Буронабивные фундаменты с ростверком

Особенности технологии

Как, согласно ГОСТ, устроены буронабивные опоры? Какие этапы предусматривает процесс их изготовления? Обобщенно выполнение опоры предусматривает два основных этапа:

• непосредственно бурение в грунте полости;
• заполнение полученной скважины бетонным раствором с предварительным монтажом каркаса усиления.

Имеется особенность, предусмотренная строительными нормами. Скважина и раствор имеют ограниченный период использования. С течением времени их качество падает. Полость вместе с раствором становятся непригодными для дальнейших работ. Поэтому ГОСТ регламентирует ограниченный 8 часами период между завершением бурильных работ и бетонированием.

Все расчеты свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять с использованием расчетных значений характеристик материалов и грунтов

Опорные конструкции представляют собой предварительно пробуренные, согласно проекту, скважины с установленным арматурным каркасом. До заливки бетонного раствора полость уплотняется, герметизируется раствором глины, который предотвращает обвалы грунта, а затем объем заполняется бетонным составом. Допускается использование обсадных труб или заливка бетона непосредственно в скважину.

Изготовление и монтаж опор производятся по предусмотренному стандартами алгоритму:

• Вначале ударная установка или бурильная машина устанавливается на точку бурения.
• Производятся бурильные мероприятия, формирующие скважину с определенными размерами (диаметром, глубиной). Расширение внизу основания конструкции позволяет увеличить несущую способность будущей опоры.
• Вводится раствор глины, который гидростатически воздействует на стенки, исключает выкрашивание поверхности скважины.
• Продукты бурения увлекаются потоком жидкости, извлекаются на нулевую отметку.
• С использованием грузоподъемного оборудования в подготовленную скважину помещается каркас усиления, который может размещаться по всей высоте сваи или у поверхности. Всё зависит от предусмотренного проектом усилия.
• Производится фиксация арматурного каркаса неметаллическими упорами, обеспечивающими защитный слой.
• Полость заполняется бетонным раствором, доставленным авто-бетоносмесителем. Процесс бетонирования, согласно СНиП, не должен превышать трех часов.
• Специальная установка извлекает обсадные элементы.
• Бурильно-крановое оборудование перемещается в следующую точку выполнения работ согласно со схемой, приведенной в стандарте.

https://youtube.com/watch?v=nmNyPABPYYc

Буровые сваи

Технология устройства буронабивных свай

Буровые сваи классифицируются по способу устройства.

• буронабивные, бетонируемые в скважинах, пробуренных в пылевато-глинистых грунтах выше уровня грунтовых вод без крепления стенок скважин,
• буронабивные, устраиваемые в скважинах, пробуренных в любых грунтах ниже уровня грунтовых вод — с креплением стенок скважин глинистым раствором или инвентарными обсадными трубами,
• буроинъекционные диаметром 150-250 мм, устраиваемые способом нагнетания мелкозернистого бетонного раствора в пробуренные скважины,
• буроопускные сваи, устраиваемые путём опускания в скважину железобетонной сваи и заполнения промежутка бетонной смесью.

Виды буронабивных свай отличаются способом устройства и назначением. Собственно, основной вид выполняется прямо по месту расположения методом бурения скважины, заполнения её бетонным раствором и армирования каркасом, заранее заготовленным на всю или частичную глубину скважины из железных стержней и проволоки.

В сложных грунтовых условиях, плывунных, песчаных и грунтах на уровне подземных водоносных слоёв устройство буронабивных свай (БНС) выполняется под защитой извлекаемых инвентарных обсадных труб или под защитой глинистого (бентонитового) раствора. Допустимо оставлять обсадные трубы в грунте, если фильтрация грунтовых вод превышает 200 метров в сутки. Обычно это становиться известным по результатам инженерно-геологических изысканий и для устройства БНС используют более дешёвые оставляемые трубы.

Устройство БНС с обсадными трубами

Диаметр буронабивных свай определяется расчётом несущей способности и может находится в пределах 300-2000 мм, а глубина — ещё и уровнем залегания несущего опорного слоя грунта, и может достигать 76 м. Назначение буронабивных свай — обеспечение прочного фундамента для массивных зданий и сооружений за счёт большого диаметра и глубины погружения, позволяющей достичь малосжимаемых несущих пластов и обеспечения опорной пяты большой площади.

В простых грунтовых условиях применяется менее затратный метод устройства буронабивных свай непрерывным полым шнеком. Суть метода заключается в том, что бетонирование выполняется не с помощью отдельной бетонолитной трубы, а непосредственно через полость бурового шнека. По достижении буром проектной глубины в его полость под давлением подаётся бетон и по мере подъёма скважина заполняется бетоном. На последней стадии происходит погружение армокаркаса. После схватывания и выдержки бетона свая готова.

Устройство свай НПШ для фундамента нефтяного резервуара

Буроинъекционные сваи (БИС) имеют особое применение: укрепление старых, ветхих оснований зданий, а также в случае опасности оседания и подвижек грунта. Бурение диаметром 150-250 мм происходит в непосредственной близости или сквозь массив фундаментной конструкции. Армирование БИС в этих случаях может и не производится.

Буросекущие сваи предназначены для устройства сплошной бетонной стены, способной нести функцию шпунтового ограждения котлована, служить фундаментом и стеной подвальной части здания. Выполняются методом последовательного бурения и бетонирования сначала нечётных скважин, а затем чётных с обеспечением их зацепления.

Расчёт свай

Расчёт фундаментных свай-стоек выполняется:

• По несущей способности грунта под пятой сваи,
• По прочности конструкции сваи,
• По имеющимся горизонтальным нагрузкам.

Последовательность подбора, изготовления, заглубления, проверки качества, испытаний свай регламентируется СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Ростверк

Ростверком называют пояс, объединяющий оголовки свай по периметру стен сооружения. Даже если вышестоящая конструкция каркасная, и под каждую стойку (колонну) выполнена своя скважина, ростверк всё равно необходимо выполнять, так как он раскрепляет между собой верхушки свай и сильно повышает их устойчивость.

Схема устройства ростверка.

Для буронабивных свай, как правило, ростверк делают монолитным железобетонным. По своей сути он сильно напоминает монолитный пояс, разве что зачастую требует большего армирования (в верхней зоне в области опирания на сваи и в нижней зоне в пролетах между ними). Узел сопряжения обычно делают жестким, то есть арматурные выпуски заводятся в тело ростверка.

В тех случаях, когда на сваи опирается легкая конструкция из стального профиля или деревянного каркаса, ростверк можно выполнить, соответственно, стальным или деревянным. В этом случае он должен быть высоким, то есть его низ должен располагаться выше отметки земли.

Пример устройства высокого ростверка из стального проката.

Нормативные требования

На данный момент отдельный стандарт ГОСТ по установке именно буронабивных свай отсутствует, однако существует отдельный список норм и правил, которых должен придерживаться техник при установке любого вида фундамента свайного типа. Это СНиП 02.03, 02.01 и 03.01. Каждое из данных правил было введено в производство еще в конце XX века, однако общие их положения ввиду незначительных изменений в процессах установки свай не изменились и по настоящий момент.

Если придерживаться требованиям СНиПов, до процесса установки буронабивных свай необходимо произвести расчеты геологического, гидрометеорологического и геодезического характера. Уже после проведения точных вычислений стоит выбрать: подходящий тип буронабивных свай именно для вашей территории, размер самих свай или опор. Некоторые из геологических и гидрометеорологических данных вы можете вычислить самостоятельно, с помощью эксперта-техника либо обратиться за фактической информацией в ближайшие гидрометцентры.

Нормы СП предполагают влияние климатических факторов и на сам процесс установки. Здесь технику рекомендуется:

• проводить размещение буронабивных свай во влажных почвах при термальных условиях внешней среды не ниже -10 гЦ;
• провести весь спектр мер для предотвращения замерзания бетонного состава до процесса заливки в скважину;
• обеспечить исправную работу техники в определенных условиях внешней среды.

В большей степени данные требования касаются, конечно же, условий среды при низких температурных значениях, так как большинство проблем возникает из-за процессов пучинистости почвы (для минимизации этих процессов следует использовать данные по промерзанию грунта на вашей территории). При высоких температурах, как правило, проблем с работоспособностью техники и заливкой раствора не наблюдается.

Кроме описанных рекомендаций, следует провести определенный комплекс мероприятий по подготовке территории для установки буронабивных свай.

Этот комплекс предполагает:

• установку заграждений и предупреждающих табличек на границах проведения работ;
• освобождение территории от всех ограничивающих передвижение или постройку элементов – они будут замедлять как процесс постройки, так и оказывать лишнее влияние и нагрузку на грунт (если объекты габаритные);
• удаление травяного покрова и всевозможных кустарников с места строительства – отдельные растительные элементы могут препятствовать проведению работ;
• обеспечение площадки водоотводными конструкциями – это как пригодится для будущей эксплуатации уже построенного дома, так и будет полезно в процессе самой застройки из-за не всегда благоприятных погодных условий или слишком высокого уровня грунтовых вод;
• организовать территорию постройки таким образом, чтобы вся необходимая для бурения и заливки техника могла беспрепятственно попадать на объект и перемещаться по нему.

5 Этап. Прочность свай

Чтобы сваи служили долго, выбирайте сваи более качественные, буронабивные сваи можно ставить на рассточнии пару метров друг от друга, зависит от вашего дома. Если ваши сваи будут в диаметре 50 см, до каждая свая выдерживает до 5 тонн, что дает вам возможность строить хоть из , надежность высокая.

6 Этап. Песчаная подушка

На дне скважины устраивается подушка из песка или щебня, которая вручную утрамбовывается. После этого в яму заливается приготовленная строительная быстротвердеющая цементная смесь (бетон), иногда ее сочетают с камнями. Обязательным условием является подача бетонного состава при определенном уровне вибрации и небольшими порциями. Это исключит образование воздушных пустот и обеспечит фундаменту прочность и долговечность.

7 Этап. Вязка арматуры

Лучше использовать арматуры диаметром 10-12 мм. Они обеспечат достаточную прочность конструкции.

На следующем этапе вяжем арматурный каркас, нижний край которого должен остаться погруженным в бетонную смесь и не соприкасаться с дном ямы. В противном случае металл будет подвержен коррозии, и буронабивной фундамент потеряет свою прочность.

8 Этап. Гидроизолируем скважины

Для обеспечения прочности будущего буронабивного фундамента проводится скважины при помощи слоя или двух рубероида. На почвах с повышенной влажностью для защиты используются обсадные трубы.

9 Этап. Заливка фундамента бетоном

Арматура устанавливается в опалубку в виде сетки, однако, не соприкасаясь с ней. Для этого арматурный каркас связывают с каркасом свай. Затем происходит заливка опалубки раствором, после его затвердевания буронабивной фундамент считается готовым.

На завершающем этапе происходит установка , который объединяет выступающие над землей части буронабивного фундамента. Самым прочным считается монолитный из железобетона. Для его установки вам потребуется железобетонный раствор, арматура и деревянные конструкции под опалубку. После этого нужно дать просохнуть фундаменту до одного месяца.

Буронабивной фундамент – разновидность свайного фундамента. Сваи в качестве основания под строительство здания применяют там, где устройство обычного заглубленного фундамента проблематично: на торфяниках, в местности с очень высоким уровнем грунтовых вод, или на слабых подвижных почвах с очень глубоким залеганием прочных слоев грунта. Свое название буронабивной фундамент получил благодаря технологии выполнения: сваи выполняют методом заливки бетоном отверстий, пробуренных в грунте.

Достоинства и область применения

К достоинствам буронабивных фундаментов можно отнести:

• Возможность строительства в местностях со слабыми и сильно пучинистыми грунтами;
• Низкую стоимость работ;
• Короткие сроки выполнения фундамента;
• Невысокая трудоемкость и возможность выполнить буронабивной фундамент своими руками без применения спецтехники.

К недостаткам можно отнести невозможность обустройства подвального помещения и недостаточную теплоизоляцию нижней части здания.

Область применения буронабивных фундаментов – частное малоэтажное облегченное строительство: каркасные и деревянные дома, бани, беседки и гаражи, дачные домики из легких материалов. Буронабивной фундамент с балкой перекрытия (ростверком) могут выдерживать и более серьезные нагрузки. Также целесообразно выбирать этот тип фундамента для строительства на участках с большим перепадом высот.

Классификация свай

В соответствии со СНиП забивка свай, применяемых при строительстве, выполняется различными методами. По способу заглубления сваи делятся на следующие типы:

• Армированные бетоном сваи забивного принципа погружения, которые вдавливаются в грунт с помощью вибрации или молотов.
• Железобетонные опоры–оболочки, формирование которых осуществляется с выемкой грунта и заливкой полностью или частично раствором.
• Бетонные, предусматривающие возможность армирования, набивные сваи, при обустройстве которых раствор бетона заливается в скважину, полученную путем вытеснения грунта.
• Железобетонные, полученные методом бурения грунта, при котором в скважины помещается стальная арматура и заливается бетонная смесь.
• Сваи винтовые, представляющие собой стальную трубу с винтовой частью, погружение которой осуществляется путем завинчивания.

Свайные фундаменты следует проектировать на основе результатов инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических изысканий строительной площадки

Как своими руками создать буронабивную свайную конструкцию?

После того как будут пробурены все скважины, застройщик может начать заливку буронабивных свай своими руками. Этот процесс требует соблюдения технологий, предусматривающих поэтапное проведение всех работ. Застройщика в этом вопросе поможет пошаговая инструкция, благодаря чему им удастся минимизировать ошибки и возвести надежные и долговечные несущие конструкции.

Буронабивной фундамент своими руками создается следующим образом:

1. Сооружается опалубка, тип которой определяется исходя из того, какая будет задействовать для свай технология. Если диаметр скважины не превышает 50 см, то можно использовать кусок рубероида, который сворачивается в виде цилиндра и погружается в отверстие. При возведении коттеджей и легких построек, для опалубки можно задействовать полимерную трубу. Для более массивных сооружений следует использовать асбоцементную трубу, которая позволит улучшить несущие способности фундаментной конструкции. Если скважины имеют большой диаметр, то застройщику придется задействовать щитовую опалубку, которая обычно применяется при заливке столбчатого фундамента.
2. Армирование опалубки. Использование металлических каркасов при создании буронабивных свай позволяет обеспечить им максимальную прочность, надежность и долговечность. Для создания каркаса застройщикам придется задействовать 4 стержня (вертикальных), диаметр которых должен превышать 10 мм. Между арматурой в нескольких местах устанавливается металлическое кольцо, которое будет фиксировать диаметр каркаса. Поверх такой конструкции осуществляется обвязка. Собственноручно сделанный арматурный каркас устанавливается в скважину таким образом, чтобы верхние прутки выступали из бетона. Это нужно для того, чтобы впоследствии выполнить связку сваи с ростверком.
3. При заливке буронабивных свай, технология предусматривает использование бетона, марка которого стартует с показателя В22,5. Чтобы предотвратить обрушение грунта, которое приведет к созданию неравномерной бетонной конструкции, на устье следует установить загрузочную воронку. Через нее будет осуществляться подача бетонной смеси в отверстие, котором присутствует опалубка и армированная конструкция. Если застройщик будет использовать крупнофракционный наполнитель для бетона, то ему следует в процессе заливки применять насадку глубинного вибратора. Технология создания буронабивных свай запрещает использование в качестве наполнителя для бетонной смеси кирпичного боя.
4. Создание ростверка является финальным этапом возведения буронабивной фундаментной конструкции. Застройщик должен соорудить опалубку по всему периметру фундамента. Щиты между собой фиксируются шпильками, а внутрь закладывается арматура. Ростверк для такого типа фундамента не может пропускать инженерные коммуникации, поэтому их проводят под ним.

После завершения бетонирования проводится демонтаж опалубки. Из-под ростверка удаляется песок, а образовавшиеся пустоты защищаются от случайного засыпания грунтом листовым материалом. Самостоятельное создание такой фундаментной конструкции позволит застройщику сэкономить до 40% своего бюджета.

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.

Преимущества и недостатки

Теперь что касается сильных и слабых сторон этого типа основания. Сначала о плюсах
:

• нет необходимости выравнивать участок
  или рыть котлован. Такой фундамент – идеальное решение для неровной местности;
• невысокая стоимость
  по сравнению с монолитным основанием;
• быстрый монтаж
  . При наличии необходимого оборудования установка свай займет гораздо меньше времени, чем возведение ленточного фундамента.

Минусы
:

• сравнительно недолговечен
  . Срок службы конструкции составляет 70-100 лет;
• нет возможности обустроить подвал
  ;
• невысокая несущая способность
  , что делает такое основание больше пригодным для сооружения легковесных построек.

Этапы возведения буронабивного основания

Прежде чем приступать к самостоятельному выполнению работ, необходимо тщательно изучить, что такое буронабивной фундамент и каковы его особенности

Кроме того, важно изучить особенности грунта на местности, выбранной для строительства. Даже, если планируется постройка бани, все же лучше предварительно собрать информацию относительно почвы

Также большое значение в процессе строительства имеет четкое соблюдение технологий и стандартов. Обустройство буронабивного фундамента содержит в себе определенные этапы:

1. Произведение расчетов будущего основания. Ширина фундамента выбирается в зависимости от того, насколько широкими планируется возведение стен конструкции. К примеру, если баня будет строиться каркасная, широкий фундамент ни к чему, поскольку конструкция легкая. Если же планируется постройка брусовой бани, фундамент лучше сделать на несколько сантиметров шире, чтобы у него была большая опорная и несущая способность.
2. Разметка территории. На этом этапе необходимо определить не только место расположения бани, но и каждой отдельной сваи. Разместить их можно в любом порядке: по периметру в линию, в шахматном порядке, под определенными частями конструкции, например, по углам. Главное соблюдать принцип равномерности, чтобы нагрузка была распределена везде одинаково, иначе здание будет кренить.
3. Бурение отверстий. Здесь следует определиться с видом бурения и попытаться рассчитать время, которое потребуется на обустройство скважин. К примеру, подготовка одного отверстия при помощи техники займет несколько часов в зависимости от глубины скважины. Вручную процесс занимает гораздо больше времени.
4. Создание опалубки. Данный этап включается, только когда грунт осыпается. Если же почва более плотная и надежная, можно обойтись без изготовления опалубки. В качестве опалубки может использоваться деревянный или металлический каркас, а также обычный рубероид.
5. Подбор свай. Опоры для фундамента могут быть изготовлены из любого материала. Конечно же, желательно подбирать более прочные и долговечные конструкции, особенно, если баня планируется из тяжелого круглого бруса или кирпича.
6. Создание подушки. Для ее изготовления могут использоваться щебень или бетонный раствор.
7. Армирование. Для большей прочности необходимо подготовить арматурный каркас.
8. Установка свай. На данном этапе заранее подготовленные сваи устанавливаются в готовые скважины.
9. Гидроизоляция. Изолировать сваи можно при помощи обычной пленки или рубероида. Также можно использовать и другие материалы, не пропускающие влагу.
10. Заливка бетона. Удобнее всего заливать бетонный раствор в скважины прямо из смесителя, это сокращает временные затраты на работы.

Изготовить буронабивное основание собственными руками вполне возможно. Данный вариант не требует больших финансовых затрат и может выполняться без привлечения профессионалов. Кроме того, буронабивное основание является универсальным и может использоваться под любые конструкции и на любых грунтах.