Устройство буронабивных свай

Устройство буронабивных свай при монтаже фундамента является оптимальным вариантом на участках с небольшой площадью, находящихся вблизи водоемов, на обрывах, каменистых, слабых грунтах, подверженных подтоплению.

Целесообразно применение такой технологии из-за минимального динамического воздействия на почву и постройки, находящиеся вблизи места проведения работ. Из этой статьи можно узнать, что такое буронабивные сваи, важные технологические моменты и методы устройства основания по буровой методике.

Методы монтажа буронабивных свай

Технология устройства буронабивных свай выполняется тремя методами, выбор которых зависит от характеристик грунта:

1. При наличии неустойчивых насыщенных водой грунтов используется метод циркуляции глинистой смеси плотностью 1,2-1.3 г/см3. Раствор бентонитовой глины подается по шлангу под давлением в шахту. Когда скважина наполнилась, раствор, смешиваясь с грунтом, поднимается наружу, попадается в отстойник, из него снова с помощью насоса передается в скважину. На стенках буровой шахты образуется корка из глины, препятствующая проникновению внутрь влажности. После образования глинистой корки монтируется каркас из металлических прутьев, и начинается подача бетонной смеси, которая по мере заполнения скважины выталкивает из нее глину. Бетон должен подаваться без перерыва до полного заполнения шахты. Если на время прекратить его подачу, то между слоями бетона образуется глиняный слой, который снизит прочность сваи. Такой метод позволяет обойтись без применения обсадной трубы.

   

2. Сухой способ используется в том случае, когда стенки скважины не требуют укрепления при наличии на строительном участке полутвердых, тугопластичных, твердоглинистых грунтов. Скважина проектной глубины (до 30 м) и диаметра (400-1200 мм) бурится с использованием ковшевого бура или шнековой колонны. Основание шахты может быть расширено с помощью специального устройства, имеющего на конце механизм по типу раскрывающегося ножа (диаметром до 3 м), взрывным методом или технологией усиленного трамбования нижней части шахты. Бетонируется свая с использованием опалубки, которая по мере заполнения раствором поднимается и после окончания работ убирается. Голова опоры формируется в инвентарном кондукторе, в зимнее время необходимо провести ее утепление. Такой метод неприменим при наличии на участке агрессивных или промышленных вод.
3. Использование обсадной трубы для обустройства свай, устанавливаемых буронабивным методом, приемлемо в любом типе грунта. Шахта бурится ударным или вращательным способом, при необходимости нижняя часть ее расширяется взрывным методом или с участием техники с расширителем на конце. Обсадные трубы, соединенные между собой, опускаются в скважину методом забивки, вибрационного погружения или с помощью гидродомкратов. Погруженный в шахту каркас из обсадной трубы заполняется бетоном. Чтобы утрамбовать бетонную смесь и выпустить из нее воздух, трубе придается полувращательное и возвратно-поступательное движение, за счет этого бетон дополнительно уплотняется.
4. В условиях строительства на сейсмически неустойчивой почве сваи обустраиваются без динамического воздействия по методу фундекс. Бурение скважины происходит методом вдавливания без выемки грунта. Раскатчики или конические катки устанавливаются на валу, в шахту опускается чугунный наконечник, который вдавливает грунт. По окончании работ он остается внутри скважины, к нему крепится нижний конец трубы с помощью замка. Если внутри трубы вода отсутствует, то монтируется металлический каркас и происходит подача пластичной бетонной смеси. По мере заполнения раствором труба поднимается на поверхность.

Способ установки выбирается в зависимости от особенностей грунта, месторасположения, планируемой нагрузки и финансового состояния застройщика.

Что нужно знать при работе с глинистым раствором

Для приготовления глинистого раствора применяются смесители, грязевые насосы, отстойники для чистой и отработанной смеси.

Используется только плотная бентонитовая или местная комковая глина.

Для предохранения строительной площадки от загрязнения по ее периметру устанавливаются желоба, изготовленные из древесины, с уклоном 1:100.

По этим желобам подается к отстойнику отработанный раствор, выходящий из скважины.

Технология расширения нижнего конца скважины

Расширенный нижний конец на опоре придает ей значительную прочность и устойчивость. Рассмотрим методы и способы устройства расширенного основания:

• механическим способом скважина с расширенным основанием бурится с помощью специального устройства с раскрывающимися на конце лопастями до 3 м в сечении. Управляется с поверхности земли с помощью гидравлического устройства. При монтаже расширения бурение ведется одновременно с подачей циркулирующей глиняной смеси, которая предохраняет стенки от осыпания;
• метод взрыва детонатора в полости шахты. В скважину опускается взрывное вещество, обсадная труба заполняется бетонным раствором на 1,5-2 м, трубу поднимают на 0,5 м вверх, приводят в действие детонатор, провода от которого находятся на поверхности. Образуется воронка сферической формы, она быстро заполняется бетоном, подающимся из обсадной трубы;
• расширение можно создать путем утрамбовки грунта с помощью специальных устройств. Но качество изготовления опоры по такому методу трудно оценить с поверхности.

Буронабивные опоры нужно заполнять бетоном непрерывно до полного наполнения и монтажа головы сваи. Опоры, находящиеся на близком расстоянии друг от друга (менее 1,5 м), обустраивают через одну. Если заливать их по порядку, то нарушится целостность только что залитой, не успевшей подсохнуть опоры.

Преимущества

Монтаж фундамента с использованием буронабивных свай имеет множество преимуществ:

• минимальный объем земельных работ;
• возможность монтажа свай большого диаметра и длины;
• можно установить сваи на большой глубине, достав до плотных грунтов с высокими несущими способностями;
• буронабивная свая может выдерживать на себе значительную нагрузку;
• возможность выполнять работы в густо застроенных районах;
• нет большой динамической нагрузки на почву и близко расположенные постройки.

В густо застроенных районах при обустройстве фундамента не получится загнать технику для выполнения земельных работ, а если постройка находится недалеко от природного источника воды, то устройство буронабивных свай может быть единственно правильным вариантом при закладке фундамента.

Недостатки

Существуют у данного метода и недостатки:

• достаточно сложно контролировать все ступени технологического процесса при производстве свай непосредственно в грунте;
• на уплотнение грунта рядом с обустраиваемой сваей расходуется много бетонного раствора;
• большая часть работ используется с применением ручного труда;
• однотипные опоры в одинаковых условиях могут иметь различную несущую способность, тяжело просчитать средний коэффициент нагрузки на опору.

Метод экономически выгоден по сравнению с обустройством других видов оснований, но не находит повсеместного применения за счет вышеперечисленных особенностей.

Монтаж буронабивных свай

Строительство свайного фундамента позволяет исключить земельные работы, что значительно ускоряет строительство. Применяются при строительстве промышленных и гражданских объектов, не подходят для построек, в которых планируется возводить под домом подвал. О том, как происходит монтаж свай, смотрите в этом видео:

Представляет собой сваи, погруженные в грунт и объединенные между собой бетонными балками или плитой.

Количество и расположение свай определяется в зависимости от общей массы постройки, мебели, предметов, людей, которые будут находиться в доме.

Технология устройства буронабивных опор

Согласно СНиПа 2.02.03-85 применяются следующие методы устройства буронабивных опор:

• буроинъекционное строительство основано на методе нагнетания мелкодисперсного бетона в заранее подготовленную скважину. Инъекционным способом устанавливаются сваи диаметром до 250 мм.
• обустройство свай диаметром более 800 мм основывается на принципе погружения сердечника в шахту, частично заполненную раствором из цемента и песка;
• сплошное бетонирование скважины с расширением нижней части;
• погружение с использованием вибрационного сердечника, полой обсадной трубы с наваренной пяткой в виде конуса и набивания ее бетоном;
• сплошное бетонирование производится как с использованием опалубки, так и без нее. В случае использования опалубки извлекается по окончанию работ.

В качестве опалубки применяют обсадные трубы. Допускается обустройство свай без использования опалубки, углубленных ниже расположения источников подземных вод.

Этапы монтажа буронабивных опор

Установка буронабивных свай происходит в следующей последовательности:

1. Согласно проекту отмечаются места расположения свай.
2. Бурится скважина по технологии: первые 1500-2000 мм почвы выбирается буровой насадкой, далее бурение проводится с использованием шнека.
3. На дно будущей сваи насыпают слой песка толщиной 300-400 мм, песчаная подушка способствует повышению несущих свойств.
4. Затем, используя кран, в скважину вводят металлический арматурный каркас. Он изготавливается из вертикальных прутьев диаметром 1-1,6 см с горизонтальной обвязкой.
5. Скважина заполняется бетоном, вследствие чего обсадная труба по мере наполнения раствором поднимается к поверхности. Беспрерывно вводится раствор бетона до полного заполнения скважины.
6. Обсадная труба удаляется, формируется голова сваи. О том, как бетонируют буронабивные сваи с рубероидной рубашкой смотрите в этом видео:

Чаще всего сваи монтируют через одну рядом стоящую опору, каждую из которых обустраивают только после того, как предыдущая затвердела на 25%.

Этапы монтажа опор с использованием раскатчика

Возведение буронабивных свай с помощью раскатчика относится к нетипичным элементам строительства фундамента, которое осуществляется в следующей последовательности:

1. На нижний край бура устанавливают раскатчик, являющийся аналогом воронки, выполненной в форме конуса. Раскатчик опускается на необходимую глубину, затем приступают к обустройству скважины методом вдавливания почвы в стенки скважины.
2. Когда отверстие под сваю готово, вал вынимается, а раскатчик остается внутри и служит пятой будущей опоры.
3. Погружаются трубы, которые выполняют функцию опалубки.
4. В них устанавливают металлический каркас, выполненный в форме цилиндра.
5. Полость заливается бетонным раствором.

Метод используется без выемки грунта. Максимальная длина опоры до 45 м, диаметр до 600 мм. Сваи можно обустраивать на сейсмически неустойчивых грунтах.

Монтаж свай с применением полого шнека

Обустройство опор с использованием полого шнека предполагает сборку надежной конструкции любой необходимой глубины залегания опоры. Этапы устройства свай:

1. Полый бур с рабочего торца закрывается забурником, с помощью него в грунте бурится отверстие под опору. До необходимой длины бур наращивается с помощью специальных вставок.
2. Когда бур достигает проектной глубины, начинается подача бетона. Буровую установку включают на реверс, по мере наполнения скважины бетоном бур выкручивается, поднимаясь на поверхность.
3. С помощью вибровдавливателя в свежий бетонный раствор погружают стальной каркас.

Этот метод характеризуется минимальным уровнем вибрации, передающейся на почву при погружении установки, это позволяет уменьшить расстояние между опорами до диаметра сваи.

Зависимость несущей способности от сваи длиной 1500 мм от диаметра

Расчет количества опор, необходимых для постройки дома

Для того чтобы рассчитать, сколько понадобится свай при строительстве, необходимо учитывать следующие параметры:

• общий вес постройки;
• несущая способность одной опоры кроме других факторов зависит от марки бетона, используемого для устройства сваи.

Порядок расчета опоры на различный поперечник

Берется расчетная высота сваи 2000 мм, горизонтальное армирование прутом в диаметре 6 мм, вертикальное 12 мм, расстояние между сваями 1 м.

Чаще всего используются буронабивные опоры с несущей способностью от 200 до 400 тонн, при повышенных нагрузках применяют современные технологии, позволяющие добиться увеличения показателя до 600 тонн.

Высокая несущая способность приобретается при укреплении стенок шахты под опору, укреплении нижнего края скважины с помощью его расширения, увеличении глубины залегания и диаметра сваи.