Расчет и схема расположения буронабивных свай
Для проведения расчета буронабивного фундамента в первую очередь необходимо провести сбор и исходных данных:
Изучение характеристик грунта на участке. Если гидрогеологические изыскания были проведены, то данные о них можно найти в проекте. При отсутствии сведений об изысканиях необходимо провести шурфирование. Шурф — вертикальная разведочная выемка грунта высотой 1,5-3 м, служащая для изучения пластов и их характеристик. Цель шурфирования — определение глубины залегания несущих грунтов. Шурфирование можно сделать самостоятельно, используя обычный садовый бур.
Проводить разведочное бурение необходимо не только до обнаружения несущих грунтов, но и для определения их толщины.
Характеристики грунтов, которые определяются в ходе шурфирования, можно посмотреть в СНиП 2.03.01-84, 2.05.03-84 или 2.06.06-85.
Сбор нагрузок на основание. Определяются как сумма всех конструктивных элементов дома (от кровли до фундамента) и временных нагрузок. Для расчета нагрузок необходим проект и смета по материалам. Лучше всего рассчитывать нагрузки, используя специальные программы, например, Foundation, Base 6.2 и пр. При строительстве небольшого легкого строения можно применять калькулятор типа «Вес-Дома-Онлайн v.1.0». Также расчеты нагрузок можно произвести самостоятельно, основываясь на СНиП 2.01.07-85.
Зная характеристики грунта и суммарную нагрузку, которая будет оказываться на свайный фундамент можно приступать к его расчету по следующему алгоритму:
Расчет несущей способности. Чтобы упростить задачу и не делать сложных вычислений предлагаем воспользоваться таблицей, где указана несущая способность буронабивных опор разного диаметра в зависимости от типа грунта:
В таблице приведены данные несущей способности, рассчитанные на основании использования для буронабивных свай бетона класса В22,5. Если вы планируете использовать бетон, класс которого будет ниже, то несущая способность сваи уменьшится. Например, опора 30 см из бетона В22,5 в твердых песках будет воспринимать 3179 кг, а такая же свая из бетона В17,5 на 30% меньше, т.е. 2225 кг.
- Выбор сечения (диаметра). При выборе оптимального диаметра необходимо учесть, что сваи большого сечения потребуют не только много бетонной смеси, но более широких скважин и обсадных труб. Слишком узкие опоры просты в монтаже, но их количество будет больше. Для домов 6х6 рекомендуется выбирать диаметр 15-25 см. Под коттеджи из легких материалов — 30-40 см, из тяжелых — 40-50 см.
- Количество буронабивных свай. Для расчета количества свайных опор необходимо разделить суммарную нагрузку на несущую способность сваи выбранного диаметра.
- Расстояние между сваями. Расстояние можно рассчитать по формуле:
l = P/Q, где
l — расстояние между буронабивными опорами; P — несущая способность сваи; Q — нагрузка на 1 пог.м основания.
Не используя формулу шаг свайных опор можно определить следующим образом: расстояние между элементами не должно быть больше 3-х их диаметров. При этом стоит помнить, что чем выше масса строения, тем меньше шаг свай. Минимальное расстояние может составлять 50 см.
Глубина залегания или длина свай. Определяется исходя из глубины, на которой расположены несущие грунты. Глубина забивки свай должна быть ниже уровня промерзания, даже если несущие пласты расположены выше. Сведения о глубине промерзания для своей местности можно узнать в Сети.
Пример расчета: Строительство коттеджа происходит в Московской области на песках средней плотности. Размер дома — 10 х 10 м, суммарная нагрузка — 60 тонн. Для устройства фундамента выбираем сваи сечением 30 см. Исходя из таблицы, находим, что несущая способность сваи будет 2473 кг. Количество опор будет составлять 60/2,4 = 24 шт. Расстояние между сваями будет 60-90 см. Длина свай с учетом уровня промерзания для Подмосковья и глубины залегания опорных пластов составляет 2,2 м.
Для составления схемы расположения свайных опор необходимо учитывать, что сваи должны находиться под каждым углом дома, вдоль несущих стен с выбранным шагом, а также под входной группой и тяжелыми конструкциями.
Виды, их особенности и цена для свайного фундамента
Трубы – это полые цилиндрические длинномеры, предназначенные для транспортировки каких-либо жидких или газообразных сред.
Их изготавливают из различных материалов таких, как:
- сталь;
- железобетон;
- пластик;
- асбоцемент.
Сталь
Сваи из стальных опор обладают большой несущей способностью. Особенно это относится к винтовым опорам. Применение новых изделий в качестве опорных стоек под строения во многих случаях экономически не выгодно по причине их высокой стоимости. Чем больше диаметр, тем дороже металлопрокат.
Винтовые сваи представляют собой готовую к использованию конструкцию. Это трубы, имеющие на нижнем конце лопасти и окончание в виде конуса. Опоры не пригодны для использования в скалистых и каменистых грунтах.
После установки, верхушки винтовых свай срезают под один уровень. Для этого применяют лазерный нивелир и угловую машинку с режущим кругом или ножовку. После этого к трубам прикручивают или приваривают горизонтальные монтажные площадки. На них будет опираться ростверк.
Единственный их недостаток в том, что, как правило, старый металл уже повреждён коррозией, и фундамент может прослужить недолго, зато обойдётся практически бесплатно.
Железобетон
Изделия представляют собой кольцевые металлические армокаркасы, залитые бетоном. В индивидуальном малоэтажном строительстве для свайного фундамента используют ж/б изделия диаметром до 300 мм длиной от 500 до 2500 мм. Их устанавливают в скважины, просверленные садовым буром.
Выгодно использовать бывшие в употреблении безнапорные железобетонные изделия. В дело идут даже лопнувшие и потрескавшиеся изделия. Перед заливкой бетоном повреждённые поверхности оборачивают рубероидом и обвязывают проволокой.
Пластик
ПВХ канализационные трубы являются надёжной оболочкой для формирования свай залитым бетоном с армокаркасом. Пластиковые изделия обладают лёгким весом, что удобно при их транспортировке, обработке и установке.
Если требуется провести сваю сквозь слабые пучинистые слои грунта, то применяют изделия с гладкой поверхностью. В местах, где залегают почвы с большим сопротивлением, устанавливают гофрированные опоры, боковая поверхность которых обеспечивает прочное сцепление с грунтом.
Более подробно читайте здесь.
Асбоцемент
Асбестоцементная (а/ц) продукция в малоэтажном строительстве применяется в основном диаметром 150–250 мм. А/ц изделия армируют изнутри и заливают бетонным раствором. Основным достоинством асбеста, как и пластика, является его невосприимчивость коррозии.
А/ц опоры устанавливают в скважины, просверленные садовым буром. Перед заливкой бетоном в трубы вставляют вертикальные арматурные стержни периодического профиля, связанные с гладкими отрезками проволокой.
Для сравнения стоимости свайного основания из разных видов труб, ниже приведена сравнительная таблица, рассчитанная из количества опор 20 шт.
Сравнительная таблица стоимости свайного фундамента:
| Вид | Длина, мм | Диаметр, мм | Цена 1 шт., руб. | Всего, руб. (20 шт.) |
| Винтовая свая | 2000 | 57 | 1100 | 22000 |
| Железобетонная | 2500 | 400 | 3800 | 72000 |
| ПВХ | 2000 | 125 | 700 | 14000 |
| Асбестоцементная | 3950 | 100 | 320 | 6400 |
Цены на продукцию указаны усреднённые, взятые из рекламных объявлений в интернете. Из таблицы видно, что самый недорогой фундамент получится из асбоцементных изделий. Но при выборе вида труб нужно учитывать условия их применения.
Более подробно читайте здесь.
Монтаж основания своими руками
Одно из преимуществ буронабивной технологии – возможность закладки свайного фундамента своими руками. При этом частный застройщик должен следовать установленным правилам строительства в проектировании и монтаже.
Проектирование
Согласно своду правил 24.13330, перед проектированием свайного фундамента необходимо провести исследование гидрогеологических особенностей участка, чтобы определить в конечном результате глубину расположения несущего пласта и рассчитать максимально допустимый вес, который способен вынести грунт без угрозы для целостности сооружения.
Упрощенная методика расчета буронабивного основания сводится к вычислению:
- сборной нагрузки от всех конструкций (стен, перекрытий, облицовки, кровли, пристроек), мебели, людей, а также нагрузок от ветра и снега;
- грузоподъемности одного силового элемента в зависимости от параметров сваи – длины, диаметра и т.д.
Пошаговая инструкция монтажа
Общий алгоритм фундаментных работ выглядит следующим образом:
- Подготавливают участок к строительству: убирают строительный мусор, выравнивают поверхность, снимают плодородный слой почвы.
- Подготовленную площадку размечают по проектной схеме с нанесением периметра сооружения и точек для бурения скважин.
- В установленных местах разделывают скважины на проектную глубину.
- Дно шурфов устилают утрамбованным слоем песка для увеличения несущей способности фундамента.
- Если предусмотрено технологией, расширяют пяту с помощью специальной кирки. В этом случае подложку из песка делать нет необходимости.
- Стенки скважин укрепляют бентонитовым раствором или обсадной трубой (пластиковой, из рубероида и т.п.).
- Внутрь шурфов помещают смонтированные арматурные каркасы таким образом, чтобы над поверхностью оставались торчащие пруты для связки с ростверком.
- Бетонируют скважины раствором, протыкая смесь арматурой для удаления пузырьков воздуха.
- Переходят к обвязке, строительству ростверка или монолитной плиты.
Установка ростверка
Ленточный ростверк представляет собой плитную или монолитную конструкцию, которая нижней плоскостью опирается на поверхность буронабивных опор.
Ростверк может быть заглубленным, лежать на поверхности земли или нависать над участком. Последний случай рекомендован большинством строителей, поскольку конструкция защищена от давления почвы в зимний период в результате действия сил морозного пучения.
Порядок строительства:
- разметка участка, устройство шурфов, монтаж армокаркаса, бетонирование свай;
- строительство опалубки для ленточного ростверка;
- гидроизоляция внутреннего пространства опалубки гидрофобным материалом;
- монтаж и установка армирующего каркаса для ростверка;
- бетонирование ростверка.
Конструкция с нависающим ростверком усложняется за счет установки подпорок под нижнюю плоскость опалубки из досок, металлических профилей, кирпичей и т.д.
Установка монолитной плиты
Строительство монолитной плиты на буронабивных сваях дает значительный запас прочности фундаменту, который понадобится, если в процессе эксплуатации собственник решит достроить этаж, мансарду, усложнить кровлю и добавить прочие нагрузки на площадь основания.
Порядок монтажа:
разметка участка;
- бурение скважин;
- устройство обсадной трубы;
- монтаж армирующего каркаса;
- бетонирование шурфа;
- устройство подушки из нерудных материалов под монолитную плиту;
- строительство опалубки по периметру плиты;
- гидроизоляция рулонным материалом;
- монтаж армокаркаса, закладка коммуникационных линий;
- связка арматуры буронабивных опор и будущей монолитной плиты;
- заливка рабочего пространства раствором уход за бетоном.
На участках с низкой несущей способностью, а также при строительстве сооружений, которые оказывают неравномерные нагрузки на опорную площадь основания, оправдана закладка монолитной ребристой плиты на буронабивных опорах.
Ребра жесткости в данном случае представляют собой фрагменты мелкозаглубленной ленты под несущими стенами сооружения, которые вместе со сваями являются опорой для монолита.
Что такое свайно-ростверковый фундамент
Свайный фундамент, наверное, представляют себе все: это некоторое количество свай, заглубленных в грунт до уровня несущего слоя или ниже уровня промерзания. В чистом виде этот тип фундамента используется редко. Виной тому своеобразная конструкция, которая не позволяет перераспределять между сваями нагрузку от дома. Потому свайный фундамент в основном делают под срубы из бревна или бруса, иногда — под каркасные постройки. Эти типы стройматериала, из-за своих особенностей, сами перераспределяют нагрузку. С домами из других материалов они совместимы плохо.
Зато их усовершенствованный вид — свайный фундамент с ростверком — лишен многих недостатков и может использоваться и под кирпичные, и под блочные постройки. В них все опоры завязаны при помощи ленты из металла или железобетона (бетона) в единую конструкцию. Эта лента и называется ростверком.
Что такое свайный фундамент ростверкового типа
Ростверк — это часть фундамента, объединяющая оголовки свай и служащая опорой для стен. Именно ростверк принимает, и за счет замкнутой конструкции, перераспределяет нагрузку, передавая ее на сваи. Он может быть металлическим, деревянным, бетонным или железобетонным. По типу исполнения бетонные (железобетонные) ростверки бывают низкими и высокими.
Различают свайные фундаменты с высоким и низки ростверком
Как работает ростверк и что он дает
Любой дом в разных частях будет давать разную нагрузку: отделка, мебель, санфаянс, другие вещи размещены неравномерно. Следовательно, и нагрузка от разных его частей будет разной. Ростверк принимает на себя эти неравномерные нагрузки и перераспределяет их. Сваям уже передается «выровненная» нагрузка.
Чем отличаются свайные и свайно-ростверковые фундаменты (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)
Чем это хорошо? Тем, что при одинаковой нагруженности свай, меньше шансов на то, что они будут усаживаться неравномерно. А неравномерная усадка ведет, как известно, к трещинам в фундаменте и стенах. Потому свайно-ростверковый фундамент более стабилен. Хотя главный недостаток свайных фундаментов остается: мы не можем знать, что за грунт находится под каждой из свай. Потому спрогнозировать их поведение нереально. Именно поэтому их не очень любят архитекторы: гарантировать многолетнюю эксплуатацию дома невозможно.
Ленточный фундамент на сваях
Более предсказуемы в этом плане низкие ростверки. Они начинаются обычно ниже уровня земли и отливаются из армированного (или нет — зависит от проекта) бетона. Причем арматура свай связывается с арматурой ростверка.
В этом случае ростверк — это мелкозаглубенный ленточный фундамент и изготавливается он по той же технологии. Отличается тем, что имеет жесткую связь со сваями, что в разы повышает надежность и устойчивость конструкции. Еще такие фундаменты называют ленточными на сваях или свайно-ленточными. Такая конструкция является почти идеальной: сочетает в себе плюсы свайного и ленточного фундамента, в значительной мере компенсируя их недостатки.
Отличие свайных и свайно-ростверковых фундаментов
Как он работает? Нагрузка от дома передается на ленту. Благодаря наличию продольной арматуры перераспределяется по всей площади. Так как лента опирается и на грунт, то часть нагрузки передается ему, остальная приходится на сваи. При этом нагрузка и усадка равномерны: их «выравнивает» лента.
О монолитных ленточных фундаментах можно прочесть в этой статье.
В зимнее время, когда начинают на фундамент воздействовать силы пучения, проявляются все плюсы свайно-ленточного фундамента. Если дом стоит на пучнистых грунтах, их глубина заложения ниже уровня замерзания, очень сложно представить условия, при которых дом перекости или он даст неравномерную усадку.
Процесс выполнения работ
Для качественного выполнения работ требуется соблюдать технологию создания буронабивного фундамента. Без этого строительство окажется не только излишне трудоемким, но и низкокачественным. Чаще всего изготавливают буронабивной фундамент с ростверком, хотя иногда и применяют монолитные плиты.
Начинается возведение буронабивного фундамента своими руками, также как и любого другого, с разметки. Ее проводят, придерживаясь уже имеющегося чертежа. При помощи колышков и веревки отмечают места расположения будущих свай. На этом этапе работ следует быть предельно внимательными, так как любые ошибки в расположении буронабивных свай под фундамент приведут к ненадежности основания постройки. В том случае если есть сомнения в правильности расчета буронабивного фундамента, стоит обратиться в специализированную фирму, высококвалифицированные сотрудники которой проведут верный расчет.
После того как участок размечен, можно приступать к бурению скважин для столбов. Применять для этого можно как профессиональное оборудование, так и ручной бур. Можно использовать и специальный бур, создающий скважины с расширением на дне. Нельзя забывать о том, что устройство буронабивного фундамента подразумевает глубину скважин больше, чем максимальный уровень промерзания грунта.
Также в процессе бурения требуется непременно проверять при помощи нивелира ровность вертикали. Любое отклонение от нее ведет к ненадежности основания постройки
Не менее важно точно отслеживать и глубину скважины. Если не соблюдать этого, то часть свай, не достигнувшая твердого грунта, начнет давать неровную усадку, что может привести к потере постройки. После того как буровые работы окончены, приступают к созданию опалубки для будущих свай
Перед этим следует удалить из скважин воду, если она присутствует. Изготавливают опалубку из досок, оструганных с одной стороны. Также можно применять опалубку из труб нужного диаметра. В этом случае они будут дополнительно укреплять свайный буронабивной фундамент
После того как буровые работы окончены, приступают к созданию опалубки для будущих свай. Перед этим следует удалить из скважин воду, если она присутствует. Изготавливают опалубку из досок, оструганных с одной стороны. Также можно применять опалубку из труб нужного диаметра. В этом случае они будут дополнительно укреплять свайный буронабивной фундамент.
Следующим действием является армирование. Без этого устройство надежного фундамента из буронабивных свай невозможно. Прутья арматуры с диаметром не менее восьми миллиметров устанавливаются в опалубку и скрепляются между собой проволокой. Высота выхода арматуры над поверхностью зависит от того, предусмотрен ли ростверк в фундаменте на буронабивных сваях. Если да, то выходить арматура должна на высоту ростверка, чтобы в дальнейшем можно было обеспечить единое устройство фундамента.
Заливка свай происходит в несколько заходов, так как при таком способе проще избавиться от воздушных полостей. Бетон для этого требуется как минимум марки М200. Опалубка при грамотном строительстве буронабивных фундаментов удаляется не раньше чем через три недели после заливки бетона. После этого свайный фундамент готов, и можно переходить к возведению ростверка или укладке плит.
Этот вид основы для дома является наиболее дешевым из всех применяемых при загородном строительстве. Не будет высокой и цена работ по изготовлению буронабивного фундамента. Поэтому в случае неуверенности в своих силах не стоит начинать работы самостоятельно – привлеченные профессиональные мастера сделают все быстрее и лучше.
Устройство монолитной ленты
Монтаж ленточной части фундамента полностью повторяет технологию, описанную в СНиП 3.02.01-87. Алгоритм создания монолитной ленты следующий:
- Устройство опалубки из досок. Опалубка должна выполняться для ленты по всей высоте, в т.ч. для мелкозаглубленной части.
- Подсыпка траншеи гравийно-песчаной смесью слоем 10 см с последующей утрамбовкой.
- Укладка гидроизоляционного слоя: гидроизола, рубероида.
- Вязка армирующего каркаса на 4 или 6 стержней рифленой арматуры А3 сечением 10-12 мм.
- Соединение армокаркаса ленты с выпускной арматурой буронабивных опор.
- Заливка монолитной ленты бетонной смесью класса В15…17,5 с утрамбовкой каждого слоя в 20-30 см.
- В период затвердевания бетона осуществляется стандартный уход за ж/б изделиями.
Несколько полезных советов
- Для крепления стержней в составе армокаркаса лучше всего подходит отожженная проволока марки ВРП диаметром 0,2-1,0 мм.
- Вязка армокаркаса должна производиться крючками или вязальным пистолетом. Только такие способы обеспечат необходимую прочность соединения.
- Бетонная смесь должна подаваться в опалубку с высоты не более 1 м при помощи рукава или желоба.
- Для больших и массивных строений рекомендуется создать дополнительное усиление — буронабивные опоры связать между собой металлическим ростверком.
- Свайная часть фундамента с ростверком связывается с армокаркасом монолитной ленты, а затем бетонируется.
Окончательное затвердевание фундамента происходит через 7-14 дней. По истечении этого времени можно приступать к тепло- и гидроизоляции основания. В качестве гидроизоляции следует применять обмазочную битумную мастику или более дорогие и удобные в монтаже рулонные материалы. Утепление ленточной части основания лучше производить при помощи пенопластовых или пенополистирольных теплоизоляторов. Срок службы монолитно-ленточного фундамента с буронабивными сваями составляет более 100 лет. При проведении правильных расчетов и соблюдении технологии строительства такое основание не доставит вам хлопот, не потребует ремонта и реконструкции.
Особенности, учитываемые при обустройстве буронабивного фундамента
В конструкции может быть использована асбестоцементная труба
- Вначале пробуриваются лунки, в них в виде цилиндра укладывается свернутый рубероид. Заливается бетонная смесь. Рубероидная оболочка выступает в виде несъемной опалубки. Она подходит для сухих грунтов, защитит проникновение влаги из почвы в раствор, предотвратит разрушение бетона.
- В случае применения подручных средств (пластика, фанеры, досок, металлических листов) для временной опалубки, их оставляют в лунках на 1,5-2 часа после укладки бетона, после чего, как только он немного схватится, опалубку выдергивают.
- В качестве несъемных элементов используется асбестоцементная (или металлическая) труба диаметром не менее 100 мм. Она не только создает форму, но также изолирует опоры от попадания влаги. Трубы используются при высоком залегании грунтовых вод. Перед погружением в лунку нужно предварительно нанести на стенки битумную мастику, а скопившуюся на дне воду откачать. Кроме того, создается прослойка из песка между стенами скважины и трубы, выставляемой строго вертикально. Опора крепится деревянными подпорками.
- Для упрочнения конструкции, чтобы не возникло негативных последствий после воздействия предельных нагрузок, применяются армирующие элементы сечением 12 мм. Они скрепляются в надежные треугольные конструкции (каркасы) при помощи проволоки на стройплощадке, затем вставляются в скважину. При больших глубинах пруты опускаются в уже установленную конструкцию. При этом расстояние между ними не должно быть меньше 70 мм. Тонким слоем заливается смесь, периодически утрамбовываясь арматурным прутом, чтобы вышел воздух. При этом в раствор каркас вбиваются так, чтобы его детали не доставали до бетонного дна на 300 мм. Оставаясь в растворе, арматурные стержни не будут ржаветь. Всю трубу нужно забетонировать в один заход. При этом остальные опоры заполняются по мере возможности, но обязательно, чтобы начатая скважина была забетонирована сразу.
Армирование является тем единым «скелетом», который объединяет свайно-фундаментную композицию, придавая ей надежность и повышенную прочность. Поэтому, как арматура, так и сваи, должны возвышаться над землей.
После этого выполняется опалубочная конструкция с продухами для ростверка, которая тоже заполняется раствором. Буронабивной фундамент с ростверком – оптимальное решение возведения для кирпичного, брусового, пеноблочного здания, создания эксклюзивного интерьера на отдельно взятом участке.
