Устройство буронабивных свай – технологии, виды и характеристики

Буронабивные сваи гост.

Строительство и реконструкцию в стесненных
условиях существующей городской застройки следует осуществлять методами,
обеспечивающими защиту действующих зданий и сооружений от повреждений
(предотвращение деформаций, обеспечение прочности и устойчивости существующих
зданий, строений и сооружений и др.).

При строительстве в районах сложившейся
застройки и непосредственной близости от эксплуатируемых сооружений
метрополитена мелкого заложения запрещается использовать метод погружения свай
забивкой. Одним из альтернативных методов является устройство ограждений из
буронабивных свай.

В России имеется богатый опыт применения
буронабивных свай на крупных и ответственных стройках.

Удельный вес фундаментов из буронабивных
свай в целом по стране достигает 10 %. В США, ФРГ и Японии удельный вес
набивных свай составляет 40 – 60 % всего объема применяемых свай.

К преимуществам фундаментов из
буронабивных свай следует отнести:

– сокращение потребности в механизмах и
транспорте;

– повышение надежности сооружений за счет
уменьшения общих и неравномерных осадок;

– снижение влияния зимнего периода на
темпы и качество работ;

– возможность использования в качестве
основания прочных грунтов, залегающих на большой глубине;

– возможность устройства свай разной
длины, опирающихся на необходимой отметке при резко пересеченном рельефе кровли
прочных грунтов, принятых за основание свай;

– возможность передачи на одну сваю
большого диапазона нагрузок, например от 1000 до 10000 кН и более;

– возможность устройства свай большого
диаметра (по сравнению с забивными сваями), что значительно улучшает работу
свай на горизонтальную нагрузку;

– возможность устраивать сваи без
армирования в нижней ее части, где отсутствует передача моментов и
горизонтальных сил;

– отсутствие существенных вибраций и
сотрясений в процессе производства работ.

Ограждения из буронабивных свай
характеризуются повышенной жесткостью и позволяют почти полностью исключить
подвижки и деформации грунтового массива и расположенных поблизости зданий и
инженерных коммуникаций. Они также почти полностью исключают подвижки грунтов
под существующими фундаментами и вокруг существующих подземных сооружений и
обеспечивают сохранение свойств грунтов при бурении скважин.

Пошаговая инструкция монтажа буронабивного фундамента

Монтаж буронабивных свай — крепление на глинистый раствор или давление воды

Такой вид свай под фундамент крепится сильным давлением воды или раствором на глиняной основе (если работы проводятся в неустойчивых обводненных грунтах).

Процесс бурения производится методом вращения или ударным, но если нужно проходить слои скальной породы, возможно применение долота или грейфера (ударный тип устройства).

При бурении скважины, производится закачка глиняной смеси, которая имеет свойства по противодействию гидравлическому давлению и разрушению грунтовой стены. После внедрения в почву глиняной смеси образуется слой в виде корки на стенах.

Во избежание загрязнения всей площади строительства смесью, по контуру площадки и в ее грунте устанавливаются желоба из дерева с уклоном, по которым транспортируется отработанный раствор в сборник зумпф.

Иногда применяется другой метод скрепления стен колонны — превышающим давлением воды. При использовании данного метода, важным фактором будет излишний уровень воды в отверстии над уровнем грунтовой воды.

Сфера применения

Монтаж буронабивных свай целесообразен в следующих случаях:

• наличие сложных геологических условий в месте строительства;
• значительные горизонтальные и вертикальные нагрузки, вызывающие уплотнение и подвижки грунта;
• большой вес здания;
• повторная застройка (строительство нового дома на месте снесенного старого);
• строительство в условиях плотной застройки;
• строительство возле зданий, представляющих собой историческую и культурную ценность (обычно достаточно старые, и могут деформироваться при проведении свайных работ);
• присутствие слабого грунта или высокого уровня грунтовых вод;
• строительство возле водоемов (сильно обводненный или заболоченный грунт);
• сложный рельеф участка (перепады высот, разный тип грунта и т.п.).

Использовать буронабивные сваи для возведения небольших строений можно, но это экономически невыгодно.

В чем его преимущества и недостатки

В первую очередь, следует рассмотреть положительные стороны, которыми отличается фундамент на буронабивных сваях:

• процесс строительства не отличается сильным шумом, поэтому работы можно проводить круглосуточно даже в том случае, если они проводятся в непосредственной близости к другим жилым зданиям;
• при введении сваи в грунт, присутствует крайне незначительная вибрация, в связи с чем полностью исключается возможность возникновения разрушений или же деформации близкорасположенных зданий, если осуществляется тесная городская точечная застройка;
• технология непрерывного шнека в процессе бурения не предусматривает извлечение значительных грунтовых масс;
• фундамент из буронабивных свай предусматривает изменение глубины их залегания и длины на разных уровнях, если речь идет о строительстве домов на побочных грунтах;
• в отличие от обыкновенных заводских, буронабивные сваи могут использоваться в любом диаметре, при этом нет необходимости изначальной закупки, транспортировки и последующего хранения целого комплекта таких изделий;
• нет потребности в том, чтобы покупать или же арендовать высокомощную сваебойную машину;
• есть возможность корректировки определенных конструктивных особенностей сваи, включая также отсутствие армирования нижней части;
• достаточно низкая стоимость, а также короткие сроки строительства кирпичного дома.

Но есть и определенные недостатки:

• металл свай подвержен коррозии;
• фундамент не может использоваться на скальных грунтах;
• для строительства подвала нужно будет проводить определенный ряд дополнительных работ, а также использовать дополнительные материалы, что связано с финансовыми затратами;
• использовать такой фундамент достаточно сложно, если дом строится на хрящеватой почве.

Какой фундамент лучше возвести для газобетонного дома?

Технология устройства буронабивные сваи. Виды набивных свай и технология их устройства.

Набивные сваи
устраивают на месте их будущего положения
пу­тем заполнения скважины (полости)
бетонной смесью или песком. В настоящее
время применяют большое количество
вариантов реше­ния таких свай. Их
основные преимущества:

возможность
изготовления любой длины;

отсутствие
значительных динамических воздействий
при устрой­стве свай;

применимость в
стесненных условиях;

■ применимость
при усилении существующих фундаментов.

Набивные
сваи изготовляют бетонными, железобетонными
и грун­товыми, причем имеется возможность
устройства свай с уширенной пятой.
Способ устройства свай прост – в
предварительно пробуренные скважины
подается для заполнения бетонная смесь
или грунты, в ос­новном песчаные.

Применяют следующие
разновидности набивных свай – сваи
Страу­са, буронабивные, пневмонабивные,
вибротрамбованные, частотрамбованные,
вибронабивные, песчаные и грунтобетонные.
Длина свай дости­гает 20…30 м при
диаметре 50… 150 см. Сваи, изготовляемые
с примене­нием установок фирм Като,
Беното, Либхер могут иметь диаметр до
3,5 м, глубину до 60 м, несущую способность
до 500 т.

Буронабивные
сваи. Характерной особенностью
устройства буронабивных свай является
предварительное бурение скважин до
задан­ной глубины.

Самими первыми в
нашей стране, на основе которых применяются
все существующие разновидности
буронабивных свай, являются сваи Страуса,
которые были предложены в 1899 г. Изготовление
свай вклю­чает следующие операции:

пробуривание
скважины;

опускание в
скважину обсадной трубы;

извлечение из
скважины осыпавшегося грунта;

заполнение скважины
бетоном отдельными порциями;

трамбование бетона
этими порциями;

постепенное
извлечение обсадной трубы.

В
пробуренную до проектной отметки (5…
12 м) скважину осторож­но опускают
трубу диаметром 25…40 см и далее загружают
бетонной смесью. После заполнения
скважины на глубину около 1 м бетонную
смесь трамбуют и медленно поднимают
вверх обсадную трубу до тех пор, пока
высота смеси в трубе не уменьшится до
0,3…0,4 м. Снова за­гружается бетонная
смесь и процесс повторяется. Учитывая,
что диа­метр скважины больше диаметра
обсадной трубы и поверхность про­буренного
грунта оказывается неровной, шероховатой,
при наполне­нии бетонной смесью
обсадной трубы, ее подъеме и уплотнении
сме­си, бетон заполнит весь свободный
объем, включая и зазор между стенками
скважины и обсадной трубой. Часть бетона
и цементного мо­лока проникнет в
грунт, повысив его прочность.

Недостатки способа
– невозможность контролировать плотность,
и монолитность бетона по всей высоте
сваи, возможность размыва несхватившейся
бетонной смеси грунтовыми водами.

Армирование свай
производят только в верхней части, где
на глу­бину 1,5…2,0 м в свежеуложенный
бетон устанавливают металличе­ские
стержни для их последующей связи с
ростверком.

Сфера применения

Ленточный свайно-буронабивной фундамент применяется в следующих случаях:

1. Строительство дома в жилой зоне, когда устройство монолитного или ленточного заглубленного фундамента невозможно.
2. На поверхности участка находятся грунты со слабой несущей характеристикой. В этом случае сваи забиваются до глубинных прочных грунтов.
3. Геологическое исследование участка не было проведено. При отсутствии данных о гидрогеологических особенностях лучше перестраховаться и сделать надежный комбинированный фундамент. Правда при этом придется проводить шурфирование для определения глубины залегания свайных опор.
4. На участке сложный рельеф с перепадами. При устройстве висячего ленточного основания за счет разной высоты буронабивных свай достигается выравнивание основания дома.
5. На грунтах с высоким уровнем защелоченности, где невозможно возвести свайно-винтовое основание с монолитной лентой или плитой.

Ленточный фундамент на опорах буронабивного типа подходит для коттеджей из любых материалов. При использовании тяжелых стройматерилов, например кирпича, количество опор и их диаметр возрастает, что приводит к удорожанию всего строительства. Если дом возводится из легких пено- или газоблоков, то ленточное основание на сваях обойдется значительно дешевле.

Дом из какого материала Вам нравится больше всего?

Дом из бруса 23.79%

Дом из кирпича 17.63%

Бревенчатый дом 13.75%

Дом из газобетонных блоков 19.18%

Дом по канадской технологии 11.04%

Дом из оцилиндрованного бревна 3.47%

Монолитный дом 3.99%

Дом из пеноблоков 3.83%

Дом из сип-панелей 3.31%

Проголосовало: 3686

Какие буровые установки мы продаём?

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Технология бурения с защитой стенок скважин

Классификация свай по устройству

Буронабивные опоры включают применение цемента и металлических стержней арматуры. Технологию выбирают по характеристикам инженерных геологических свойств грунта.

• Сухой способ. Используется, когда не нужна подготовка в виде укрепления скважинных стенок. Предпочтительна на слабых и устойчивых грунтах (известняк, бутовый камень, базальт, песчаник, гранит), которые не оползают при бурении скважин под сваи и не обваливаются в процессе заливки бетонной смеси. В частности, подходит для глинистого тугопластичного грунта.
• Укрепление стенки каждой скважины с помощью повышенного водного давления или глиняного раствора. К этому прибегают, чтобы предупредить обваливание во время бурения неустойчивой водонасыщенной почвы (глинистой пластичной, мягкопластичной).
• Применение оболочек трубчатой формы (трубобетонных). Целесообразно при строительных работах на водонасыщенных и глинистых грунтах, имеющей текучую консистенцию и содержащей прослойки супеси, песка и грунтовых вод. К этому прибегают, когда возводят наиболее ответственные объекты, а также когда ведут строительство на покрытом водой местности.
• Использование обсадных труб. Целесообразно там, где повышенный уровень подземных вод.

Описание и применение

Сравнение забивных и буронабивных свай

Могут использоваться в любых грунтах, в том числе, когда строительство объекта происходит в непосредственной близости к балкам и оврагам.

Применяются тогда, когда в грунте содержатся твердые включения.

Рекомендуется к использованию в случаях, когда имеются большие насыпи земли.

При толщине набухающих и просадочных грунтов от 14 до 30 метров применяют свайные конструкции с расширениями и заглублениями у основания в непросадочной части грунта.

Применяются при строительстве объектов на набухающих и просадочных грунтах, чья толщина не превышает 12 метров.

При риске возникновения оползней, грунт укрепляется буронабивными сваями толщиной в один метр.

Из таблицы видно, что забивные сваи практически во всех случаях являются оптимальным решением, при этом их стоимость практически вдвое ниже буронабивного аналога.

Конструктивное устройство

Буронабивные сваи представляют собой цилиндрические конструкции, основу которых составляет металлический каркас и бетонный наполнитель. В ряде случаев предусмотрена установка обсадной трубы.

Арматурный каркас для буронабивных свай состоит из продольных и окружных армирующих элементов значительного диаметра. Для усиления конструкции некоторые производители используют помимо окружностей из арматуры еще и армирующие полосы из листового металла толщиной 4-8 мм.

ГОСтов, которые регламентируют изготовление буронабивных свай, на данный момент не существует. Отдельные элементы регламентированы, но в целом производители руководствуются ТУ и проектом, в котором содержатся основные требования к конструкции сваи. Основными документами для разработки проекта являются СП 24.13330.2011 и СНиП 2.02.03-85. Расчет буронабивных свай (их количества и параметров) осуществляется индивидуально для каждого конкретного случая. Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Способы создания буронабивных свай

Каждый способ предусматривает предварительное формирование скважины. Если работы проводятся в условиях неустойчивого грунта, то дополнительно стенки закрепляют глинистым раствором (как правило, из бентонитовой или комковой глины).

Его нагнетают в лунку по буровой штанге или деревянному желобу с уклоном в 1 см на погонный метр. В результате на поверхности образуется прочная водостойкая корка. Следующие действия проводятся по аналогии с «сухой» технологией.

Технология изготовления буронабивных свай «сухим» способом

Актуален такой способ устройства буронабивного фундамента в устойчивом грунте. Почва может быть тугопластичной, глинистой с твердой или полутвердой консистенцией. В районах с грунтовыми или промышленными агрессивными водами применение не рекомендуется. Глубина скважины может составлять 30 м, диаметр 0,4-1,2 м.

Алгоритм действий выглядит следующим образом:

1. Бурение. Метод выбирается вращательный. Техника оснащена шнековой колонной или ковшовым буром. При необходимости нижнюю часть скважины увеличивают специальным расширительным оборудованием или посредством взрыва под небольшим количеством залитого бетонного раствора. Последний вариант позволяет дополнительно уплотнить грунт.
2. Армирование. Здесь могут быть использованы металлические трубы, отдельные стержни диаметром 12 мм или заранее собранный из прутьев каркас (узловые соединения оформляются вязальной проволокой). Выбор арматуры проводится в соответствии с нормативами в ГОСТе 34028-2016. Его размеры должны быть меньше окружности скважины примерно на 3-5 см. Длину рассчитывают с запасом относительно посадочного места в 30 см. Рассматривается также вопрос сплошного усиления будущей сваи либо частичного с выходом на ростверк. Выбор делают на основании планируемых нагрузок на основание со стороны почвы и здания.
3. Бетонирование. Раствор заливают с помощью загрузочного бункера или оснастки автосмесителя. Для рабочей массы рекомендуется использовать бетон класса В15 с водонепроницаемостью от W6. Он должен соответствовать СНиП 2.03.01-84. Постепенно из скважины вытаскивают бетонолитную трубу. На ее приемной воронке монтируют вибраторы для уплотнения смеси. Последнее действие проводится в течение 5-10 минут каждые 0,5 метров залитого раствора.
4. В завершение отливают головную часть конструкции. Это делают в специальном кондукторе.

Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой

Обсадные трубы используют для монтажа буронабивных свай в условиях любого грунта вне зависимости от расположения грунтовых или промышленных вод. Отдельные секции соединяют между собой путем стыковки с применением болтов или с помощью сварочного оборудования.

Допустимо устройство как временной, так и несъемной опалубки. Оставляют трубы в соответствии с нормативными документами, техническим обоснованием. Например, в случаях с оползнями, водонасыщенными почвами, на склонах, при высокой скорости подземных потоков (свыше 200 м/сутки).

Алгоритм действий по этой технологии выглядит так:

1. Бурение. Для формирования скважины используют специальную установку с оснащением вращательного или ударного типа.
2. Погружение обсадной трубы. Здесь задача выполняется двумя способами: гидродомкратами одновременно с бурением или путем забивания, вибропогружения.
3. Армирование. Здесь варианты рассматривают по аналогии с «сухим» способом устройства свайного фундамента.
4. Бетонирование проводится одновременно с удалением обсадных секций. Их перемещают вертикально, путем вращения или возвратно-поступательными движениями. В процессе дополнительно происходит уплотнение раствора.
5. В завершение формируют головную часть кондуктором.

Существует технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой, которая называется фундэкс. Здесь добавлены особенности инъекционного способа: без ударного или вибрационного воздействия на грунт, диаметр до 0,6 м. Этот метод актуален для строительства в сейсмически непостоянных районах, в условиях плотной застройки.

Буронабивные сваи: технология строительства.

1. Для начала нужно сделать скважину (глубина от 1.5 м и более).2. Теперь размещаем каркас из арматуры.3. Делаем опалубку из обсадных труб, с их помощью мы сможем правильно заполнить скважину бетоном.4. Теперь необходимо с помощью обрезки подогнать все буронабивные сваи до одинакового уровня.5. Заливаем сваи бетоном.

Функции обсадных труб

При помощи обсадных труб мы:1. перекроем горизонты плывунных почв;2. обеспечим безопасность работ;3. параметры буровой скважины находятся под контролем;4. скважина качественно заполняется бетоном.

Главные преимущества свай такого типа:

1. Фундамент из таких свай обойдется дешевле, в сравнении с другими типами.2. Устройство буронабивных свай такое же надежное, как и монолитна плита.3. Сваи способны выдерживать нагрузки до 10 тонн.4. Такой фундамент можно применять практически на всех видах грунта.5. Срок эксплуатации длиться более 100 лет.6. Не подвергаются коррозии.7. Построить такой фундамент можно очень быстро, достаточно двух – трех дней.8. Стройка возможна при любых температурах.9. Не нужна тяжелая техника.10. При таком фундаменте можно поднять первый этаж на 1 метр.

Виды буровых свайных оснований

Самыми распространенными видами буровых опор являются буронабивные, буросекущие и винтовые сваи. Кроме этого к буровым фундаментам можно отнести забойные конструкции – скважины, заполненные щебеночной засыпкой с послойным уплотнением; опоры с расширительной пятой, возводимые с помощью взрывных работ и полые опоры, смонтированные с помощью вибросердечника.

Буронабивные сваи

Виды бетонных буронабивных свай (в том числе – железобетонные) получили широкое распространение благодаря возможности выполнять работы по усилению старых и разрушенных фундаментов в городских условиях при плотной застройке. При выполнении усиления фундаментов старых зданий вблизи существующих автомобильных дорог, подземных коммуникаций метрополитенов, существующих высотных зданий, не происходит разрушение существующих конструкций, при этом не требуется запрещать эксплуатацию объектов на время производства реставрационных работ.

Скважины для устройства буронабивных свай выполняют с помощью буровых агрегатов, при достижении проектной отметки, бур вынимается и освобождается от грунта. В скважину опускается предварительно изготовленный каркас из арматуры, который заполняется бетонной смесью через воронку. Смесь подается в полость конструкции непосредственно из бетоносмесительной установки или премного бункера для бетонной смеси.

При устройстве буронабивных свай в основном применяются следующие технологии:

• С использованием обсадной трубы.
• С использованием глинистого раствора.
• С использованием проходного шнека.
• С применением двойного вращателя (Double Rotary).
• С использованием уплотнения грунта.

Буронабивные сваи обладают не только достоинствами, стоит отметить присущие конструкциям недостатки:

• Небольшая несущая способность.
• Высокая трудоемкость буровых работ.
• Сложность крепления скважин в легких и водонасыщенных грунтах.

Буросекущие сваи

Буросекущие сваи по краям котлованов Технология установки буросекущих свай в основном идентична установке буровых свай. Применяется процесс установки буросекущих свай для создания полноценных подпорных «стен в грунте». Буросекущие опоры ничем не отличаются от буронабивных свай, только их установка проводится в одну линию с шагом, равным нулю. Конструкции, возведенные по методу устройства буросекущих свай, применяются для строительства подземных сооружений: автомобильных парковок, подземных тоннелей и переходов, их разрешено монтировать на большой глубине (до 30 метров).

Винтовые сваи

Винтовые сваи — такой тип свай, которые при заглублении ввинчиваются в грунт с одновременным вдавливанием под усилием. Сваи состоят из металлической основы (ствола) с наваренными или литыми лопастями.

Винтовые сваи широко используются для любых типов зданий, что обусловлено коротким сроком, необходимым для завершения установки фундаментов.

Основание из винтовых свай обладает высокой несущей способностью, способно выдерживать большие нагрузки на сжатие и выдергивание, особенно в пучинистых грунтах.

Металлическая винтовая свая одновременно является опорной частью фундамента, буром и анкером, который препятствует выдавливанию конструкции.

Основное назначение винтовых свай – возведение фундаментов для легких жилых и хозяйственных построек разного назначения.

Чтобы предупредить преждевременный износ винтовых свай из металла, важно предварительно перед погружением в грунт выполнить антикоррозийную защитную обработку

Бурокасательные сваи

Ограждение котлована из бурокасательных свай. Этот тип фундамента применяют в том случае, когда сваи воспринимают горизонтальные и вертикальные нагрузки от воздействия грунтовых пород и фундаментов близлежащих существующих зданий, обычно способ незаменим при работе в районе плотной застройки, а также используется для ограждения глубоких котлованов и при необходимости прорезки насыпей в грунтах с твердыми включениями.

Преимуществами этого метода являются:

• Возможность проводить работы в стесненных условиях в районах с существующей плотной застройкой.
• Технология не нуждается в организации дополнительного водоотведения и водоотлива.
• Применение технологии установки бурокасательных свай намного сокращает продолжительность работ.

Заключение

На этапе проектирования одна из ключевых задач конструктора – грамотно подобрать тип и параметры опорных элементов. За несущую способность фундамента в большей степени отвечает его опорная площадь, которая, в свою очередь, зависит от размера сечения свай.

Потребность в несущей способности силовой конструкции определяется, исходя из геологических особенностей участка и проектных нагрузок. Для расчета грузоподъемности используют формулы, регламентированные нормативными документами.

На практике, выбирая модель сваи, нужно обращать внимание не только на ее несущую способность, но и пересчитать показатель, используя табличные данные, описывающие свойства грунта под опорной площадью основания