Фундамент ростверковый на буронабивных сваях: расчеты и монтаж

Фундамент ростверковый на буронабивных сваях: расчеты и монтаж

Самой высокой несущей способностью среди всех типов оснований обладают комбинированные варианты. Они сочетают в себе лучшие характеристики разных видов фундаментов и квалифицируются как базисы с повышенной надежностью. Фундамент на буронабивных сваях с монолитным ростверком по этой причине по праву занимает одно из первых мест в строительных рейтингах. За счет заглубленных в грунт свай он качественно фиксируется в устойчивых слоях грунта, а железобетонный ростверк позволяет равномерно распределить нагрузку на опоры.

Что это такое, характеристики свайных опор

Буронабивные сваи – силовая конструкция, которая отвечает за передачу нагрузки от дома на несущий слой грунта. Опорные элементы создаются непосредственно на стройплощадке, когда заранее делают усиление подготовленных шурфы арматурным каркасом и заливают бетонным раствором.

Буронабивные сваи можно использовать в качестве самостоятельных силовых элементов, например:

• при строительстве заборов;
• легковесных хозяйственных построек;
• временных сооружений (бытовок).

В частном строительстве, при возведении жилых домов, кирпичных гаражей и т.д., оправданно применение свайно-ростверкового фундамента или монолитной плиты.

Верхняя часть силовой конструкции (лента или плита) связывает отдельно стоящие опоры и воспринимает на себя суммарные нагрузки от дома, равномерно распределяя их между буронабивными сваями. Таким образом получают надежное несущее основание для тяжеловесных сооружений 1-й и 2-й степеней ответственности.

Особенности устройства представленного типа основания:

• с защитой стен скважины за счет применения обсадных труб (погружных и извлекаемых);
• с защитой стенок шурфов от обсыпания с помощью бентонитового раствора;
• подача бетона через полость непрерывного шнега.

По форме буронабивные сваи могут иметь одинаковое сечение по всей высоте или быть усложнены расширенной пятой в нижней части для улучшения несущей способности фундамента.

Плюсы и минусы

Преимущества следующие:

• доступная технология для применения в частном строительстве;
• высокая скорость возведения – уже через две недели после бетонирования скважин можно приступать к следующему этапу возведения дома;
• эффективны при строительстве практически на любых типах грунта, в том числе на пучинистых и сыпучих почвах, а также на участках со сложным рельефом;
• удобство монтажа на площадках с высокой плотностью застройки;
• значительная несущая способность каждого силового элемента – до 400 т.

Помимо очевидных достоинств технологии, необходимо также учитывать ее недостатки:

• потребность в расходе большого количества бетона;
• сложность контроля над выполняемыми технологическими процессами;
• необходимость привлечения спецтехники при закладке фундамента на значительную глубину (более 2 м);
• при строительстве на пучинистых грунтах необходимо преждевременно продумать уширение пяты опоры и обвязку конструкции ростверком, чтобы предотвратить выталкивание сваи из почвы в результате действия сил морозного пучения;
• строительство подземных помещений в доме на буронабивных опорах окажется затратным по времени и средствам мероприятием.

Сфера применения

Применение технологии монтажа буронабивных свай считается оправданным в таких ситуациях:

• ведется строительство промышленных объектов и тяжеловесных конструкций, жилых домов и построек сельскохозяйственного назначения на крутых склонах;
• возводимый объект по проекту расположен на заболоченной местности, а также на участках со слабым грунтом, где несущий пласт и точка промерзания расположены достаточно глубоко, но не ниже 3 м от уровня поверхности;
• высокая плотность застройки на рабочем участке, что предопределяет необходимость контроля динамических нагрузок на существующие дома и сооружения.

Если гидрогеологические условия на участке обуславливают необходимость бурения скважин на глубину до 5 метров, то такая методичка считается экономически нецелесообразной. В таком случае эксперты рекомендуют частным застройщикам выбирать свайно-винтовое основание или «плавающую» плиту.

Расчет свай с ростверком

По периметру будущего здания устанавливают фундамент. На толщину монтируемых буронабивных сооружений влияет нагрузка, оказываемая выстроенным частным домом на общий периметр основания.

От марки бетона зависит несущая способность одной единицы свайного сооружения. Раствор М100 может выдерживать нагрузку 100кг/см 2 . Чем выше марка, тем большей несущей способностью обладает бетонное сооружение.

Помимо расчета несущих способностей свайных сооружений, нужно знать количество для удержания здания, шаг, глубину посадки.

Примерные показатели

Конец свайного сооружения располагается в земле, должен быть установлен ниже глубины промерзания. Исключит подвижки свай, придаст зданию большую устойчивость.

Несущая способность буронабивных свай

Свайные опоры способны выдерживать различные нагрузки.

Разметка участка застройки Из таблицы видно, что при увеличении диаметра сваи от 20 до 33 % несущая способность возрастает от 43 до 77 %. Поэтому небольшое увеличение сечения сваи приводит к существенному увеличению восприятия нагрузки фундаментом.

Устройство буронабивного фундамента с ростверком начинают с разметки. Вначале определяется нулевой уровень и начальная точка. Для этого можно использовать нивелир и обычный строительный уровень. Затем производится забивание колышков, через которые протягиваются шнуры. Эти шнуры обозначают границы фундамента и оси свайного поля.

Данная работа может быть выполнена своими руками без привлечения специалистов. Для полного понимания процесса и его должного исполнения можно воспользоваться строительными правилами инженерно-геодезических изысканий.

Все колышки должны быть установлены на расстоянии от непосредственного места строительства. Это необходимо для того, чтобы не сбивать их в процессе работы.

Устройство свайно-росверкового буронабивного фундамента предполагает, что сначала в земле выполняют бурение скважин, в которые вводится элементы каркаса. Это могут быть стальные, пластиковые, асбестовые трубы достаточно большого диаметра. После введения в грунт труб технология предусматривает армирование и заливку монолитного заполнения.

Помимо этого устройство свайного основания может выполняться другим способом. Так же как и в первом случае бурятся ямы. В них укладывают арматурные пространственные каркасы и заливаются бетоном.

Такая технология имеет несколько преимуществ:

• высокая несущая способность;
• отсутствие вибрации и воздействия на окружающие знания, как это бывает в случае забивного фундамента;
• возможность использования при сложных геологических условиях;
• если в земле располагаются инженерные коммуникации, разработка грунта под ленточный фундамент становится невозможной, но для свайного основания такие условия не страшны;
• нет необходимости заранее заказывать на заводах элементы конструкции;
• минимальные трудозатраты на разработку грунта;
• простая технология;
• изготовление выполняется непосредственно на строительной площадке, поэтому нет необходимости в затратах на доставку крупногабаритных элементов.

Схема буронабивного фундамента с ростверком.

Устройство свайно-росверкового буронабивного фундамента способно обеспечить высокую несущую способность, что позволяет использовать его для частных зданий из любых материалов.

Подготовительный этап

Перед началом строительства необходимо провести предварительные исследования и расчеты. Для вычисления потребуется знать тип грунта и его характеристики. При проектировании крупных объектов выполняют полноценное инженерно-геологическое исследование. Если необходимо выяснить характеристики для индивидуального дома, работу можно сделать самостоятельно. При изучении грунта необходимо обращать внимание на:

• тип почвы (в дальнейшем он поможет определить прочность грунта основания);
• уровень расположения грунтовых вод.

Для более полноценного изучения темы рекомендуется ознакомиться с нормативными документами:

• СП «Инженерно-геологические изыскания для строительства». Здесь приведены общие положения по проведению мероприятий. Для непрофессионального строителя здесь многое может быть непонятно.
• ГОСТ «Грунты. Классификация». Этот документ более понятен. Здесь приведена классификация различных оснований и большое количество терминов и определений по теме геологических характеристик грунтов. С этим нормативным документом рекомендуется ознакомиться даже при строительстве небольшого здания.
• СП «Свайные фундаменты». В пункте 5 приведены требования к инженерно-геологическим изысканиям для свай.

При возведении фундаментов рекомендуется проводить испытания в нескольких точках, расположенных под пятном застройки. При этом заглубление принимается на 50 см ниже проектируемой отметки подошвы свайного фундамента. Технология предполагает обязательное исследование почвы в самой нижней части участка. Остальные скважины или шурфы располагаются равномерно.

После изучения характеристик грунта приступают к расчетам. Расчет буронабивных свай выполняется как для железобетонных сжимаемых конструкций. Ростверк работает как многопролетная балка. Расчеты многопролетных элементов вручную не выполняются, поскольку они очень сложны. Для свай и для ростверка вычисления проводят по двум группам предельных состояний (ГПС):

• 1 ГПС — расчет по прочности. СП «бетонные и железобетонные конструкции», пункт 6.1 — общие положения, пункт 6.2 — расчет.
• 2 ГПС — расчет по жесткости. СП «бетонные и железобетонные конструкции», пункты 6.3-6.5. Расчет по жесткости предусматривает вычисления по деформациям, появлению и раскрытию трещин. Чаще всего проблемы с этой группой расчетов возникает у изгибаемых конструкций. При устройстве свайно-росверкового фундамента, конструкцией, работающей на изгиб, является обвязка (ростверк).

Помимо приведенного выше СП для расчета нужно изучить еще два нормативных документа:

• СП «Нагрузки и воздействия». Регламентирует нагрузки, которые нужно учесть при расчете, коэффициенты надежности к ним.
• СП «Строительная климатология». По этому нормативному документу назначается снеговой район участка строительства (по снеговому району в СП «Нагрузки и воздействия» смотрят массу снегового покрова) и глубина промерзания грунта, от которой зависит глубина заложения.
• СП «Свайные фундаменты». Пункт 7 — указания по расчету свайных фундаментов.

После завершения этого этапа должно быть решено:

• длина свай;
• их сечение;
• количество и диаметр арматуры;
• количество и расположение свай.

Завершив подготовку, приступают к строительству. Здесь также выделяют несколько этапов:

1. разметка расположения фундамента на местности;
2. монтаж свай;
3. монтаж ростверка.

Разметка участка

Чтобы вынести расположение свай с чертежей и эскизов на местность, монтируют обноску из досок. Обноска представляет собой вертикальные колышки, соединенные горизонтальной рейкой. На рейке отмечают расположение элементов фундамента, в эту точку забивают гвозди. На гвозди натягивают разметочный шнур. В итоге получается сетка из параллельных и перпендикулярных шнуров, которые обозначают оси здания или границы конструкций. Важно располагать конструкцию обноски на некотором расстоянии от будущего здания, чтобы она не мешала рабочим и не была повреждена строительной техникой.

Чтобы грамотно выполнить разметку свайного поля, необходимо руководствоваться СП «Инженерно-геодезические изыскания для строительства». Требования по выносу осей на участок приведены в пункте 9.

Бурение, армирование и заливка

Перед разметкой фундаментов срезают растительный слой почвы, который составляет примерно 10-20 см, иногда и все 50 см. После этого начинают разрабатывать скважины для заливки бетона. Как уже говорилось ранее, есть два варианта изготовления буронабивных свай:

• вдавливание в пробуренную лунку опалубки (чаще труб) и армирование с последующей заливкой бетоном;
• бурение ям, установка арматурных каркасов и заливка бетоном (без опалубки).

Бурение ям под сваи мотобуром.

После завершения скважины, с ее дна изымается рыхлый грунт. Основание тщательно трамбуют, а после этого укладывают песчаную подушку толщиной примерно 30-50 см (зависит от характеристик грунта). Песок можно использовать только средней или крупной фракции.

Расширение внизу делается специальным буром, так называемая технология ТИСЭ.

Бетон для свайного фундамента можно использовать не ниже класса В7,5 (марка М100). Бетоны от В7,5 до В15 относят к так называемым «тощим» составам. Эти материалы можно применять для небольших построек. Чаще всего для фундаментов используется класс бетона до В25. Более прочный материал использовать можно, но экономически не обосновано для частных домов, т.к. запас прочности при этом сильно превышает нагрузки от здания.

Арматурный каркас состоит минимум из 4 веток арматуры.

Арматура закладывается по расчету. Чаще всего диаметр рабочих стержней для частных домов находится в пределах 12-16 мм. Класс армирования — А400 (Аlll). Более подробные требования к материалам для возведения железобетонных конструкций приведены в СП «Железобетонные конструкции» в редакции от 2012 года, в пунктах 11.1, 11.2, 11.4 и пункте 6. Отметим, что минимальное число вертикальных стержней равно 4.

Возведение ростверка

Чтобы обеспечить совместную работу отдельных элементов фундамента, по их обрезу выполняют обвязку. Такая обвязка называется ростверком. Для буронабивных свай логичным решением станет заливка монолитного ростверка из железобетона. В этом случае технология в чем-то схожа с заливкой незаглубленного ленточного фундамента.

Общая площадь сечения арматурных прутов должна составлять 2-3% от площади сечения ленты. Требования к материалам приводятся в том же СП «Бетонные и железобетонные конструкции». Арматура для ростверка — А400, так же как и для свай. Разница в классе бетона. Ростверк — изгибаемый элемент, поэтому для его изготовления нельзя применять «тощие» бетоны, иначе появятся трещины.

Заливка бетонной смеси выполняется в заранее подготовленную опалубку, которая изготавливается из досок. Требования к опалубке приведены в СП «Бетонные и железобетонные конструкции», пункт 11.3. После установки опалубки фиксируют арматуру. Расстояние между опалубкой и любым стержнем должно составлять не менее 2-3 см, это обеспечит защитный слой из бетона, который предотвратит коррозию стали. Каркасы изготавливают двумя способами:

• сваркой прутов;
• связыванием прутов с помощью вязальной проволоки.

Снизу виден зазор, который необходим для предотвращения морозного пучения на ростверк.

Второй вариант трудоемкий, но и более надежный. Даже если принято решение использовать сварку, на углах здания, пруты все равно связывают. При строительстве между ростверком и землей предусматривают зазор от 5-10 см. Он необходим для предотвращения повреждений при вспучивании грунта в зимний период, можно уложить под ростверк пенопласт низкой плотности.

Зазор защищается от осыпания грунта листами плоского шифера.

Перед тем, как приступать к работе, нужно тщательно изучить хотя бы основную документацию по теме. Из приведенных в статье нормативных документов, самыми важными при строительстве буронабивного фундамента являются:

• СП «Свайные фундаменты»;
• СП «Бетонные и железобетонные конструкции».

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Технология изготовления монолитного ростверка на буронабивных сваях

Большинство работ по изготовлению ростверка практически не отличается, а в чем-то даже проще укладки его аналога – ленточного мелкозаглубленного фундамента. Перед началом работ по строительству фундамента потребуется выполнить проверочный расчет на количество и размер буронабивных свай. Исходными данными для расчета являются:

• Сечение или площадь опорной поверхности пятки сваи;
• Несущая способность грунта или максимальный вес, который сможет удержать свайная буронабивная опора на данном типе почвы;
• Полный вес здания и характер материала, из которого сложены стены.

Сечение сваи обычно привязывается к размеру ростверка и к глубине забуривания опоры в грунт. Поэтому перед расчетом выполняют забор образцов с предполагаемого уровня, на который будет погружена опора. Таким образом, проверяется наличие воды на участке, и определяют, на какую несущую способность буронабивной сваи можно рассчитывать.

Зная характер грунта и диаметр опоры, из таблиц получают оптимальную нагрузку, которую можно передать на одну свайную опору. Рассчитав полный вес здания, разделив на табличную нагрузочную характеристику, получим количество свайных опор. Шаг между опорами можно получить, разделив периметр стен на число буронабивных элементов.

Закладка буронабивных свай

После разметки контура фундамента на строительном плане участка необходимо тщательно выверить точки расположения скважин под заливку буронабивных опор. Чтобы добиться максимальной точности установки опор, проще всего вдоль каждой цепочки скважин натянуть шнуры, имитирующие ширину ростверка. Чаще всего диаметр сваи равен ¾ ширины ленты ростверка, или совпадает с ней по размеру.

Количество буронабивных свай в одном фундаменте может достигать нескольких десятков штук, например, для простенького домика в 8х8 м с каменной стеной количество свайных опор диаметром в 150 мм может составить 60-80 штук. Бурильный станок может пробить скважину за 40 мин, автомобильный вариант установки — за 5 мин, при работе ручным инструментом на бурение может уйти пару часов, в зависимости от плотности грунта.

После завершение бурильных работ необходимо на дно скважины отсыпать подушку из гравия и песка, толщиной в 10-15 см, и тщательно утрамбовать ее. Далее в скважину необходимо уложить гидроизоляцию стен и установить опалубку на горловину. В качестве изолирующего материала чаще всего используется качественный рубероид, свернутый в трубу. В качестве опалубки для формирования верхней части буронабивной сваи фундамента применяются деревянные ящики или отрезки асбоцементных труб. Поэтому заглубленная в грунт свайная часть фундамента всегда круглая, а верхние фрагменты могут иметь круглое или квадратное сечение, в зависимости от используемой конструкции опалубки.

На следующем этапе выполняется заливка подошвы буронабивной сваи фундамента. Для этого внутрь скважины заливается небольшое количество бетона, 5-7 литров, с бутовым камнем, и хорошо трамбуется. Далее устанавливаем каркас из стальной арматуры. Прутки необходимо перевязать мягкой проволокой так, чтобы после закладки в скважину они были равноудалены от стен скважины.

В промышленном варианте заливка опор фундамента и уплотнение бетона выполнялось слоями. В нашем возможность «набивать» бетон зависит от схемы укладки стальной арматуры. Проще всего это делать, заливая бетонную смесь в пространство скважины небольшими порциями и уплотняя массу ручной трамбовкой.

Чтобы было легче определить уровень, на который необходимо залить буронабивную сваю, на верхние части оголовков опор устанавливают доску, в дальнейшем она будет служить донной частью опалубки при отливке ростверка. Верхние концы арматурного каркаса сваи выпускают на 15-20 см над уровнем бетона для дальнейшей перевязки с арматурой горизонтальной балки фундамента.

Сборка монолитного ростверка

В зависимости от размера и высоты вылета тела сваи над уровнем грунта ростверк может быть поднятым над грунтом или полупогруженным. Выбор того или иного варианта во многом зависит от требуемой жесткости и прочности фундамента.

В первом случае монолитную балку поднимают на 5-10 см, тем самым защищая жесткую конструкцию ростверка от возможного повреждения вспученной поверхностью грунта. Перед изготовлением опалубки пространство под доской и между оголовками буронабивных свай засыпают слоем песка. Таким образом, после заливки бетонной смеси донная часть опалубки не будет прогибаться под весом раствора. Боковые стенки и дно деревянной опалубки выстилают полиэтиленовой пленкой, но так, чтобы гидроизоляция не перекрывала верхний торец сваи.

Наиболее ответственным моментом будет вязка горизонтального арматурного каркаса ростверка. Сделать это нужно по схеме, приведенной на рисунке.

Заглубленный вариант ростверка фундамента изготавливают по технологии постройки мелкозаглубленного фундамента. В траншею фундамента потребуется уложить подушку из смеси щебня и песка, выполнить гидроизоляцию и утепление, установить опалубку и арматурные прутья, связав их с выпуском арматуры свай.

Можно заливать бетон.

Гидроизоляция

Возведение буронабивного фундамента требует защиты от негативного воздействия окружающей среды. Сохранение всей конструкции обеспечит грамотно выполненная гидроизоляция. Для её обустройства используются высококачественные обмазочные материалы. Они сумеют уберечь бетонный ростверк от лишней влаги. Его покрывают несколькими слоями материала. Учитывают технические характеристики рулонной гидроизоляции, свойства строительного материала стен.

В качестве обмазочных материалов можно использовать битумную мастику, обладающую различными наполнителями. Она усиливает прочность покрытия. Гидроизоляцией нельзя пренебрегать, если уровень грунтовых вод ниже подошвы основания дома. Применение обмазочных материалов обеспечит необходимый барьер для проникновения влаги в структуру конструкции.

Грамотно выполненное строительство фундамента обеспечивает особую прочность здания и предотвращает его разрушение. Дом может эксплуатироваться несколько десятилетий. Использование передовых технологий позволяет соорудить очень прочную и надёжную конструкцию и сохранить её высокие технические параметры.