Буронабивные сваи: технология устройства и расчет

Особенности технологии и варианты установки


Обсадные трубы За счет высокой плотности материала трубы достаточно легко входят в почву, предотвращая осыпание земли. Как правило, обсадные элементы при оборудовании буронабивных свайных опор изготавливаются по секциям. Каждый составная деталь скрепляется друг с другом при помощи сварочного аппарата и вспомогательных крепежных приспособлений.

В некоторых случаях после окончательной заливки свай возведенный обсадной «кожух» демонтируется. Однако нередки случаи, когда в момент вхождения в грунт поверхность трубы сильно прикипает к земле, что заставляет застройщиков для экономии сил и времени бетонировать непосредственно сами обсадные элементы.

Единственный минус исследуемой технологии – отсутствие возможности осуществления контроля над просачиванием грунтовых вод. В случае установки обсадной трубы через водный слой увеличивается риск того, что поток размоет часть неокрепшего бетона.

Требования к зоне работ

До того, как начать буронабивные мероприятия, необходимо выполнить комплекс работ, направленный на подготовку строительной площадки:

  • Установить ограждения в зоне выполнения работ согласно строительному генеральному плану.
  • Отключить, перенести из зоны мероприятий все коммуникации, находящиеся выше и ниже нулевой отметки.
  • Освободить место работ от временных сооружений, ненужных построек.
  • Удалить и сложить в определенных местах растительную поверхность почвы.
  • В соответствии с указанными в проекте отметками следует обеспечить плоскостность основания.
  • Осуществить водоотвод или водопонижение.
  • Поверхность площадки засыпать щебеночной подушкой, поверх которой необходимо уложить плиты.
  • Площадь зоны строительства должна позволять размещение комплекта технологических устройств (буровой установки, бетонного насоса, оборудования для доставки и разгрузки бетона) и иметь удобные подъездные пути.

Расчеты конструкций свай всех видов следует производить на воздействие нагрузок, передаваемых на них от здания или сооружения

Буронабивные мероприятия производят после контроля координат подготовленной площадки и проверки расположения осей опор будущего фундамента.

Калькулятор для расчета буронабивного фундамента

Среди множества видов фундаментов, одна конструкция сочетает простоту, прочность и низкую стоимость. В ней дорогостоящий котлован заменен несколькими шурфами, а вместо массивного монолита установлен легкий ростверк. Однако его устройство требует точного расчета.

Чем массивнее будет дом, тем на большую глубину нужно бурить шурфы, тем большее количество бетонных столбов потребуется установить. Проектирование – трудоемкий процесс. Предлагаем использовать для расчета буронабивного фундамента калькулятор – программу, позволяющую производить вычисления по произвольно вводимым параметрам.

Методы монтажа буронабивных свай

Технология устройства буронабивных свай выполняется тремя методами, выбор которых зависит от характеристик грунта:

  1. При наличии неустойчивых насыщенных водой грунтов используется метод циркуляции глинистой смеси плотностью 1,2-1.3 г/см3. Раствор бентонитовой глины подается по шлангу под давлением в шахту. Когда скважина наполнилась, раствор, смешиваясь с грунтом, поднимается наружу, попадается в отстойник, из него снова с помощью насоса передается в скважину. На стенках буровой шахты образуется корка из глины, препятствующая проникновению внутрь влажности. После образования глинистой корки монтируется каркас из металлических прутьев, и начинается подача бетонной смеси, которая по мере заполнения скважины выталкивает из нее глину. Бетон должен подаваться без перерыва до полного заполнения шахты. Если на время прекратить его подачу, то между слоями бетона образуется глиняный слой, который снизит прочность сваи. Такой метод позволяет обойтись без применения обсадной трубы.

    Монтаж буронабивной сваи

  2. Сухой способ используется в том случае, когда стенки скважины не требуют укрепления при наличии на строительном участке полутвердых, тугопластичных, твердоглинистых грунтов. Скважина проектной глубины (до 30 м) и диаметра (400-1200 мм) бурится с использованием ковшевого бура или шнековой колонны. Основание шахты может быть расширено с помощью специального устройства, имеющего на конце механизм по типу раскрывающегося ножа (диаметром до 3 м), взрывным методом или технологией усиленного трамбования нижней части шахты. Бетонируется свая с использованием опалубки, которая по мере заполнения раствором поднимается и после окончания работ убирается. Голова опоры формируется в инвентарном кондукторе, в зимнее время необходимо провести ее утепление. Такой метод неприменим при наличии на участке агрессивных или промышленных вод.
  3. Использование обсадной трубы для обустройства свай, устанавливаемых буронабивным методом, приемлемо в любом типе грунта. Шахта бурится ударным или вращательным способом, при необходимости нижняя часть ее расширяется взрывным методом или с участием техники с расширителем на конце. Обсадные трубы, соединенные между собой, опускаются в скважину методом забивки, вибрационного погружения или с помощью гидродомкратов. Погруженный в шахту каркас из обсадной трубы заполняется бетоном. Чтобы утрамбовать бетонную смесь и выпустить из нее воздух, трубе придается полувращательное и возвратно-поступательное движение, за счет этого бетон дополнительно уплотняется.
  4. В условиях строительства на сейсмически неустойчивой почве сваи обустраиваются без динамического воздействия по методу фундекс. Бурение скважины происходит методом вдавливания без выемки грунта. Раскатчики или конические катки устанавливаются на валу, в шахту опускается чугунный наконечник, который вдавливает грунт. По окончании работ он остается внутри скважины, к нему крепится нижний конец трубы с помощью замка. Если внутри трубы вода отсутствует, то монтируется металлический каркас и происходит подача пластичной бетонной смеси. По мере заполнения раствором труба поднимается на поверхность.

Расчет несущей способности сваи в конкретных условиях.

Перед началом строительства дома из пеноблоков были проведены исследования грунта на глубине 3 метров. Результаты показали следующее распределение почв:

  • 0-2 метра – суглинистые почвы;
  • 2-3 метра – глинистые почвы.

Расчет несущей способности сваи по грунту зависит от параметров самой опоры. В соответствии со Строительными правилами «Свайные фундаменты» предположим первоначально ее длину 3 метра. Минимальный рекомендуемый диаметр для таких опор составляет 300 мм.

Исходя их геометрии и почвенных условий, можно рассчитать несущую способность сваи по ее торцевой части и боковой поверхности. Для этого высчитаем площадь нижнего конца опоры:

Sторца=3,14D 2 /4=3,13*0,3*0,3/4=0,07,

где D – диаметр круга. Следующий параметр, необходимый для определения несущей способности свай – периметр опоры:

Исходя из перечисленного, несущая способность буронабивной сваи по грунту будет определяться по следующей формуле:

где Pтор – несущая способность по торцу сваи, 0,7 – общепринятый коэффициент по грунту, Pнорм – нормативная несущая способность (табличная величина из соответствующих справочников), S – площадь основания. Аналогично рассчитаем несущую способность буронабивной сваи по ее боковой поверхности:

где Pбок – несущая способность по боковой поверхности сваи, 0,8 – коэффициент по условиям работы сваи в почве, U – периметр боковой поверхности, fiн – сопротивление грунта воль боковой поверхности (также табличная величина, зависящая от вида грунта и глубины его расположения), h – высота того или иного слоя грунта, через который проходит свая. Подставляя известные и рассчитанные величины получим:

Pбок=0,8* (2,8*2 + 4,8*1)*0,942=7,8т.

Исходя из проведенных вычислений, можем выполнить определение несущей способности свай. Для этого достаточно суммировать Рбок и Ртор:

То есть каждая свая с указанными выше параметрами в том грунте, который располагается в зоне строительства согласно нашему примеру, способна выдержать нагрузку в 12 тонн 210 кг. Исходя из этой величины, необходимо рассчитать необходимое и достаточное количество опор буронабивного фундамента. Для этого определим общую массу строения.

Пример расчета несущей способности свай

Вес дома определяется как сумма веса всех входящих в него частей – перекрытий, перегородок, стен, стропильной системы, кровельного материала, переменной нагрузка от снега и ветра, массы отделки снаружи и внутри строения, а также предполагаемой к установке в доме мебели и бытовой техники. Предположим, что посчитав все искомые величины, получили общую массу строения, равную 124 тонны.

Следующий необходимый параметр – длина стен и перегородок, под которыми предполагается установка свай. Данная величина позволит распределить опоры дома равномерно с равным шагом. Предположим, что длина стен составила 29 метров. Тогда нагрузка на 1 п.м. будет определяться по формуле:

Шаг установки опор определим как отношение несущей способности сваи на величину Q:

Используя полученные данные, рассчитаем и количество опор буронабивного свайного фундамента через отношение периметра стен к шагу установки опор:

Принимаем ближайшее большее количества для получения определенного запаса прочности фундамента.

Таким образом, даже не обладая необходимым инженерным строительным образованием можно самостоятельно рассчитать несущую способность свай фундаментов того или иного вида, а также шаг установки опор и их количество. Необходимо это и для контроля работ, проводимых нанятой строительной бригадой, и для предварительного экономического расчета расходов на строительство основания дома.

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий