Буронабивной фундамент с ростверком
Ширина ростверка определяется планируемой шириной стен. Для лёгких каркасных или деревянных домов в качестве используемого для обвязки материала может использоваться уголок, швеллер или брус. Для этого в местах расположения столбов в опалубке бетонируются небольшие столбики высотой около 10 см, с армированием сеткой, соединённой с арматурными выпусками свай. При применении металлической обвязки рекомендуется закладка по верху бетона закладных стальных пластин для приварки к ним деталей ростверка. Верх столбиков должен быть строго на одном уровне. При укладке деревянных брусьев на столбики подкладывается рубероид. Ростверк возводится по установленной технологии, детально описанной в соответствующих инструкциях.
Монолитный фундамент на буронабивных сваях устраивается по обычной технологии монолитных ленточных или плитных конструкций. В последних ростверк получается низким, его даже немного заглубляют в грунт с устройством подстилающих слоёв песка и щебня. Часто поверх ещё укладывается тощий бетон. Армирование плиты выполняется с обязательной стыковкой рабочей, расположенной в нижней сетке, арматуры с выпусками арматурных выпусков из столбов.
Если ростверк сооружается в виде монолитного железобетонного пояса, обычно под тяжёлые кирпичные стены, то он может располагаться на высоте до 40 см или непосредственно по песчано-щебёночной подушке в виде ленты. Бетонирование таких лент осуществляется в опалубке с армированием каркаса из двух сеток и обязательной связкой с выпусками арматуры из столбов.
Реже выполняется монтаж буронабивного фундамента с ростверком из сборных железобетонных элементов с арматурными выпусками. Детали укладываются между сваями со стыковкой арматуры железобетонных балок и каркасов столбов. Перед этим происходит их тщательное выравнивание по горизонтали. Стыки омоноличиваются в деревянной опалубке.
Стоит отметить существенный недостаток таких фундаментов — невозможность устройства подвальных помещений.
После возведения свайного ростверка и полным затвердением бетона приступают к дальнейшим работам по устройству стен.
Особенности
Технология предусматривает наличие отдельно стоящих опор и связующего элемента – ростверка. Глубина заложения свай зависит от геологических условий на участке и конструктивных особенностей здания. Бурение скважин на большое расстояние позволяет увеличить площадь соприкосновения опоры здания с грунтом. За счет этого увеличивается трение. Такие фундаменты способны выдерживать большие нагрузки.
Устройство буронабивных свай обладает одним серьезным недостатком: все опоры работают по отдельности. Такой вариант увеличивает вероятность неравномерных осадок, которые опасны практически для всех видов зданий. Чтобы предотвратить разрушение стен, предусматривают железобетонный ленточный ростверк. Его армирование позволяет хорошо воспринимать изгибающие нагрузки и объединять все опоры в один фундамент. Технология изготовления ростверка может быть различной в зависимости от геологических условий.
Особенности установки буронабивных свай под каркасный дом
На первом этапе, при устройстве подобных свай бурятся скважины. Для того, чтобы определиться с необходимой глубиной бурения, анализируется грунт в предполагаемом месте строительства. Бурится скважина на 1.5 метра. В полученые скважины, строители устанавливают объемный каркас, для которого используется вязаная или сваренная арматура. В некоторых проектах в ход идут металлические прутья, заменяемые объемную арматуру, хоть это и влияет на параметры самих свай.
Как только арматура будет размещена, в скважину опускается опалубка, состоящая из обсадной трубы. Ее задача – обеспечить правильное распределение бетона. Опалубка также необходима для того, чтобы защитить сваю от возможных плывунов. После этого сваи подрезаются под один уровень и заливаются бетоном. Как только все сваи будут заполнены, бетон уплотняется вибрациями. После этого необходимо выждать несколько дней для полного застывания бетона, чтобы была возможность продолжать строительный процесс.
С первого взгляда может показаться, что это достаточно простая технология, но на самом деле в ней кроется множество нюансов, о которых знают лишь специалисты, работающие в данной области.
Виды свай
Существует несколько классификационных признаков буронабивных свай.
Так, по особенностям конструкции они делятся на:
- цилиндрические сваи. Имеют форму правильного цилиндра и сечение, одинаковое на всю длину конструкции;
- сваи с опорной подошвой. Главный характерный признак – больший диаметр нижней части сваи. Подобные конструкции имеют несколько большую устойчивость и несущую способность.
По технологии обустройства буронабивные сваи делятся на:
- сваи, выполненные без оболочки. Данный вариант может применяться только в условиях крайне устойчивых и не склонных к обрушению или осыпанию грунтов, а также тогда, когда уровень грунтовых вод минимален;
- сваи, выполненные с применением извлекаемой или несъемной оболочки. Может применяться практически везде, в большинстве случаев используется съемная или извлекаемая оболочка в виде обсадной трубы.
Достаточно часто буронабивные сваи используются в комбинированных фундаментах совместно с последующим устройством ростверка. По месту его расположения разделяют фундаменты:
- с низким заглубленным в почву ростверком. Обычно опускаются в грунт ниже уровня промерзания, благодаря чему приобретают повышенную несущую способность;
- с обычным ростверком, находящимся прямо на грунте;
- с высоким ростверком, понятым над поверхностью земли. Высота подъема может варьироваться и составлять 20-30 см. Часто применяется при строительстве частных домов на сложном рельефе местности.
Пример выполнения буронабивных свай с ростверком приведен на следующем видео:
Достоинства фундамента на сваях
Использование буронабивных свай при устройстве фундамента позволяет получить ряд преимуществ:
низкая стоимость работ при одновременно высокой несущей способности и надежности конструкции;
возможность применения практически на любом типе грунта;
длительный срок эксплуатации (не менее 100 лет);
возможность проведения работ в сжатые сроки и даже в холодное время года (при использовании специальных добавок в процессе бетонирования);
отсутствие динамически нагрузок на грунт, что позволяет использовать технологию рядом с существующими зданиями и сооружениями или для усиления требующих этого конструкций фундамента;
возможность сохранить существующее благоустройство в виду отсутствия применяемой тяжелой техники (при частном строительстве)
Также важно то, что при этом варианте возможно выполнение работ своими руками, без привлечения профессиональных строителей.
Перечисленными плюсами достоинства технологии возведения фундаментов с использованием буронабивных свай не исчерпываются, однако и этого перечня достаточно для того, чтобы понять причину популярности данной технологии.
Недостатки фундамента
Как и у любой применяемой технологии, у буронабивных свай также присутствуют определенные минусы:
- относительно большой перерасход бетона, связанный с тем, что почва рядом с изготавливаемыми сваями не уплотняется;
- большое количество трудоемких ручных процессов и достаточно серьезная технологическая сложность производства работ;
- необходимость тщательного контроля над всеми этапами изготовления буронабивных свай;
- сильная зависимость несущей способности свай от качества бетона и свойств грунта (информацию о качестве бетона, а также дополнительным требованиям к бетону и его наполнителям можно узнать из этой статьи), что приводит к заложению дополнительного запаса по надежности и, соответственно, еще большему расходу бетона.
Частичная и полная опалубочная конструкция
Обустройство опалубки буронабивного основания строения
Далее, выполняется установка опалубки в пробуренную скважину. Но, ее функцию может выполнять сам грунт, если он достаточно плотный и не обсыпается. Тогда выставляется только верхняя часть опалубочной конструкции для выполнения оголовков свай.
Итак, опалубкой может быть сам грунт, пробуренный наконечником в 200−250 мм на 90 и до 150 мм в глубину, с принятым в расчет состоянием почвы. Если же вследствие особенностей почвы ее приходится раскапывать, то в качестве опалубки можно брать металлические или асбестоцементные трубы соответствующего сечения. При устройстве буронабивного основания своими руками, можно свернуть рубероид, превратив его в подобие трубы.
Этот чехол специалисты называют «рубашкой», которую советуют делать на всю глубину сваи. Аргументация выполнения этого действия следующая. Приподнимающийся грунт «скользит по установленной защите или приподнимает его, оставляя само основание неподвижным». Помимо этого, «рубашка» не дает цементному молоку стечь в грунт, соответственно, не снижаются прочностные характеристики бетона.
При сооружении каркаса нужно принять меры, которые не допустят его сдвига и соприкосновения арматуры с почвой. Для этого можно своими руками установить временные деревянные подпорки или клинья. Их можно будет удалять по мере заполнения скважины.
Перед укладкой бетона требуется выполнить расчет отметки нижнего края ленточного фундамента, или, говоря по-другому, ростверка. Для этого потребуется использование нивелира или строительного гидравлического уровня.
Технология монтажа буронабивных свай: пошаговая инструкция
Подготовка местности и разметка будущего фундамента
Подготовка заключается в расчистке участка от мусора, снятии растительного слоя почвы. При необходимости производится подсыпка и утрамбовка грунта. Разметка выполняется в соответствии со схемой установки буронабивных свай. Место расположения каждой скважины помечается вехой. Для того чтобы не ошибиться при разметке можно использовать доски или шнуры, которые будут имитировать будущий ленточный ростверк.
Бурение скважины
Бурение проводится ручным буром, который заглубляется на нужную глубину. При проходке грунт не выбрасывается на поверхность, уплотняясь по стенкам.
В процессе бурения необходимо контролировать, чтобы бур входил строго перпендикулярно, не отклоняясь.
После разработки скважины, диаметр которой должен быть на 5-7 см больше, чем выбранный диаметр свай, основание тщательно трамбуется. При необходимости подсыпается песчано-гравийная подушка в 10-30 см.
Установка обсадных труб
Обсадные трубы препятствуют обсыпанию стенок скважины и обеспечивают безопасное проведение работ. По технологии на плотных глинистых грунтах и суглинках трубы можно не использовать, однако при устройстве буронабивных свай своими руками рекомендуется их установить. Внутри трубы значительно проще монтировать армирующий каркас. Кроме того упрощается процесс заливки и виброутрамбовки бетонной смеси.
В качестве обсадных труб можно использовать пластиковые, металлические или асбестоцементные изделия нужного диаметра. Если финансовые возможности позволяют, то лучше купить специальные обсадные трубы для скважин, на которых имеются подготовленные стыки с удобными соединениями. Труба строго вертикально устанавливается в скважину. Если образовался зазор между стенкой трубы и скважиной, то его необходимо засыпать грунтом с уплотнением.
Армирование
Для создания армокаркаса используется арматура 12 мм. По данным таблицы 1 при строительстве коттеджа нет необходимости использовать сложный план армирования, достаточно 4 или 6 прутов арматуры. Технология связывания армирующего каркаса очень простая: стержни располагаются по кругу, образуя окружность диаметром на 3-5 см меньше, чем размер обсадной трубы. Стержни связываются проволокой. Для закрепления можно использовать хомуты. Длина каркаса = длине обсадной трубы + 30 см. Готовый армокаркас устанавливается в скважину внутри обсадной трубы и заглубляется в грунт.
Арматурный каркас не должен соприкасаться со стенками обсадных труб!
Заливка бетонной смеси
Бетон, используемый для заливки буронабивных опор должен соответствовать СНиП 2.03.01-84 и быть не ниже класса В12,5. Для массивных домов лучше использовать бетон В15. Для заливки бетона в устье скважины опускается загрузочная воронка. Если заливать смесь без воронки, то возможно появление пустот. Заливать бетонную смесь необходимо медленно, каждый слой толщиной 0,5 м необходимо уплотнять 5-10 минут при помощи глубинного виброинструмента и только после этого заливать следующую порцию. К устройству ростверка можно приступать после того, как бетон наберет прочность — через 3-7 суток.
Расчет и схема расположения буронабивных свай
l = P/Q, где
P — несущая способность 1 сваи;
Q — нагрузка на 1 пог.метр фундамента (масса дома делить на длину ростверка).
Пример расчета: Для дома весом 50 т, возводимого на глинистых грунтах на сваях диаметром 20 см потребуется 27 опор (50 000 кг/1884 кг = 26,53…).
Шаг буронабивных свай в ленточном ростверке проще вычислить, исходя из правила: расстояние между опорами должно быть не более трех их диаметров. Для свай диаметром 20 см шаг будет составлять 0,6 м. Для плотных грунтов этот показатель можно увеличить на 25%, значит, расстояние между сваями в нашем случае будет 0,8 м.
При желании более точно можно рассчитать шаг буронабивных свай по формуле: l = P/Q, где l — расстояние между сваями; P — несущая способность 1 сваи; Q — нагрузка на 1 пог.м фундамента (масса дома/ длина ростверка).
Схема расположения буронабивных свай составляется с учетом СНиП, опоры располагаются:
- по углам дома;
- вдоль несущих стен с выбранным шагом;
- под входной группой.
Дополнительно буронабивные сваи должны быть установлены под тяжелыми элементами, например камином, печью, котельной. Глубина залегания свай зависит от глубины, на которой будут обнаружены несущие грунты, если основание возводится на слабых почвах или от уровня промерзания грунта в регионе. Как правило, глубина бурения под опоры составляет 1,5-3 м.
В = М/L*R
В — ширина ленты ростверка;
М — масса дома;
L — длина ростверка;
Данная формула применима как для ростверка нулевой высоты, так и мелкозаглубленного. Висячий ростверк рассчитывается по принципиально другой технологии, которая является крайне сложной. Если вы планируете строительство дома с висячим ростверком, то расчет необходимо заказать в проектной организации.
В соответствии с вышеприведенной формулой ширина ростверка в большинстве случаев определяется в диапазоне 30-50 см. Для коттеджа достаточно среднего значения ширины — 40 см при стандартной высоте 20-50 см в зависимости от желаемого заглубления.
Расчет армирования
Буронабивные сваи должны быть усилены армированием. Диаметр арматуры зависит от массы сооружения. Оптимальный вариант для частного дома — ребристая арматура 12 мм. Зависимость размера армирования от диаметра свай можно увидеть в Таблице 1. Соединение арматуры осуществляется только специальной металлической проволокой, сварку для фундамента применять нельзя!
Если застройщик решил делать буронабивной вариант своими руками, ему нужно разобраться с особенностями проектирования такого основания. Так, буронабивные сваи монтируют рядами под всеми несущими стенами, сваи обязательно должны находиться под углами будущего дома.
Для того чтобы рассчитать диаметр свай, их количество и требуемое расстояние между ними, нужно учитывать структуру почвы, вес сооружения. Наилучшей несущей способностью отличаются полускальные и скальные почвы. Глинистые, песчаные, суглинистые грунты требуют больше свай.
Для определения веса будущей постройки нужно посчитать вес строительных материалов, используемых при ее возведении (включая кровельный «пирог»). Для этого существуют специальные справочные таблицы и СНиПы.
Чем больше будет весить дом, тем больше придется установить свай и тем меньше должно быть расстояние между ними.
Расстояние между сваями должно составлять как минимум 3 их диаметра. Если опоры будут установлены с меньшим шагом, это снизит несущую способность основания.
Что такое свайно-ростверковый фундамент
Чтобы более детально понять, что такое свайно-ростверковый фундамент, следует вспомнить устройство классического свайного фундамента. Это несущая конструкция, представленная определённым количеством свай, заглубленых в землю. Сваи заглубляются по периметру и площади будущего строения с некоторым шагом, который высчитывается исходя из проектной нагрузки.
Для обвязки свайного фундамента используется ростверк из деревянного бруса
Главный недостаток свайного фундамента — это плохое распределение нагрузки между опорами. Поэтому этот вид несущего основания используется только для небольших бревенчатых и каркасных построек.
Благодаря жёсткой связи между опорами нагрузка, оказываемая на фундамент, распределяется более равномерно. Это даёт возможность использовать свайный фундамент ростверкового типа для постройки строений из блоков и кирпича.
Как работает ростверк
Ростверк — это верхняя горизонтальная часть свайного фундамента, объединяющая несущие опоры в единую конструкцию. Этот элемент фундамента принимает и равномерно распределяет нагрузку от стен строения на опоры в виде свай. Несущие элементы в свою очередь передают нагрузку в грунт.
Высота опор свайно-ростверкового фундамента зависит от глубины промерзания грунта
По сути, основная задача ростверка — это объединение свай в единое сооружение, что значительным образом улучшает распределение нагрузки, предотвращает просадку отдельных свай в грунт, снижает риск повреждения несущих стен и других конструктивных узлов строения.
По способу исполнения ростверк фундамента может быть сборным или монолитным. Наиболее показательным примером сборного ростверка является пояс из стальных балок, которые фиксируются между собой при помощи сварки. В основном сборный ростверк применяется для нежилых построек, рассчитанных на 15–20 лет эксплуатации.
Монолитный ростверк представляет собой более цельную и прочную конструкцию, для изготовления которой используются различные материалы. Например, популярным типом монолитного ростверка является железобетонная лента. Иногда этот тип ростверка также именуется ленточным из-за некоторого сходства с одноимённым видом фундамента.
Наземный ростверк должен располагаться на песчаной подушке толщиной до 30 см
В зависимости от положения конструкции относительно грунта можно выделить следующие типы ростверка:
- висячий — располагается над поверхностью земли на расстоянии 10–15 см и более;
- наземный — ростверк лежит на поверхности земли без заглубления в грунт;
- заглубленный — нижняя часть ростверка располагается ниже уровня грунта и опирается на песчано-гравийную подушку.
При возведении жилых строений наиболее часто используется висячий или так называемый высокий тип ростверка. Расстояние между грунтом и нижней плоскостью ростверка предохраняет основную конструкцию фундамента от деформации и вырывания из особо пучинистых типов грунта.
Наличие пустоты между грунтом и полом строения позволяет подполу постоянно проветриваться, что снижает уровень влажности в помещениях дома или бани. Наземный и заглублённый ростверк применяется при постройке малоэтажных домов, когда требуется более прочное основание с повышенными теплоизоляционными качествами.
Бурение свай – назначение и последовательность действий при выполнении буровых работ
Бурение скважин под сваи – проверенный на практике технический прием, предназначенный для решения следующих задач:
- строительства новых фундаментных оснований, обладающих повышенной устойчивостью к подвижкам проблемного грунта;
- укрепления фундаментных основ ранее построенных зданий и повышение устойчивости строительных конструкций.
Серьезная особенность технологии – возможность выполнения бурильных мероприятий на протяжении круглого года. Процесс бурения не оказывает отрицательного влияния на фундаменты рядом находящихся строений. Формирование каналов в грунте и монтаж свайных опор – стадии общего процесса по созданию свайной фундаментной основы
Важно соблюдать непрерывность операции и придерживаться требований технологии
На фундаменты рядом находящихся строений процесс бурения не оказывает отрицательного влияния
Работы по бурению каналов и монтажу свай выполняются по следующему алгоритму:
- производится установка специального оборудования для буровых работ;
- выполняются мероприятия для обеспечения неподвижного состояния техники;
- бурится скважина заданной глубины и диаметра в зависимости от требований проекта;
- консервируется поверхность шурфа глиной или опускается инвентарная труба;
- устанавливается и фиксируется в пробуренном канале арматурный каркас для фундамента;
- заливается подготовленной бетонной смесью полость с арматурной решеткой.
При выполнении буронабивных мероприятий учитывайте следующие моменты:
- используйте проволоку для армирующих конструкций диаметром 8-14 мм;
- применяйте марочный бетон из цемента марки М400 или М500;
- не допускайте осыпания породы в пробуренный шурф;
- осуществляйте бетонирование на протяжении 8 часов после бурения.
Как устанавливаются буронабивные сваи
Различают три способа, которые напрямую зависят от особенностей геологических условий территории:
Сухой способ
Актуален для твердоглинистого, тугопластичного или полутвердого грунта, то есть в тех случаях, когда не требуется укреплять стенки скважины. Саму скважины пробуривают шнековой колонной или ковшовым буром. Если это требуется, нижнюю точку скважины расширяют специально предназначенными для этих целей инструментами.
Для бетонирования применяется опалубка (бетонолитные трубы), которую извлекают в процессе наполнения скважины бетоном. На последнем этапе бетонирования голову ствола формируют таким образом, чтобы зимой ее можно было утеплить.
Это важно!
Данный способ актуален для устройства свай глубиной до 30 метров. Однако, если территория характерна агрессивными или промышленными водами, этот способ не подойдет.
С использованием глинистого раствора
Данный способ актуален в случае с неустойчивым обводненным грунтом. Его основа сводится к тому, что создается гидростатическое давление раствора, а это дает возможность не использовать опалубку.
Готовят такой вид раствора непосредственно на строительной площадке с использованием бентонитовой глины, после чего его подают в скважину посредством специального шланга. После этого в скважину необходимо установить каркас и залить его бетоном.
Прочтите какие станки можно использовать для шнекового бурения
Под воздействием бетона со скважины вытисняется весь раствор, а уже после этого можно вынимать бетонолитую трубу.
Смета на устройство буронабивных свай
Буронабивной фундамент с ростверком
Устройство буронабивной подпорной стены
С обсадной трубой
Любые гидрогеологические условия дают возможность использования этого метода. Для погружения труб задействуется гидродомкрат, способ забивки или вибропогружение. Для их стыкования применяют сварку или особые замки.
Для бурения скважины может быть применен ударный или вращательный способ. Саму скважину у основания можно расширить при необходимости, для чего применяют взрывной способ.
Итак, среди положительных сторон буронабивной технологии можно выделить следующие:
- уменьшается неравномерность осадок, что делает сооружение более надежным;
- сокращается объем работ, связанных с подготовкой земли и бетона;
- основанием могут использоваться малоподвижные грунты, расположенные на большой глубине;
- среднестатистический гражданин может себе позволить подобный тип фундамента за счет его доступности;
- одна свая, если сравнивать с забивными элементами, способна выдерживать большие нагрузки;
- возможность установки свай большого диаметра;
- погодные условия никак не отражаются на обустройстве фундамента;
- требуется меньше транспорта и оборудования;
- отсутствие динамических воздействия на почву и строения, расположенных около объекта строительства.
Это важно!
Благодаря нынешним буровым инструментам буронабивные сваи можно устанавливать почти на любом типе грунта (даже на тех почвах, где имеются твердые включения).
Винтовые или буронабивные сваи? Сравнивая эти две технологии, лучше предпочесть последний вариант, так как он дает возможность возводить сооружения на любом грунте, при этом требуется меньше затрат, а ландшафт остается нетронутым.
Подведем итоги
Когда строится здание с буронабивным свайным основанием, расстояние от одной опоры до следующей принимается из условий:
- Не меньше 1 м;
- От 3 до 6 диаметров сваи;
- На основании расчета. Нормы относятся к требованиям, а не к рекомендациям;
- Для нужного значения можно изменить в расчете параметры бетонного столба -площадь основания или боковой поверхности (глубину прохождения грунта);
- Результат практических исследований отличается от табличных данных;
- Застройщик, имеющий опыт работы на этом участке, сокращает затраты на подготовительные исследования и минимизирует вероятность просчета.
