Бурение под фундамент, преимущества и недостатки свайного основания

Приемка свайных фундаментов осуществляется в два приема: после выполнения свайных работ и после выполнения работ по устройству ростверков.

Краткая характеристика условий строительства

1 Краткая характеристика условий строительства

Настоящий проект производства работ (в дальнейшем ППР) разработан на устройство буронабивных свай на строительстве частей здания крытого спортивного комплекса по адресу Краснодарская 149В, в разработан на основании сложившейся ситуации на строительной площадке на момент разработки ППР и комплекта чертежей, выполненного ООО «ОПТИМ».В ППР предусматриваются мероприятия, обеспечивающие безопасные методы производства строительно-монтажных работ, выполняемых как вручную, так и с помощью грузоподъемных механизмов и землеройной ППР также устанавливает границы земельного участка, необходимые для выполнения строительно-монтажных строительно-монтажных работ предусматривается в пределах границ отвода земельного ППР не дает право на выполнение строительно-монтажных работ без полученного в установленном порядке разрешения от инспекции Госархстройнадзора ППР не может являться проектом организации строительства (ПОС) в составе рабочей документации, как не отвечающий требованиям по составу и содержанию основных форм проектных начала производства строительно-монтажных работ настоящий ППР должен быть:утвержден главным инженером подрядной организации;согласован с инженером по технике безопасности, с главным механиком и энергетиком подрядной , ответственное за безопасное производство строительно-монтажных работ кранами, лицо, ответственное за безопасное производство строительно-монтажных работ, стропальщики и крановщики должны быть ознакомлены с проектом с записью номеров их удостоверений о проверке знаний «Промышленной безопасности», до начала производства строительно-монтажных , согласование и ознакомление с настоящим ППР производить под роспись на изменений в утвержденный ППР может производить только разработчик, чья подпись имеется в настоящем площадка ограничена на местности:- с севера — существующим общежитием;- с юга — проезжей частью и существующим 5-этажным жилым домом;- с востока — парковой зоной и существующим 5-этажным жилым домом;- с запада — существующим здания объединяют в себе спортивный зал и блок вспомогательных помещений, разделяемых между собой противопожарной здания в осях 23х45 м, высота помещений в верхней точке 8, не имеет условную отметку 0,00 принята отметка чистого пола 1-го этажа, соответствующая абсолютной отметке по генеральному плану 46, инженерно-геологическим изысканиям, выполненным ООО «Донгеология» в 2007 году, грунтами основания фундаментов строящегося здания служат: суглинки тяжелые, полутвердые, воды вскрыты на абсолютной отметке 39,26 м — 40,0 м (4,7-7,1 м), т.е. ниже подошвы фундаментной плиты.В случае обнаружения воды при отрывке котлована и при выполнении работ по устройству подземной части здания, ее удаление осуществляется насосами типа «Гном» в резервные емкости, а после отстоя очищенная вода сбрасывается в ливневую уличную решения здания: Проектом предусмотрены сваи буронабивные, диаметром 300 мм, длиной 6 бетона класса В15 на портландцементе с минеральными добавками ПЦ 400-Д20-Б-ПЛ по ГОСТ 10178 , марки W по водонепроницаемости, марка F75 по морозостойкости. Укладку бетона производить с вибрированием. Несущая способность сваи 15 т (по грунту, определена расчетом). Ствол буронабивных свай армируется сварными каркасами длиной 5,7 м из арматурных стержней диам. 14 АШ и диам. 8 А-1. Диаметр каркаса 260 мм. Защитный слой бетона для рабочей арматуры сваи обеспечивается приваркой к трем продольным стержням пространственного каркаса коротышей полозьев из круглой стали в виде скобы.

Технология устройства буронабивных свай

Буронабивные сваи – особая технология и специальный метод в строительстве, который наиболее всего подходит и используется при высокой плотности застройки,  что так характерно для мегаполисов и современных городов. Чаще всего, для устройства фундаментов используются забивные сваи и в определенных случаях их использование оптимально. Но устройство буронабивных свай имеет ряд своих неоспоримых преимуществ, таких как возможность проведения строительно-монтажных  работ, в старой части города, где использование привычных технологий  представляет существенную опасность для стоящих рядом сооружений и проходящих коммуникаций.  Буронабивные сваи – это один из самых удобных способов организации фундамента строящегося здания. Диаметр свай, как правило, составляет 0,35 – 1,5 м. В большинстве случаев данную технологию устройства применяют при больших нагрузках, а также при глубоком залегании мало сжимаемых грунтов. Эта технология обеспечивает производство работ без ударов и вибраций, что особенно важно при изготовлении буронабивных свай вблизи существующих зданий и сооружений. Технология устройства буронабивных свай применяется – при больших сосредоточенных вертикальных и горизонтальных нагрузках, на строительных площадках со сложными геологическими и инженерными условиями, в стесненных условиях городской застройки, вблизи существующих зданий и сооружений в которых могут возникнуть деформации при забивке или вибропогружении. Буронабивные сваи выполняются по технологии:

Технология устройства буронабивных свай
  • CFA (НПШ-непрерывного полого шнека);
  • под защитой бентонитового раствора;
  • под защитой обсадных труб погружаемых дрейтеллером;
  • под защитой обсадных труб погружаемых и извлекаемых с помощью вибропогружателя.
Читайте также:  Высокопрочный бетон: состав и марки, виды

  Устройство буронабивных свай методом CFA (Continuous Flight Auger) или НПШ (Непрерывный Полый Шнек) – одна из наиболее распространённых за рубежом и постепенно обретающая популярность в России технологий. Суть метода заключается в том, что буровая колонна, состоящая из полых шнеков, погружается в грунт на проектную величину, при этом происходит выбуривание (подъём грунта посредством реборд спиральной навивки шнека) грунта на поверхность. Применение буронабивных свай выполненных по технологии CFA, за счёт заполнения под давлением пространства скважины бетоном, не допускает разуплотнения около свайного пространства. Основными преимуществами применения данного метода являются: – высокая производительность – в 3-12 раз выше по сравнению с устройством свай с обсадной трубой. Разброс может быть вызван затруднениями в поставках бетона, арматурных каркасов и подготовкой площадки под буровую технику; – гарантированное уплотнение забоя и стенок скважины, как следствие более высокая несущая способность при тех же параметрах; – меньший уровень шума при производстве в сравнении с методом при использовании обсадной трубы, т.к. нет необходимости “сбрасывать” грунт со шнека; – экологичность, т.к. время работы буровой техники значительно сокращается, что немаловажно при работе в заселённых городских центрах. При устройстве буронабивных свай под защитой обсадных труб обсадную   трубу  опускают в скважину одновременно с выбуриванием грунта, что предотвращает осыпание рыхлых слоев породы. Обсадная  труба настолько плотно прилегает к стенкам самой скважины, что позволяет избежать какой-либо деформации грунта.  К трубам  предъявляются достаточно строгие требования и в каждом конкретном случае труба должна быть четко установленного размера и диаметра. После бурения скважины на проектную глубину в нее опускается и монтируется заранее изготовленный арматурный каркас, затем происходит заливка бетона.   

Технология устройства буронабивных свай

В КАКИХ СЛУЧАЯХ ПРИМЕНЯЕТСЯ ЭТА ТЕХНОЛОГИЯ

  • Строительство в плотно застроенных районах.
  • Строительно-монтажные работы в старых районах городов, где ударные технологии представляют опасность для существующих сооружений.
  • Возведение особо крупных объектов, в которых предполагаются большие нагрузки на фундамент.
  • Строительство объектов на грунтах, в которых малосжимаемый слой залегает достаточно глубоко.
  • Работы в сложных геологических условиях.
  • Устройство фундаментов из железобетонных буронабивных свай используется в тех случаях, когда исключены любые вибрации во избежание деформации расположенных поблизости объектов либо в тех районах, где вибрации и ударные технологии могут привести к сдвигу грунта.

Сваи с камуфлетной пятой.

При взрывном способе уширение полости в скважине образуется в результате камуфлетного взрыва. Размеры полости зависят от свойств грунта, количества и вида взрывчатого вещества. Уширение основания свай камуфлетным взрывом впервые было осуществлено Вильгельми в 1901 г. Скважины для свай Вильгельми проходили под защитой обсадной трубы. После извлечения из трубы грунта в забой скважины опускали заряд взрывчатого вещества и скважину заполняли бетонной смесью. Обсадная труба выполняла роль забойки. В результате взрыва образовывалась уширенная полость. Затем заканчивали бетонирование сваи и извлекали обсадную трубу. Чтобы исключить трудоемкую операцию по удалению грунта из обсадной трубы, А. А. Луга в 1941 г. предложил другой способ изготовления сваи с камуфлетным уширением. Согласно предложенной технологии в грунт погружали металлическую оболочку с закрытым концом, а заряд помещали в центр конического наконечника оболочки (рис. ). При расчете заряда А. А. Луга дополнительно учитывал необходимость взрыва наконечника оболочки. Взрыв производился после заполнения оболочки бетонной смесью. Далее в скважину погружали каркас и заполняли оставшуюся часть скважины бетонной смесью. Эти сваи применялись в нашей стране в середине XX в. при сооружении опор мостов как сваи глубокого заложения. Со временем технология претерпела некоторые изменения в зависимости от способности грунта держать стенку скважины, глубины заложения, материалов и конструкции сваи, однако принципиальная последовательность выполнения работ осталась прежней.

Рис. Технологическая схема А. А. Луги для изготовления свай с камуфлетной пятой:

1 — полая оболочка; 2 — конический наконечник; 3 — взрывная сеть; 4 — заряд взрывчатого вещества; 5 — бетонная смесь; 6 — камуфлетное ушире ние; 7 — арматурный каркас; 8 — свая

III. УКАЗАНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ТРУДА

Комплекс работ по устройству буронабивных свай с применением буровой установки «Като» выполняет комплексная бригада в три смены в составе 15 чел., в том числе 9 строительных рабочих и 6 машинистов. В каждом звене — 5 рабочих в составе:

Машинист буровой установки «Като» 6 разр………………… 1 чел.

Машинист крана 6 разр…………………………………………………. 1 чел.

Копровщик 5 разр…………………………………………………………. 1 чел.

Монтажники конструкций 4 разр………………………………….. 2 чел.

Кроме того, копровщик может совмещать профессию бетонщика, электросварщика и такелажника, а два монтажника конструкций профессию бетонщика и такелажника, причем один из них еще и профессию арматурщика.

Копровщик осуществляет все операции по использованию оснастки буровой установки для погружения обсадной трубы и извлечения грунта из скважины. Во время установки и наращивания арматурного каркаса он выполняет работу сварщика по прихватке электросваркой рабочих стержней, соединенных внахлестку. При бетонировании он работает в составе звена на всех операциях, связанных с монтажом и установкой бетонолитной трубы, укладкой бетонной смеси с поднятием и демонтажом бетонолитной трубы, а также уплотнением бетонной смеси с извлечением обсадной трубы. Он также возглавляет операции, связанные с перемещением буровой установки, выполняя такелажные работы по перекладке плит и шпал, установке выносных опор и стяжного хомута.

Один монтажник конструкций совместно с копровщиком занят на установке и наращивании секций обсадной трубы и арматурного каркаса. В составе всего звена он, владея профессиями бетонщика и такелажника, выполняет все операции по бетонированию методом ВПТ и перебазированию буровой установки на очередное рабочее место. Совместно со вторым монтажником конструкций в часы, свободные от установки и наращивания обсадной трубы, выполняет работы по очистке и промывке ее секций, а также звеньев бетонолитной трубы, и частичную откидку извлеченного грунта от обсадной трубы.

Второй монтажник конструкций выполняет все работы комплекса, кроме операций, связанных с установкой и наращиванием обсадной трубы.

На перебазировании буровой установки занят весь состав звена. Установку и снятие секций обсадной трубы производят копровщик и монтажник с участием двух машинистов. Второй монтажник в это время занят очисткой и промывкой секций обсадной трубы и звеньев бетонолитной трубы без участия крана. Погружение обсадной трубы и ее извлечение, а также зачистку забоя выполняет копровщик с участием машиниста буровой установки. В это время два монтажника с помощью крана выполняют часть работ по очистке и промывке секций труб, а также укрупнительную сборку бетонолитной трубы, что связано с выполнением грузоподъемных операций. Во время извлечения грунта из скважины, производимого при участии машиниста буровой установки, копровщика и монтажника, второй монтажник с использованием крана также выполняет часть операций по подготовке звеньев бетонолитной трубы.

Опускание и наращивание арматурного каркаса с установкой вспомогательных приспособлений выполняют копровщик и два монтажника с участием обоих машинистов, причем копровщик, владея смежной профессией электросварщика, производит прихватку соединений стержней внахлестку.

При бетонировании два рабочих 4 разр. принимают бетонную смесь в бадью, стропят ее и очищают кузов автомобиля — самосвала от налипшего бетона, рабочий 5 разр. выгружает бетонную смесь из бадьи в бункер бетонолитной трубы.

Использование смежных профессий позволяет, как видно из «Графика выполнения производственного процесса», производительно работать стабильному составу звеньев в течение всего рабочего времени.

Машинист буровой установки управляет машиной на всех этапах ее использования, а также участвует в приведении ее в рабочее и транспортное положение, а в часы технологических перерывов занимается профилактикой и подготовкой машины к работе.

Машинист крана управляет машиной, выполняет необходимые профилактические и подготовительные мероприятия.

Дежурные слесари и электрик обслуживают строительную площадку в целом и при необходимости выполняют соответствующие работы по устранению перебоев в работе машин и электроустановок, связанных с устройством буронабивных свай.

Материал изготовления

Сейчас производство выпускает сваи из разных материалов. Приобретая изделия, нужно учитывать не только их рабочие характеристики, но также доступность цены, удобство монтажа.

Читайте также:  Выбираем материалы и утепляем фундамент деревянного дома своими руками

Опорные изделия бывают:

  1. Деревянные. В основном продажа предоставляет сваи из сосны и ели, реже из дуба, кедра, лиственницы. Древесину легко обрабатывать и во многих областях является самым доступным материалом. Но есть такие серьёзные недостатки, как малая прочность и предрасположенность к гниению. Поэтому сейчас они не востребованы. Их эффективно используют при сооружении строений с небольшим сроком службы. Диаметр опоры должен быть не менее 180 мм, а длина цельной сваи — не более 16 м. Если потребуется большая длина, можно срастить несколько стволов.
  2. Стальные. Опоры могут быть самой разной конструкции. Обычно это цельнотянутая труба, толщина стенки которой 8−12 мм. Используются также сваи коробчатого сечения из двутавров. Для прочности стальные опоры заливаются бетонным раствором. Сейчас популярны среди покупателей винтовые сваи, внешне напоминающие саморез. Внизу с одной стороны наконечника расположена лопасть, благодаря которой упрощается вкручивание трубы в плотные слои грунта, также выполняет функцию удерживающего анкера. Опоры больших диаметров завинчивают при помощи специального оборудования. Если свая в диаметре не более 100 мм достаточно двух человек, чтобы установить сваю на место. В этом случае потребуется ворот. При необходимости опору можно просто выкрутить и использовать для нового свайного фундамента. Главное, чтобы она не подверглась коррозии, находясь в грунте. Благодаря форме винтовой сваи (в виде резьбы) повышается степень фиксации в почве и даже при малом диаметре основного ствола и слабом грунте опора способна выдерживать значительные нагрузки. Сталь характеризуется прочностью и долговечностью, однако, изделия не из дешёвых и к тому же восприимчивы к коррозии.
  3. Железобетонные. Такие опоры способны выдержать наибольшее количество нагрузок по сравнению с аналогами из других материалов.

Опоры из железобетона бывают квадратной или круглой формы, сплошного или полого сечения с острым концом, облегчающим вход в грунт. Характеризуются прочностью, надёжностью, долговечностью. Однако имеют большой вес, необходима спецтехника для транспортировки и заглубления.

Читайте также:  Гидроизоляция столбчатого фундамента своими руками

Технологии устройства буронабивных свай

В зависимости от технологии обустройства, все буронабивные сваи классифицируются на три вида:

Технологии устройства буронабивных свай
Технологии устройства буронабивных свай
  • Опоры, сформированные без оболочки;
  • Опоры с извлекаемой и постоянной оболочкой
Технологии устройства буронабивных свай
Технологии устройства буронабивных свай

В качестве оболочки применяются обсадные трубы — цилиндрические стальные конструкции, стыкующиеся между собой посредством резьбового либо анкерного соединения. Бурение скважин под сваи без оболочки не сопровождается их использованием, что возможно лишь в условиях устойчивых (не склонных к обвалам грунтов) с минимальным уровнем грунтовых вод.Важно: при необходимости в процессе бурения без обсадных труб может использоваться бентонитовый раствор, который подается в разрабатываемую скважину, вымывает из нее грунтовые массы и оседает на стенках полости, формируя корку, препятствующую осыпаниям почвы.

Технологии устройства буронабивных свай
Технологии устройства буронабивных свай

Технологии устройства буронабивных свай
Технологии устройства буронабивных свай

Рис: Обсадные трубы для бурения под сваиТехнология создания буронабивных свай с извлекаемой оболочкой реализуется при работе в проблемных, насыщенных влагой грунтах. Обсадная труба, в данном случае, предотвращает обрушение стенок скважины и изолирует полость от грунтовых вод. Демонтаж обсадки происходит после заполнения скважины бетоном. Создание свай с постоянной оболочкой практикуется при работе в глинистых грунтах, песках и супесях с высоким уровнем грунтовых вод, которые могут разрушить тело сваи на стадии отвердевания бетонного раствора.

Технологии устройства буронабивных свай

Технология устройства буронабивных свай с ростверком

Конфигурация ростверка буронабивных опор выбирается исходя их схемы размещения свай в фундаменте:

  • Обвязка ленточным ростверком применяется при последовательной схеме расположения, которая используется для обустройства фундаментов под малоэтажные здания (опоры размещаются под контуром стен дома);
  • Плитным ростверком обвязываются свайные поля фундаментов многоэтажек, в которых сваи размещены по всему периметру сооружения.

Важно: на этапе формирования буронабивных свай опоры армируются каркасом, длина которого на 30-50 см. превышает длину бетонного тела сваи. Выступы арматуры необходимы для последующего соединения с арматурным каркасом обвязки.

Технология устройства буронабивных свай с ростверком

В зависимости от уровня возвышения над грунтом классифицируют 3 вида ростверков:

  • Низкие (опущенные в почву ниже уровня ее промерзания либо так, чтобы верхний контур обвязки находился на одном уровне с грунтом);
  • Повышенные (уложенные на поверхность грунта);
  • Высокие (поднятый над грунтом на высоту 20-30 см) .

Рис: Виды ростверков буронабивных свай

Последовательность монтажа ростверка буронабивных свай следующая:

  • По периметру расположения обвязки обустраивается слой песчано-щебеночной подсыпки толщиной 20-30 см, при необходимости откапыванием понижается уровень грунта;
  • Поверх подсыпки формируется опалубка, сбивающаяся из строганных досок. Опалубка фиксируется посредством боковых распорок;
  • Внутренние стенки опалубки перекрываются гидроизоляционным материалом (клеенкой, рубероидом);
  • Из арматурных стержней собирается армокаркас, который укладывается в опалубку и приваривается к выступам арматуры буронабивных свай;
  • Производится заливка ростверка бетоном. Заполнение опалубки выполняется одномоментно, без пауз. После заливки смесь уплотняется вибрированием.
Технология устройства буронабивных свай с ростверком

Рис: Процесс обустройства ростверка буронабивных свай

Важно: по завершению монтажа ростверка выдерживается 30 дневная пауза на набор бетоном прочности, по истечению времени фундамент из буронабивных свай становится пригодным к дальнейшему строительству.

Устройство наземной части фундамента

Существует несколько вариантов оснований, опорой для которых служит буронабивной фундамент:

  1. Свайно-монолитный. Комбинированный тип основания, при котором поверх свайного поля заливается монолитная плита. Применяется преимущественно на плотных грунтах и для строений с большой массой. Достоинства: высочайшая несущая способность. Недостатки: большой объем бетонных работ и высокая стоимость.
  2. Свайно-ленточный. Ленточный фундамент на сваях — оптимальный вариант для загородного дома. Монолитная фундаментная лента, заливаемая при помощи опалубки, опирается на буронабивные сваи, передавая до 40% веса дома на опоры. Достоинства: простота выполнения, низкая стоимость, надежность. Недостатки: на болотистых грунтах необходимо устройство висячего ленточного основания, которое самостоятельно рассчитать и выполнить практически невозможно.
  3. Свайно-ростверковый. По конструкции напоминает свайно-ленточное основание, но вместо монолитной ленты нагрузку от строения воспринимает ростверк. Фундамент с ростверком отлично подходит для небольших дачных домиков, бань, хозпостроек. Достоинства: простой монтаж, возможность самостоятельного обустройства металлического висячего ростверка. Недостатки: относительно низкая несущая способность.
Устройство наземной части фундамента

При выборе наземной части для буронабивного фундамента необходимо учитывать характеристики будущего дома (массу, площадь), типы грунтов на участке и финансовые возможности. Рассчитывая стоимость комбинированного фундамента, не забывайте включить в смету работы и материалы по утеплению, гидроизоляции, отделке.

Вы можете задать свой вопрос нашему автору: Отправить

Классификация

Буронабивные сваи могут производиться двух видов: цилиндрические и с уширением опорной подошвы. Цилиндрические сваи имеют одинаковую толщину по всему телу сваи. А вот сваи с уширением подошвы имеют небольшое уширение в нижней части сваи. Сваи с уширением опорной подошвы имеют большую несущую способность и повышенную устойчивость в слабом грунте. Поэтому в некоторых ситуациях проще использовать сваи с уширением опорной подошвы, чем более длинные по размеру цилиндрические сваи.

Армокаркас

Преимущества и достоинства

Преимущества свайного фундамента в отличие ленточного выражаются в следующих качествах:

Преимущества и достоинства
  • Данный фундамент дает увеличение несущей функции, что обеспечивается при помощи свайного опорного элемента;
  • Минимальное потребление бетонного раствора;
  • Придает прочности и надежности строительному объекту, которые не зависят от количества этажей;
  • Способность монтажа в перпендикулярном и наклонном положении;
  • Отсутствие вибрационных волн на поверхности;
  • Достаточно низкая стоимость работ.

Внимание! Процесс постройки фундамента – это очень сложная работа, которая требует помощи профессионалов.