не только материалом, но и формой, диаметром, толщиной стенок, показателем точности (непрямолинейность).

Стандарт непрямолинейности труб для свай приведен в таблице:

Диаметр, мм. Допустимое отклонение, мм.
33,5-89 0,3
108-146 0,5
Более 146 0,7

Полимерные инвентарные трубы

Для изготовления применяют разные полимеры. Толщина стенки достигает 40 мм. Полимерным трубам отдают предпочтения из-за высокой герметичности соединений. Если металлические нужно сваривать или использовать специальные соединительные муфты, то пластиковые трубы легко состыковать. При этом соединение будет полностью герметичным, что предупредит выход воды из трубы и снижение качества бетона.

Кроме того, пластик абсолютно не подвержен коррозии, отличается малым весом, относительно невысокой ценой и практически полным отсутствие отходов. Минус – невысокая прочность.

Параметры полимерных инвентарных труб приведены в таблице:

Технологии монтажа

Правильная технология монтажа – залог надежности фундамента. Выделяют несколько технологий устройства буронабивных свай. Краткая характеристика каждого вида приведена в таблице:

Технология Детализация
1 Fundex – разработана для использования в сейсмически опасных районах;
– глубина расположения пятки свай – более 45 м.п.;
– предназначена для строительства фундамента объектов повышенной опасности (военные объекты, гидростанции и т.п.);
– отсутствует выемка грунта, его уплотняют от оси сваи к краям.
2 Double Rotary – разработана для использования на сыпучем грунте;
– рекомендована для использования в районах плотной застройки;
– совмещает в себе технологию шнека и вращение инвентарных (обсадных) труб.
3 CSP – разработана для обводненных грунтов или участков с сыпучим грунтом;
– предназначена для буросекущих свай;
– отличается наличием установок с двойным вращателем;
– предполагает поочередное армирование свай (через одну). Причем сначала устанавливают бескаркасные сваи.
4 CFA – предполагает бурение скважины, заполнение ее раствором и затем погружение каркаса в бетонный раствор.
5 Casing – предполагает использование обсадной трубы с келли-штангой. При этом труба подается секциями;
– Келли-штанга – это телескопическая штанга, которая раздвигается в процессе бурения скважины.
6 Вибрационный способ – предполагает передачу вибраций через обсадную трубу;
– используется на слабых грунтах.

Формирование стоимости

Бюджет строительства и цена буронабивных свай зависит от нескольких факторов, которые могут оказать достаточно сильное влияние на итоговую сумму. В частности, следует учесть:

  • сезон. Зимой услуги монтажников обойдутся дороже. Ранней весной и поздней осенью повышается количество грунтовых вод, может понадобиться использование обсадных труб и т.п.;
  • тип грунта. Чем прочнее грунт, тем дешевле обойдутся работы по устройству свай;
  • назначение и размер строения, вид используемого строительного материала. Определяют статическую нагрузку на фундамент;
  • технология изготовления буронабивных свай (определяется проектом);
  • параметры свай (глубина заложения, наличие пятки, диаметр, тип каркаса);
  • количество свай;
  • условия работы (например, работа в условиях плотной застройки обойдется дороже).

Ориентировочная стоимость монтажа буронабивной сваи диаметром 150 мм. приведена в таблице. При диаметре в 200 мм. смета возрастет на 35-40%.

Буронабивные сваи отличаются длительным сроком эксплуатации (более столетия) и при этом, отвечают всем требованиям по надежности, прочности, несущей способности и срокам строительства.

Буронабивные сваи

На данной странице представлена информация о буронабивных сваях. Мы рассмотрим случаи, когда необходимо их обустройство, технологию монтажа буронабивных опор и особенности бурения под сваи с обсадной трубой. Также будет приведена методика обвязки буронабивных свай железобетонным ростверком.

Одним из существующих вариантов свайных фундаментов является фундамент на буронабивных сваях. Как правило, буронабивные сваи строятся там, где применение забивки свай по каким-либо причинам невозможно.

Классификация и конструкция буронабивных свай

Буронабивные сваи – железобетонные конструкции, скважина под монтаж которых формируется посредством бурения. Типичная конструкция буронабивной опоры состоит из двух элементов – бетонного тела и арматурного каркаса.

Для армирования свай применяются готовые арматурные каркасы заводского производства. Тип каркаса – продольно-поперечный, он состоит из вертикальных арматурных прутьев, которые соединяются горизонтальными перемычками. Для создания продольного контура используется рифленая арматура, произведенная по горячекатаному методу (класс А1-А3). Диаметр прутьев подбирается исходя из размеров сваи, он может варьироваться в пределах 12-20 мм.

Фиксирующие поперечные перемычки выполняются из гладкой арматуры (диаметр 8-15 мм). Соединение каркаса выполняется электродуговой сваркой. После стыковки каркас, с целью предотвращения коррозии, покрывается защитной грунтовкой.

Согласно особенностям конструкции выделяют два вида буронабивных свай:

  • Цилиндрические;
  • С уширением опорной подошвы.

Цилиндрические сваи имеют одинаковое сечение по всей длине ствола, тогда в уширенных сваях нижняя часть ствола обладает увеличенным диаметром. За счет увеличенной площади опирания такие опоры получают повышенную устойчивость в грунте и большую грузонесущую способность.

Уширение может формироваться двумя методами – посредством использования специальных буровых колонн с откидными резцами либо камуфлетным методом, при реализации которого на дне скважины размещается взрывчатое веществом и производится его последующая детонация.

Буронабивные сваи: как это делается

В районах с плотной застройкой или при опасности сдвига грунтов (во время забивки свай обычным методом) часто используют буронабивной способ устройства свай.
Для этого производят следующие виды работ:

  • проектирование свайного фундамента на основе инженерных расчетов планируемой нагрузки и исследований грунта на участке
  • определение на местности точек бурения согласно проекту

  • бурение скважины и установка обсадной трубы
  • установка арматурного каркаса
  • заливка и трамбовка бетонной смеси
  • последовательное удаление обсадной трубы.

Технологии устройства буронабивных свай

В зависимости от технологии обустройства, все буронабивные сваи классифицируются на три вида:

  • Опоры, сформированные без оболочки;
  • Опоры с извлекаемой и постоянной оболочкой

В качестве оболочки применяются обсадные трубы – цилиндрические стальные конструкции, стыкующиеся между собой посредством резьбового либо анкерного соединения. Бурение скважин под сваи без оболочки не сопровождается их использованием, что возможно лишь в условиях устойчивых (не склонных к обвалам грунтов) с минимальным уровнем грунтовых вод.

Технология создания буронабивных свай с извлекаемой оболочкой реализуется при работе в проблемных, насыщенных влагой грунтах. Обсадная труба, в данном случае, предотвращает обрушение стенок скважины и изолирует полость от грунтовых вод. Демонтаж обсадки происходит после заполнения скважины бетоном.

Создание свай с постоянной оболочкой практикуется при работе в глинистых грунтах, песках и супесях с высоким уровнем грунтовых вод, которые могут разрушить тело сваи на стадии отвердевания бетонного раствора.

Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой

Процесс монтажа буронабивных свай начинается с перебазировки на объект спецтехники. Для обустройства опор привлекается три типа установок:

  • Буровая машина;
  • Стреловой кран;
  • Автобетоносмеситель.

После разметки свайного поля (точек бурения под сваи), буровая машина размещается на месте разработки скважины. Буровая оснастка приводится в рабочее состояние и выполняется проходка полости на глубину, идентичную длине первой секции обсадки. Далее шнек извлекается из скважины, установка фиксирует в несущем узле трубу и размещает ее в полости. Аналогичным образом устанавливается вторая секция обсадки, стыковка секций выполняется посредством резьбового соединения, после чего скважина углубляется до тех пор, пока верхний контур обсадной трубы не сравняется с уровнем грунта и процесс повторяется повторно.

После проходки полости на требуемую глубину шнековая колонна изымается из скважины и посредством стрелового крана в полость загружается арматурный каркас. По завершению установки каркаса в устье скважины устанавливается бетонолитная труба, через которую выемка заполняется бетоном. В процессе нагнетания смеси выполняется последовательный демонтаж обсадки скважины.

Для повышения прочностных характеристик буронабивной сваи производится уплотнение смеси посредством глубинных электровибраторов, которые удаляют из бетона образовавшиеся в нем полости воздуха. К последующей эксплуатации (обвязке ростверком) опора пригодна спустя 25-30 дней после заливки (данное время необходимо для набора бетоном проектной прочности).

Технология устройства буронабивных свай с ростверком

В зависимости от уровня возвышения над грунтом классифицируют 3 вида ростверков:

  • Низкие (опущенные в почву ниже уровня ее промерзания либо так, чтобы верхний контур обвязки находился на одном уровне с грунтом);
  • Повышенные (уложенные на поверхность грунта);
  • Высокие (поднятый над грунтом на высоту 20-30 см) .

Последовательность монтажа ростверка буронабивных свай следующая:

  • По периметру расположения обвязки обустраивается слой песчано-щебеночной подсыпки толщиной 20-30 см, при необходимости откапыванием понижается уровень грунта;
  • Поверх подсыпки формируется опалубка, сбивающаяся из строганных досок. Опалубка фиксируется посредством боковых распорок;
  • Внутренние стенки опалубки перекрываются гидроизоляционным материалом (клеенкой, рубероидом);
  • Из арматурных стержней собирается армокаркас, который укладывается в опалубку и приваривается к выступам арматуры буронабивных свай;
  • Производится заливка ростверка бетоном. Заполнение опалубки выполняется одномоментно, без пауз. После заливки смесь уплотняется вибрированием.

Технология погружения буронабивных свай

В строительной практике часто прибегают к инъекционному методу обустройства буронабивных свай. Суть метода заключается в использовании полых буровых колон для разработки скважин под сваи, при этом бетонная смесь подается сразу же по завершению их проходки через канал внутри шнека. Данная технология называется CFA-бурение.

Процесс обустройства свай по технологии CFA следующий:

  • Разрабатывается скважина на проектную глубину (при необходимости – под защитой обсадной трубы);
  • Через шнек в скважину нагнетается бетон, выполняется планомерное извлечение колонны по мере заполнения полости;
  • В залитую бетоном скважину с помощью вибропогружателя устанавливается армокаркас.

При реализации данного метода временные затраты на монтаж буронабивных свай значительно сокращаются.

Буронабивные сваи: за и против

Если стройплощадка находится в зоне, где применение технологий, вызывающих малейшую вибрацию грунта – без буронабивных свай, как правило, не обойтись.

Однако технология их изготовления, хоть и отработана, но довольно трудоемка и требует точного соблюдения. Уровень профессиональной подготовки и опыт сотрудников, выполняющих эти работы должен быть соответствующий, так как этот процесс, в зависимости от состояния грунтов на участке имеет массу нюансов.

Буронабивные сваи, фото:

В слабых, песчаных, пылеватых грунтах, на торфяниках и в некоторых других случаях поверхность буронабивных свай получается неровной. Такая поверхность более подвержена разрушительному воздействию влаги и силам пучения при промерзании почвы, чем гладкая поверхность готовых забивных свай.

Смотрите так же:

  1. Как закрыть свайный фундамент
  2. Усиление свайного фундамента

Альтернатива буронабивным сваям – лидерное бурение под сваи

Прекрасной альтернативой изготовлению буронабивных свай является лидерное бурения скважин под сваи. Цена бурения одного погонного метра скважины – от 200 рублей, и зависит от состояния грунта.

Наша техника позволяет, не меняя позиции тут же осуществлять погружение свай в пробуренные скважины. В чем преимущество такого метода?

  • Такое погружения не создает высокого уровня вибрационного воздействия на соседние строения.
    • Позволяет строить надежные свайные фундаменты даже в городской черте в условиях плотной застройки.

  • Обеспечивает точную расчетную забивку свай в сложных грунтах (вечномерзлые грунты, участки с высоким уровнем грунтовых вод, грунты с плывунами и линзами и т. п.).

Кроме того, мы производим лидерное бурение под винтовые сваи и их установку. Обращайтесь, наши специалисты знают и любят свое дело!

Устройство фундамента на буронабивных сваях

Для прочного и функционального фундамента часто используются буронабивные сваи. Это вид свайных оснований, когда бетон заливается в сделанную в грунте скважину, в которой размещен армирующий каркас. На сыпучих грунтах для укрепления применяются специальные опалубки или обсадная труба. Эта технология подходит для строительства загородных домов, промышленных объектов. Ее используют для работ в городской черте, где окружающим зданиям противопоказана вибрация.

  1. Описание и применение
  2. Классификация
  3. Особенности технологии
  4. Устройство буронабивного фундамента
  5. Советы профессионалов

Описание и применение

Технология буронабивного фундамента из свай со связывающим ростверком, описывается в строительных правилах СП 50-102-2003. Несколько основных методик устройства буронабивных фундаментов:

  • Использование непрерывного шнека (НПШ) с одновременной подачей бетонной смеси снизу вверх скважины через технологический клапан.
  • Защита от разрушения стенок отверстия в грунте путем создания противодавления бетонитового раствора.
  • Применение обсадных труб погружаемых и извлекаемых вибропогружателями или «дрейтеллером» (вращающим погружателем).

По каждой из технологий бетон подается в скважину, с заранее установленным в ней армированием и схватывается непосредственно в грунте. На сыпучих, подвижных, влажных грунтах, при частном строительстве, обязательно применяются обсадные трубы, удерживающие бетон в скважине. После затвердевания бетонной смеси, трубы аккуратно извлекаются или оставляются в качестве несъемной опалубки.

Буронабивные сваи применяются, когда затруднено использование других типов свайных фундаментов:

  • в городе, где шум при забивке может оказать негативное влияние на окружающих жильцов;
  • на заболоченных, слабых грунтах, кода требуется добраться до жестких слоев;
  • при возведении сооружений на площадках с крутым уклоном;
  • в промышленном строительстве.

Буронабивной фундамент обязательно делается с ростверком, представляющим собой раму из армированного бетонного монолита, соединяющую оголовки свай. Это делается для равномерного распределения давления на каждый элемент основания. Получается прочный ленточный фундамент с буронабивными сваями, который может применяться на сложных грунтах.

Классификация

Буронабивной фундамент классифицируется в зависимости от технологии изготовления. На глинистых и других плотных грунтах используется методика НПШ (непрерывный полый шнек). Шнек представляет собой полую трубу, закрытую обратным клапаном, который не позволяет изымаемому грунту попадать в нее. К трубе крепится прочная спираль, поднимающая грунт на поверхность наподобие классического бура. При достижении нужной глубины в полость трубы подается под высоким давлением бетон. Он открывает клапан, постепенно заполняя скважину по мере поднимания шнека наверх. Чтобы сделать буронабивную сваю прочнее, в бетон, мощным вибратором, вводится армирующий каркас. После заливки свая оставляется до тех пор, пока раствор не наберет нужную прочность.

Вторая методика – устройство буронабивных свай с обсадной трубой, эта технология применяется на зыбких грунтах. Труба защищает скважины от обрушения при введении в нее армирующей конструкции или избыточного давления на залитый раствор. Для этого бурится скважина по диаметру трубы, которую помещают в нее при помощи вращения, вдавливания или просто устанавливают там. После этого бур извлекается из грунта, в скважину устанавливается арматура так, чтобы образовался защитный слой бетона около 60 мм. Затем заливается раствор с одновременным уплотнением, а обсадная труба постепенно извлекается из скважины.

Особенности технологии

В строительстве буронабивной фундамент становится все популярнее. Это объясняется преимуществами этой технологии, позволяющей возводить сооружения практически на любых грунтах. К особенностям буронабивных свай относят:

  • Широкая область применения, возможность использования как на плотных, так и на зыбких грунтах (пучинистых или сыпучих почвах, возле водоемов).
  • Быстрое возведение фундамента. Технология с применением буронабивных свай позволяют сделать все работы быстрее, чем заливка ленточного основания или шведской плиты.
  • Построенный с соблюдением всех нормативов, фундамент на буронабивных сваях прослужит не менее 150 лет.
  • Простота конструкции за счет сравнительно небольшого объема земляных работ, достаточно пробурить скважины.
  • Возможность самостоятельного выбора диаметра и высоты опор, типа армирования, в зависимости от свойств грунта и конструктивных особенностей здания.
  • Повышенная несущая способность. Такой фундамент может выдерживать вес многоэтажных, промышленных здания, массивных железобетонных сооружений.

Диаметр сваи подбирается согласно действующим СНиП после геодезических изысканий, учета климатических и геологических особенностей. Непосредственно при проектировании рассчитывается масса здания, количество опор и определяется тип грунта. Информацию о несущей способности буронабивных свай на разных грунтах можно найти в таблице:

Технология буронабивного фундамента имеет недостатки, к которым относят:

  • использование тяжелой техники для бурения, установки обсадных труб, армирования на крупных строительных объектах;
  • относительная сложность технологических процессов;
  • необходимость расчетов.

Устройство буронабивного фундамента

Этот тип основания применяется не только в промышленном, но и частном строительстве. Возведение фундамента на буронабивных сваях требует спецтехники, но это быстрее и дешевле, чем заливка популярного ленточного основания. Важная особенность буронабивного фундамента – возможность его самостоятельного устройства с применением ручных или мотобуров.

Перед началом работ необходимо приготовить инструмент и материалы:

  • рулетка, моток шнура, набор колышков и молоток для разметки;
  • бур для скважин – ручной, с электрическим приводом или на ДВС;
  • опалубка из рубероида, пластика, железобетона или асбестоцемента, чтобы их можно было оставить в скважине, для промышленного строительства понадобятся съемные обсадные трубы;
  • арматура для опор и ростверка;
  • инструмент для приготовления бетонного раствора, цемент, щебень, песок.

Необходимые расчеты

Чтобы правильно провести расчет количества буронабивных свай необходимо определить общую массу здания (вес стенок, плит перекрытий, коммуникаций, мебели и т.д.). Учитывая, что сваи изготавливаются из бетона М300, со стандартным армированием, несущую способность одной буронабивной сваи можно найти по таблице:

Диаметр сваи, мм Площадь опоры, см² Несущая способность, кг Объем бетона, м³ Количество вертикальных прутков арматуры, шт Расход арматуры, пог. м
150 177 1062 0,0354 3 7
200 314 1884 0,0628 4 9
250 491 2946 0,0982 4 10
300 707 4242 0,1414 6 14
400 1256 7536 0,2512 8 18

При помощи портативных буров можно подготовить скважины диаметром до 200 мм, поэтому они чаще всего применяются в частном строительстве.

Чтобы рассчитать заглубление опоры, необходимо узнать глубину промерзания грунта в местности и прибавить 20 сантиметров. Например, если промерзание достигает 1,3 м, то буронабивные сваи погружаются на глубину 1,5 м. На пучинистых, сыпучих, болотистых и подвижных грунтах потребуются дополнительные исследования, а при заглублении нужно будет добираться до пластов с твердой породой.

Для расчета количества свай потребуется массу здания поделить на несущую способность одной опоры, а полученный результат умножить на коэффициент погрешности 1,2. Он учитывает возможные неточности при определении массы ростверка, мебели, снеговой нагрузки.

Подготовка и разметка

Планировка фундамента начинается со схемы свайного поля, на которой указываются расстановка буронабивных опор. Для этого на углах участка, чтобы убедиться, что он прямоугольный, нужно замерить диагонали, они должны быть равными.

Первые четыре буронабивные сваи устанавливаются по углам, остальные должны быть равномерно распределены под несущими стенками. В местах, где будут делаться скважины, забиваются колышки.

Расстояние между буронабивными сваями с ростверком по технологии не должно превышать 2 м, но не менее 3 свайных диаметров, чтобы не нарушить структуру грунта.

Монтаж

После подготовительных этапов можно приступать к монтажу буронабивных свай своими руками. Ручным, механическим или электрическим буром проделываем скважины на заданную глубину, согласно разметке.

В скважины опускается заранее изготовленные арматурные каркасы, устанавливаются обсадные трубы. Они могут быть из металла, пластика, рубероида, асбеста, железобетона. В частном строительстве они служат несъемной опалубкой для будущих буронабивных свай. Главное условие – точная вертикальная установка по уровню.

Пространство между обсадными трубами и скважиной заполняется грунтом, которые периодически утрамбовывается. При этом требуется контролировать вертикальность трубы. Высоту свай проверяют гидравлическим или лазерным уровнем, чтобы обвязка была горизонтальной. Если трубы выше, их срезают, арматурный каркас остается как основа для связывания ростверка.

В подготовленную опалубку заливается бетонный раствор марки М300, который уплотняется ручной трамбовкой или вибратором. Залитые буронабивные сваи оставляются до полного схватывания цемента в течение 2-3 недель.

Заливка ростверка

Чтобы достигнуть максимальной прочности буронабивной фундамент соединяется ростверком – железобетонной лентой или рамкой. Он равномерно распределяет давления на все сваи. Устройство ростверка схоже с технологией строительства стандартного ленточного фундамента. Единственное отличие – его нижняя часть находится на весу, не упираясь и не заглубляясь в грунт. Основой ростверка служат оголовки свай, поднятые над землей на проектную высоту.

Ширина ростверка равняется толщине несущих стен, высота – для деревянных, пенобетонных стен равна ширине. Для каменных и кирпичных зданий – на 50% больше ширины. Ростверк заливается в несколько этапов:

  • монтируется опалубка в виде короба, в которой проделываются отверстия для свай и будущих инженерных коммуникаций;
  • монолитный ростверк обязательно армируется по требованиям для железобетонных конструкций, каркас связывается с выступающей арматурой буронабивных опор;
  • в опалубку заливается бетонная смесь, которая должна полностью схватиться, затем опалубка демонтируется;
  • производится гидроизоляция поверхности лентой из рубероида, сложенной в два слоя, либо обмазочными составами.

Советы профессионалов

Несмотря на то, что буронабивной фундамент можно сделать самостоятельно, при возведении существует много моментов, известных только опытным строителям, которые делятся своим опытом. Чтобы избежать ошибок при строительстве, обратите внимание на такие моменты:

  • тщательно изучите тип грунта, для чего лучше выполнить геодезическую разведку, учитывая полученную информацию при подборе диаметра и глубины установки свай;
  • для частного строительства не применяйте опоры диаметром более 200 мм, поскольку для их монтажа потребуется спецтехника, что сделает фундамент дороже;
  • при заливке обсадных труб, часть арматуры должна выступать на высоту будущего ростверка для придания ему дополнительной прочности;
  • заливку ростверка можно производить только после полного схватывания раствора в буронабивных сваях;
  • расстояние между нижней частью ростверка и поверхностью грунта не должно быть меньше 150 мм, чтобы он не деформировался при вспучивании.

Устройство фундаментов из буронабивных свай – это технология набирающая популярность. Она позволяет создать прочную и недорогую основу как для частных домов, легких сооружений, так и промышленных объектов зданий на любых почвах. Затраты на устройство такого фундамента ниже, чем на строительство классической ленточной основы, заглубляемой ниже уровня промерзания грунта, в среднем на 40%. Показатели прочности и долговечности при этом остаются сопоставимыми.

Буронабивные сваи – что такое?

Буронабивные сваи – одна из проверенных временем технологий постройки фундаментов для различных условий строительства и типов возводимых зданий. Технология строительства происходит по следующим этапам:

  1. Бурение;
  2. Очистка скважины от рыхлой земли;
  3. Установка арматурного каркаса;
  4. Заливка бетона в скважину.

Технические характеристики и особенности применения

Преимущества буронабивных свай:

  • Устройство буронабивных свай обеспечивает высокую несущую способность;
  • Эффективное распределение и передачи веса;
  • Подходит для любых типов грунта. Главное условие применения – возможность добраться до твердых пластов.

Данный тип основания нашел применение в строительстве многоэтажных комплексов, в качестве основания мостов, производственных зданий и ответственных сооружений (военные и инфраструктурные объекты государственного значения).

Технологии буронабивных свай

Длительное применение технологии буронабивных свай, дало различные направления ее развитию. Сегодня различают следующие основные способы создания буронабивных конструкций:

Технология Fundex

Используется в сейсмически неустойчивых районах. Тело сваи имеет постоянный диаметр, а в основании уширяется. Глубина конструкции может быть 45 метров и больше. Применяются для возведения объектов особой (повышенной) опасности, в военном строительстве. Чугунный наконечник раскатчика грунта остается в качестве опорной пяты конструкции. Грунт при бурении скважины не вынимают – его уплотняют от оси сваи к ее краям. Технология – безударная, что позволяет сохранить прочностные качества неплотного грунта.

Технология Double Rotary

Сочетает в себе две технологии: технологию полного шнека с одновременным вращением обсадных труб. Технология позволяет безопасно строить в пределах других объектов в городских условиях, на сыпучем грунте.

Технология CSP (буросекущие сваи)

Для устройства свайной конструкции использует установки с двойным вращателем с чередованием армирования свай. Сначала устанавливаются конструкции без каркаса, а после между ними разбуривается грунт с усечением готовых бетонных свай. В эти скважины уже заливаются бетонные столбы с предварительным армированием. Используется как способ установки фундаментной стены для котлованов с сыпучим грунтом, сильно обводненных участков.

Технология CFA

Метод выбуривания с заполнение сваи бетонным раствором от ее пяты, каркас бетонной колонны погружается в скважину после ее заполнения раствором.

Технология установки буронабивных свай под обсадной трубой с келли-штангой («casing»)

Напоминает технологию Double Rotary, но имеет ряд отличий. Обсадная труба подается секциями с опережением бурения шнеком с телескопической штангой Келли, которая раздвигается при углублении скважины. Когда скважина готова, в нее устанавливают каркас и при заливке постепенно извлекается с помощью той же келли-штанги.

Технология устройства буронабивных свай вибрационным способом

Один из способов создания данной конструкции на сыпучих неплотных грунтах путем передачи вибраций на обсадную трубу.

Расчёт цены

Стоимость работ необходимо просчитывать в каждом случае отдельно. Множество нюансов при расчете могут повлиять на цену различную сторону. Основные параметры, влияют на затраты следующим образом: все зависит от требуемой глубины конструкции, ее диаметра, типа грунта, на котором проводятся работы типа выбранной технологии и количества применяемой техники, применяемой для устройства буронабивных свай.

Для определения стоимости необходим расчет буронабивных свай согласно предварительным геологическим изысканиям и требованиям к фундаменту по прочности и другим параметрам.

Особенности фундамента на буронабивных сваях и детали устройства своими руками

Впервые технология закладки буронабивных свай была применена в 1899 году русским инженером А.Э. Страусе.

Сегодня такой фундамент широко используется в частном и промышленном строительстве, а правила его возведения контролируется сводом правил в СП 24.13330.2011 и СП 50-102-2003.

В статье рассмотрим все аспекты, связанные с возведением фундамента на буронабивных сваях, из каких этапов состоит устройство данного типа основания, его плюсы и минусы, а также примерные цены.

Что это такое, характеристики свайных опор

Буронабивные сваи – силовая конструкция, которая отвечает за передачу нагрузки от дома на несущий слой грунта. Опорные элементы создаются непосредственно на стройплощадке, когда заранее делают усиление подготовленных шурфы арматурным каркасом и заливают бетонным раствором.

Буронабивные сваи можно использовать в качестве самостоятельных силовых элементов, например:

  • при строительстве заборов;
  • легковесных хозяйственных построек;
  • временных сооружений (бытовок).

В частном строительстве, при возведении жилых домов, кирпичных гаражей и т.д., оправданно применение свайно-ростверкового фундамента или монолитной плиты.

Верхняя часть силовой конструкции (лента или плита) связывает отдельно стоящие опоры и воспринимает на себя суммарные нагрузки от дома, равномерно распределяя их между буронабивными сваями. Таким образом получают надежное несущее основание для тяжеловесных сооружений 1-й и 2-й степеней ответственности.

Особенности устройства представленного типа основания:

  • с защитой стен скважины за счет применения обсадных труб (погружных и извлекаемых);
  • с защитой стенок шурфов от обсыпания с помощью бентонитового раствора;
  • подача бетона через полость непрерывного шнега.

По форме буронабивные сваи могут иметь одинаковое сечение по всей высоте или быть усложнены расширенной пятой в нижней части для улучшения несущей способности фундамента.

Плюсы и минусы

Преимущества следующие:

  • доступная технология для применения в частном строительстве;
  • высокая скорость возведения – уже через две недели после бетонирования скважин можно приступать к следующему этапу возведения дома;
  • эффективны при строительстве практически на любых типах грунта, в том числе на пучинистых и сыпучих почвах, а также на участках со сложным рельефом;
  • удобство монтажа на площадках с высокой плотностью застройки;
  • значительная несущая способность каждого силового элемента – до 400 т.

Помимо очевидных достоинств технологии, необходимо также учитывать ее недостатки:

  • потребность в расходе большого количества бетона;
  • сложность контроля над выполняемыми технологическими процессами;
  • необходимость привлечения спецтехники при закладке фундамента на значительную глубину (более 2 м);
  • при строительстве на пучинистых грунтах необходимо преждевременно продумать уширение пяты опоры и обвязку конструкции ростверком, чтобы предотвратить выталкивание сваи из почвы в результате действия сил морозного пучения;
  • строительство подземных помещений в доме на буронабивных опорах окажется затратным по времени и средствам мероприятием.

Сфера применения

Применение технологии монтажа буронабивных свай считается оправданным в таких ситуациях:

  • ведется строительство промышленных объектов и тяжеловесных конструкций, жилых домов и построек сельскохозяйственного назначения на крутых склонах;
  • возводимый объект по проекту расположен на заболоченной местности, а также на участках со слабым грунтом, где несущий пласт и точка промерзания расположены достаточно глубоко, но не ниже 3 м от уровня поверхности;
  • высокая плотность застройки на рабочем участке, что предопределяет необходимость контроля динамических нагрузок на существующие дома и сооружения.

Если гидрогеологические условия на участке обуславливают необходимость бурения скважин на глубину до 5 метров, то такая методичка считается экономически нецелесообразной. В таком случае эксперты рекомендуют частным застройщикам выбирать свайно-винтовое основание или «плавающую» плиту.

Монтаж основания своими руками

Одно из преимуществ буронабивной технологии – возможность закладки свайного фундамента своими руками. При этом частный застройщик должен следовать установленным правилам строительства в проектировании и монтаже.

Проектирование

Согласно своду правил 24.13330, перед проектированием свайного фундамента необходимо провести исследование гидрогеологических особенностей участка, чтобы определить в конечном результате глубину расположения несущего пласта и рассчитать максимально допустимый вес, который способен вынести грунт без угрозы для целостности сооружения.

Упрощенная методика расчета буронабивного основания сводится к вычислению:

  • сборной нагрузки от всех конструкций (стен, перекрытий, облицовки, кровли, пристроек), мебели, людей, а также нагрузок от ветра и снега;
  • грузоподъемности одного силового элемента в зависимости от параметров сваи – длины, диаметра и т.д.

Для определения потребности в количестве буронабивных опор нужно суммарные нагрузки разделить на грузоподъемность одного силового элемента. Далее определяют оптимальный шаг между сваями в пределах по СНиП от 1,5 до 3,0 м при условии расположения в сопряжениях стен и по углам конструкции.

Пошаговая инструкция монтажа

Общий алгоритм фундаментных работ выглядит следующим образом:

  1. Подготавливают участок к строительству: убирают строительный мусор, выравнивают поверхность, снимают плодородный слой почвы.
  2. Подготовленную площадку размечают по проектной схеме с нанесением периметра сооружения и точек для бурения скважин.
  3. В установленных местах разделывают скважины на проектную глубину.
  4. Дно шурфов устилают утрамбованным слоем песка для увеличения несущей способности фундамента.
  5. Если предусмотрено технологией, расширяют пяту с помощью специальной кирки. В этом случае подложку из песка делать нет необходимости.
  6. Стенки скважин укрепляют бентонитовым раствором или обсадной трубой (пластиковой, из рубероида и т.п.).
  7. Внутрь шурфов помещают смонтированные арматурные каркасы таким образом, чтобы над поверхностью оставались торчащие пруты для связки с ростверком.
  8. Бетонируют скважины раствором, протыкая смесь арматурой для удаления пузырьков воздуха.
  9. Переходят к обвязке, строительству ростверка или монолитной плиты.

Установка ростверка

Ленточный ростверк представляет собой плитную или монолитную конструкцию, которая нижней плоскостью опирается на поверхность буронабивных опор.

Ростверк может быть заглубленным, лежать на поверхности земли или нависать над участком. Последний случай рекомендован большинством строителей, поскольку конструкция защищена от давления почвы в зимний период в результате действия сил морозного пучения.

Порядок строительства:

  • разметка участка, устройство шурфов, монтаж армокаркаса, бетонирование свай;
  • строительство опалубки для ленточного ростверка;
  • гидроизоляция внутреннего пространства опалубки гидрофобным материалом;
  • монтаж и установка армирующего каркаса для ростверка;
  • бетонирование ростверка.

Конструкция с нависающим ростверком усложняется за счет установки подпорок под нижнюю плоскость опалубки из досок, металлических профилей, кирпичей и т.д.

Установка монолитной плиты

Строительство монолитной плиты на буронабивных сваях дает значительный запас прочности фундаменту, который понадобится, если в процессе эксплуатации собственник решит достроить этаж, мансарду, усложнить кровлю и добавить прочие нагрузки на площадь основания.

Порядок монтажа:

  • разметка участка;
  • бурение скважин;
  • устройство обсадной трубы;
  • монтаж армирующего каркаса;
  • бетонирование шурфа;
  • устройство подушки из нерудных материалов под монолитную плиту;
  • строительство опалубки по периметру плиты;
  • гидроизоляция рулонным материалом;
  • монтаж армокаркаса, закладка коммуникационных линий;
  • связка арматуры буронабивных опор и будущей монолитной плиты;
  • заливка рабочего пространства раствором уход за бетоном.

На участках с низкой несущей способностью, а также при строительстве сооружений, которые оказывают неравномерные нагрузки на опорную площадь основания, оправдана закладка монолитной ребристой плиты на буронабивных опорах.

Ребра жесткости в данном случае представляют собой фрагменты мелкозаглубленной ленты под несущими стенами сооружения, которые вместе со сваями являются опорой для монолита.

Расценки

Построить фундамент на буронабивных столбах можно своими руками, что позволяет существенно сэкономить. Однако ошибки при реализации технологии непременно скажутся на надежности силовой конструкции и долговечности самого сооружения. Не имея опыта в фундаментных работах, а также в проектировании подобных сооружений, стоит доверить работу профессионалам.

Также необходимо учитывать, что своими руками удобно закладывать опорные элементы диаметром до 300 мм и глубиной до 1,5–2 м, что обусловлено возможностями ручного бура и простейшими установками для устройства шурфов.

Среднерыночные цены на работу подрядчиков представлены в таблице ниже:

Диаметр сваи, мм Стоимость работ, руб./м
150 1980
180 2150
200 2230
220 2400
250 2450
300 2300
320 3220
350 3450
400 3700
426 3900
450 3950
500 4210
530 4375
550 4450
600 5280
620 5450
800 6435
1000 7410
1200 9550

Стоимость закладки буронабивных свай будет определяться объемом и сложностью работ, а также особенностями технологических процессов (закладные или извлекаемые обсадные трубы, расширенная пята или одинаковое сечение по всей длине сваи и т.д.).

Дополнительная информация о возведении основания на буронабивных сваях

Заключение

Буронабивной фундамент способен выдерживать значительные нагрузки, что расширяет его сферу использования. Однако проконтролировать окончательное качество силовой конструкции достаточно сложно. Чтобы обеспечить запас прочности и продлить срок службы сооружения, возводят на буронабивных опорах ленточный ростверк или монолитную плиту.

Несмотря на доступность технологии, необходимо учитывать установленные требования и грамотно провести ряд расчетов. При возведении сооружений первой степени ответственности доверить строительство буронабивного фундамента лучше практикующим инженерам и конструкторам.

Технология устройства буронабивных свай

При строительстве любого здания достаточно важным моментом является правильный выбор типа фундамента. Во многом это зависит от особенностей почвы на участке строительства и плотности застройки. При большой вероятности сдвига грунта или при плотной застройке территории рекомендуется устанавливать фундамент из буронабивных свай в обсадных трубах.

  • Устройство буронабивных свай
  • Особенности использования буронабивных свай
  • Способы погружения обсадной трубы
  • Технология устройства буронабивных свай с использование обсадной трубы
  • Преимущественные моменты технологии

Устройство буронабивных свай

Чтобы сделать правильный и качественный фундамент с использованием названной выше технологии, необходимо знать, что такое буронабивные сваи. Кстати, ранее мы рассказывали, как сделать буронабивные сваи своими руками.

Буронабивные сваи – это сваи, забитые по особой технологии, которая предполагает бурение скважины и ее последующую заливку бетонным раствором с обязательным армированием металлическими прутьями. При строительстве частных загородных домов на участках с преобладанием слабого осыпающегося грунта в скважине дополнительно обустраивают опалубку (узнайте больше о том, как сделать опалубку вокруг дома). Если грунт устойчивый и плотный, а риск осыпания стенок опалубки минимален, то опалубку можно не устанавливать. При строительстве жилых домов или других зданий в больших масштабах во внимание принимаются соответствующие нормы и правила, поэтому в качестве опалубки используются обсадные трубы. В любом случае буронабивная свая представляет собой армированное бетонное тело.

Чаще всего армирование конструкций выполняется каркасами заводского производства продольно-поперечного типа. Горизонтальные элементы выполнены из рифленой арматуры диаметром от 12 до 20 мм, для изготовления вертикальных перемычек используется гладкая арматура диаметром от 8 до 15 мм. Сборка каркаса осуществляется с использованием электродуговой сварки. Готовое изделие покрывают составом, который предотвращает образование очагов коррозии на поверхности металла.

Для создания бетонного тела используется бетон марки М200-М300. Особенностью таких смесей является морозостойкость до 200 циклов замерзания и оттаивания и высокий класс водонепроницаемости.

Отличительной особенностью буронабивных свай является отсутствие ограничений по нагрузке. Несущая способность опоры определяется габаритами сваи и составом грунта ( потребуется геологическое исследование грунта под фундамент). Например, свая диаметром 10 см, установленная на гравелистом или песчаном грунте, способна нести нагрузку от 150 до 270 кг. Свая диаметром 50 см на аналогичном типе грунта выдерживает нагрузку от 5 до 9 тонн. При строительстве на участке с преобладанием мелкого водонасыщенного грунта одна свая диаметром 10 см может держать вес до 250 кг, в то же время свая диаметром 50 см способна противостоять нагрузке до 12 тонн.

В зависимости от конструкции буронабивные сваи делятся на два вида:

  • Сваи цилиндрической формы. Ствол в этом случае имеет одинаковое сечение по всей длине.
  • Сваи с расширенной опорной подошвой характеризуются большим диаметром трубы в нижней части. В этом случае конструкция отличается повышенной устойчивостью в грунте и большой грузонесущей способностью.

Разновидности буронабивных свай

Особенности использования буронабивных свай

По технологии обустройства буронабивные сваи делятся на несколько видов:

  • Опоры, формирующиеся без оболочки.
  • Опоры с постоянной оболочкой.
  • Опоры с извлекаемой оболочкой.

Первый вариант используют на плотных устойчивых грунтах, которые характеризуются тугопластичностью и твердостью. Чаще всего в таких местах риск осыпания грунта сводится к минимальному значению. Особое внимание следует уделить при этом общей протяженности сваи, она не должна превышать 30 метров.

Второй вид буронабивных свай подходит для строительства на глинистом и песчаном грунте или с преобладание супесей и высоким уровнем грунтовых вод. Советуем также ознакомиться с нашей статьей на тему: как построить фундамент на песчаном грунте.

Третий вариант идеален для проблемных грунтов с высоким риском осыпания стенок скважины. Установка обсадной трубы в этом случае предотвращает обрушение стенок и защищает полость от грунтовых вод. Буронабивные сваи с обсадной трубой устанавливают на местности, где имеют место оползневые грунтовые явления. Также названную технологию рекомендуется использовать в регионах, где грунт характеризуется сложным геологическим составом. Оптимальным вариантов можно назвать фундамент на буронабивных сваях в условиях повышенной стесненности.

Способы погружения обсадной трубы

Обсадные трубы погружают в грунт несколькими способами:

  • Ударное бурение предполагает погружение трубы в процессе бурения скважины. В зависимости от характеристик грунта труба может идти впереди забоя или после него. Наращивание обсадной трубы осуществляется по необходимости.
  • Вращательное бурение предполагает первоначальное прохождение скважины на длину одной секции и последующую установку трубы. Далее выполняется бурение следующего участка по аналогичному принципу и установка дополнительной секции обсадной трубы.

Этот процесс мы детальнее рассматривали в статье «Бурение скважин под сваи: техника и технология».

Технология устройства буронабивных свай с использование обсадной трубы

Монтажные работы по обустройству буронабивных свай с обсадными трубами требует предварительной подготовки необходимого оборудования и материалов. В частности речь идет о следующем:

  • Оборудование для бурения скважин.
  • Автоматизированная бетономешалка.
  • Глубинный вибратор для уплотнения бетонного раствора внутри обсадной трубы.
  • Устройство, с помощью которого будет осуществляться погружение и извлечение обсадной трубы.
  • Армирующий каркас из металлических прутьев (читайте также про армирование буронабивных свай).
  • При необходимости деревянные доски, из которых можно соорудить желоб для подачи бетонного раствора внутрь обсадной трубы.

При недостаточном бюджете на строительство можно использовать ручные приспособления для бурения скважин и погружения обсадной трубы. Однако следует учесть, что в таком случае придется потратить много сил и времени.

Использование обсадной трубы

Все строительные процессы выполняются в несколько этапов. В случае с обустройством буронабивных свай все действия выполняются в определенной последовательности.

На первом этапе выполняется разметка свайного поля. Вначале определяют расположение угловых скважин, далее выполняют разметку торцевых стен. Чтобы правильно вывести прямой угол между стенами, можно воспользоваться правилом «египетского треугольника». В этом случае необходимо отмерить по одной грани 3 метра, по другой – 4 метра. Для получения угла 90 0 расстояние между этими точками должно составлять 5 метров. Также проверить правильность углов можно сверкой диагоналей, они должны быть равными.

Далее процесс предполагает доставку и установку оборудования, с помощью которого будет осуществляться бурение скважин.

Непосредственно процесс установки буронабивной сваи предполагает выполнение следующих действий:

  1. С помощью специального бурового оборудования бурят скважину заданной ширины и глубины.
  2. Используя другое оборудование, обсадную трубу погружают в грунт до определенной отметки. Если труба имеет недостаточную длину, то ствол наращивают аналогичным элементом. При этом в большинстве случаев используется резьбовое соединение.
  3. Грунт, осыпавшийся в полость трубы, извлекают.
  4. Внутрь обсадной трубы помещают заранее подготовленный каркас из арматурных прутьев.
  5. Полученную конструкцию набивают бетонной смесью с помощью специального подающего канала бетоносмесителя. Подача бетона осуществляется определенными порциями и сопровождается постоянной трамбовкой смеси. Это необходимо для удаления воздушных пузырьков из бетона.
  6. Завершающим процессом является посекционным извлечением обсадной трубы. В процессе подъема обсадной трубы происходит одновременное уплотнение бетонной массы благодаря ее возвратно-поступательным движениям.

Преимущественные моменты технологии

Установка буронабивных свай с извлекаемой обсадной трубой имеет несколько преимущественных моментов:

  • Скважина быстро и качественно набивается бетонным раствором.
  • Все проводимые мероприятия на любом этапе работ полностью безопасны.
  • Буронабивная свая характеризуется достаточно высоким несущим потенциалом.
  • Установка подобного вида опор может осуществляться в слабом грунте с высоким насыщением воды. При этом стенки скважины полностью защищены от осыпания грунта.
  • Использование технологии с обсадными трубами позволяет четко контролировать рабочий процесс на всем его протяжении, а также сопоставлять проектные геологические и инженерные условия с реальными значениями. в частности речь идет о возможности контроля над процессом бурения при достижении плотных несущих слоев грунта.
  • Подобная технология дает возможность в процессе бурения скважины доставать крупные камни и валуны.
  • При обустройстве буронабивных свай с обсадными трубами вибрационные и динамические колебания почвы полностью исключаются.
  • Эксплуатация опор, установленных по рассматриваемой технологии, возможна в любых климатических условиях.

Установка буронабивных свай

Установка буронабивных свай с использование обсадных труб является одной из высокоэффективных технологий. С ее помощью возводятся надежные, крепкие и долговечные конструкции.

Буронабивные сваи: технология устройства, типы, виды, характеристики

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:

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 – установка арматурного каркаса; 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.

Читайте также:
Вентилируемый фасад из дерева или под дерево: виды и способы монтажа
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: