Испытание фундаментных свай путем их пробной забивки

Буронабивные сваи давно применяются в строительстве, но в качестве средства для возведения жилья стали использоваться лишь недавно. Ранее их использовали только при возведении промышленных, крупногабаритных зданий. Если имеет место сложный грунт, их основание изготавливается с применением обсадной трубы, если почва глинистая и устойчивая их использование не требуется.

Достоинства и недостатки свайно-ленточного фундамента

Существует несколько моментов, которые можно назвать привлекательными в данной разновидности фундаментов. Именно они заставляют делать выбор именно в его пользу.

Достоинства и недостатки свайно-ленточного фундамента
  1. Они имеют относительно невысокую стоимость;
  2. На их строительство не придётся тратить слишком много времени. Все работы можно произвести самостоятельно, не привлекая сложной техники;
  3. Они подходят для установки на большем количестве рельефов, чем другие типы;
  4. Они являются гарантией того, что здание сможет противостоять пучению и движению почвы, связанному с сезонными преобразованиями, и отлично подходит для климата нашей страны.
Достоинства и недостатки свайно-ленточного фундамента

Следует обозначить и недостатки этой конструкции, к которым относятся:

Достоинства и недостатки свайно-ленточного фундамента
  1. При нём полностью исключена возможность строительства подвала;
  2. Объём земляных работ, которые придётся выполнить, намного больше, чем при возведении других фундаментов;
  3. Обычно под бетонный слой укладывается подушка из песка, но так как на неё воздействует нестабильная почва, то она может перекоситься в относительно короткие сроки, что приведёт к деформации здания.
Достоинства и недостатки свайно-ленточного фундамента

Технология строительства такого фундамента

Что касается нужной строительной техники, то, если процесс изготовления фундамента происходит с задействованием бура, то лучше выбирать его именно ручного типа – благодаря этому будет значительно уширена нижняя часть скважины. Так делается опорная пята для сваи, а, значит, их можно ставить меньше и бетон экономится. Далее, если скважина нужно диаметром 50-60 см, то целесообразнее использовать электрические и моторизированные буры. Популярный вариант – электрический ям-бур, которым бурят скважины для установки высоковольтных линий, причем глубиной до 4 метров.

Как только пробурены скважины, нужно изготовить трубы из рубероида – как раз диаметром будущей скважины и глубиной на 20-30 см больше глубины ямы.

Технология строительства такого фундамента

Верхнюю часть трубы делать желательно из двух-трех слоев, а затем их стягивать мягкой стальной проволокой, которая станет частью опалубку. После чего труба аккуратно вставляется в скважину. Если на дне оказалась вода – ничего страшного. Но, если ее больше, чем четверть объема ямы, то лучше откачать на время – пока будет заливаться бетон.

Зачем нужен рубероид? Все дело в том, что во время схватывания без «трубы» так называемое ценное цементное молочко легко уйдет в почву, и никакой проектной прочности уже не получится. Да и морозные силы пучения куда больше будут действовать на шероховатую стену свай, а не на гладкую, которая получается благодаря рубероиду. Вот тогда фундамент на винтовых сваях недостатки не будет иметь совсем.

Для готовой скважины с рубероидом желательно сделать пространственный арматурный каркас – хотя бы по три вертикальный прутка из арматуры 6 мм диаметром, которые бы крепились между собой каждые 50-60 мм поперечинами. И лучше заранее сделать расчет свайного фундамента, чтобы точно знать, сколько понадобится арматуры. А вот будет ли делаться ростверк – это уже зависит от того, насколько тяжела будет баня и каковы характеристики грунта. Вот и все секреты! Если строго придерживаться проверенной опытом технологии, то собственноручный свайный фундамент недостатки иметь не будет – а вот устойчивостью и прочностью радовать будет еще долго.

Технология строительства такого фундамента

Конструкция свайного фундамента

Из чего состоит конструкция фундамента? Свайный фундамент состоит из оболочек или свай и объединяющей их сверху балки или плиты, называемой ростверком. Ростверк воспринимает нагрузку от сооружения, расположенного над ним и распределяет ее между всеми сваями.

Свайные фундаменты виды

Существует большое количество различных конструкций свайных фундаментов. Различают виды свайных фундаментов, имеющие высокий или низкий ростверк.

У высокого ростверка подошва возвышается над поверхностью земли, а низкий ростверк выполняется заглубленным в грунт.

Конструкция фундамента, имеющего высокий ростверк, обладает существенными преимуществами перед заглубленным внутрь фундаментом с низким ростверком.

Преимущества фундаментов с высоким ростверком:

  1. При одинаковой жесткости и несущей способности на их сооружение уходит меньше затрат труда и материалов.
  2. Не нужно выполнять земляные работы по устройству котлована в грунте.
  3. Вместо шпунтовых ограждений котлованов могут использоваться более дешевые перемычки разных конструкций.
  4. Вместо монолитных плит, которые бетонируют на месте, можно применять плиты из сборного железобетона.
  5. Оболочки и столбы используют более эффективно.
  6. Уменьшается размыв дна русла.

Винтовые сваи для различных типов домов.

По типу несущих элементов свайные фундаменты подразделяются на фундаменты из свай, оболочек и столбов. Можно создать фундаменты с наклонным расположением элементов. При этом по своей несущей способности и жесткости они будут равноценны фундаментам с заглубленной в грунт плитой.

Преимущества свайных фундаментов:

  1. Их можно устраивать на слабых грунтах с низкой прочностью, большой глубиной промерзания, пучинистостью и сжимаемостью.
  2. Сваи передают нагрузки на более глубокие прочные слои грунта и тем самым обеспечивают строению прочность и долговечность.
  3. Многие конструкции свайных фундаментов могут быть смонтированы с сокращением объемов земляных и бетонных работ по сравнению с другими видами фундаментов.
Читайте также:  Лопнул фундамент дома и пошла трещина по стене как исправить

Недостатки свайных фундаментов:

  1. Их нельзя устанавливать в горизонтально-подвижных грунтах, а именно в просадочных и набухающих грунтах из-за их недостаточной устойчивости к опрокидыванию. В таких условиях необходимо устройство железобетонного ростверка.
  2. При изготовлении свайных фундаментов появляются трудности с монтажом цоколя. При этом необходимо заполнять все пространство между имеющимися сваями.
  3. Требуется большое количество механизмов и трудозатрат. Относительно высокая стоимость строительства.

Машины и оборудование для изготовления буронабивных свай.

При изготовлении буронабивных свай применяют вращательное, ударно-канатное и грейферное бурение.

Буровые машины вращательного бурения работают циклично с периодическим выбуриванием порции грунта из скважин и разгрузкой шнека от грунта. Скорость бурения – 0,4–1,3 м/мин.

Шнековые бурильные установки (СО-2, БУК-600 и др.) – это навесное оборудование к кранам и экскаваторам. У установки СО-2 на мачте копрового типа размещен электропривод вместе со шнековой буровой колонной. Во время бурения скважины привод и колонна перемещаются вдоль направляющих мачты.

Ударно-канатные бурильные установки для устройства буронабивных свай применяются редко.

При бурении скважин широко используют машины с ковшовыми бурами. Рабочим органом этих машин является ковшовая буроцилиндрическая емкость, снабженная в нижней части откидным днищем. Базовыми машинами для этих буровых установок являются гусеничные и дизель-электрические краны. Рабочий орган подвешивается на грузовом канате главной лебедки. Ковшовый бур с электроприводом крепится к стабилизатору, соединенному со штангой.

Для устройства свай с уширениями применяют следующие уширители: уплотняющие, пантографные, грейферные и др. Наиболее распространенными являются уширители пантографного типа.

За последние 15–20 лет получили широкое распространение буронабивные сваи большого диаметра (d > 800 мм), Для изготовления таких свай используют различные буровые установки отечественного и зарубежного изготовления. Наибольшее применение получили установки БСО-1, СО-1200/2000, УРП-1, МБС-1,7 и др.

Из зарубежного бурового оборудования получают применение установки французской фирмы «Беното» и японской «Като». Они позволяют проходить скважины и бетонировать сваи с использованием обсадных труб, извлекаемых из скважины в процессе бетонирования.

Устройство свайных ростверков. Технология устройства ростверка зависит от его конструкции и типа свай. По конструктивному решению ростверки бывают: монолитными, сборными и сборно-монолитными. Сопряжение свайного ростверка со сваями бывает свободно опирающимся и жестким. Свободное опирание принимают для центрально нагруженных свай. Жесткое сопряжение свай и ростверка предусматривается в следующих случаях: стволы свай располагаются в слабых грунтах, нагрузка приложена с эксцентриситетом при действии на сваи горизонтальных и выдергивающих нагрузок, а также динамических воздействий.

Машины и оборудование для изготовления буронабивных свай.

Работы по устройству ростверков начинают со срезки голов свай. Срезку производят с помощью пневматических отбойных молотков,

гидроразрушителями или огневым способом. Наиболее эффективно срезку делать с помощью специальных установок, усилие в которых создается гидродомкратом (рис. 3).

Рис. 3. Схема устройства для срезки головок свай: 1 – свая; 2 – зубья; 3 – рама; 4 – поршень; 5 – гидродомкрат; 6 – станина

Установка состоит из жесткой замкнутой станины, подвижной рамы, съемных зубьев и гидродомкрата. Установку приподнимают краном и устанавливают на сваю. После включения насоса гидродомкратом передвигают подвижную раму по станине. При этом зубья врезаются в бетон головы сваи и разрушают его. Продольную арматуру сваи срезают автогеном или оставляют для заделки ростверка. До начала бетонирования ростверка должны быть срублены головы свай (если в этом есть необходимость), а также промыты головы свай от грязи и шлака. Ростверк бетонируют в деревянной или инвентарной опалубке. Бетонную смесь следует укладывать горизонтальными слоями равномерно по всей площади ростверка.

Элементы сборного железобетонного ростверка устанавливают на выравнивающую подсыпку из песка или шлака. Если ростверк монтируют над поверхностью земли, то для точной установки оголовков сборных ростверков следует применять инвентарные металлические рамки, предварительно монтируемые на головы свай по геодезическим отметкам. При устройстве сборных ростверков необходимо, чтобы оси забитых свай имели отклонение в плане не более ±5 см, а по вертикали уровни голов свай отклонялись не более чем на ±1 см.

Жесткое сопряжение свай по сборным ростверкам должно обеспечиваться замоноличиванием свай в отверстия, предусмотренные в ростверке (рис. 4). В этом случае голову сваи разбивают, арматуру пропускают в пирамидальное отверстие ростверка, которое заполняют бетонной смесью.

Рис. 4. Сопряжение сборного ростверка со сваей: 1 – свая; 2 – сборный ростверк; 3 – арматурные выпуски из сваи; 4 – монолитный бетон; 5 – отверстие в ростверке

Монтаж конструкций сборного железобетонного ростверка должен производиться только после достижения бетоном замоноличивания оголовков не менее 70 % проектной прочности в летнее время и 100 % — в зимнее время. Замоноличивание оголовков в зимнее время при отрицательных температурах воздуха должно осуществляться бетоном с обязательным электроподогревом или применением бетона с добавками.

Просмотров: 687

Буронабивной фундамент своими руками: пошаговая инструкция

Буронабивные сваи – разновидность свайного основания, которое предполагает устройство свай посредством бурения скважин в земле с последующим их армированием и бетонированием. В результате получается прочное монолитное основание, способное воспринимать большие нагрузки не только от возведенного здания, но и от боковых грунтов.

Существует несколько классификаций буронабивных опор, которые подробно описаны в СНиП и СП 50-102-2003. В документах указаны виды свай, требования к ним, технологии устройства. Для частного строительства используются два типа буронабивных опор:

  1. Цилиндрические. Имеют одинаковый диаметр по всему телу опоры.
  2. С уширенной опорной подошвой – пятой. Устройство свай с пятой – сложный процесс, который невозможен без специального оборудования – буровых колонн с резцами. В плотных грунтах для выработки уширения используется взрывной метод.
Читайте также:  Вентиляция в деревянном доме: нужна ли и как сделать

При строительстве коттеджей своими руками без найма организации-подрядчика опоры с уширенной пятой не используются. Примитивное уширение может устраиваться, если используются обсадные трубы, но оно не имеет ничего общего с просчитанной пятой, которая выполняется при возведении многоэтажных зданий в соответствии со СНиП.

Фундамент на буронабивных сваях используется в многоэтажном и частном строительстве в следующих случаях:

  • В условиях плотной застройки, когда невозможно вырыть котлован для основания другого типа.
  • На болотистых, слабых почвах, когда плотный грунт находится на глубине более 1 м.
  • На участках со сложным рельефом.
  • При возведении домов с использованием тяжелых стройматериалов (гранит, керамический кирпич).
  • При наличии угрозы подтопления участка, рядом с водоемами, при высоком залегании подземных вод.
  • При отсутствии данных о гидрогеологических изысканиях на участке.

Плюсы и минусы буронабивного фундамента

Фундамент буронабивного типа имеет как преимущества, так и недостатки, свойственные всем свайным основаниям. Среди преимуществ отмечают:

  • универсальность, подходит для грунтов с любыми характеристиками;
  • высокая несущая способность;
  • простые расчеты и схемы, можно не заказывать проект;
  • эксплуатационный ресурс не менее 100 лет;
  • монтаж можно осуществить своими руками, не прибегая к помощи подрядчиков;
  • отсутствие необходимости рытья котлована;
  • минимальные нагрузки на грунт соседних участков;
  • возможность сохранения благоустройства территории;
  • низкая себестоимость в сравнении с другими видами фундаментов.

К недостаткам конструкции можно отнести:

  • относительно большой объем бетонных работ;
  • необходимость укрепления скважин в сыпучих грунтах;
  • трудоемкий процесс монтажа;
  • невозможность устройства подвала в доме.

Буронабивные или винтовые сваи: что лучше?

Решив устроить фундамент на свайных опорах, владельцы участков под застройку не знают, какие сваи лучше использовать: винтовые или буронабивные. Сравним оба варианта:

Критерий оценки Буронабивные сваи Винтовые сваи
Несущая способность сваи диаметром 50 см Выдерживают 4 тонны Выдерживают 1,5 тонны
Устойчивость к коррозии и агрессивным средам Высокая Низкая
Сортамент и размеры Не ограничены Ограничены существующими типоразмерами
Использование в грунтах Во всех грунтах, кроме скальных Не используются в скальных, болотистых, защелоченных грунтах
Трудоемкость монтажа Средняя: требуется бурение, армирование, бетонирование Низкая: сваи вкручиваются в землю
 Время монтажа  Зависит от бетонных работ  В любое время года
 Срок службы  Не менее 100 лет  От 25 до 50 лет

Стоимость винтовых свай зависит от размера, используемого для их производства металла и способа обработки. Цена буронабивных опор определяется как сумма стоимости обсадных труб, арматуры и бетона.

Как видно из сравнительной таблицы, буронабивные опоры более долговечные и дешевые. Однако их устройство требует значительно больше усилий чем, монтаж винтовых свай.

Расчет и схема расположения буронабивных свай

Для проведения расчета буронабивного фундамента в первую очередь необходимо провести сбор и исходных данных:

  • Изучение характеристик грунта на участке. Если гидрогеологические изыскания были проведены, то данные о них можно найти в проекте. При отсутствии сведений об изысканиях необходимо провести шурфирование. Шурф – вертикальная разведочная выемка грунта высотой 1,5-3 м, служащая для изучения пластов и их характеристик. Цель шурфирования – определение глубины залегания несущих грунтов. Шурфирование можно сделать самостоятельно, используя обычный садовый бур.

Проводить разведочное бурение необходимо не только до обнаружения несущих грунтов, но и для определения их толщины.

Технология

Каждое конкретное решение свайного фундамента имеет свою технологию монтажа. В общем виде устройство свайного фундамента производится в следующей последовательности.

  1. Подготовительные работы. Горизонтальная планировка участка, выноска в натуру осей, разметка местоположения свай.
  2. Погружение свай в грунт. Производится согласно технологии для конкретного типа свай.
  3. Обрубка концов недобитых свай, устройство свайного ростверка.
Технология

Технология устройства свайного фундамента для каждого типа свай описана выше. Следует отметить, что при выборе способа монтажа следует руководствоваться не только экономической целесообразностью, но и опытом проектирования в каждом регионе строительства. Местные проектные институты разработали типовые технологические карты, в которых содержится полная информация по технологии производства работ, составлены графики работы, а также спецификации требуемых машин, механизмов, оборудования и материалов.

Свайный фундамент может стать единственным приемлемым решением для слабонесущих грунтов и сложных геологических условий. В остальных случаях следует руководствоваться принципами экономической и технологической целесообразности. Устройство свайного фундамента может потребоваться для высотных зданий, ответственных или уникальных объектов. Такое решение позволяет повысить надежность основы постройки, предотвратить нежелательные деформации и перемещения.

Несмотря на технологическую сложность, в ряде случаев устройство свайного фундамента может быть экономически оправдано. Устройство свайного фундамента не требует больших объемов земляных и бетонных работ, возведение можно проводить в зимнее время без дополнительных мероприятий. Применение свай может сократить срок выполнения работ. Яркий тому пример – возведение фундаментов коттеджей с применением металлических винтовых свай.

К преимуществам свайного фундамента следует отнести:

  • возможность устройства в особых геологических и климатических условиях;
  • высокая надежность и стабильность фундамента;
  • небольшой объем земляных и бетонных работ;
  • большое количество разнообразных конструктивных и технологических решений.

Однако свайный фундамент имеет ряд недостатков, связанных в основном со сложностью технологии возведения. Среди них:

  • потребность в специальных машинах и механизмах;
  • требуется квалифицированный персонал;
  • существует значительная вероятность возникновения непредвиденных трудностей на стадии возведения.

Также следует отметить, что в большинстве случаев стоимость свайного фундамента будет выше, чем аналогичных фундаментов мелкого заложения.

Порядок монтажа

Весь монтаж свайного фундамента можно условно разделить на несколько этапов. Точное выполнение каждого из них обеспечит отсутствие непредвиденных трудностей при выполнении следующих работ.

Подготовка поверхности

Установка свайного фундамента начинается с разметки мест для свай. Сваи обязательно должны располагаться под углами здания, а также в местах пересечения перегородок. Остальные изделия равномерно распределяют по периметру и площади.

Читайте также:  Армирование столбчатого фундамента: выполнение работ своими руками

На участках со сложным рельефом для разметки необходимо использовать не только рулетку, но и отвес, чтобы получить точную вертикальную проекцию плана здания.

Разметка под фундамент

Если в здании не предусмотрен подвал, то объём земляных работ ничтожен. Грунт, появившийся в результате установки свай, можно просто разровнять лопатой. Если в здании планируется любое подпольное помещение, придётся часть грунта под домом выбирать и вывозить. Как вариант, использовать его для подъёма уровня вокруг здания.

Установка

На размеченных местах штыковой лопатой отрывают небольшие лунки для лучшего позиционирования сваи на поверхности грунта. После этого в лунку вставляют конец с лопастью и вворачивают. Обычно в этом процессе участвуют два работника. Необходимо постоянно, особенно в начале погружения, проверять вертикальность установки изделия при помощи отвеса, а при необходимости корректировать положение сваи.

При достижении заданной глубины вращение прекращают. После завинчивания всех свай наносят мелом на оголовках отметки, соответствующие положению ростверка. Для этого пользуются гидроуровнем.

Проверка установки свай

Обрезка и бетонирование

Угловой шлифмашиной сваи обрезают на отмеченном уровне. После выравнивания оголовков внутрь свай заливают бетонную смесь, которую обязательно трамбуют вибратором-уплотнителем. При необходимости можно погрузить в сваю несколько арматурных прутьев. В этом случае частично применяют технологию устройства набивных свай для увеличения прочности фундамента. Бетон, заполняя внутреннее пространство сваи, вытесняет воздух. Цемент, входящий в состав бетона, — щелочной материал, он отлично защищает от коррозии металл сваи. Если же при воздействии агрессивной среды грунта металл начнёт разрушаться, фундамент ещё долго простоит на образовавшихся бетонных «сердечниках».

Обустройство ростверка

После бетонирования все сваи соединяют ростверком, который приваривают к оголовкам. При этом дожидаться отвердения бетона совсем необязательно. Ростверк располагают под будущими стенами здания, а также под перегородками и несущими стойками.

Монтаж ростверка свайного фундамента

Защита конструкции

После того, как все сваи обварены, защищают от внешних воздействий наземную часть фундамента. Для этого используют грунтовки и составы для наружных работ по металлу.

Монтаж буронабивного фундамента своими руками

Технологию возведения буронабивного свайного основания своими руками можно расписать поэтапно:

  • на первом этапе ведется работа по бурению скважин, она может быть ручной или механизированной;
  • затем в скважину помещают асбестоцементную трубу. Ее наружная сторона покрывается гидроизоляционным слоем. Желательно если он будет на основе битумной мастики, впрочем, подойдет и армированный скотч;
  • следующий этап предполагает заполнения скважины бетонной смесью приблизительно на одну третью. Затем необходимо приподнять трубу, чтобы бетон немного расширился у основания. Размер расширения зависит от расчетов указанных в проекте;
  • после в трубу вертикально устанавливается арматурный каркас. Сам он не несет на себе нагрузки, однако, предотвращает сваю от разрушения и препятствует ее преломлению;
  • уже после того, как установка арматуры закончена, заливается бетон. В трубу раствор должен поступать постепенно, равными порциями, после чего его необходимо каждый раз уплотнять. Обязательно, чтобы работа по заливке одной трубы производилась в один подход, перерывов делать нельзя;
  • заключительным действием в этом процессе является установка на верху сваи стальной проволоки или анкерного болта. Они будут необходимы для обвязки свай.

В заключение необходимо отметить, что технология возведения буронабивного свайного фундамента, при должном исполнении позволила качественно производить застройки без опасности повреждения соседних зданий. Это качество стало незаменимо при строительстве в городах, когда лишняя вибрация и источник дополнительного шума могут стать не только причиной недовольства жителей, но и опасным фактором, который может повлиять на качество оснований соседних построек.

Какой диаметр свай выбрать?

В зависимости от назначения винтовые сваи бывают различного диаметра. Чтобы правильно его подобрать, вы должны точно знать назначение будущего сооружения и возможные нагрузки на основание. В зависимости от этого сваи подразделяются на:

  • винтовые сваи, используемые для лёгких оград из сетки, их диаметр 5,7 см;
  • сваи диаметром 7,6 см подходят для возведения лёгких сооружений (бытовки, навесы, хозяйственные сооружения, уборные и т.п.) и для монтажа заборов из дерева или профнастила, свая может выдержать нагрузки до 3 т;
  • винтовые сваи диаметром 8,9 см с несущей возможностью в 3-5 т применяются для установки массивных ограждений с большой высотой, каркасных коттеджей низкой этажности и всевозможных достроек к ним;
  • винтовая свая диаметром 10,8 см с несущей возможностью в 5-7 т подходят для сооружения двухэтажных построек каркасного типа и для домов из нетяжёлого камня, древесины.

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.

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