ПСК «Основания и фундаменты» принимает заказы на любые буровые работы и на устройство фундаментов всех типов.
В числе наших услуг – расчет и устройство буронабивных свай.
Какие параметры определяет расчет буронабивной сваи
Одно из самых популярных оснований под дом – буронабивные сваи.
Рассчитать буронабивной фундамент – это значит определить необходимое число свай, шаг монтажа, сечение стержня и глубину погружения. Глубина и сечение – взаимозависимые характеристики. Глубина зависит от особенностей грунта: состава, уровня грунтовых вод, уровня промерзания.
Несущая способность должна быть соответствовать проектным нагрузкам. Ниже недопустимо, намного больше – неэкономично, неоправданные лишние расходы. Чтобы этот баланс соблюдался, в проектировании используется коэффициент надежности. Для жилых домов его принимают 1,2.
Предварительные исследования позволяют определить тип грунта. Далее из раздела ГОСТ «Классификация грунтов» можно взять значение нормативного сопротивления сваи для нужного типа, оно потребуется при расчетах. Нормативных сопротивлений два: одно для основания сваи, второе для боковой поверхности. Примеры значений сопротивления основания:
- супесь, пористость 0,5 – от 41 (мягкопластичная) до 47 (твердая);
- суглинок, пористость 0,7 – от 31 до 37;
- глина 0,6 – 57-75;
- крупнозернистый песок – 50-70 (в зависимости от плотности и влажности);
- пылеватый песок – 20-40;
- осадочный гравий – 45;
- кристаллический гравий – 75.
Боковое сопротивление сваи зависит от консистенции пласта и глубины его залегания:
- 50 метров – 0,3-2,8 т на метр (от мягкопластичных до твердых);
- 100 – 0,5-3,5;
- 200 – 0,7-4,2;
- 300 – 0,8-4,8.
Нужен фундамент для объекта? обращайтесь в нашу компанию - рассчитаем и установим!
Опыт работы - более 10 лет.
Расчет нагрузок Буронабивных свай
Проектные нагрузки включают в себя суммарную массу всех конструкций дома, сезонный фактор – вес снежного покрытия на кровле, а также полезную нагрузку.
Снеговая нагрузка – цифра, имеющая постоянное значение для каждого района/климатической зоны. Ее можно взять из таблиц СП, раздел «Строительная климатология». Коэффициент надежности для нее – 1,4.
Постоянные нагрузки – это:
- масса стен и перегородок – зависит от числа перегородок и материала;
- перекрытия;
- крыша (стропила, обрешетка, утеплитель) + кровельные конструкции (отопительные и вентиляционные трубы, оградительные решетки, молниеотводы и т.д.).
Вес кровельных покрытий различен. Легкие (металлочерепица, гибкая кровля) весят 60-70 кг на квадрат, керамическая черепица и ЦПЧ – вдвое больше (точную цифру можно узнать из инструкции к выбранному материалу).
Расчет буронабивного фундамента
Предварительные значения глубины заложения (длины стержня) и сечения сваи берут из рекомендаций СНиП «Свайные фундаменты». Короткие сваи (меньше 3 метров) принимают сечением 30 см и т.д.
Формула для вычисления несущей способности – Р = Р1 + Р2, где
- Р1 – несущая способность основания;
- Р2 – боковой поверхности.
Р1 = 0,7 х R х F, где
- R – несущая способность нормативная (табличное значение);
- 0,7 – табличный коэффициент однородности грунта;
- F – площадь основания сваи.
Р2 = 0,8 х U х f x h, где
- f – нормативное сопротивление стенок (из таблиц);
- h – толщина рабочего слоя;
- U – периметр сечения;
- 0,8 – коэффициент условий работы.
Нагрузка на п.м. фундамента определяется по формуле Q = M/U, где
- М – сумма нагрузок (см. выше);
- U – периметр дома. Если в доме будут внутренние стены с собственным фундаментом, их длину добавляют к периметру.
Шаг установки свай определяют как P/Q. Число свай – периметр дома, поделенный на эту цифру. Дальше можно посчитать необходимое количество бетона и арматуры. Вычисления выполняют несколько раз, варьируя длину и сечение сваи.
Ниже – пример расчета буронабивных свай для заданных параметров сооружения.
пример расчета буронабивных свай
Рассчитаем буронабивной фундамент для следующих данных:
- верхний слой грунта, 2 метра – тугопластичный суглинок;
- ниже – твердая глина, пористость 0,5;
- площадь дома – 4 х 8 метров, периметр 24 м;
- стены – кирпич 0,38 метра, плотность 1,8 тонн на кубометр;
- высота стен одинаковая по всем сторонам: 1 этаж – 3 метра, мансарда – 1,5;
- крыша – вальмовая, металлочерепица;
- перекрытия – ж/б плиты, толщина 25 см, площадь 32 кв.м, 2 штуки (пол и мансарда);
- внутренние стены – ГКЛ, суммарная длина 20 м, высота 2,7, вес квадратного метра – 0,03 тонны;
Считаем нагрузки:
- вес стен – (24 х 3 + 24 х 1,5) х 1,2 (коэфф. надежности) х 1,8 = 88,65 тонн;
- перегородки – 1,2 х 2,7 х 20 х 0,03 = 2 тонны;
- перекрытия + цементная стяжка 3 см = 1,2 х 0,25 х 32 х 2,5 = 48 тонн;
- кровля – 1,2 х 4 х 8 х 0,06 = 2,3;
- снег – 1,4 х 4 х 8 х 0,18 = 8,1;
- всего – 112,94 тонны;
Выполняем расчет для круглых свай длиной 3 метра, сечением 30 см, используя приведенные выше формулы:
- f = 3,14 D2 / 4 = 3,14 х 0,3 х 0,3 / 4 = 0,071;
- U = 3,14 х D = 0,942;
- Р1 = 4,47;
- Р2 = 7,84;
- Р = 12,31;
- L (шаг между сваями) = 1,84 метра.
Повторяем расчеты два раза, увеличивая и уменьшая сечение сваи.
Ничего принципиально невыполнимого в этих расчетах нет, только долго, трудоемко и требуется предельная аккуратность. Чтобы сократить трудозатраты, можно выполнить расчет буронабивной сваи онлайн с помощью сетевого калькулятора.
А лучше вообще устраниться от решения этой задачи – заказать расчет буронабивного свайного фундамента нам. Цены у нас невысокие, вычисления будут выполнять профессионалы, а вам не придется тратить время.
Кроме буронабивных мы изготавливаем буроинъекционные, буросекущие и бурокасательные сваи
Все работы - под ключ!
По желанию заказчика мы полностью выполним все работы под ключ, начиная с геологических исследований и заканчивая устройством ростверка.
Буронабивной фундамент: расчет, устройство и другие услуги ПСК «Основания и фундаменты»
Мы работаем в Московской и других областях РФ. К вашим услугам устройство буронабивных свай любого типа:
- свайные фундаменты;
- буросекущие и бурокасательные сваи для любых целей – фундаменты, ограждения, стена в грунте;
- буроинъекционные для ремонта и усиления оснований, подпорных стен;
- фундаменты ТИСЭ;
- ростверки.
Законченные объекты, которыми мы гордимся
Наш экскаватор Hyundai R330LC c вибропогружателем OMS OVR 80 S на объекте
Работы по извлечению труб вибропогружателем специалистами ООО "ПСК Основания и Фундаменты"
Вибропогружение труб ООО "ПСК Основания и Фундаменты"
Возведение любого фундамента начинается с проектирования. Расчеты и чертежи могут быть выполнены без привлечения специалистов, самостоятельно. Конечно, эти вычисления не будут иметь высокую точность и представят собой упрощенный вариант расчета, но они могут дать представление о том, как обеспечить несущую способность фундамента. Далее рассмотрены буронабивные сваи и пример их расчета.
Конструкторские работы выполняют в следующем порядке:
- изучение характеристик грунта;
- сбор нагрузок на фундамент;
- расчеты по несущей способности, определение расстояния между сваями и их сечения.
О каждом пункте по порядку.
Геологические изыскания
При массовом строительстве характеристики для расчетчиков подготавливают геологи. Они берут пробы грунта, проводят лабораторные испытания и дают точные значения несущей способности того или иного слоя, расположение грунтов с различными характеристиками. Если буронабивные сваи используются для частного домостроения, проводить такие мероприятия экономически невыгодно. Работу выполняют самостоятельно двумя способами:
- шурфы;
- ручное бурение.
Важно! Характеристики изучаются в нескольких точках, все из них располагаются под пятном застройки здания. Одна — обязательно в самой низкой части поверхности земли. Глубину разработки грунта при исследовании характеристик почвы назначают на 50 см ниже предполагаемой отметки подошвы фундамента.
Шурф — яма прямоугольной или квадратной формы, грунт изучают, анализируя почву стенок отрытого шурфа. При бурении выполняют анализ почвы на лопастях бура. Ознакомившись с , определяют тип почвы. Для некоторых типов оснований, потребуется определить консистенцию или влажность. С данным вопросом поможет таблица1.
| Внешние признаки и способы | Консистенция |
| Глинистые основания | |
| Если грунт сжимают или ударяют, он рассыпается на куски | Полутвердый или твердый грунт |
| Образец трудно разминать, при попытке разлома бруска, перед тем как распасться на две части он сильно изгибается | Тугопластичный |
| Сохраняет вылепленную форму, легко поддается лепке | Мягкопластичный |
| Мнется руками без затруднений, но не сохраняет вылепленную форму | Текучепластичный |
| Если образец поместить на наклонную поверхность, то он будет медленно по ней сползать (стекать) | Текучий |
| Песчаные основания | |
| Рассыпается при сжатии в руке, не имеет внешних признаков наличия влаги | Сухие |
| Проверку выполняют с помощью фильтровальной бумаги, она должна оставаться сухой или сыреть через промежуток времени. При сжатии в ладони образец дает ощущение прохлады | Маловлажные |
| Образец кладут на фильтровальную бумагу и наблюдают сырое пятно. При сжатии создается ощущение влажности. Способен в течении некоторого времени сохранять форму | Влажные |
| Встряхивают образец на ладони, он должен превращаться в лепешку | Насыщенные влагой |
| Растекается или расползается без внешнего механического воздействия (в покое) | Переувлажненные |
Определив по внешним признакам тип и консистенцию основания с применением и таблицы, приступают к выяснению нормативных сопротивлений. Эти значения нужны для вычисления несущей способности фундамента и расчета расстояния между сваями.
Буронабивные сваи предают нагрузку не только на тот слой грунта, на который опираются, но и по всей боковой поверхности. Это увеличивает их эффективность.
В таблице 2 приводятся нормативные сопротивления оснований, в местах опирания на них подошвы буронабивных свай.
| Грунт | Нормативное сопротивление с учетом дополнительных испытаний, т/м 2 | |||||||
| Глинистые основания | ||||||||
| — | Коэф-т пористости | Твердая
консистенция |
Полутвердая | Тугопластичная | Мягкопластичная | |||
| Супесь | 0,50 | 47 | 46 | 43 | 41 | |||
| 0,70 | 39 | 38 | 35 | 33 | ||||
| Суглинок | 0,50 | 47 | 46 | 43 | 41 | |||
| 0,70 | 37 | 36 | 33 | 31 | ||||
| 1,00 | 30 | 29 | 24 | 21 | ||||
| Глина | 0,50 | 90 | 87 | 78 | 72 | |||
| 0,60 | 75 | 72 | 63 | 57 | ||||
| 0,80 | 45 | 43 | 39 | 36 | ||||
| 1,10 | 37 | 35 | 28 | 24 | ||||
| Песчаные основания | ||||||||
| — | Плотные | Среднеплотные | ||||||
| влажные | маловлажные | влажные | маловлажные | |||||
| Крупная фракция | 70 | 70 | 50 | 50 | ||||
| Средняя фракция | 55 | 55 | 40 | 40 | ||||
| Мелкая фракция* | 37 | 45 | 25 | 30 | ||||
| Пылеватые* | 30 | 40 | 20 | 30 | ||||
| Крупнообломочные основания | ||||||||
| Щебень с добавлением песка | 90 | |||||||
| Гравий, образовавшийся из кристаллических пород | 75 | |||||||
| Гравий, образовавшийся из осадочных пород | 45 | |||||||
Коэффициент пористости грунта — это отношение объема пустот к общему объему породы. Чтобы вычислить размеры пор связных пород (глинистых) применяют такие величины как удельный и объемный вес.
Также при вычислении несущей способности буронабивных свай необходимо учитывать сопротивление по боковой поверхности. Значения для глинистых пород представлены в таблице 3.
Выяснив все необходимые данные, связанные с сопротивлением грунтов приступают к следующему пункту расчета по несущей способности фундамента.
Сбор нагрузок
Здесь необходимо учесть массу всех конструкций. К ним относятся:
- стены и перегородки;
- перекрытия;
- кровля;
- временные нагрузки.
Первые три нагрузки относятся к постоянным. Они зависят от того, из каких материалов будет строиться дом. Чтобы вычислить массу стен, перекрытий или перегородок берут плотность материала, из которого планируется их изготавливать, и умножают на толщину и площадь. При расчете кровли все немного сложнее. Нужно учесть:
- подшивку;
- нижнюю и верхнюю обрешетку;
- стропильные ноги;
- утеплитель (если он есть);
- кровельное покрытие.
Можно привести средние значения для трех самых распространенных типов кровельного покрытия:
- масса 1 м2 пирога крыши с покрытием из металлочерепицы — 60 кг;
- керамической черепицы — 120 кг;
- битумной (гибкой) черепицы — 70 кг.
К временным нагрузкам относят снеговую и полезную. Обе принимаются по . Снеговая зависит от климатического района, который определяют по СП «Строительная климатология». Полезная назначается в зависимости от назначения здания. Для жилого — 150 кг/м² перекрытий.
Вычислить все нагрузки недостаточно, каждую из них требуется умножить на коэффициент надежности.
- коэффициент для расчета постоянных нагрузок зависит от материала и способа изготовления конструкции и принимается по таблице 7.1 ;
- коэффициент для снеговой нагрузки — 1,4;
- коэффициент для полезной в жилом доме — 1,2.
Все значения складывают и приступают к расчету буронабивных свай по несущей способности.
Формулы для вычислений
P = Росн + Рбок. пов-ти,
где Р — несущая способность сваи, Росн — несущая способность сваи у основания, Рбок. пов-ти — несущая способность боковой поверхности.
Росн = 0,7 * Rн * F,
где Rн — нормативная несущая способность из таблицы 2, F — площадь основания буронабивной сваи, а 0,7 — коэффициент однородности грунта.
Рбок. пов-ти = 0,8 * U * fiн * h,
где 0,8 -коэффициент условий работы, U — периметр сваи по сечению, fiн — нормативное сопротивление грунта у боковой поверхности буронабивной сваи по таблице 3, h — высота слоя грунта, контактирующего с фундаментом.
Q = M/Uдома,
где Q — нагрузка на погонный метр фундамента от здания, М — сумма всех нагрузок от конструкций здания, вычисленная ранее, Uдома — периметр здания.
Важно! Если дом имеет большую площадь и предусмотрен монтаж внутренних стен, под которые будет устроен фундамент, их длину прибавляют к периметру для расчета расстояния между буронабивными сваями фундамента.
где P и Q — найденные ранее значения, а L — максимальное расстояние между сваями.
Расчет для вычисления расстояния между сваями фундамента обычно проводится несколько раз. При этом подбираются разные сечения и глубина заложения.
Важно! За счет того, что работает не только опорная часть буронабивного фундамента, несущая способность с увеличением глубины заложения в большинстве случаев повышается (зависит от характеристик основания для фундамента). При проектировании опоры для будущего дома рекомендуется рассмотреть несколько примеров, изменяя сечение и глубину заложения. Рассчитывается расстояние между сваями и их количество. После этого «прикидывается» смета (точные вычисления могут быть трудоемки, поэтому достаточно примерных значений), и выбирается наиболее экономичный вариант.
Перед расчетом нужно ознакомиться с . По требованиям этого норматива буронабивные сваи длиной до 3 метров рекомендуется предусматривать диаметром от 30 см.
Пример расчета
Исходные данные:
- Геологические условия местности: на глубине 2 метра от поверхности почвы залегают суглинки тугоплатичные, далее на всю глубину исследования располагаются твердые глины с коэффициентом пористости 0,5.
- Требуется спроектировать фундамент под одноэтажный дом с мансардой. Размеры дома в плане — 4 на 8 метров, кровля с покрытием из металлочерепицы вальмовая (высота наружной стены по всем сторонам одинаковая), стены из кирпича толщиной 0,38 м, перегородки гипсокартонные, перекрытия — железобетонные плиты. Высота стен в пределах первого этажа — 3 метра, на мансардном этаже наружные стены имеют высоту 1,5 метра. Внутренних стен нет (только перегородки).
Сбор нагрузок:
- масса стен = 1,2 * (24 м (периметр дома) * 3м (первый этаж) + 24 м * 1,5 м (мансарда))*0,38 м * 1,8 т/м³ (плотность кирпичной кладки) = 88,65 т (1,2 — коэффициент надежности по нагрузке);
- масса перегородок = 1,2 * 2,7 м (высота) * 20 м (общая длина) * 0,03 т/м² (масса квадратного метра перегородок) = 2 тонны;
- масса перекрытий с учетом цементной стяжки 3 см = 1,2 * 0,25 м (толщина) * 32 м²(площадь одного перекрытия) * 2(пол первого этажа и пол мансарды) * 2,5 т/м² = 48 тонн;
- масса кровли = 1,2 * 4 м * 8 м * 0,06 т/м² = 2,3 тонны;
- снеговая нагрузка = 1,4 * 4 м * 8 м * 0,18 т/м2 = 8,1 тонн;
- полезная нагрузка = 1,2 * 4 м * 8 м * 0,15 т/м² * 2 (2 перекрытия) = 11,5 тонн.
Итого: М = 112,94 т. Периметр здания Uдома = 24 м, нагрузка на погонный метр Q= 160,55/24 = 6,69 т/м. Предварительно подбираем сваю диаметром 30 см и длиной 3 м.
По формулам для определения расстояния между сваями
Все необходимые формулы приведены ранее, нужно просто воспользоваться ими по порядку.
1. F= 3,14 D²/4(площадь круглой сваи) = 3,14 * 0,3 м * 0,3 м / 4 =0,071 м², U = 3,14 D = 3,14*0,3 м = 0,942м; (периметр сваи по кругу);
2. Pосн = 0,7 * 90 т/м² * 0,071 м2 = 4,47 т;
3. Рбок. пов-ти = 0,8 * (2,8 т/м² * 2 м + 4,8 т/м² * 1) * 0,942 = 7,84 т;
В этой формуле 2,8 т/м² — расчетное сопротивление боковой поверхности сваи в тугопластичном суглинке, 2м — высота слоя суглинка, в котором располагается фундамент. Сопротивление находят по таблице 3. Там представлены значения для подходящей в данном случае глубины 50, 100 и 200 см. В расчет принимаем минимальное для того, чтобы обеспечить запас по несущей способности.
4,8 т/м² — расчетное сопротивление боковой поверхности сваи в полутвердой глине, 1м — высота фундамента, располагающегося в этом слое. Последнее число в формуле — найденный в первом пункте периметр сваи. Значения 0,7 и 0,8 в пунктах 2 и 3 — коэффициенты из формул.
4. Р = 4,47 т + 7,84 т = 12,31 т (полная несущая способность одной сваи);
5. L = 12,31 т/6,69 т/м = 1,84 м — максимальное значение расстояния между сваями (между центрами).
Назначаем расстояние 1,8 м. Т.к. длина наших стен кратна 2 м метрам, удобнее чтобы и расстояние между сваями было 2 м, для этого нужно немного увеличить несущую способность сваи, например увеличив её диаметр. Если полученное значение шага достаточно велико, разумнее найти минимальное, поскольку, чем больше расстояние между сваями, тем больше понадобиться сечение ростверка, что приведет к дополнительным затратам. По такому же принципу выполняют расчеты для уменьшенного диаметра. Рассчитывают применое количество материала для нескольких вариантов и подбирают оптимальное значение.
Группа буронабивные сваи включает все свайные конструкции, для которых необходимо применять предварительное бурение скважин с последующим процессом бетонирования. Технология изготовления имеет массу вариантов, каждый из которых показан для применения к конкретным условиям.
Обсадные трубы для буронабивных свай
Использование предполагается в двух вариантах:
- Изготовление фундамента с обсадными трубами – это изделия из металла, погружаемые в скважину и позволяющие значительно усилить всю конструкцию. Есть технологии, при которых труба после заливки извлекается. Методика используется при возведении зданий в условиях повышенной плотности застройки для минимизации риска повреждения рядом стоящих строений.
- Без обсадных труб – технология использует применение глиняной болтушки, укрепляющей стенки скважины и не допускающей их осыпания. Чаще всего данный тип подходит для устройства свайного поля для укрепления уже существующей основы.
Для строительства фундамента в проблемных грунтах СНиП 2.02.03-85 регламентирует использование только стальных труб, которые противостоят разнообразным нагрузкам. Срок эксплуатации изделий достигает 50 лет, но имеются недостатки:
- Подверженность процессам коррозии, что снижает длительность службы труб;
- Стоимость труб довольно высока.
Конструкции буронабивных свай
При создании свайного фундамента подобного вида изготавливаются и применяются свайные конструкции из монолитного бетона, комбинированные, сборные (из железобетона). Последние часто делаются с уширением пяты – вариант показан для строительства в проблемных грунтах, где основной состав – глина и суглинки. Уширение пяты позволяет усилить несущую способность свайного элемента, но в скальных грунтах данный технологический прием не используется.
Совет! Готовые арматурные каркасы для буронабивных свай могут быть выполнены по всей длине тела сваи, но в целях экономии допустимо армировать только участки, воспринимающие основную массу нагрузки и моменты изгибания.
Определяя типы буронабивных свай, необходимо руководствоваться ГОСТ 19804.2-79; ГОСТ 10060.0-95. Самыми используемыми считаются буронабивные, буросекущие, бурокасательные сваи. Также к буровым фундаментам относятся конструкции забойного типа: скважины, заполняемые щебеночной отсыпкой с послойным уплотнением, опоры с уширенной пятой, для изготовления которых применяются взрывные работы и полые опоры, изготовленные посредством использования сердечника.
Буронабивные сваи
Это конструкции, в том числе железобетонные, получившие широкое распространение, благодаря простоте обустройства, возможности применения для усиления существующего фундамента и строительства оснований на ограниченном пространстве. Достоинством является минимальная динамическая нагрузка на соседние строения, отсутствие разрушительных воздействий на трассы, подземные коммуникации. Кроме того, технология изготовления фундамента допускает работу объекта в обычном режиме при проведении реставрационных работ.
Важно! Идеальное основание для свай данного вида являются плотные пески и грунт с обломочными горными породами некрупных фракций. Однако использование свай допускается на любых проблемных грунтах.
Скважины выполняются посредством буровых приборов, при достижении необходимого заглубления, бур вынимается и скважина армируется предварительно изготовленным каркасом, после чего заполняется смесью бетона. Изготовление буронабивных свай может производиться по следующим технологиям:
- С применением обсадной трубы;
- С использованием глиняной болтушки;
- Посредством использования проходного шнека;
- С использованием двойного вращателя;
- Посредством уплотнения грунта.
Достоинства буровых свай:
- Возможность изготовление на месте застройки;
- Длительный срок службы;
- Относительная дешевизна проекта;
- Высокая несущая способность фундамента;
- Вариабельность толщины;
- Минимальные требования к применению тяжелой техники (иногда можно и вовсе обойтись без нее);
- Широкие возможности применения.
Однако есть и недостатки:
- По сравнению с ленточными и плитными фундаментами несущая способность низкая;
- Повышенные трудозатраты;
- Сложность изготовления свай на водонасыщеных грунтах.
Буросекущие сваи
Это конструкции, технология монтажа которых повторяет буронабивные свайные элементы. Отличие в том, что буросекущие элементы монтируются с шагом «в ноль», то есть представляют собой сплошную стену конструкционных тел, которая служит для обустройства полноценной подпорки грунта. Применяются для строительства подземных парковок, тоннелей, переходов. Строительство по СНиП 2.02.01-83 данного типа разрешено на малой глубине – не более 30 метров.
Бурокасательные сваи
Фундамент данного типа применяется в случае вертикальной и горизонтальной нагрузки на элементы от ближайших строений, грунтовых вод. Как правило, этот способ используется при строительстве на ограниченном пространстве, а также для ограждения очень глубоких котлованов, для прорезки насыпей в грунтах, имеющих твердые крупнофракционные включения.
Преимуществами технологии являются такие показатели:
- Возможность проведения работ в условиях плотной застройки;
- Нет необходимости в обустройстве дополнительного водоотведения, водоотлива;
- Изготавливать бурокасательные сваи несложно как по трудовым затратам, так и оперативно по времени.
Технология создания буронабивных свай
Чтобы проведение расчетов и строительство дома на данных основаниях было верным, необходимо руководствоваться ГОСТ 12730.0-78; ГОСТ 12730.4-78; ГОСТ 12730.5-84, а также ТР 100-99. В данных нормативных документах указываются параметры готовых и приготовляемых свайных элементов. Поэтапно же технология выглядит так:
- Строительная площадка предварительно размечается посредством колышков и натягивается жилка для отметки места расположения свай.
Важно! Разметка мест проводится таким образом, чтобы на точке пересечения жил бурились шурфы для свай, согласно проекту. Для примера: условное расстояние между центрами свай диаметром в 250 мм составляет 2 метра, расстояние между крайними точками составит 175 см.
- Отметить место бурения скважины, используя отвес, опускаемый с жилки на грунт. В точку вбить колышек.
- Убрать жилки, чтобы получился участок с точными местами разметок под бурение шурфов.
Изготовить сваи можно садовым буром, но проще всего это сделать используя бур ТИСЭ или бензобур. Таблица расчетов диаметра свай по СНиП и ГОСТ такова:
| Диаметр сваи (мм) | Площадь опоры (см2) | Несущая способность (кг) | Объем бетона (м3) | Количество вертикальных прутков арматуры (шт) | Расход арматуры (м/п) |
| 150 | 177 | 1062 | 0,0354 | 3 | 7 |
| 200 | 314 | 1884 | 0,0628 | 4 | 9 |
| 250 | 491 | 2946 | 0,0982 | 4 | 10 |
| 300 | 707 | 4242 | 0,1414 | 6 | 14 |
| 400 | 1256 | 7536 | 0,2512 | 8 | 18 |
В целом же данные СНиП применяются для расчетов только исходя из того, какая несущая способность буронабивной сваи требуется в каждом индивидуальном случае. Глубина погружения сваи должна быть ниже точки промерзания грунта минимум на 30 см. Поэтому необходимо для начала осуществить бурение скважин, а только потом заливать их бетоном, однако на практике и при изготовлении основы своими руками, данный вариант неприемлем: готовые шурфы могут осыпаться, пока идет бурение остальных шурфов.
Совет! Уширение пяты скважины проще всего производить применением бура ТИСЭ, который позволяет уширить нижнюю часть на 35-50 см.
Есть и менее трудоемкий способ, если взять штыковую лопату с краем ширины 10 см, удлинить ручку так, чтобы она доставала до дна шахты. Таким образом получается неплохой инструмент для обрезания грунта со стенок скважины до получения необходимого диаметра.
Для увеличения несущей способности фундамента необходима арматура. Армирование буронабивных свай используется для обустройства фундамента в грунтах, где есть риск нестабильности, подвижек – такие армокаркасы повышают стойкость свай на разрыв. А вот сделать армирование несложно: взять нужное количество арматурных прутов диаметра 10-12 мм, зафиксировать прутки в каркас посредством вязальной проволоки или сварки.
Осталось лишь погрузить на дно скважины обсадную трубу, залить смесь на треть, затем поднять трубу, уплотнить бетон, снова залить смесь на треть, не забывая армирование, утрамбовать, залить слой бетона и выполнить оголовок. Стоит помнить, что каркасы буронабивных свай из прутков погружаются с таким расчетом, чтобы наружу выходили прутья для связки с ростверком.
Расчет основных характеристик
Расчет буронабивных свай по основным характеристикам производится заранее, для чего принимаются следующие факторы:
- Несущая способность. Зависит от размера столба. Если это элемент в 300 мм, то она выдержит нагрузку в 1,7 тонны, конструкция диаметра в 450 мм выдержит уже от 4,3 тонны.
- Оптимальное расстояние. Высчитывается исходя из общей массы строения и расчетной несущей способности, которую выдержит изготавливаемая буронабивная свая.
- Материал изготовления. Выбор марки бетона – основной показатель прочности. Регламентом СНиП рекомендуется применять в производство буронабивных свай марки бетона от М200 и выше.
Совет! Некоторые профессионалы допускают использование марки бетона М100. Например, для сваи квадратного сечения со стороной в 200 мм и площадью 400 см2, несущая способность обозначается как 40 т, чего вполне достаточно для частного домостроения.
- Несущая способность сваи определяется по данным, таблица которых приведена выше. Максимальный шаг свай составляет 2 метра, минимальный равен формуле диаметр скважины Х3.
Чтобы понять, как именно делать основания, смотрите чертеж, приведенный ниже. Следует помнить, что важным фактором является площадь поперечного сечения и форма свайного элемента. В частности, это может быть цилиндрическая конструкция с уширением пяты, а также могут быть созданы специальные уширения, способствующие приданию дополнительной прочности.
Расчет длины даст примерная таблица:
Совет! Применение бура обеспечивает скважины диаметром в 200, 300, 400 мм, шаг определяется набором буров.
Технология Фундекс
Применение технологии Fundex является самым простым и щадящим методом устройства буровых оснований. Способ подразумевает использование защиты вдавливаемой трубы с теряемым наконечником, таким образом, технология Fundex не имеет риска просадки грунтов, а изготавливаемый элемент может быть любого диаметра от 200 до 500 мм. Главное, что сделанный шурф не оказывает воздействия на строения, стоящие рядом, так как никакого волнения грунта не происходит. Показано использование способа Fundex на любых грунтах, кроме почв, где прослойки плотного песка имеют ширину более 2,5 метров. Преимущества типа бурения свай методом Фундекс многочисленны:
- Высокая производительность;
- Наличие контроля за процессом погружения трубы;
- Нет необходимости вывоза грунта;
- Сниженный уровень шума.
Испытание буронабивных свай статической нагрузкой повышенного типа подтвердило высокую несущую способность элементов (до 400 тонн), что при отсутствии вибраций и шумов дополняет плюсы использования технологии Fundex. Длина свай ограничивается показателем 31 метр, диаметр 200-520 мм. Производство происходит методом вращательно-вдавливающего действия, основанием будущего элемента становится теряемый наконечник из чугуна, оставляемый в глубине грунта. После чего в уплотненный грунт подается раствор, заполняющий каждый миллиметр пространства, при этом в полости также остается арматурный каркас. Стоимость изготовления свай по технологии Fundex определяется многими факторами и составляет от $ 20 за м/пог.
Производители свай предлагают различные варианты изготовления фундаментов. Однако прежде, чем выбрать того или иного подрядчика, необходимо просмотреть как минимум чертеж свайного элемента, который они вам предложат и технологию изготовления. Основные ошибки, допускаемые нечестными фирмами, относятся к неправильному расчету количества элементов, определения несущей способности и применения бетона низкой марки. А это самые главные характеристики, которые могут повлиять на практичность и прочность основания, чего бурый фундамент не допускает.
Бурение буронабивных свай стало популярным благодаря быстроте и удобству их применения.
Буронабивные железобетонные трубы отличаются параметрами: от 0.5 до 1.5 м — в диаметре и до 40 м – в длину. Они эффективны при больших нагрузках.
Технология обустройства свайного фундамента
Перед тем, как рассмотреть пример исчисления буронабивных опор, необходимо познакомиться с технологией обустройства свайного основания. Для начала необходимо выполнить бурение скважины, а затем заполнить ее бетонным раствором.
Если строительство ведется на плотных грунтах, тогда можно обойтись без обустройства опалубки. Во всех оставшихся случаях опалубка обязательна. Она может быть сделана из рубероида или трубы из асбестоцемента.
Так как опора подвергается нагрузке на разрыв со стороны почвы, ее полость должна армироваться . С этой целью применяют прутки стальной арматуры. Их необходимо установить вертикально, а затем соединить по горизонтали более узкими стержнями.
Для установки вертикальных стержней используются прутки 10-12 мм. Чтобы сделать железобетонные трубы жесткими, применяется горизонтальное крепление гладкой арматурой 6-8 мм. Шаг между ними должен составлять около 1 метра.
Если планируется обустройство ростверка, необходимо оставить припуск прутьев, чтобы они торчали из опор. Выступающие элементы потом выступят в качестве связки свай с опорами.
При строительстве дома монтаж буронабивных свай происходит рядами под всеми несущими стенами, обязательно под углами сооружения, в местах пресечения стен и между ними. Чтобы выполнить расчет буронабивного фундамента, определить количество и диаметр опор, а также расстояние между ними, необходимо учесть вес дома.
Чем дом массивнее, тем больше свай потребуется с меньшим шагом.
Существуют правила минимальных показателей схемы монтажа опор. Например, они не должны устанавливаться чаще, чем через три значения собственного диаметра. Слишком густое расположение опор снижает показатели несущей способности.
К примеру, при диаметре опорных элементов в 40 см, наименьший шаг между опорами должен быть равен 120 см.
С чего начать расчет?
Решив использовать при строительстве собственного дома буронабивную технологию, необходимо выполнить следующие аналитические манипуляции:
- оценить структуру почвы;
- рассчитать нагрузку будущей постройки;
- вычислить площадь подошвы основания;
- рассчитать размер буронабивных свай и их количество;
- рассчитать расстояние между буронабивными сваями под бурение трубы.
Что касается грунта, то, как указывает таблица, наилучшими показателями несущей способности отличается скальная и полускальная почва. Остальные типы грунта (глинистый, песчаный, супесь, суглинок и т.д.) характеризуются высокой степенью пучения, то есть способностью выталкивать фундамент во время промерзания почвы.
Для расчета нагрузки, которую будет давать будущая постройка на грунт и фундамент, необходимо просуммировать количество стройматериалов , которые будут использованы в строительстве здания. С этой целью применяется таблица их среднего удельного веса.
Для начала вычисляется квадратура каждого строительного элемента. Затем нужно посмотреть вес каждого стройматериала и умножить на квадратуру.
Например, крыша из листовой стали весит 20-30 кг/м 2 . При квадратуре кровли 100 м 2 получится, что ее общий вес составляет 2000—3000 кг.
Чтобы выполнить расчет буронабивных свай, их количества и параметров необходимо учесть площадь их подошвы. Возьмем следующий пример: диаметр трубы равен 300 мм, ее подошва с расширением имеет размер 500 мм.
Площадь сваи S = pi х D2/4= 3,14×50×50/4=1960 см 2 . Если давление на фундамент F равна 100000 кг, R = 4, тогда согласно формуле R=F/(S×n), где n – количество опор, получится общее количество свай 13 шт.
Для каждого типа грунта значение несущей способности свайной трубы будет разным. Для быстрого и точного вычисления параметров применяется специальная таблица . В ней указано соотношение расчетного сопротивления почвы, диаметр сваи и примерные показатели ее несущей способности.
Например, параметры для опоры диаметром 400 мм на гравелистых грунтах плотностью 4.5 кг/см 2 составляет 5600 кг.
Расчет несущей способности сваи
Расчет несущей способности, которую демонстрируют забивные сваи, базируется не только на ее диаметре и площади подошвы, но также и марке бетона. Возьмем такой пример: сечение буронабивной трубы равно 20×20 см, а площадь поперечного сечения — 400 см 2 . При использовании бетона марки М100, такая опора сможет выдержать 100 кг/см 2 . Это означает, что допустимый вес на одну опору составляет 40 т.
В таком случае, забивные сваи демонстрируют показатели несущей способности гораздо больше, чем несущая способность почвы. По этой причине, рассчитывая количество опор и несущей способности фундамента, стоит учитывать плотность почвы. В среднем она составляет 6 кг/см 2 , при условии заложения свай на глубину ниже уровня замерзания грунта (от 2 м) и при условии сухого состояния почвы.
Диаметр сваи влияет на опорную площадь основания и показатели ее несущей способности.
Для расчета буронабивных свай с учетом упомянутых критериев, используется таблица, в которой показано соотношение плотности бетона, диаметра опоры, ее площади, несущей способности. Например таблица указывает, что при диаметре сваи 15 см, площади опоры 177 см 2 и объеме бетона 0.0354 м 2 , несущая способность опоры будет равна 1062 кг.
Технологическая карта методики «CFA»
Технологическая модель применения буронабивных свай, как альтернативу традиционному бурению предлагает технологию «CFA», которая не требует обсадные трубы. Бурение способом «CFA» оправдано на территориях с плотной застройкой, где обычное бурение может привести к конструктивным изменениям в фундаментах соседних зданий.
Метод «CFA» носит второе название – метод полого шнека . Технологическая карта метода «CFA» предусматривает бурение без извлечения почвы.
Бурение почвы по «CFA» происходит постепенно. После достижения проектных показателей, технологическая карта указывает, что скважина заливается через полный шнек с применением бетононасоса. Одновременно с этим осуществляется процесс извлечения шнека из выемки.
Технологическая карта предусматривает, что после заливки монтируются армокаркасы для придания конструкции жесткости.
Использование метода «CFA» при строительстве зданий исключает вибрацию грунта, а подачу бетона наносом под высоким давлением делает забивные сваи более крепкими за счет усиления стенок конструкции. Особые требования выставляются к армированному каркасу по методу «CFA». Среди них:
- монтаж каркаса должен проводиться так, как указывает технологическая карта и проектная документация;
- внешний диаметр конструкции должен быть меньше шнека;
- по всей длине каркаса необходим монтаж пластиковых центраторов;
- как показывает технологическая модель, нижняя часть каркаса должна иметь форму конуса. Для этого требуется монтаж последнего кольца диаметром меньше предыдущих.
Бурение методом «CFA» имеет несколько преимуществ, среди которых возможность проведения работ, не используя обсадные трубы . Это значительно уменьшает затраты на строительство.
Обустройство свайного фундамента (видео)
Пример расчета буронабивных свай
Перед тем, как выполнить бурение скважин под сваи, необходимо выполнить их расчет. Как это сделать, показано в примере.
Исходные размеры:
- диаметр опоры (d) – 5 м;
- длина – 0 м;
- нагрузка на одну опору – х м умножить на 5.5 тонн (давление на 1 метр длины фундамента);
Несущая способность опоры вычисляется по формуле:
P = 0.7 х RH x F + u x 0.8 x fiн x li, где
- Р – несущая способность опоры;
- Rн – нормативное сопротивление грунта;
- F – площадь подошвы сваи;
- u – периметр сваи;
- 8 – коэффициент условий работы;
- 7 – коэффициент однородности почвы;
- Fін – сопротивление грунта по внешней стороне опоры;
- li – толщина слоя грунта, которая соприкасается с опорой.
Несущая способность влажного грунта, как показывает соответствующая таблица, равна 70 т/м 2 (Rн). Площадь сечения опоры (S) = 3.14 D 2 /4 = 3,14 х 0,25 / 4 = 0,785/4 = 0,196 м2. Периметр опоры (u) = 3,14 D = 3,14 x 0,5 = 1,57 м.
Коэффициент условий работы, как показывает соответствующая таблица, 0.8.
Несущая способность опоры равна Р = 0,7 х 1 = 15,4 т.
Минимальное расстояние между опорами составляет 15,4 тонны / 5,5 тонн/м =2,8 метра.