Устройство буронабивных свай – технологии, виды и характеристики

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, ммПлощадь опоры, см²Несущая способность, кгОбъем бетона, м³Количество вертикальных прутков арматуры, штРасход арматуры, пог. м
15017710620,035437
20031418840,062849
25049129460,0982410
30070742420,1414614
400125675360,2512818

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:

Глава VI. БУРОНАБИВНЫЕ СВАИ. СТЕНЫ В ГРУНТЕ

§ VI.1. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ

VI.1.1. Общие сведения

В СССР фундаменты на буронабивных сваях применялись до недавнего времени в основном в мостостроении и портовом строительстве, однако в последние годы они получают все более широкое распространение в промышленном и гражданском строительстве.

В соответствии с технологией изготовления выделяются три основные группы (типа) буронабивных свай:

  • – устраиваемых в сухих и маловлажных связных грунтах, не требующих специальных мероприятий по креплению стенок скважин;
  • – изготовляемых в несвязных, слабых и обводненных грунтах, стенки скважин которых удерживаются от обрушения избыточным давлением воды или глинистым раствором;
  • – сооружаемых в аналогичных грунтовых условиях с креплением стенок при помощи обсадных труб (неизвлекаемых или инвентарных).

VI.1.2. Технология изготовления буронабивных свай в связных сухих и маловлажных грунтах

В сухих и маловлажных грунтах, например лессовых, буронабивные сваи устраиваются при помощи буровых агрегатов, снабженных рабочими органами, действующими по принципу вращательного бурения (шнековая колонна или ковшевой бур), разбуривающими в грунте скважину необходимого диаметра и глубины в зависимости от требований проекта и применяемого оборудования. Устье скважины обсаживается для предотвращения обрушения грунта металлическим патрубком. Бурение производится с периодической выдачей грунта на поверхность в отвал, с последующей погрузкой его в автотранспорт.

После достижения забоя скважины проектной отметки в необходимых случаях в нижней части или по длине скважины устраиваются уширения разбуриванием полости при помощи специального приспособления — уширителя. По окончании бурения скважина освидетельствуется, и после ее приемки в необходимых случаях в нее устанавливается арматурный каркас и производится бетонирование.

По окончании бетонирования скважины голова сваи формуется в специальном инвентарном кондукторе.

Наиболее часто по этой технологии изготовляются буронабивные сваи диаметром 400, 500, 600, 1000 и 1200 мм и длиной до 30 м. Буронабивные сваи этого типа нашли широкое применение в промышленном и гражданском строительстве .

Егоров А.И., Рогачевскии Л.И. Применение буровых свай большого диаметра в промышленном и гражданском строительстве. Основания и фундаменты. V сборник КИСИ

Схема изготовления буронабивных свай по описанной технологии приведена на рис. VI-1.

Рис. VI-1. Технологическая схема устройства буронабивных свай без применения обсадных трубVI.1.3. Технология изготовления буронабивных свай с креплением стенок скважин от обрушения избыточным давлением воды или глинистым раствором

Указанная технология изготовления буронабивных свай используется при устройстве их в неустойчивых обводненных грунтах.

Бурение скважины осуществляется вращательным способом, однако в случае необходимости проходки скальных включений и прослоек могут быть применены сменные рабочие органы ударного типа (грейферы, долота). Стенки скважины в этом случае удерживаются от обрушения глинистым раствором или избыточным давлением столба воды в скважине. Массовое устройство буронабивных свай связано с необходимостью готовить и транспортировать большие объемы глинистого раствора, а затем либо восстанавливать, либо удалять со строительной площадки использованный раствор. Это создает определенные затруднения в проведении работ в зимних условиях, кроме того, при устройстве буронабивных свай с применением глинистого раствора затруднен контроль качества бурения скважин.

Принцип крепления стенок скважин избыточным давлением столба воды, залитой в скважину выше уровня грунтовых вод, состоит в том, что избыточный напор создает гидродинамический поток воды из скважины в окружающий грунт. При этом возникают силы, препятствующие обрушению и оплыванию стенок скважины. Необходимым условием производства работ этим методом является превышение уровнем воды в скважине уровня грунтовых вод. Величина превышения должна быть, как правило, не менее 3 м.

Описанный метод крепления стенок скважин от обрушения наиболее прост, однако является менее надежным, сложен в зимних условиях, требует безукоризненной организации работ.

По окончании бурения скважин и зачистки забоя в нее устанавливается арматурный каркас и скважина бетонируется. Бетонирование осуществляется методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). При бетонировании под водой применяют бетонолитные трубы с герметичными быстроразъемными стыками.

Бетонирование и формование головы свай производится так же, как и бетонирование свай в сухих грунтах.

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.

Рис: Бурение с применением обсадной трубы

Важно: в процессе бурения шнековая колонна вращается внутри обсадной трубы. Сама обсадка углубляется за счет выемки грунта из под ее стенок, под воздействием собственного веса и прикладного воздействия вибрационного блока, оказывающего на трубу возвратно-поступательные нагрузки

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.

Рис: Установка арматурного каркаса в скважину

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).

Рис: Заполнение скважины под буронабивную сваю бетоном

Виды ростверка и его устройство

Фундамент ростверк, как правило, можно выполнить либо в виде ленты, либо в виде плиты. Если плитный ростверк будет объединять оголовки каждой сваи, то ленточный – оголовки только рядом стоящих свай, расположенных под стенами конструкции.

Специалисты буровой для устройства ростверка могут применять различные материалы: сталь, дерево, сборный или монолитный железобетон. Металл применять мы не рекомендуем, поскольку его расход в этом случае довольно велик.

Для устройства металлического ростверка нельзя обойтись без крана и последующей антикоррозийной обработки. Наиболее практичным и технологически выгодным и недорогим вариантом мы считаем монолитный ростверк из железобетона.

Буронабивные сваи с ростверком – наиболее популярный вариант при строительстве

Так как сваи в целом являются весьма недорогим материалом для укрепления фундамента (они намного дешевле, чем основательный монолитный и ленточный фундамент), стоит также отметить и то, что у таких свай большая несущая способность.

Одна свая способна выдержать порядка 1600 килограмм, а для того, чтобы укрепить фундамент дома достаточно около 30-50 свай размером 1600 килограмм.

Располагаются буронабивные сваи с любым видом ростверка ниже уровня, на котором промерзает грунт и после этого обязательно заключаются в «рубашку», то есть в два слоя рубероида. Такая рубашка значительно снижает давление на сваи в морозные дни, когда из-за него сваи выталкиваются наружу, а также надежно гидроизолирует.

Этапы строительства фундамента на основе буронабивных свай с ростверком

Мы гарантируем неизменно качественные работы независимо от времени года, а когда речь заходит о строительстве фундамента свайно-ростверкового типа, устройство его будет происходить следующим образом:

  1. Мы установим опалубку поверх свай.
  2. Затем установим арматурный каркас внутри опалубки.
  3. После этого можно заливать ростверк бетоном (здесь стоит отметить, что технология заливки аналогична той, что применяется в случае с ленточным фундаментом).
  4. Высотка ростверка должна быть в идеале не менее 30 сантиметров, а в ширину конструкция должна быть немного больше, чем толщина стен здания, то есть около 40 сантиметров.

Важно отметить, что фундамент на буронабивных сваях не потребует большого количества земляных работ, а также времени и затрат. Если вы остановите свой выбор именно на таком способе постройки, то получите качественный и надежный фундамент, отвечающий всем современным требованиям. Типы свайно-ростверкового фундамента

Типы свайно-ростверкового фундамента

Есть две разновидности такого фундамента: с заглубленным ростверком и с висячим ростверком. Позвоните нам или оставьте сообщение в форме обратной связи, если желаете получить исчерпывающую консультацию относительно конкретно вашего случая.

Как правило, с висячим ростверком получается фундамент, идеально подходящий не только для легких каркасных домов из дерева, но и для тяжелых, с более мощными конструкциями.

Фундамент на сваях с заглубленным ростверком рекомендуется для деревянных домов, стены которых будут выполнены из брусьев толщиной до трехсот миллиметров. Но также этот вариант прекрасно подойдет, если планируется строительство дома из кирпича или монолитных домов.

Виды свай

Основное назначение свай — воспринимать на себя нагрузку от строения и передавать ее на грунт.

Они представляют из себя длинные стержни из различных материалов, которые устанавливаются в землю. Сваи классифицируются по следующим признакам:

Существуют деревянные, бетонные, железобетонные и металлические сваи.

Сваи бывают винтовые, забивные, буронабивные, вибро погружаемые, вдавливаемые.

По взаимодействию с грунтом

Сваи могут передавать нагрузку на скальный грунт напрямую – тогда их называют сваи-стойки, либо же с помощью силы трения распределять вес здания – это делают висячие сваи.

По способу устройства (способы погружения)

  • забивные — самый отработанный с точки зрения технологии и наиболее широко распространенный в России; сюда же можно отнести забивку свай с использованием метода лидерного бурения. Эти сваи погружаются в грунт с использованием специального оборудования – пневматических молотов. Сначала проводятся расчеты по глубине погружения стержня, силе удара и времени работы. После этого она устанавливается перпендикулярно поверхности грунта и погружается в землю посредством ударов по ней.
  • Буронабивные сваи изготовляемые на заводе или на самой площадке и погружаемые в грунт устанавливаются по схожему с набивными сваями принципу, однако разница в том, что скважина заполняется бетонным раствором одновременно с ее разработкой. После того, как выемка заполнена, туда помещается арматурный каркас. Главное преимущество этого типа свай – высокая скорость изготовления.
  • погружаемые методом ввинчивания  отличаются типом наконечника (литые и сварные) и некоторыми конструктивными особенностями для применения на разных грунтах
  • буро-набивные (устраиваемые прямо в грунте  в заранее пробуренной скважине) организуются при помощи бурения на нужном месте глубокой выемки, погружения в нее арматурного каркаса и последующего нагнетания бетона в получившуюся конструкцию. Чаще всего имеют цилиндрическую форму.
  • вибро погружаемые —  использующие свойство грунта изменять свою структуру при вибрационном воздействии; устанавливается при помощи воздействия вибрации на почву и грунт. Под таким воздействием он изменяет свою структуру, и конструкция медленно погружается вниз. Требует специфического и недешевого оборудования
  • вдавливаемые — способ, разработан для погружения свай рядом с эксплуатируемыми строениями; при этом исключено вибрационное влияние на их фундаменты. Используются в местах, где вибрация почвы может нарушить целостность фундаментов других зданий. Технология установки этих стержней подразумевает их вдавливание в почву при помощи специального оборудования, при этом воздействие вибрации на землю нивелируется.
  • комбинированный способ

По материалам изготовления сваи делятся на:

  • железобетонные,
  • деревянные,
  • бетонные,
  • стальные,
  • комбинированные

Возможные конструкции свай (виды и типы)

  • квадратные,
  • трубчатые,
  • прямоугольные
  • многоугольные,
  • с уширением и без него,
  • цельные и составные,
  • призматические 
  • конические,
  • сплошного сечения
  • пустотелые,
  • винтовые 
  • сваи-колонны

Основные конструкции железобетонных свай:

 Применение каждого типа сваи выбирается в соответствии с грунтами и проектной документацией.

Чаще всего они имеют прямоугольное и квадратное сечение. Кроме того, иногда внутри них есть полость в форме цилиндра. Их главное отличие в том, что монолитная свая цельная и имеет неизменимую длину.

Данный тип свай отличается возможностью собирать из нескольких небольших свай одну длинную. Они представляют из себя блочные железобетонные конструкции, которые соединяются между собой. 

По характеру службы  (передача нагрузки на основание)

  • сваи-стойки (передают нагрузку  концами на твердый   несжимаемый грунт),
  • висячие сваи (передающие нагрузку за счет трения грунта по боковой поверхности сваи)

Наша компания осуществляет погружение свай методом забивки, включая и способ с использованием лидерного бурения скважин под сваи.

Этот метод позволяет снизить не только уровень воздействия вибрации на соседние здания до безопасного, но и значительно облегчить процесс забивки, помимо этого лидерное бурение повышает точность погружения свай. 

При проведении работ мы используем высокопроизводительную технику:

КГ-12МУзнать ценуУСАУзнать ценуБМ-811Узнать цену

sdfsdfsdf

Буроинъекционные сваи

По своей сути буроинъекционные сваи ничем не отличаются от буронабивных. Разница лишь в технологии устройства. При буроинъкционном методе устройства свай бурение выполняется шнеком (буром) с осевой продольной полостью. После погружения бура на проектную отметку его начинают извлекать из скважины с одновременной подачей бетонной смеси под давлением. По окончании извлечения бура (шнека) получают скважину, заполненную бетоном. На завершающем этапе в неё вдавливается арматурный каркас.

Этапы технологии устройства буроинъекционных свай.

При такой методике к бетону предъявляют повышенные требования в части его состава и подвижности. Более жестким должен быть и каркас. Эти сложности с лихвой окупаются тем, что в данном случае можно избежать необходимости применения дорогостоящих обсадных труб. Их «извлекаемость» – хороший предлог для широкой дискуссии. В грунтах мягкопластичной консистенции после срока, необходимого для набора бетоном прочности, происходит «налипание» массы грунта на внешние стенки трубы, в результате чего извлечение по факту зачастую становится либо невозможным, либо требует очень мощного крана.

Вследствие необходимости бетононасоса и применения бура (шнека) с осевой полостью, этот «подвид» свайной технологии не нашел широкого распространения в частном строительстве.

Монтаж буронабивных свай

Строительство свайного фундамента позволяет исключить земельные работы, что значительно ускоряет строительство. Применяются при строительстве промышленных и гражданских объектов, не подходят для построек, в которых планируется возводить под домом подвал. О том, как происходит монтаж свай, смотрите в этом видео:

Представляет собой сваи, погруженные в грунт и объединенные между собой бетонными балками или плитой.

Технология устройства буронабивных опор


Согласно СНиПа 2.02.03-85 применяются следующие методы устройства буронабивных опор:

  • буроинъекционное строительство основано на методе нагнетания мелкодисперсного бетона в заранее подготовленную скважину. Инъекционным способом устанавливаются сваи диаметром до 250 мм.
  • обустройство свай диаметром более 800 мм основывается на принципе погружения сердечника в шахту, частично заполненную раствором из цемента и песка;
  • сплошное бетонирование скважины с расширением нижней части;
  • погружение с использованием вибрационного сердечника, полой обсадной трубы с наваренной пяткой в виде конуса и набивания ее бетоном;
  • сплошное бетонирование производится как с использованием опалубки, так и без нее. В случае использования опалубки извлекается по окончанию работ.

Этапы монтажа буронабивных опор


Перед бурением сделайте разметку расположения свай Установка буронабивных свай происходит в следующей последовательности:

  1. Согласно проекту отмечаются места расположения свай.
  2. Бурится скважина по технологии: первые 1500-2000 мм почвы выбирается буровой насадкой, далее бурение проводится с использованием шнека.
  3. На дно будущей сваи насыпают слой песка толщиной 300-400 мм, песчаная подушка способствует повышению несущих свойств.
  4. Затем, используя кран, в скважину вводят металлический арматурный каркас. Он изготавливается из вертикальных прутьев диаметром 1-1,6 см с горизонтальной обвязкой.
  5. Скважина заполняется бетоном, вследствие чего обсадная труба по мере наполнения раствором поднимается к поверхности. Беспрерывно вводится раствор бетона до полного заполнения скважины.
  6. Обсадная труба удаляется, формируется голова сваи. О том, как бетонируют буронабивные сваи с рубероидной рубашкой смотрите в этом видео:

Чаще всего сваи монтируют через одну рядом стоящую опору, каждую из которых обустраивают только после того, как предыдущая затвердела на 25%.

Этапы монтажа опор с использованием раскатчика


Раскатчик устанавливают на нижний край бура Возведение буронабивных свай с помощью раскатчика относится к нетипичным элементам строительства фундамента, которое осуществляется в следующей последовательности:

  1. На нижний край бура устанавливают раскатчик, являющийся аналогом воронки, выполненной в форме конуса. Раскатчик опускается на необходимую глубину, затем приступают к обустройству скважины методом вдавливания почвы в стенки скважины.
  2. Когда отверстие под сваю готово, вал вынимается, а раскатчик остается внутри и служит пятой будущей опоры.
  3. Погружаются трубы, которые выполняют функцию опалубки.
  4. В них устанавливают металлический каркас, выполненный в форме цилиндра.
  5. Полость заливается бетонным раствором.

Монтаж свай с применением полого шнека


Полый шнек Обустройство опор с использованием полого шнека предполагает сборку надежной конструкции любой необходимой глубины залегания опоры. Этапы устройства свай:

  1. Полый бур с рабочего торца закрывается забурником, с помощью него в грунте бурится отверстие под опору. До необходимой длины бур наращивается с помощью специальных вставок.
  2. Когда бур достигает проектной глубины, начинается подача бетона. Буровую установку включают на реверс, по мере наполнения скважины бетоном бур выкручивается, поднимаясь на поверхность.
  3. С помощью вибровдавливателя в свежий бетонный раствор погружают стальной каркас.

Что нужно знать при работе с глинистым раствором


Отработанный раствор глины уходит по желобам к отстойнику Для приготовления глинистого раствора применяются смесители, грязевые насосы, отстойники для чистой и отработанной смеси.

Используется только плотная бентонитовая или местная комковая глина.

Для предохранения строительной площадки от загрязнения по ее периметру устанавливаются желоба, изготовленные из древесины, с уклоном 1:100.

По этим желобам подается к отстойнику отработанный раствор, выходящий из скважины.

Буровые сваи в условиях плотной застройки

Основное применение буронабивных свай — устройство фундаментов высотных зданий в густо застроенных центральных районах городов. Этот метод обеспечивает необходимую несущую способность. Но главное, исключает вибрацию грунта, свойственную забивке. И в какой бы сложной градостроительной обстановке не возводилось новое здание — применение буронабивной технологии позволяет с высокой точностью обойти уже существующие подземные коммуникации.

Здесь то на помощь приходит технология выполнения буронабиввых свай прямо по месту расположения, предлагающая щадящий способ устройства свай с наименьшим уровнем динамических воздействий на почвы по всей проектной глубине. Бурение скважин под сваи не нарушает структуру прилегающих грунтовых слоёв, т.к. отсутствуют ударные динамические воздействия, а вибрация минимальна. Этим достигается сохранение природной крепости и возможность использования прочностных свойств грунта в их полном объёме.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий