Буронабивные сваи: технология устройства фундамента с ростверком своими руками

Для прочного и функционального фундамента часто используются буронабивные сваи. Это вид свайных оснований, когда бетон заливается в сделанную в грунте скважину, в которой размещен армирующий каркас. На сыпучих грунтах для укрепления применяются специальные опалубки или обсадная труба. Эта технология подходит для строительства загородных домов, промышленных объектов. Ее используют для работ в городской черте, где окружающим зданиям противопоказана вибрация.

Описание и применение

Технология буронабивного фундамента из свай со связывающим ростверком, описывается в строительных правилах СП 50-102-2003. Несколько основных методик устройства буронабивных фундаментов:

Использование непрерывного шнека (НПШ) с одновременной подачей бетонной смеси снизу вверх скважины через технологический клапан.
Защита от разрушения стенок отверстия в грунте путем создания противодавления бетонитового раствора.
Применение обсадных труб погружаемых и извлекаемых вибропогружателями или «дрейтеллером» (вращающим погружателем).

По каждой из технологий бетон подается в скважину, с заранее установленным в ней армированием и схватывается непосредственно в грунте. На сыпучих, подвижных, влажных грунтах, при частном строительстве, обязательно применяются обсадные трубы, удерживающие бетон в скважине. После затвердевания бетонной смеси, трубы аккуратно извлекаются или оставляются в качестве несъемной опалубки.

Буронабивные сваи применяются, когда затруднено использование других типов свайных фундаментов:

в городе, где шум при забивке может оказать негативное влияние на окружающих жильцов;
на заболоченных, слабых грунтах, кода требуется добраться до жестких слоев;
при возведении сооружений на площадках с крутым уклоном;
в промышленном строительстве.

Буронабивной фундамент обязательно делается с ростверком, представляющим собой раму из армированного бетонного монолита, соединяющую оголовки свай. Это делается для равномерного распределения давления на каждый элемент основания. Получается прочный ленточный фундамент с буронабивными сваями, который может применяться на сложных грунтах.

Область применения фундамента

Свайно-ростверковый фундамент подходит для кирпичных, каркасных, деревянных и блочных домов.

Такие основания целесообразно устраивать на участках с пучинистыми, торфяными и плавающими грунтами, в местах со сложным рельефом, высоким залеганием подземных вод, в зонах с повышенной сейсмической активностью.

Кроме того, буронабивные сваи с монолитными ростверками возводятся:

в условиях плотной городской застройки, когда невозможно выполнить забивные сваи из-за динамических и статических воздействий на близлежащие здания;
при возведении массивных промышленных сооружений;
под деревянные здания или постройки, выполненные по каркасной технологии.

Сваи устанавливаются строго вертикально по периметру зданий в углах, местах пересечения стен, по периметру наружных и внутренних несущих стен.

Расстояние между конструкциями зависит от общей массы объекта и определяется расчетами.

Ростверк монтируется горизонтально. Он объединяет сваи в единую конструкцию и перераспределяет нагрузки от сооружения на грунт.

Количество свай фундамента определяется проектными расчетами.

Свайные фундаменты с ростверком целесообразно устраиватьна сложных рельефах, со слабыми, пучинистыми или глубоко промерзающими грунтами.

Классификация

Буронабивной фундамент классифицируется в зависимости от технологии изготовления. На глинистых и других плотных грунтах используется методика НПШ (непрерывный полый шнек). Шнек представляет собой полую трубу, закрытую обратным клапаном, который не позволяет изымаемому грунту попадать в нее. К трубе крепится прочная спираль, поднимающая грунт на поверхность наподобие классического бура. При достижении нужной глубины в полость трубы подается под высоким давлением бетон. Он открывает клапан, постепенно заполняя скважину по мере поднимания шнека наверх. Чтобы сделать буронабивную сваю прочнее, в бетон, мощным вибратором, вводится армирующий каркас. После заливки свая оставляется до тех пор, пока раствор не наберет нужную прочность.

Вторая методика – устройство буронабивных свай с обсадной трубой, эта технология применяется на зыбких грунтах. Труба защищает скважины от обрушения при введении в нее армирующей конструкции или избыточного давления на залитый раствор. Для этого бурится скважина по диаметру трубы, которую помещают в нее при помощи вращения, вдавливания или просто устанавливают там. После этого бур извлекается из грунта, в скважину устанавливается арматура так, чтобы образовался защитный слой бетона около 60 мм. Затем заливается раствор с одновременным уплотнением, а обсадная труба постепенно извлекается из скважины.

Укладка бетона

Схематическое отображение составляющих элементов буронабивного основания
После того как процесс бурения завершен, сооружена опалубка и каркас, можно выполнять заливку бетонной смеси. Бетон укладывается слоями с поэтапным уплотнением – штыковкой. Для этого подходит только «тяжелый» раствор. Этот термин подразумевает использование следующих «тяжелых» заполнителей:

кварцевый песок;
щебень/гравий (прочных пород).

Бетонирование каждой буронабивной сваи выполняется непрерывно. Это означает, что временной промежуток между укладкой каждого слоя не должен превышать 1 часа. Процесс полного схватывания бетона завершается по истечении 28 дней, после чего можно нагружать полученную фундаментную конструкцию.

Особенности технологии

В строительстве буронабивной фундамент становится все популярнее. Это объясняется преимуществами этой технологии, позволяющей возводить сооружения практически на любых грунтах. К особенностям буронабивных свай относят:

Широкая область применения, возможность использования как на плотных, так и на зыбких грунтах (пучинистых или сыпучих почвах, возле водоемов).
Быстрое возведение фундамента. Технология с применением буронабивных свай позволяют сделать все работы быстрее, чем заливка ленточного основания или шведской плиты.
Построенный с соблюдением всех нормативов, фундамент на буронабивных сваях прослужит не менее 150 лет.
Простота конструкции за счет сравнительно небольшого объема земляных работ, достаточно пробурить скважины.
Возможность самостоятельного выбора диаметра и высоты опор, типа армирования, в зависимости от свойств грунта и конструктивных особенностей здания.
Повышенная несущая способность. Такой фундамент может выдерживать вес многоэтажных, промышленных здания, массивных железобетонных сооружений.

Диаметр сваи подбирается согласно действующим СНиП после геодезических изысканий, учета климатических и геологических особенностей. Непосредственно при проектировании рассчитывается масса здания, количество опор и определяется тип грунта. Информацию о несущей способности буронабивных свай на разных грунтах можно найти в таблице:

Технология буронабивного фундамента имеет недостатки, к которым относят:

использование тяжелой техники для бурения, установки обсадных труб, армирования на крупных строительных объектах;
относительная сложность технологических процессов;
необходимость расчетов.

Применение буронабивной технологии в частном строительстве

Схема возведения основания по технологии ТИСЭ
Технология возведения буронабивных конструкций проста и подходит для устройства фундамента своими руками. Строительная индустрия имеет в своем распоряжении разнообразные виды буров под скважины с различным сечением. Их применение помогает выполнить бурение скважин до нескольких метров глубиной.

Диаметры свай также могут быть разные: от 15 до 40 см. Так называемая технология ТИСЭ предполагает использование специального бура, при помощи которого можно бурить скважины 20 см в диаметре с расширением в основании (до 40 или 60 см). Таким образом, достигается увеличение площади опоры, не позволяющей пучению вытолкнуть сваю.

Существуют также специальные механизмы (ямобуры, мотобуры и прочие) которые могут существенно облегчить выполнение этапа установки опор.

Устройство буронабивного фундамента

Этот тип основания применяется не только в промышленном, но и частном строительстве. Возведение фундамента на буронабивных сваях требует спецтехники, но это быстрее и дешевле, чем заливка популярного ленточного основания. Важная особенность буронабивного фундамента – возможность его самостоятельного устройства с применением ручных или мотобуров.

Перед началом работ необходимо приготовить инструмент и материалы:

рулетка, моток шнура, набор колышков и молоток для разметки;
бур для скважин – ручной, с электрическим приводом или на ДВС;
опалубка из рубероида, пластика, железобетона или асбестоцемента, чтобы их можно было оставить в скважине, для промышленного строительства понадобятся съемные обсадные трубы;
арматура для опор и ростверка;
инструмент для приготовления бетонного раствора, цемент, щебень, песок.

Необходимые расчеты

Чтобы правильно провести расчет количества буронабивных свай необходимо определить общую массу здания (вес стенок, плит перекрытий, коммуникаций, мебели и т.д.). Учитывая, что сваи изготавливаются из бетона М300, со стандартным армированием, несущую способность одной буронабивной сваи можно найти по таблице:

Диаметр сваи, мм	Площадь опоры, см²	Несущая способность, кг	Объем бетона, м³	Количество вертикальных прутков арматуры, шт	Расход арматуры, пог. м
150	177	1062	0,0354	3	7
200	314	1884	0,0628	4	9
250	491	2946	0,0982	4	10
300	707	4242	0,1414	6	14
400	1256	7536	0,2512	8	18

При помощи портативных буров можно подготовить скважины диаметром до 200 мм, поэтому они чаще всего применяются в частном строительстве.

Чтобы рассчитать заглубление опоры, необходимо узнать глубину промерзания грунта в местности и прибавить 20 сантиметров. Например, если промерзание достигает 1,3 м, то буронабивные сваи погружаются на глубину 1,5 м. На пучинистых, сыпучих, болотистых и подвижных грунтах потребуются дополнительные исследования, а при заглублении нужно будет добираться до пластов с твердой породой.

Для расчета количества свай потребуется массу здания поделить на несущую способность одной опоры, а полученный результат умножить на коэффициент погрешности 1,2. Он учитывает возможные неточности при определении массы ростверка, мебели, снеговой нагрузки.

Подготовка и разметка

Планировка фундамента начинается со схемы свайного поля, на которой указываются расстановка буронабивных опор. Для этого на углах участка, чтобы убедиться, что он прямоугольный, нужно замерить диагонали, они должны быть равными.

Первые четыре буронабивные сваи устанавливаются по углам, остальные должны быть равномерно распределены под несущими стенками. В местах, где будут делаться скважины, забиваются колышки.

Расстояние между буронабивными сваями с ростверком по технологии не должно превышать 2 м, но не менее 3 свайных диаметров, чтобы не нарушить структуру грунта.

Монтаж

После подготовительных этапов можно приступать к монтажу буронабивных свай своими руками. Ручным, механическим или электрическим буром проделываем скважины на заданную глубину, согласно разметке.

В скважины опускается заранее изготовленные арматурные каркасы, устанавливаются обсадные трубы. Они могут быть из металла, пластика, рубероида, асбеста, железобетона. В частном строительстве они служат несъемной опалубкой для будущих буронабивных свай. Главное условие – точная вертикальная установка по уровню.

Пространство между обсадными трубами и скважиной заполняется грунтом, которые периодически утрамбовывается. При этом требуется контролировать вертикальность трубы. Высоту свай проверяют гидравлическим или лазерным уровнем, чтобы обвязка была горизонтальной. Если трубы выше, их срезают, арматурный каркас остается как основа для связывания ростверка.

В подготовленную опалубку заливается бетонный раствор марки М300, который уплотняется ручной трамбовкой или вибратором. Залитые буронабивные сваи оставляются до полного схватывания цемента в течение 2-3 недель.

Заливка ростверка

Чтобы достигнуть максимальной прочности буронабивной фундамент соединяется ростверком – железобетонной лентой или рамкой. Он равномерно распределяет давления на все сваи. Устройство ростверка схоже с технологией строительства стандартного ленточного фундамента. Единственное отличие – его нижняя часть находится на весу, не упираясь и не заглубляясь в грунт. Основой ростверка служат оголовки свай, поднятые над землей на проектную высоту.

Ширина ростверка равняется толщине несущих стен, высота – для деревянных, пенобетонных стен равна ширине. Для каменных и кирпичных зданий – на 50% больше ширины. Ростверк заливается в несколько этапов:

монтируется опалубка в виде короба, в которой проделываются отверстия для свай и будущих инженерных коммуникаций;
монолитный ростверк обязательно армируется по требованиям для железобетонных конструкций, каркас связывается с выступающей арматурой буронабивных опор;
в опалубку заливается бетонная смесь, которая должна полностью схватиться, затем опалубка демонтируется;
производится гидроизоляция поверхности лентой из рубероида, сложенной в два слоя, либо обмазочными составами.

Буронабивные или винтовые сваи: что лучше?

При строительстве на просадочных, болотистых и мягких почвах используются как буронабивные, так и винтовые фундаменты. Однозначно ответить на вопрос, что лучшее, сложно.

Считается, что винтовые сваи являются более надежной конструкцией, выдерживающей высокую проектную нагрузку. Их установка производится быстрее, чем монтаж буронабивных свай, они сразу готовы нести полноценную нагрузку, не нужно дополнительное время на застывание раствора.

Буронабивные сваи.

Винтовые сваи подлежат ремонту, но его процесс считается несложным. Также в случае необходимости их можно использовать повторно. Но в то же время они обладают существенным недостатком по сравнению с буронабивным фундаментом — стоят дороже.

Советы профессионалов

Несмотря на то, что буронабивной фундамент можно сделать самостоятельно, при возведении существует много моментов, известных только опытным строителям, которые делятся своим опытом. Чтобы избежать ошибок при строительстве, обратите внимание на такие моменты:

тщательно изучите тип грунта, для чего лучше выполнить геодезическую разведку, учитывая полученную информацию при подборе диаметра и глубины установки свай;
для частного строительства не применяйте опоры диаметром более 200 мм, поскольку для их монтажа потребуется спецтехника, что сделает фундамент дороже;
при заливке обсадных труб, часть арматуры должна выступать на высоту будущего ростверка для придания ему дополнительной прочности;
заливку ростверка можно производить только после полного схватывания раствора в буронабивных сваях;
расстояние между нижней частью ростверка и поверхностью грунта не должно быть меньше 150 мм, чтобы он не деформировался при вспучивании.

Устройство фундаментов из буронабивных свай – это технология набирающая популярность. Она позволяет создать прочную и недорогую основу как для частных домов, легких сооружений, так и промышленных объектов зданий на любых почвах. Затраты на устройство такого фундамента ниже, чем на строительство классической ленточной основы, заглубляемой ниже уровня промерзания грунта, в среднем на 40%. Показатели прочности и долговечности при этом остаются сопоставимыми.

Частичная и полная опалубочная конструкция

Обустройство опалубки буронабивного основания строения
Далее, выполняется установка опалубки в пробуренную скважину. Но, ее функцию может выполнять сам грунт, если он достаточно плотный и не обсыпается. Тогда выставляется только верхняя часть опалубочной конструкции для выполнения оголовков свай.

Итак, опалубкой может быть сам грунт, пробуренный наконечником в 200−250 мм на 90 и до 150 мм в глубину, с принятым в расчет состоянием почвы. Если же вследствие особенностей почвы ее приходится раскапывать, то в качестве опалубки можно брать металлические или асбестоцементные трубы соответствующего сечения. При устройстве буронабивного основания своими руками, можно свернуть рубероид, превратив его в подобие трубы.

Для того чтобы не допустить выдавливания буронабивного фундамента во время сезонного вспучивания, его оголовник, который располагается на полметра (и более) ниже уровня земли, необходимо заизолировать чехлом из кровельной стали из оцинковки, несколькими слоями пленки или толем.

Этот чехол специалисты называют «рубашкой», которую советуют делать на всю глубину сваи. Аргументация выполнения этого действия следующая. Приподнимающийся грунт «скользит по установленной защите или приподнимает его, оставляя само основание неподвижным». Помимо этого, «рубашка» не дает цементному молоку стечь в грунт, соответственно, не снижаются прочностные характеристики бетона.

Требования для создания качественного ростверкового фундамента

Так как основными нагрузками на ростверк являются силы, направленные на изгиб, то одним из ключевых моментов при создании ростверкового фундамента является армирование, которое существенно увеличивает прочность конструкции.

Схема армирования Источник stroidominvest.ru

Второй существенный момент касается времени застывания бетонной конструкции – а это целый месяц. Ростверк сможет выдержать надлежащие нагрузки только после того, как бетон полностью затвердеет.

Расчёт

Для качественного монтажа требуется обязательно произвести расчет буронабивного фундамента. Как минимум необходимо оценить следующие характеристики:

определить тип грунта, для целей строительства типология приведена в СНиП II-15-74;
рассчитать нагрузку, то есть просчитать массу, которая будет давить на основание;
подобрать сваи исходя из несущей способности и их количество, при этом учитывать межопорный максимум – 2 м;
определение количества ресурсов.

Для выбора нужного типа и конструкции целесообразна консультация профессиональных проектировщиков.

Монтаж: пошаговая инструкция

На начальном этапе строительную площадку расчищают, снимают плодородный слой почвы. Утрамбовывают грунт, размечают свайное поле. Очертания будущего ростверка обозначают при помощи шнура и колышков.
Затем приступают к бурению скважин. Для этого используют ручной бур. Его вкручивают в землю строго вертикально. Скважины должны быть на 5-7см шире сечения опоры.
Дно скважины утрамбовывают и покрывают гравийно-песчаным слоем толщиной 10-25см.
Затем в скважину опускают обсадную трубу. Обычно используют изделия из асбестоцемента, пластика, металла. На рынке представлены специализированные обсадные трубки, снабженные соединительными механизмами для стыковки. После установки пустоты между стенками скважины и трубой плотно заполняют грунтом.
Затем приступают к армированию. Обычно используется схема в 4 либо 6 прутьев. Диаметр арматурного каркаса должен быть на 3-5см уже сечения трубы. Арматура связывается с помощью проволоки и хомутов. По длине арматурный каркас должен быть на 0,3м длиннее, чем обсадная труба. Армирующий скелет устанавливают внутри трубы так, чтобы он не касался ее стенок.
После этого через специальную воронку в скважину заливают бетон. Марка смеси должна быть не менее В-12,5. Воронка необходима, чтобы избежать образования внутри бетона пустотных шариков. Заливку осуществляют в медленном режиме, послойно – по 50см, каждый раз уплотняя залитый слой глубинным вибратором.
После заливки свай необходимо выждать неделю. Это время необходимо, чтобы бетонный раствор закрепился внутри опор. Затем можно монтировать ростверк.
Ростверк устанавливают на подушку из смеси гравия и песка толщиной 0,1-0,2м.
Эта прослойка также покрывается бетонной подготовкой, а затем закрывается гидроизоляционным материалом. Обычно применяется рулонная гидроизоляция.
Затем приступают к монтажу опалубки.
В подготовленную форму устанавливается арматура. Арматурный каркас связывают с прутами, торчащими из опор.
Завершается процесс возведения буронабивного фундамента с ростверком заливкой бетона. Применяется такой же класс смеси, как и для свай. Обязательна трамбовка глубинным вибратором. Если на улице стоит сухая погода, а температура воздуха выше 26 градусов, то ростверк необходимо периодически поливать водой, чтобы уберечь бетон от пересыхания и образования трещин. Положенный поверх полиэтилен также защитит фундамент.
Срок закрепления бетона составляет 28 суток. Именно через это время фундамент наберет свою прочность. Раньше этого срока приступать к возведению стен категорически запрещено.

Что такое свайный фундамент ростверкового типа

Такой фундамент представляет собой конструкцию из свай, заглубленных в грунт ниже глубины промерзания почвы, и соединенных вверху при помощи металлической или бетонной ленты (ростверка). Опоры могут быть объединены одной общей плитой, расположенной на уровне грунта или чуть выше. Конструкция, возведенная по всем правилам, отличается надежностью и имеет длительный срок службы – несколько десятков лет.

Бетонный ростверк Источник domsdelat.ru

Здесь наглядно видно, что такое ростверк фундамента – это вся верхняя часть любого свайного фундамента, которая еще называется «оголовок». Задача ростверка – равномерно распределять нагрузку от несущих элементов конструкции на сваи и, соответственно, на грунт.

Существуют несколько типов ростверка:

Сборный. Состоит из отдельных элементов, которые представляют собой конструкцию из трех свай, армированных сварным каркасом. Чтобы их установить, потребуется кран.

Сборный ростверк из балок Источник orchardo.ru

Монолитный железобетонный. Представляет собой цельную плиту или ленту. Заливается непосредственно на стройплощадке.

Монолитно-литой железобетонный ростверк Источник 24stroim-dom.by

Сборно-монолитный. Промежуточный вариант, изготавливаемый из сборных частей, которые в свою очередь собираются в заводских условиях, а на месте уже замоноличиваются посредством замков и шпоночных соединений.