Буронабивные сваи с растверком и технология устройства

Расчет несущей способности

Чтобы подсчитать требующееся количество опор, нужны два показателя − вес конструкции и несущая способность отдельно взятого элемента. Расчет прочности одной свайной опоры зависит от марки используемого бетонного раствора. Так, при изготовлении сваи из М 100, она выдерживает 100 кг на 1 см². При сечении 20 х 20 см, площадь будет равна 400 см², а опора сможет выдержать до 40 т.

Таким образом, несущая способность грунта намного меньше, чем у самой сваи. Согласно этому, расчет точного количества элементов и несущей способности всей свайно-ростверковой конструкции невозможен без учета прочности грунта. Ранее был приведен расчет для заложения опоры ниже уровня промерзания. Но при изменении сечения, совершенно другой будет площадь и несущая способность свайно-ростверкового основания.

Ростверк – объединяющий состав свайно-ростверковой конструкции, повышающий устойчивость основания. При выборе устройства свайного фундамента без него, потребуется расчет, который сможет гарантировать, что все элементы устанавливаются на достаточную глубину. Тогда можно быть уверенным, что конструкция не просядет, и не будет «выдавлена» влиянием сил морозного пучения.

Бетонировании свай методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ)

При бетонировании свай методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) применяются бетонолитные трубы герметичной конструкции из секций с быстроразъемными стыками с внутренним диаметром 250…325 мм. Суть метода заключается в следующем:

№	Порядок работ
1	Перед началом работ бетонолитную трубу собирают, проверяют на герметичность и размечают по длине.
2	Перед опусканием бетонолитной трубы проверяют отметку дна скважины лотом, затем опускают бетонолитную трубу, используя для этого разметку так, чтобы ее низ возвышался над дном скважины на 20…30 см и опирают ее на обсадную трубу.
3	Производят первоначальное заполнение бетонной смесью из бетонолитной трубы: в горловине бункера бетонолитной трубы устанавливают предохранительную пробку на подвесе с обеспечением плотного прилегания пробки к боковой поверхности трубы, исключающее возможность вытекания раствора и обеспечивающее свободное прохождение пробки в трубе под действием веса бетонной смеси; бункер над пробкой заполняют бетонной смесью; пробку освобождают от подвеса и обеспечивают ее выход из трубы под действием давления бетонной смеси (объем первой порции смеси должен обеспечить заглубление бетонолитной трубы в уложенную смесь на величину >0,8 м; в дальнейшем необходимо обеспечить заглубление бетонолитной трубы в уложенную смесь на величину не менее 2 м).
4	После освобождения предохранительной пробки от закрепления следят за опусканием бетонной смеси в воронке и когда уровень бетонной смеси в воронке достигнет горловины, продолжают ее подачу.
5	Укладку бетонной смеси ведут из условий обеспечения заполнения не менее 4 м скважины в час; после заполнения очередных 4 м производят демонтаж секций обсадных и бетонолитных труб.

Укладку бетонной смеси при большой глубине сваи допускается осуществлять в несколько этапов, неизбежно вызываемых технологическими перерывами, связанными с извлечением (демонтажем) отдельных секций бетонолитных и обсадных труб.

При бетонировании высота укладки бетонной смеси до начала подъема обсадной трубы должна задаваться возможно большей, но такой, чтобы уложенный бетон не начинал схватываться до подъема обсадной и бетонолитной трубы. Во всех случаях высота столба бетона в скважине на каждом этапе должна не менее чем на 2 м превышать низ ножевой секции обсадной трубы.

В течение всего процесса бетонирования обсадным трубам придается возвратно-вращательное движение во избежание их засасывания.

Для уплотнения бетонной смеси и обеспечения лучшего контакта бетона с грунтом извлечение трубы производится поступательными и вращательными движениями с последовательным подниманием ее на 20…30 см и опусканием на 10-15 см.

В процессе производства работ постоянно контролируют следующие параметры:

№	Параметры
1	подвижность бетонной смеси
2	интенсивность укладки
3	уровни бетонной смеси в бетонолитной трубе и в скважине
4	уровни нижних концов бетонолитной и обсадной труб с целью соблюдения их минимальных заглублений в бетон
5	в зимних условиях температуру смеси и температуру наружного воздуха
6	объем фактически уложенного бетона в сваю для сравнения с проектным значением

Контроль прочности бетона, укладываемого в скважину, осуществляют путем отбора проб бетонной смеси из каждой поступающей на строительную площадку партии смеси. Согласно п. 2.1. ГОСТ 1810-86 в партию включают бетон, формируемый на одном технологическом комплексе из бетонной смеси одного номинального состава по одной технологии в течение не менее одной смены. Набор прочности осуществляется в тех же условиях, что и в стволе сваи.

Для определения действительной несущей способности буронабивных свай проводят статические испытания вдавливающей нагрузкой или применяют динамический метод. Масса ударной части молота для динамических испытаний доходит до 25 т при несущей способности свай до 4000…4500 тс.

Для определения сплошности буронабивных свай применяют ультразвуковые, акустические и прочие неразрушающие методы контроля. Они позволяют обнаружить дефекты типа разрывов и неоднородностей с размерами до 10% от диаметра, а также определить фактическое положение подошвы свай.

В фундаментах мостов применяют забуриваемые стальные трубы диаметром 1…1,5 м с последующим заполнением их бетоном. Такие конструкции могут использоваться в свайных ростверках, а также в безростверковых опорах.

Стальные трубы погружают с помощью буровых машин, например, КАТО 50 THC, которые одновременно вдавливают стальную трубу и с помощью ударного грейфера извлекают грунт из ее внутренней полости. После погружения стальной трубы её заполняют бетоном, а при необходимости армируют каркасом.

Монтаж

Вначале производится разметка будущего основания. Для этого сбивают обносочные щиты из досок и брусьев. Такая конструкция состоит из 2 уровней: первый обозначает высоту свай, второй — верхнюю грань ростверка.

Определяют ориентир, от которого будет производиться отсчет, это может быть граница участка или установленный на ней забор. Затем размечают базовые линии фундамента — там будут проходить стены здания. После этого устанавливают обносочные щиты, между ними натягивают бечевку.

Расположение свай размечают в соответствии с проектом, опуская от бечевки отвес, под ним забивают арматурные колышки.

Предлагаем ознакомиться Сравнение пенобетона и газобетона по характеристикам

Потом производятся следующие виды работ:

• бурение скважин;
• монтаж обсадных труб;
• армирование свай;
• их бетонирование;
• обрезка обсадных труб.

Бурение в частном строительстве может осуществляться как с помощью ручного бура, так и с применением специальных машин.

Бурение скважины

После того как скважина будет готова, делают обсадную трубу. Для ее устройства можно использовать рубероид. Диаметр обсадной трубы должен практически совпадать со скважиной, а ее длина должна быть на 50 см больше глубины скважины. Для верхней части трубы используют несколько слоев рубероида и стягивают их проволокой. Получается опалубка для будущей сваи, которую помещают в скважину до упора.

Если в промышленных или многоквартирных жилых объектах длина сваи может составлять несколько десятков метров, а диаметр — не менее 1 м, то в частном строительстве чаще всего используются сваи диаметром 0,35 м и длиной 2,5-3 м.

В связи с этим при армировании такого фундамента важно помнить несколько правил:

1. Суммарная длина арматурного каркаса может быть меньше длины сваи не больше чем на 10 см.
2. Перевязывание продольной арматуры горизонтальными перемычками должно производиться каждые 70 см. При этом для соединения не всегда используется сварка, иногда достаточно вязальной проволоки.
3. Для армирования используют либо 3 прутка рифленой арматуры сечением 14 мм, либо 4 прутка сечением 12 мм . Для поперечных перемычек используется гладкая арматура 6-8 мм в диаметре.

Армирующая заготовка. Схема буронабивной сваи.

После того как будет установлена связка арматуры, можно производить бетонирование сваи, то есть заливку бетона внутрь обсадной трубы. Лучше всего для этих целей использовать смеситель, поскольку он предназначен для производства больших по объему бетонных работ.

Подбор подходящего материала производится на стадии проектирования, стандартно для этих целей применяют бетон марки не ниже М100.

Рекомендуется проводить обработку каждого слоя глубинным вибратором, чтобы внутри массы не образовывались пустоты. Лучше готовить бетон небольшими порциями одновременно с утрамбовкой предыдущего слоя.

Для этого могут использоваться два способа:

• распирание почвы в устье скважины, после чего производится усиленная трамбовка, а затем заливается бетонная смесь;
• обсадная труба такой конструкции, чтобы снизу получалось уширение.

В первом случае сложно проконтролировать качество полученной конструкции. Во втором качество будет выше, но возрастает трудоемкость работ, поскольку придется бурить более широкую скважину.

При строительстве относительно легкого частного дома такое уширение не нужно.

Обрезка трубы и арматуры производится при помощи болгарки. Стержни арматуры должны выступать из готовой сваи, но все должны быть равной высоты. Это нужно для того, чтобы выполнить связку свай с наземной частью фундамента.

Свайное основание с бетонным ростверком может быть разным по конфигурации, особенностям исполнения, используемым материалам.

Сваи бывают:

1. Сплошные – универсальный вариант для всех типов почвы.
2. Полые с многосекционным сердечником – для частного строительства в сложных условиях.
3. Сваи с уплотненным забоем – для домов весом больше 500 т.
4. С пятой – с проведением взрывных работ.

Чтобы фундамент сделать своими руками, нужно запастись всем необходимым: обсадные трубы, ручной бур, арматура, бетонный раствор, вязальная проволока, гидроизоляционный и теплоизоляционный материалы, деревянные щиты (из которых будет монтироваться опалубка), рулетка, уровень любой, виброоборудование и все, что обычно используется для работы с бетоном.

Виды

Фундаменты буронабивного типа прекрасно воспринимают нагрузки, распределяя их по всему периметру. Основным элементом этой системы является ростверк. В зависимости от расположения ленты основания делят на несколько видов.

Заглубленный. Верхняя линия ростверка размещается внутри грунта. Его верхняя часть находится в одной плоскости с почвой. Технически вся лента спрятана под землей.

• Наземный. Нижняя часть ростверка располагается непосредственно по уровню грунта. Внешне это выглядит так, что лента как бы лежит на почве. Наземный и заглубленный фундаменты рекомендовано строить только на стойких грунтах. В других случаях на эти конструкции может негативно воздействовать почва, что приведет к последовательному и относительно быстрому разрушению.
• Поднятый. Технически ростверк приподнят на опорах над землей. Получается, что под этим элементом располагается воздушная прослойка. Высота поднятия может быть разной, что зависит от предназначения элемента. Поднятые фундаменты используются в большинстве случаев на пучинистых почвах, отличающихся нестабильностью.

Еще одним критерием для классификации является тип ростверка, который бывает двух видов.

1. Ленточный. Ростверк такого типа представляет собой ленту, ширина которой соответствует аналогичному параметру будущих стен. Технически конструкция располагается по всему периметру и повторяет контуры дома.
2. Плитный. Внешне – это цельная плита, покрывающая всю площадь будущего дома. В большинстве случаев конструкции изготавливают из бетона. Монолитные сооружения хорошо выдерживают и распределяют нагрузку. Бывают также и сборные ростверки, которые формируют из специальных металлокаркасов или других материалов.

Обвязка фундамента может осуществляться с помощью нескольких видов материалов:

• брус;
• металлопрокат;
• железобетонные конструкции.