Устройство и расчет фундамента на буронабивных сваях

«Копать или не копать» – этот гамлетовский вопрос при строительстве дома решается однозначно: копать. Он порождает несколько встречных: какой фундамент выбрать, на какую глубину его залить, как сделать все надежно и не слишком дорого?

• 

Траншейный ленточный фундамент – привычный для застройщиков вариант опорной части здания. Кроме положительных качеств он имеет серьезные недостатки. Главные из них — большая материалоемкость и трудоемкость.

Подошву бетонной «ленты» приходится заливать ниже отметки промерзания грунта. В средней полосе России это минимум 1,2 метра. В более суровых климатических условиях для защиты от морозного пучения приходится загонять десятки «кубов» бетона еще глубже.

Если стройка ведется на слабом грунте, то заглубление ниже горизонта промерзания не спасет здание от осадки. Дойти до плотного основания, на которое надежно ляжет железобетонная «лента» не всегда возможно. В этом случае остается единственный выход — фундамент на буронабивных сваях.

По себестоимости он дешевле ленточного, не требует привлечения мощной землеройной техники и быстрее строится. О том, что представляет собой такая конструкция, как она рассчитывается и строится, мы поговорим в этой статье.

Знакомимся с буронабивным фундаментом

Идея буронабивного основания очень простая: там, где невозможно с минимальными затратами докопаться до плотного грунта, можно использовать длинные столбики-стойки. Для соединения их в общую конструкцию используется ростверк – монолитная железобетонная лента, связывающая оголовки свай.

• 

Полезно знать о том, что сваи сильно отличаются от обычных массивных фундаментов по характеру взаимодействия с грунтом. Свая передает нагрузку двумя путями: через нижний торец (пятку) и через боковую поверхность за счет сил трения между стенкой и грунтом.

В зависимости от того, какая часть конструкции включена в работу, все буронабивные сваи делят на два типа:

Свая-стойка опирается на плотный почвенный слой. Висячая конструкция держит нагрузку только за счет силы контакта с окружающим грунтом. Поскольку плотное природное основание залегает достаточно глубоко, то значительная часть буронабивных конструкций относится к висячему типу.

• 

Классификация, расчет и другие важные параметры, без которых невозможно выполнить устройство буронабивных свай, содержатся в СНиП 2.02.03-85 – настольной книге всех проектантов и подрядчиков. Застройщик может руководствоваться готовыми таблицами из этого норматива. В них указывается несущая способность опорных стоек. Зная ее и определив вес здания, можно подобрать нужное количество свай.

• Таблица для определения несущей способности 1 м/п буронабивной сваи-стойки

Данные, указанные в таблице, ориентировочные. Точное значение несущей способности буронабивной сваи рассчитывают по формуле, учитывающей несколько параметров:

• диаметр;
• марку бетона;
• вид армирования;
• глубину бурения;
• механическую прочность грунта.

После всего сказанного, возникает вопрос: для каких зданий оправдано строительство буронабивного фундамента с ростверком? Некоторые застройщики считают, что такая конструкция не способна выдержать большие нагрузки, поэтому используют ее только для легких каркасных зданий, а также домов из бруса, газо или пенобетона. Это не так. На сваях сегодня стоят тысячи кирпичных девятиэтажек и никто не сомневается в их надежности.

• 

Прочность буронабивной стойки, изготовленной в полевых условиях немного ниже, чем у конструкции, прошедшей полный цикл заводской обработки. Тем не менее, ее с запасом хватит для возведения кирпичного дома.

Главным условием качества в этом случае является правильный расчет и точное соблюдение технологии, включающей несколько этапов:

1. Бурение скважины под буронабивные сваи (ручной мотобур или более мощная передвижная установка).
2. Монтаж обсадной трубы (в сыпучих и сырых грунтах).
3. Установку арматурных каркасов.
4. Бетонирование скважины.
5. Отсыпку песчано-щебеночной подушки под ростверк (толщина 10-15 см), компенсирующей подъем грунта в результате морозного пучения.
6. Монтаж опалубки над поверхностью земли, установку арматуры и заливку ростверка, связывающего сваи.

• 

Особенности расчета свайного фундамента

Первый шаг, с которого начинается расчет свайного поля – определение веса здания. Именно от него будет зависеть, сколько свай, какого диаметра и на какую глубину нам придется установить. Чем тяжелее дом, тем плотнее ставят сваи под стены.

При этом норматив требует, чтобы расстояние между центрами соседних опор было не менее 3-х диаметров сваи. При уменьшении этой дистанции происходит снижение несущей способности стоек.

Армирование свай выполняют вертикальными стержнями периодического профиля (диаметр 12-14 мм). Их количество зависит от диаметра стойки и может составлять от 3 до 8 штук. Между собой вертикальную арматуру соединяют горизонтальными отрезками стержней диаметром 6-8 мм. Заливка буронабивных свай должна выполняться бетоном марки не ниже 100.

Для более простого расчета стоимости материалов и несущей способности свай можно воспользоваться приведенной ниже таблицей.

• 

В таблице выполнен расчет буронабивных свай длиною 2 метра и диаметром от 15 до 40 см. Арматура вертикальная 12 мм, поперечная — 6 мм с шагом 1 метр.

В качестве примера определим, сколько свай диаметром 20 см потребуется для фундамента под дом, вес которого составляет 60 тонн. Из таблицы видно, что одна стойка может выдержать вес не более 1884 кг. Разделив 60 000 кг на 1884 кг, получим 31,84 штук. Округляем в большую сторону до целого числа и получаем 32 сваи. Для их заливки (без осадных труб) нужно купить арматуру и бетон общей стоимостью 32х428,68 руб. = 13 717 руб.

Конечно, же итоговая стоимость вашего фундамента будет гораздо выше, так как в его стоимость войдет множество других затрат: земляные работы, доставка стройматериалов, устройство ростверка, услуги рабочих и техники. Однако при желании и объективной оценке своих сил все работы или их часть можно выполнить своими руками.

Полученное количество свайных опор нужно равномерно распределить под несущими стенами и перегородками здания, а также под всеми углами и пересечениями стен. При этом шаг свай будет зависеть от общей длины стен.

Буронабивной фундамент

Надёжность будущего здания зависит от качественного фундамента. К этому вопросу следует подходить серьёзно. Перед тем как выбрать тип основы, надо пройти исследование грунта. Только содержание почвы ответит на вопрос о правильном типе основания.

Что представляет собой буронабивной фундамент

Применение в основании буронабивных свай и делает его буронабивным фундаментом. Оптимальным решением использования такого основания считается при очень глубоких слоях грунта, где другой тип основы невозможен. Используют буронабивной фундамент и в тех случаях, когда присутствует слабый грунт. Например, болотистая и торфяная местность. Идеальным вариантом будет использование такого основания, когда строятся лёгкие деревянные дома и каркасные. Незаменимым окажется он и на крутых склонах.

Как мы уже упоминали, если почва сыпучая, следует делать опалубку. Устройство для неё складывается из рубероида, который сворачивается в трубу. Можно также использовать асбестоцементную трубу, это будет прекрасным вариантом.

Буронабивные сваи работают на разрыв и на сжатие. Сжимающую нагрузку на столб оказывает строение. Разрыв нагрузки следует ожидать с обратной стороны. То есть, действует пучинистый грунт и сваю зажимает в нижней части почвы, тогда как верхнюю часть её тянет промёрзшая земля вверх. Поэтому непременно надо армировать сваи.

Технология и особенности устройства

Подготавливается проект, который включает в себя расчёты на число, диаметр и глубину свай. Производится разметка участка, намечается периметр будущего сооружения. Выбирается начальный угол, куда вбивается металлический элемент. К нему привязывается верёвка и, используя угломер, определяются смежные стены.

Основа будет более прочный, если в работе используется специальный бур с плугом. Дно в таком случае расширяется, что делает стойку надёжней. Применяя ручной способ, следует привязать уровень к буру. Контролировать им надо каждый оборот.

Армирование свай выполняется вертикальными прутками. Сечение и количество задано по проекту. Жгуты соединяются с поперечными элементами, проволокой.

В подготовленную яму, с армированием и опалубкой, заливается бетон. Марка бетона используется 200 и выше. Пустоты удаляются арматурой, двигая её вверх и вниз, уже в яме. Кстати, присмотритесь к варианту стеклопастиковой арматуры.

Чтобы бетон проник в отверстие с расширенным основанием, опалубку поднимают на 20 см, тогда бетон заполнит дно. Используя данную технологию, следует помнить, что следующий этап строительства затягивается на несколько дней, до полного затвердения бетонной смеси.

Во избежание разрушения базы, сваи стоит гидроизолировать рубероидом, можно использовать битумную мастику.

Этапы строительства:

• Расчёт фундамента.
• Размер участка.
• Бурение скважин, установка опалубки.
• Монтирование опор, гидроизоляция.
• Арматурный каркас.
• Заливка бетонной смесью.
• Установка ростверка.

Расчёт фундамента

Свайный фундамент пользуется определённым спросом. Да это и понятно, так как это надёжная и прочная конструкция для основания постройки. Существуют три типа свай:

Выбор определённого типа зависит от некоторых условий использования. Но какой бы вариант ни использовался, требуется компетентный расчёт фундамента. От вычислений зависят:

• многолетний срок эксплуатации;
• экономия средств, за счёт передовых технологий;
• повышенная безопасность разработки;
• малые затраты на строительство.

При расчёте базы определяются параметры грунта, выбранного участка. Стоит определить структуру грунтовых вод, насколько промерзает грунт и другие геологические нормы. Если высочайший уровень грунтовых вод присутствует, это послужит недолговечному строению.

Следующим этапом определяется площадь базы. То есть, общая сумма нагрузки строительного материала.

Далее, определяются параметры свай. От площади основы зависит общее число свайных опор. Минимальное расстояние колеблется от 1,2 м до 2,5. Некоторые сооружения содержат в конструкции ростверки, тогда, их также надо рассчитать на нагрузку.

Основные расчёты основания, определяются действующими нагрузками верхнего здания и боковых деформаций почвы.

Армирование свайных опор, не менее важный этап. Здесь, стоит определить размер и общее число стальной арматуры. Проект приведёт к дополнительным растратам, если необоснованно увеличить количество прутков.

Размеры участка

С количеством свайных опор определились, то можно переходить к разметке участка. Но, только после проекта расположения труб. Натягивается верёвка, по которой делается разметка столбов, колышками или арматурой. Скважины будут находиться в местах пересечения шнура. Если взять промежуток между центрами опор 2 м и диаметр столба 25 см, то сваи будут между собой с шагом 1,75 м.

Бурение скважин

Выбрать вид бурения можно любой:

• автоматический мото-, ямобур;
• ручной бур.

Нивелиром, следует обязательно, как можно чаще проверять вертикаль. Несжимаемый слой почвы, является необходимым фактором. Иначе, может произойти неравномерная усадка. Глубину стоит также замерять.

Опалубка устанавливается, если есть возможность осыпания грунта. Обязательно сделать гидроизоляцию рулонными материалами. Вода, которая набирается в скважинах, следует предварительно откачать.

Далее изготовить арматурный каркас. Достаточно трёх прутьев с диаметром в 6 мм. Их стянуть поперечными жгутами, через 50 см друг от друга. Всё это уложить в скважины. На дно отверстия высыпается песок или щебень. Беспрерывно заполнять углубления бетоном и не забывать куском арматуры выгонять лишний воздух из него.

Преимущества и недостатки

• Бесхитростная технология.
• Работа в сжатые сроки.
• Экономичность.
• Доступны болотистые и водонасыщенные грунты.
• Надёжность и прочность.
• Возможность выполнять своими руками, без спецтехники.
• Минимальный расход бетона.
• Круглогодичные работы.
• Уменьшает уровень вибрации.

Минусом буронабивного основания является то, что нельзя сделать цокольный этаж и погреб. Проектирование намного дольше плитного или ленточного основания. Срок службы 150 лет. А также основание упирается в почву и нельзя использовать, если имеются горизонтальные перемещения на грунте.

Отзывы строителей и владельцев домов

Дом, по мнению строителей, будет служить долго в том случае, если правильно сделан буронабивной фундамент. А он, в свою очередь, зависит от расчёта веса дома, анализа почвы.

Если используемый участок за торфован и достаточно высокий уровень подземных вод, то следует предпринять некоторые хитрости. То есть, в используемый бетон добавить Пенетрон, это помогает бетону схватиться в воде. Марка бетона от такой добавки улучшиться.

Не стоит в зиму оставлять дом без дренажа, отмостк из бетона или тротуарной плитки и утепления. Как убедился владелец дома из керамики. На ростверке появятся трещины, которые придётся устранять стальными швеллерами.

Когда дом слишком лёгкий, а грунт пучинистый, следует делать сваи с уширением.

По мнению владельцев домов, выбор фундамента, должен делать специалист.