Фундамент на буронабивных сваях

1. Область применения фундамента
2. Преимущества конструкции фундамента
3. Буронабивные или винтовые сваи — какие выбрать
4. Виды ростверков
5. Пример расчета буронабивного свайного фундамента
6. Устройство буронабивных свай с ростверком своими руками
7. Устройство буронабивных свай по технологии ТИСЭ
8. Стоимость фундаментов

Фундамент дома — важнейший конструктивный элемент, от которого зависит надежность и долговечность здания.

Свайные буронабивные фундаменты широко используются при строительстве частных домов, многоэтажных зданий и сооружений производственного назначения.

Для перераспределения нагрузки на грунт и создания основания под несущие конструкции,по сваям устраивается монолитный железобетонный ростверк.

Область применения фундамента

Свайно-ростверковый фундамент подходит для кирпичных, каркасных, деревянных и блочных домов.

Такие основания целесообразно устраивать на участках с пучинистыми, торфяными и плавающими грунтами, в местах со сложным рельефом, высоким залеганием подземных вод, в зонах с повышенной сейсмической активностью.

Кроме того, буронабивные сваи с монолитными ростверками возводятся:

• в условиях плотной городской застройки, когда невозможно выполнить забивные сваи из-за динамических и статических воздействий на близлежащие здания;
• при возведении массивных промышленных сооружений;
• под деревянные здания или постройки, выполненные по каркасной технологии.

Сваи устанавливаются строго вертикально по периметру зданий в углах, местах пересечения стен, по периметру наружных и внутренних несущих стен.

Расстояние между конструкциями зависит от общей массы объекта и определяется расчетами.

Ростверк монтируется горизонтально. Он объединяет сваи в единую конструкцию и перераспределяет нагрузки от сооружения на грунт.

Количество свай фундамента определяется проектными расчетами.

Свайные фундаменты с ростверком целесообразно устраиватьна сложных рельефах, со слабыми, пучинистыми или глубоко промерзающими грунтами.

Преимущества конструкции фундамента

Буронабивные сваи позволяют вести строительство вплотную к существующим зданиям, так как при устройстве таких оснований отсутствуют ударные и вибрационные воздействия.

К основным достоинствам свайного фундамента с ростверком относятся:

• высокая несущая способность;
• универсальность и экономичность;
• простая технология;
• небольшой объем земляных работ;
• доступная стоимость;
• долговечность.

Отсутствие динамических воздействия на грунты позволяет устраивать буронабивные фундаменты в непосредственной близости к существующим зданиям, инженерными коммуникациям и магистральным трубопроводам.

Затраты на строительство свайных фундаментов значительно ниже, чем на монтаж плитных и ленточных фундаментов, из-за меньшего количества используемой арматуры и бетона.

Свайная технология имеют как преимущества, так и недостатки:

• Сложность расчетов. Для точного расчета параметров фундамента следует выполнить геологическое обследование участка, изучить нормативные требования, учесть все возможные нюансы для каждой конструкции.
• Невозможность устройства подвала или цокольного этажа. При разработке грунта нарушается сцепление почвы со сваями, что влечет за собой снижение несущей способности всей конструкции;
• Значительные потери тепла, за счет поднятия сооружения над уровнем земли. Для снижения тепловых потерь требуется утепление полов.

Ошибки в расчетах фундамента могут привести к деформациям вследствие неравномерных просадок конструкций и перерасходу строительных материалов.

Дом на винтовых сваях.

Буронабивные или винтовые сваи — какие выбрать для фундамента

Наряду с буронабивными сваями, при строительстве малоэтажных жилых домов широко используются винтовые металлические сваи.

Они представляют собой полый или сплошной стальной стержень с острым наконечником и спиральными лопастями, которые вкручиваются в землю.

Размер свай может быть различным, но наиболее популярными считаются изделия диаметром ствола 108 мм, при толщине стенки более 4 мм.

Главным достоинством таких конструкций является высокая скорость монтажа и отсутствие мокрых процессов.

Винтовые сваи можно возводить в любое время года, в отличие от монолитных, требующих прогрева и утепления при заливке зимой. Кроме того, монтировать ростверк можно сразу после ввинчивания свай.

К существенным недостаткам винтовых свай относится коррозия металла. Срок службы фундаментов, и соответственно всего строения, составляет не более 50 лет.

К другим недостаткам относится:

• воздействие коррозии;
• высокая стоимость изделий;
• низкая несущая способность;
• небольшая площадь опоры;
• невозможность монтажа винтовых свай на скальных грунтах.

Противостоять ржавлению поможет оцинковка или окрашивание металла.

Для монтажа связующего ростверка винтовых свай фундамента обычно используют деревянный брус.

В перечень работ по устройству деревянного ростверка входит:

1. устройство обвязки свай из стального уголка или швеллера;
2. пропитка бруса антисептиками и антипиренами для предотвращения развития плесени и повышения огнестойкости;
3. установка и фиксация балок на металлической обвязке свай;
4. Укладка поперечных брусьев и крепление их к нижнему контуру.

При выборе вида свай под фундамент стоит учитывать тип постройки, сроки монтажа и другие особенности объекта.

Буронабивные и винтовые сваи.

Таблица 1. Сравнительные характеристики буронабивных и винтовых свай.

Виды ростверков

При строительстве зданий с фундаментом на буронабивных сваях в качестве связующих конструкций монтируются ростверки, которые различаются по материалам и глубине заложения.

По материалам ростверки бывают:

• железобетонными монолитными;
• железобетонными сборными;
• деревянными.

В зависимости от глубины заложения, конструкции бывают:

• висячими
• заглубленными;
• мелкозаглубленными;

Висячий ростверк применяется при строительстве облегченных каркасных домов и деревянных зданий.

Такой фундамент устраивают на песчаных, сильнопучинистых и слабых, водонасыщенных грунтах.

Опалубку висячих ростверков устанавливают выше отметки земли.

Расстояние от отметки земли до основания ростверка должно быть не менее 100 мм, чтобы избежать возможных деформаций в случае естественных подвижек почвы при морозном пучении грунта.

Устройство висячего ростверка.

Заглубленный ростверк устраивается при строительстве домов из любых материалов: кирпича, блоков, деревянного бруса или бревен. Подходит для стабильных грунтов с низким залеганием грунтовых вод.

Технология монтажа заглубленных фундаментов аналогична устройству висячих ростверков.

Отличие заключается в предварительной разработке грунта ниже глубины промерзания и устройстве подушки из песка и цемента в основании ростверка.

Тип ростверка зависит от геологических особенностей участка, этажности и габаритов постройки, наличия подвалов и цокольных этажей и определяется на этапе проектирования.

Пример расчета буронабивного свайного фундамента

До начала работ следует определить требуемое количество опорных элементов и их диаметр.

При выполнении расчетов следует учитывать тип и характеристики грунта на участке, уровень залегания грунтовых вод и глубину промерзания. Для частного дома эти показатели можно определить самостоятельно, пробурив скважину.

Минимальный диаметр буронабивных свай при длине элемента менее 3 м должен составлять 30 см.

Исходные данные для расчета:

• дом из кирпича, толщиной наружных стен 640 мм;
• внутренняя несущая стена толщиной 380 мм, длиной 8 метров;
• размер дома 7×8 метров;
• высота этажа 3 метра.

Расчет нагрузок на фундаменты выполняем с учетом удельного веса используемых при строительстве материалов и конструкций.

Таблица 2. Удельный вес основных материалов.

Сбор нагрузок

1. Стены:

Масса стен = 7м (длина) × 2 + 8 м(ширина) × 2 × 3(высота) × 0,64 (толщина стены) + 8 × 3 ×  0,38 (внутренняя стена)  × 1800 кг/м3 (плотность кирпича) × 1,2 (К – поправочный коэффициент) = 116 294,4 кг.

2. Монолитные перекрытия:

Масса перекрытий = 7 м (длина) × 8 м (ширина) × 0,12 (толщина) × 2400 (удельный вес монолитного железобетона) ×1,3 (К) = 20 966 кг.

3. Крыша двускатная деревянная:

Масса крыши = 7,5 м3 пиломатериала × 500 кг (удельный вес древесины) = 3 750 кг.

4. Кровля:

Масса кровли = 7 × 8 × 1,3 (наклон ската) ×70 кг (вес 1м2 металлочерепицы) = 5 096 кг.

5. Железобетонный ростверк:

Под кирпичные стены толщиной 64 см принимаем ростверк из монолитного армированного бетона сечением 60 см× 50 см. Длина ростверка равна длине несущих стен

Масса ростверка = 7×2+8×2 +8 × 0,6 × 0,5 × 2400 (удельный вес железобетона)×1,2(К) = 32 832 кг.

Вес дома с ростверком = 116 294 + 20 966 + 3750 + 5096 + 32 832 = 178 938 кг.

Расчет несущей способности сваи

Для устройства фундамента частного дома изготавливаем сваи диаметром 30 см, длиной 2 метра.

Площадь сечения сваи S = πR² =3.14 × 15² = 706 см2.

Для заливки свай используем бетон В12,5, прочностью 261,8 кгс/см2.

Несущая способность одной сваи =706 × 16,05 = 11 331 кг.

Необходимое количество свай = 178 938 / 11 331 = 16 штук.

Шаг свай = 38/16 = 2,37 м.

При расчете следует руководствоваться СП «Свайные фундаменты»

Для более точного расчета следует учитывать удельный вес всех строительных материалов и конструкций.

Устройство буронабивных свай с ростверком своими руками

Чтобы самостоятельно сделать фундамент, нужно доставить к месту производства работ необходимые материалы, инструмент и оборудование:

• обсадные трубы и опалубку для ростверка;
• ручной буро и вибротрамбовки;
• стальную или композитную арматуру для армирования железобетонных конструкций;
• мягкую проволоку, крючки и кусачки для вязки пространственных каркасов;
• песок, щебень, цемент и пластифицирующие добавки для изготовления бетонной смеси.

Чтобы обеспечить требуемую прочность монолитных конструкций, бетон лучше использовать заводского изготовления, доставленный на объект в бетоносмесителе.

Кроме того, понадобится бур для бурения скважин, бетономешалка, лазерный или гидравлический уровень, рулетка, лопата и прочий инструмент.

Работы выполняются в определенной последовательности:

1.   Планировка и разметка фундамента

На участке строительства снимается плодородный слой грунта и выравнивается участок.

Выполняется разметка будущего фундамента с помощью шнура и металлических колышков, строго контролируя параллельность и перпендикулярность осей с помощью нивелира.

Разрабатывается грунт в траншее под ростверк, в зависимости от глубины его заложения.

2.   Бурение скважин

Для бурения используем ручной, бензиновый бурильный инструмент или мотобур на базе автомобиля.

При бурении скважин необходимо контролировать положение бура — он должен входить в грунт строго вертикально, не допуская отклонений.

Бурение скважин

Диаметр скважины должен превышать диаметр свай на 6-8 см.

Глубина скважины для частного дома должна быть ниже отметки промерзания грунта, и составлять от 2 до 3 метров.

Дно скважины трамбуется и засыпается щебнем  на 10-20 см.

3.   Установка обсадных труб

При выполнении буронабивных свай обсадные трубы выполняют функции опалубки. Они защищают скважину от осыпания грунта или заливания грунтовой водой.

Трубы могут быть из металла, пластика или асбестоцемента. В процессе изготовлении свай они извлекаются из скважин, или остаются в грунте.

При выполнении глубоких скважин обсадные трубы, по мере заглубления, стыкуются друг с другом.

После завершения работ осыпавшийся в скважину грунт поднимается на поверхность, основание сваи утрамбовывается, засыпается щебенчатая подушка.

При устройстве фундаментов на глинистых грунтах и суглинках буронабивные сваи можно изготавливать без укрепления стенок скважины обсадными трубами.

Погружение арматуры в обсадные трубы.

4.   Армирование свай для фундамента

Для армирования буронабивных свай изготавливается арматурный каркас из арматуры периодического профиля диаметром 12 мм:

• количество продольных стержней в каркасе подбирается в зависимости от диаметра сваи, в количестве 4-6 штук;
• поперечные хомуты крепятся к продольным стержням с помощью вязальной проволоки;
• диаметр каркаса должен быть меньше диаметра сваи или внутренней полости обсадной трубы на 100 мм, для создания защитного слоя.

Защитный слой бетона предотвращает коррозию металла в конструкции.

Готовый арматурный каркас погружается в обсадную трубу. Длина каркаса должна превышать длину сваи на 30-40 сантиметров, для создания связи с конструкцией ростверка.

5.   Бетонирование свай

Для бетонирования буронабивных свай для частного дома используется бетон класса В 12,5 – В 15.

Для предотвращения образования пустот, бетон в скважину заливается с помощью воронки и послойно уплотняется с помощью глубинного вибратора.

Поверхность свежеуложенного бетона следует защитить от преждевременного высыхания с помощью полиэтиленовой пленки или влажных опилок.

После набора бетоном прочности 50 – 70%, можно начинать монтаж ростверка.

6.   Армирование ростверка

Армирование фундамента выполняют пространственными каркасами, связанными с помощью вязальной проволоки.

Диаметр продольных и поперечных стержней каркаса определяется проектом.

Выступающие над поверхностью сваи арматурные стержни каркаса свай связываются с арматурой ростверка.

7.   Установка опалубки ростверка

Опалубку из деревянных щитов или фанеры монтируют с помощью стальных или деревянных стоек, ригелей и подкосов, устанавливают по периметру здания, и под внутренними несущими стенами.

Монтаж инвентарной опалубки.

При монтаже опалубки следует обеспечить защитный слой бетона не менее 30 мм.

8.   Бетонирование ростверка

Для устройства ростверка используют бетон класса В 15. Чтобы обеспечить беспрерывную заливку, лучше использовать бетонную смесь заводского изготовления, доставленную к месту производства работ в специальном миксере.

Для предотвращения образования воздушных пузырьков и полостей, в процессе заливки бетонная смесь уплотняется при помощи глубинных вибраторов.

Для предотвращения интенсивного испарения влаги из конструкции и возможного растрескивания бетона в результате неравномерного застывания, следует поддерживать температурно-влажностный режим.

Свежеуложенный бетон следует укрыть полиэтиленовой пленкой, брезентом или опилками для защиты от солнца и осадков. В жаркий период времени бетон следует периодически увлажнять.

При температуре наружного воздуха ниже 5°С требуется электропрогрев бетона в конструкции, применение противоморозных добавок и утепление теплоизоляционными материалами.

Снимать опалубку можно после достижения бетоном прочности 50%. Выполнять работы по устройству стен можно при достижении бетоном 70% проектной прочности.

Устройство буронабивных свай по технологии ТИСЭ

При строительстве зданий на водонасыщенных грунтах возможна деформация фундаментов, вызванная подвижками грунта под воздействием сил морозного пучения.

Технология ТИСЭ отличается устройством расширенной подошвы в основании сваи.

Оголовок устраивают с помощью специального бура с регулируемым открывающимся лезвием.

Основное достоинство таких свай в увеличении несущей способности фундаментов и повышении сопротивляемости силам морозного пучения.

Изготовление свай по технологии ТИСЭ. 

При небольшом увеличении количества материалов и объемов работ, вы получите значительное повышение надежности всего здания.

Стоимость фундаментов

Стоимость фундамента составляет примерно третью часть цены всего сооружения и зависит от габаритов и глубины заложения, типа и технологии выполнения.

Кроме того на формирование цены влияет:

• сложность конструкции;
• удаленность от города;
• сезон выполнения работ.

При строительстве в зимнее время потребуется прогрев бетона, использование противоморозных добавок и защита конструкций от промерзания.

Фундамент принимает на себя нагрузки всего здания, равномерно распределяя их по поверхности грунта, поэтому, чем меньше несущая способность грунта, тем мощнее и соответственно дороже должен быть фундамент.

Дешевле фундамент, выполненный на сухих песчаных и каменистых грунтах, с небольшой глубиной промерзания и глубоким залеганием подземных вод.

Сэкономить на устройстве фундамента можно при заказе комплекса работ по возведению здания под ключ, включая разработку проекта, выполнение строительных, монтажных и отделочных работ одной проверенной компании, предоставляющей гарантии на все услуги.