Свайные фундаменты – надёжные конструкции с высокой несущей способностью, требования к которым изложены в СП 50-102-2003 и СП 24.13330.2011. При этом следует знать, что каждый вид данной группы опорных сооружений имеет индивидуальные особенности, и выбрать оптимальное для конкретных условий решение можно только с их учётом.
Буронабивная свая – армированная опора, сооружаемая на проектном месте заливкой бетона в скважины. Таким образом, не нужно доставлять готовые изделия к месту монтажа, рискуя повредить их при транспортировке не в рабочем положении. Кроме того, при устройстве таких свай нет ударных и вибрационных воздействий на грунт, подвергающих близлежащие строения опасной динамической нагрузке.
Уже только эти два «плюса» делают фундамент с буронабивными опорами одним из наиболее популярных решений при строительстве частного дома.
Рассмотрим подробнее опорные свайные конструкции данного типа и все аспекты, связанные с их возведением – особенности применения, этапы работ, достоинства и недостатки.
Содержание
Область применения фундаментов с буронабивными сваями
В чистом виде, как самостоятельные опоры, сваи этого типа используются при строительстве лёгких сооружений – деревянные и щитовые дома, веранды, террасы, заборы. Основанием для возведения стен в таких случаях служит горизонтальная обвязка из стальных или деревянных балок, смонтированная по верху опорных стержней.
Для строительства же полноценных зданий используются комбинированные конструкции — из буронабивных свай и ростверка (ленточного или плитного), который принимает на себя суммарную нагрузку от здания и равномерно распределяет её между столбами в грунте.
В первую очередь фундаменты этого типа незаменимы при строительстве объектов в современных условиях стеснённой застройки городов. Технология устройства буронабивных свай позволяет обойти эту проблему, поскольку в процессе работ динамические нагрузки отсутствуют даже на расположенные близко сооружения — скважины для будущих опор допустимо устраивать с приближением к существующим строениям до 1 м.
Следует отметить, что в таких ситуациях на этапе геологических изысканий по месту строительства особое внимание уделяют выявлению в грунте возможных препятствий для устройства шурфов (валуны, слои скальных пород).
Фундаменты из буронабивных свай широко применяются как в промышленном, так и гражданском строительстве. Что касается частного домостроения, опорные конструкции этого типа сооружают под жилые дома высотой до 3-х этажей включительно, коттеджи, дачные домики из тяжёлых и лёгких материалов – кирпича, пенобетона, брёвен или брусьев, щитовых панелей.
Буронабивные сваи пригодны для сооружения во всех грунтах, за исключением скальных и крупнообломочных – устройство в них скважин технически сложно и затратно. Что же касается грунтовых сред с низкой несущей способностью, сыпучих, обводнённых, площадок с уклоном, то для таких условий набивные опоры являются достаточно надёжным решением.
Устройство скважин под буронабивные сваи
В современном строительстве шурфы под свайные опоры выполняют следующими основными способами:
- ямобурами – ручными (механическими и с ДВС/электродвигателем) и профессиональными;
- бурильным оборудованием шнекового типа;
- с помощью МБУ (малогабаритная бурильная установка) — бурением грунта водой под давлением (гидробурение);
- с использованием вибропогружающей техники – посредством вибрационного вдавливания извлекаемой обсадной трубы;
- технология DDS (Drilling Displacement System) — устройство скважин без выемки грунта, то есть методом его уплотнения с помощью раскатчика (для глинистых грунтов).
- установками для ввинчивания извлекаемой обсадной трубы с теряемым наконечником (технология Fundex).
В частном домостроении наиболее распространены методики с использованием бурильных установок шнекового типа, а также профессиональных и ручных мотоямобуров – они применимы для грунтов всех видов, кроме скальных и крупнообломочных.
Читайте также: Всё о строительстве фундаментов на винтовых сваях
Ручные ямобуры используются для устройства свайных скважин под столбы, лёгкие заборы и постройки, а водяное бурение выполнимо лишь в песчаных, глинистых и суглинистых грунтах.
При строительстве небольшого жилого дома из нетяжёлых материалов для сооружения скважин под буронабивные сваи будет достаточно ямобура на ДВС, но выбирать нужно устройство достаточной мощности – с привязкой к диаметру шнека, который будет использоваться. Более универсальным вариантом являются профессиональные ямобуры, которые навешиваются на строительную технику (экскаватор, трактор, грузовой а/м) и оборудованы приводным устройством для подключения к его силовой установке.
Глубина шурфов, выполненных таким оборудованием, как правило, невелика. В скважины по готовности укладывают арматурный каркас и заливают бетон, уплотняя раствор вибратором или штыкованием на максимально возможную глубину.
Часто в шурфы до армирования устанавливают асбоцементные или стальные трубы, называемые неизвлекаемыми обсадными – это позволяет защитить бетон от проникновения в него грунта и размытия водой, получив тем самым опоры строгой геометрии с более высокими прочностными и несущими характеристиками.
Иногда вместо труб используют цилиндрические оболочки из подручных материалов – рубероида, паронита, плотного картона, и устанавливают их на доступную глубину.
Иметь лучшее представление о возведении фундамента с буронабивными сваями для частного дома с использованием профессионального ямобура поможет этот ролик:
Для сооружения свайных фундаментов под более массивные строения используют специальные установки шнекового бурения.
Шнек – металлический бур, представляющий собой полый по всей длине стержень круглого сечения, на который с определённым шагом навита и приварена лента-реборда. К нижней части шнека прикреплён хвостовик с наконечником повышенной прочности, дробящий грунт при поступательно-вращательном движении, и подвижная заглушка для выхода подаваемого через полость бетона.
Назначение ленты – подъём из скважины отработанной породы по принципу винта Архимеда.
Бурение шурфов производится шнеками различных конструкций — обычного исполнения или с бурильной оснасткой определённого назначения, например, сборной многосекционной инвентарной (обсадной) трубой, нижняя часть которой имеет режущую кромку или головку с зубьями.
Конструкции шнеков с инвентарной трубой различны, что определяет и разницу в способах устройства скважин.
C использованием оборудования такого типа в частном домостроении распространены следующие технологии:
- CFA (Continuous Flight Auger, ЦФА) – непрерывный полый шнек.
Буронабивные сваи длиной до 28 м диаметром от 300 до 1000 мм с шагом в 100 мм. Скважины выполняются непрерывным бурением с помощью полого шнека, к верхней части которого подсоединён шланг бетононасоса. По достижении нужной глубины включают подачу бетона, который своим давлением открывает заглушку в наконечнике шнека. Затем бур поднимается, одновременно бетонируя под собой освобождающийся шурф. Когда шнек извлечён, в заполненную бетоном скважину с помощью вибропогружателя помещают арматурный каркас.
Способ эффективен для тугопластичных грунтов, не позволяющих использовать сваи уплотнения, и почв со слоями, различающимися несущей способностью.
- Double Rotary.
Представляет собой сочетание двух технологий – непрерывного полого шнека (CFA) и применения обсадной трубы. Сутью способа является вращение инвентарной трубы и полого шнека в противоположные стороны, осуществляемое верхним и нижним роторами. Обсадная гильза в конструкции расположена впереди шнекового наконечника, и при бурении предварительно окольцовывает скважину, ограждая её стенки от размыва грунтовыми водами. Бетон в шурф подаётся под высоким давлением, что уплотняет стенки скважины.Шнек может иметь конструкцию с буровым расширителем, что даёт возможность в процессе бурения создавать скважины переменного сечения. Этот функционал бура позволяет увеличить несущую способность будущей сваи за счёт устройства пяты на её конце и увеличения сечения опоры на глубине залегания более плотных грунтов. - CAP (Cased Auger Piles) — буронабивные сваи длиной до 18 м диаметром от 400 до 800 мм в скважинах, выполненных с применением инвентарной трубы с двойным вращателем (технология Double Rotary). Применяется в слабонесущих грунтах, позволяет сооружать CSP-опоры (БСС) – быстросекущие сваи.
БСС – это разновидность буронабивных опор, особенностью которых является расположение «частоколом» с частичным проникновением соседних столбов друг в друга.
Достоинства и недостатки буронабивных свай
Существует целый ряд технологий сооружения фундаментных свай буронабивного типа, и каждая разновидность опор обладает не только общими, но и индивидуальными характеристиками, определяющими возможности её применения.
Что касается общих достоинств фундаментов с буронабивными сваями, то они следующие:
- Безопасность возведения для близко расположенных существующих зданий.
- Универсальность – пригодность к сооружению на любых слабонесущих грунтах и площадках со сложным рельефом.
- Сравнительно невысокая стоимость – на 30-40% дешевле устройства плитного или ленточного фундамента глубокого заложения.
- Технология применима в частном домостроении.
- Высокая несущая способность конструкций – у выполненных промышленным способом составляет 300-400, а иногда и 600 т для одной опоры (при самостоятельном изготовлении это обычно 10-1 т).
- Ремонтопригодность – возможность устройства дополнительных опор без ущерба для здания.
- Малый объём земляных работ.
Читайте также: Преимущества и недостатки фундаментов ТИСЭ
Есть у этих опорных оснований и недостатки:
- Сложность изыскательских работ и инженерных расчётов обуславливают достаточно высокую стоимость разработки проекта.
- Трудоёмкость сооружения свай.
- Контроль качества сооружаемых в скважинах железобетонных опор затруднителен.
Заключение
Фундамент из буронабивных свай – надёжная конструкция, для сложных ситуаций с грунтом, рельефом часто являющаяся единственно приемлемым техническим решением. Однако при строительстве частного дома, если позволяют условия, чаще применяют плитные и ленточные основания – эти конструкции позволяют легко контролировать процесс их возведения, в отличие от буронабивных свай, недоступных визуально. Кроме того, для строительства просторного дома с использованием тяжёлых материалов потребуются более мощные опоры, при сооружении которых не обойтись без профессиональной бурильной техники – фактора затратного.
