Особенности свайного фундамента: плюсы и минусы

Свайный фундамент – один из самых надежных и устойчивых видов. Для передачи нагрузки от здания на грунт используются сваи. Чтобы вес распределялся равномерно, их соединяют балками или ростверком. Существует 3 вида основ: забивные, буронабивные и винтовые.

Метод возведения

Сухой способ применяется в том случае, если не требуется укрепление стен скважины. Подходит для возведения фундамента на устойчивом твердоглинистом, тугоплавком и полутвердом грунте. Если необходимо, осуществляется расширение скважины в нижней точке.

Для бетонирования возводится опалубка. По заполнению скважины бетоном, элементы конструкции постепенно извлекаются. В итоге, получается сформированная голова ствола, на которую укладывается утеплитель. Максимальные размеры для использования сухого способа: глубина 30 м, диаметр 40-120 см.

Если почва неустойчива и насыщена влагой, используется глиняный раствор. Возведение опалубки не требуется, так как создается гидростатическое давление. Глинистый раствор выливается по штанге в скважину. Смесь поднимается вдоль стен, проникает в зумпф. С помощью насоса, раствор проникает внутрь пустотелой буровой штанги. Обеспечивается постоянная циркуляция зумпфа. В скважины устанавливаются сваи, которые после заливаются бетоном.

Современная технология фундекс позволяет возвести фундамент с минимальным воздействием на грунт. Способ необходим при сейсмической неустойчивости.

Описание технологии

Монтаж обычный свай, используемых для укрепления фундамента, предельно прост. Изделия вдавливаются в грунт при помощи пресса или молота. Однако минусом данной технологии является невозможность ее использования в сложных грунтах с вкраплениями твердых пород – вы просто не забьете сваю.

Важно понимать, что и с обводненными или сыпучими грунтами дело обстоит не лучше. При наличии пустот вы рискуете получить слабо зафиксированную, а значит, подвижную и ненадежную конструкцию. Именно проблемные грунты породили необходимость создания новых методов и технологий.

Решением проблемы стали буронабивные сваи в Екатеринбурге. Порядок работ будет следующим:

  • Бурение скважины заданной глубины и диаметра.
  • Подача под давлением водно-цементного или песчано-цементного раствора.
  • Заполнение субстанцией подземных пустот, если они есть.

Буроинъекционная свая отличается от буронабивной, прежде всего, использованием «полого» шнека. Говоря простым языком, заполнение скважины через шнек цементным раствором происходит сразу после достижения определенной глубины. Постепенное извлечение стержня является профилактической мерой против обрушения внутренних стенок скважины.

По окончании заполнения в скважину опускается каркас, выполненный из арматурного стержня или металлической трубы – это самые распространенные варианты. Интересно, что некоторые компании, в основном иностранные, используют в качестве опоры шнек определенной конфигурации.

Во второй части статьи мы расскажем о преимуществах и недостатках буронабивных и буроинъекционных свай.

Все статьи

Фундамент из буронабивных свай

Технология изготовления фундамента с использованием буронабивных свай, подробнее о которой можно прочесть здесь _na_buronabivnyh_ намного выгоднее других. Обусловлено это, прежде всего экономией строительных материалов, ведь их, по сравнению с изготовлением того же монолитного фундамента, нужно гораздо меньше.

Как было сказано выше, используя буронабивные сваи для строительства фундамента, риск повредить соседние строения сводится к нулю. Это весьма большое преимущество данной технологии, дающее возможность вести точечную застройку в густонаселённых городских условиях.

Кроме этого, буронабивной фундамент можно установить на неровных почвах, без какого-либо вреда для окружающей среды. При этом заметно сокращается объем земляных и бетонных работ, что благоприятно сказывается на скорости выполнения строительных работ.

Допустимые нагрузки на буронабивные сваи гораздо выше, по сравнению с обычными забивными сваями. Это преимущество, позволяет возводить тяжёлые промышленные здания и различного рода другие объекты.

Недостатки буронабивных свай

Как и у любой другой строительной технологии, при устройстве фундамента с использованием буронабивных свай, также присутствуют свои недостатки. К примеру, существенным минусом подобной технологии является повышенный расход бетона. Связано это, прежде всего, из-за отсутствия почвы вблизи с изготавливаемой сваей.

Скорее к недостатку, чем к преимуществу, можно отнести и технологическую сложность установки буронабивных свай, нередко с использованием значительного ручного труда. Также, вести контроль за процессом монтажа достаточно сложно, в особенности при обустройстве фундамента на неустойчивой почве.

Читайте также:  Как построить дом на сваях своими руками?

Однако, несмотря на все вышеперечисленные недостатки, фундамент из буронабивных свай, порой единственное решение, которое позволяет избежать различных проблем при строительстве основания.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

Технология строительства буронабивного фундамента

Перед тем, как начать устройство буронабивного фундамента, определяют контуры будущего строения, которые размечают на поверхности земли. Если вы делали анализ грунта, то должны располагать информацией о точке его промерзания. Производят бурение по установленному выше периметру будущей постройки. Вертикальные шахты проделывают такой глубины, чтобы их дно находилось ниже точки промерзания грунта. Главным образом, на территории Российской Федерации такая глубина будет не менее 1,5 м, доходя в отдельных случаях до 2 м.

Устройство такого заглубления неслучайно.

Если этого не сделать, фундамент будет сильно подвержен сезонным колебаниям грунта, которые повлекут скорейшее разрушение всей постройки.

Далее в проделанные скважины заливается бетон, который после застывания образует столбы по периметру будущего строения. Верхняя часть этих столбов, на которые и будет монтироваться основная постройка, должна быть выше уровня земли.

Схема заглубления буронабивного фундамента.

Если выполнить установку свай так, как описано выше и на этом завершить работы по строительству основы, сваи со временем соединятся с почвой из-за сильных морозов. На вспучиваемых грунтах такое устройство приведет к смещению свай в вертикальной плоскости. Чтобы этого не произошло, перед тем как заливать бетон в скважины, возводят опалубку. В этом кроется одна из особенностей применения технологии буронабивных свай.

Опалубка может быть в виде цельных труб из металла или асбестоцемента. Помимо этого материала могут применяться и пластиковые цельные трубы, которые предварительно усиливаются стальной арматурой. Определившись с материалом опалубки, такие цельные трубы помещают в проделанные скважины. В эти трубы и заливается бетонный раствор. После того как бетон затвердел и окреп, опалубка не вынимается из земли, а остается в ней, дополнительно образуя защитный слой для бетонных столбов. Для того чтобы усилить защиту свай, внешняя часть труб (опалубки) покрывается специальной гидроизолирующей смазкой.

Особо нужно остановиться на процессе заливки бетонных свай, чтобы решить проблему противостояния их процессу выталкивания. Для этого необходимо, чтобы бетонный раствор образовал в самом низу, в основании будущего столба, подобие шляпки гвоздя. Как это сделать? Диаметр такого основания в сваях будет немного больше по величине диаметра труб, а проделывать отверстия в грунте по диаметру предполагаемого основания очень хлопотно. Как выйти из этой ситуации?

Армирование буронабивных свай.

Бетонный раствор заливается в погруженные опалубочные трубы. Сперва их заполняют раствором на треть высоты. После такого заполнения трубы немного приподнимают, при этом выравнивая верхние части по высоте. Забивая в землю клинья, вынутые части опалубочных труб необходимо зафиксировать в этом положении. Оголившаяся часть бетонного раствора в самом низу начинает расплываться и заполняет все пространство под углубленным концом трубы. В результате получается требуемая фигура сваи в виде гвоздя со шляпкой в основании. Ничего сложного, все вполне доступно для самостоятельного производства.

Фундамент и его площадь: расчеты

Сегодня известно, что от площадей опоры и фундамента зависит количество используемых буронабивных свай. Следовательно, нужно произвести не просто точный расчет, но и экономный, так как при использовании определенной площади, фундамент тем самым способствует значительному уменьшению количества буронабивных свай.

Пример расчетов буронабивных свай:

В установке будут использоваться буронабивные сваи диаметром 30 см и расширение не менее 50 см. Отсюда: подошва каждой опоры должна быть равной: S = 4, 13 * 40*40 / 8 = 1950 см2. Таким образом произведен правильный и точный расчет.

Если же нагрузка на какую-либо часть фундамента будет 100 тонн и радиус равен 4, то просто в вышенаписанную формулу необходимо поставить: R=F/(S*n). В данной формуле n – количество опор, результат будет равен 13 (13 опр). От сюда в абсолютной точности видно, каким образом n – количество опор зависит от площади и точности расчета. Следует учесть, что опоры будут также оказывать давление на площадь – грунты, поэтому опоры также следует включить в нагрузки.

Схема конструкции буронабивной сваи.

Одна опора обладает большой прочностью, и в некоторых случаях использовать нужно всего 8 опор для крепления строительного объекта – здания. Одна опора способна выдержать целое здание на самом деле. Но так как тяжесть со всей территории не перейдет в то место, где закреплена эта опора, необходимо ставить больше. Если площадь – поверхность земли будет идеальной для возведения какого-либо здания, если грунт на территории будет одним и тем же, то для здания не потребуется много опор, что снизит расходы.

Читайте также:  Поэтапный расчет нагрузок на фундамент

Далее производится подсчет объема опоры, где ее длина равна 2 метра и диаметр = 33 сантиметров, то объем равен, следовательно, 0,13 кубических метров. При средних показателях одна опора будет оказывать давление на грунт массой 366 кг, все 12 опор будут оказывать давление в 5,4 тонн. Если же необходимо произвести более крупное сооружение, и территория-площадь позволяет сделать это, то давление будет значительно выше, однако и распределение будет тогда равномерным. Для этого случая потребуется множество опор или же так называемая “сеть”, которая используется исключительно при возведении крупных зданий. Данный материал не выгоден и является высокотехнологичным, использование находит крайне редко.

Далее следует рассчитать объем бетонной смеси (сложностей в данном процессе никогда не возникнет, даже при использовании простейших формул).

Приготавливать бетонную смесь лучше на самом участке возведения дома, так как это обойдется в несколько раз дешевле.

Технология монтажа буронабивных свай

В зависимости от геологических условий буронабивные опоры могут монтироваться с применением различных способов, технологии которых незначительно различаются. Нюансы технологий при использовании разных способов обустройства буронабивных свай рассмотрены выше.

Но для всех способов суть технологии монтажа таких свай заключается в бурении скважины с последующей ее заливкой бетоном.

Скважина пробуривается с использованием различных механизмов, которые применяются при соответствующем способе монтажа свай. В зависимости от плотности грунта в скважину вставляется опалубка (обсадные трубы) или обходятся без нее. Внутрь скважины опускается арматурный каркас, изготовленный из арматуры диаметром 10 мм (вертикальное армирование) и 6 мм (горизонтальное армирование). После этого осуществляется заливка всей конструкции бетоном с дополнительным его уплотнением при помощи виброустановки.

Технология монтажа буронабивных свай достаточно проста и поэтому с успехом применяется не только в промышленном, но и в индивидуальном строительстве.

Особенности проектирования свайного фундамента

Очень важно при выборе свайного фундамента уделить внимание его проектировке, для того чтобы возвести долговечный и прочный фундамент, на котором будет стоять любое строение. Для этого нужно составить подробный проект свайного фундамента, в котором будут учитываться следующие моменты:

  • Структура грунта.
  • Тип свайного фундамента.
  • План строительной площадки, на котором указаны все строения.
  • План строения надземного сооружения, то есть количество этажей, использование материалов и другие особенности.
  • Характеристики конструкций, которые располагаются возле площадки для строительства для определения возможной усадки.
  • Чертеж подземной части строительного участка, то есть глубина свай, подземные коммуникации.
  • Расчет нагрузки на поверхность пола в различных ситуациях.

Все эти данные необходимо учитывать при проектировке свайного фундамента, в противном случае возведенное строение простоит не долго.

В заключение хочется отметить, что свайный фундамент является многофункциональным и долговечным основанием для любого строения, даже не смотря на все его преимущества и недостатки. Однако чтобы получить высокую прочность и долговечность, конструкция фундамента должна быть выполнена по всем технологиям и желательно при помощи опытных специалистов.

Способы устройства буронабивных свай

В зависимости от конкретных геологических условий в месте возведения буронабивных свай применяют три способа:

Сухой способ.

Применяется в устойчивых твердоглинистых, тугопластичных или полутвердых грунтах, когда обходятся без укрепления стенок скважин. Скважина с заданными параметрами (диаметр и глубина) пробуривается с использованием шнековой колонны или ковшового бура. При необходимости в нижней точке с использованием специальных инструментов может производиться расширение скважины.

Бетонирование скважиныпроисходит с использованием опалубки (бетонолитых труб), которая постепенно извлекается в процессе заполнения скважины бетоном. В конце бетонирования формируется голова ствола, которая в холодное время должна быть защищена утеплителем. Таким способом обустраивают сваи глубиной до 30 м и диаметром 400 — 1200 мм.

Такой способ неприемлем в условиях агрессивных или промышленных глинистого раствора. Такой способ применяется в условиях неустойчивых обводненных грунтов. Он основан на создании гидростатического давления глинистого раствора плотностью 1.2 г/см3, что позволяет обойтись без опалубки.

Глинистый раствор готовится на месте проведения работ из бентонитовых глин и по специальной штанге под давлением подается в скважину. Он поднимается вдоль стенок вверх, попадает в зумпф и с помощью насоса возвращается в пустотелую буровую штангу, обеспечивая его постоянную циркуляцию. Затем в скважину устанавливается арматурный каркас, который заливается бетоном.

По мере поступления в скважину бетона из нее постепенно вытесняется глинистый раствор и извлекается бетонолитая обсадной трубы. Такой способ используется в любых гидрогеологических условиях. В скважину обсадные трубы погружаются с помощью гидродомкратов, посредством забивки труб или путем вибропогружения, и стыкуются между собой посредством сварки или специальных замков.

Бурение скважин осуществляется ударным или вращательным способом. Имеется возможность расширения скважины у основания, используя взрывной способ. Для этого обсадная труба опускается вниз, не доходя до дна 1,4 м.

Вниз закладывается заряд необходимой мощности и сверху заливается бетон. При взрыве образуется сферическая полость, которая мгновенно заполняется бетоном. Опущенный в скважину каркас бетонируется с применением вертикально перемещаемой трубы.

При помощи системы домкратов, смонтированных на установке, обсадной трубе придается полувращательное и возвратно-поступательное движение, что помогает дополнительно уплотнять обсадной трубы по технологии фундекс. Его особенность состоит в том, что такой способ является щадящим, поскольку сам процесс происходит без динамических воздействий и без потери физических свойств грунтов. Применяется такой способ, в основном, в условиях сейсмически неустойчивых грунтов.

Суть его состоит в том, что бурение осуществляется без выемки грунта методом вдавливания с помощью раскатчика или конических катков, установленных на валу. Чугунный наконечник-раскаткаиз скважины не извлекается и служит надежной опорой для сваи. Нижний край трубы с помощью специального замка присоединяется к наконечнику.

При отсутствии в трубе воды в нее помещается армированный каркас. Для предотвращения расслоения бетона в трубу подается смесь из равных частей песка, цемента и воды. Затем труба начинает заполняться пластинчатым бетоном и одновременно вытаскиваться наверх при помощи возвратного вращения.

Свайный фундамент с висячим ростверком

Внимание: такой вид фундамента отлично подойдет для возведения каркасных домов: деревянных, тяжелых, с мощными конструкциями стен из бруса и бревен.

Важно! Часто данный вид свай используют при строительстве здания на грунте, где сильное пучение верхних слоев.

Головки свай выкапывают из земли примерно на 20 см, поверх чего заливается ростверк.

Особое внимание — связке арматурных каркасов и арматуре ростверка. При таком виде фундамента между землей и ростверком необходимо оставить расстояние не менее 1 см, он получается как бы подвешенным над землей. Этот зазор — защита фундамента от хождения грунта при вспучивании.

Устройство буронабивных свай

Полученные опоры связывают между собой бетонным ростверком

Выбор свайного фундамента для строительства здания значительно сократит расходы и ускорит процесс.

При устройстве такого фундамента из строительства полностью исключаются земельные работы.

Устройство буронабивных свай

Понятным ограничением использования сваи в качестве основания является наличие подвального этажа у здания. Свайный фундамент – это опоры, погруженные в грунт и связанные между собой бетонными перемычками.

Количество и диаметр сваи определяется весом здания и переменными нагрузками, которые зависят от применения помещений строения: заводской производственный цех оказывает большее влияние на опоры, чем детский сад или жилой дом.

Чтобы рассчитать количество, диаметр и глубину заложения сваи, следует обратиться к специалистам. Не имея достаточных знаний, сложно произвести вычисления.

Но прикинуть стоимость будущей основы можно, используя усредненные данные по нагрузкам. Цифры приведены из расчета высоты сваи – 2 м и расстоянием между опорами — 1 м.

Таблица объемов материалов в зависимости от несущей способности опор

Несущая способность, тн

Устройство буронабивных свай

Площадь опоры, м2

Увеличить несущую способность опоры можно несколькими способами:

  • укрепив стенки шахты,
  • зафиксировав нижний край скважины с помощью его расширения,
  • увеличив глубину заложения опоры,
  • расширив диаметр скважины.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями осуществляется в процессе эксплуатации здания, и реже в ходе строительства. Осадка здания и возникновение некоторого крена конструкции стимулирует к быстрому принятию конструктивного решения. С помощью БИС можно оперативно устранить ошибки и недоработки в отношении прочности и устойчивости основания.

Признаками необходимости усиления являются:

  • Появление на стенах трещин различной формы и величины.
  • Аварийное состояние дома.
  • Наклон элементов конструкции.
  • Погружение здания в грунты.
  • Возникновение грунтовых вод и подмывание основания.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями

БИС выполняется с помощью бурения с использованием специальной конструкции. Также данную методику применяют для улучшения качества и скорости возведения ростверков.

Самостоятельно выполнять данные работы не стоит. Проблема заключается даже не в том, что сложно найти подходящую технику. Особенность в том, что без надлежащих расчетов и проектирования усиления можно прийти к обратному эффекту и полностью разрушить основание.

Если ваш фундамент проявляет признаки неустойчивости, то быстрее обращайтесь к специалистам. Они выполнят усиление фундаментов буроинъекционными сваями в кратчайшие сроки, до наступления необратимых последствий.