Пример расчета буронабивных свай: по несущей способности, минимальному расстоянию

Начать эту статью следует с упоминания о том, что само понятие «несущая способность свай» является не совсем корректным. На деле, несущая способность свайно-винтового основания определяется несколькими факторами. Основной из них — характеристики почвы, и только на втором месте — геометрические и конструктивные особенности конкретных свай, которые определяются характеристиками грунтов и нагрузкой от строения.

Таким образом, несущую способность свай есть смысл обсуждать только если точно известно, в какой грунт они будут установлены.

Несущие свойства почвы

Несущие свойства являются одним из самых важных факторов, определяющих, способно ли основание выдерживать нагрузку, которую создает масса здания и передает фундамент. При расчете этого значения для грунтов учитывают показатель текучести и коэффициент пористости.

Из-за давления вышерасположенных слоев плотность почвы повышается по мере увеличения глубины залегания.

Кроме того, на несущую способность грунтов могут влиять климатические условия в данной местности.

МАРКО-ЭКОНОММАРКО-СТАНДАРТМАРКО-ПРОФИЛЬМАРКО-УНИВЕРСАЛ

Буронабивные свайные фундаменты

занимают в работе нашей компании особое место. Дело в том, что такой фундамент во многих случаях оказался наиболее пригодными для теплых домов, строящихся с использованием несъемной мелкоштучной опалубки:
МАРКО, DURISOL (дюрисол), VELOX (ВЕЛОКС). Общая масса таких домов, как правило, не превышает 100-130 тонн. Несущая способность одной буронабивной сваи диаметром 300 мм на песках средней плотности составляет 1700 кг. Простой расчет показывает — для устройства фундамента легкого дома достаточно 70 свай. В разделе Наши объекты приведены наиболее интересные проекты фундаментов, реализованные специалистами компании.

Фундаментная опора — буронабивная свая. 2. Арматурный каркас фундаментного ростверка. 4. Ростверк высотой 400 – 600мм и ширина 300 – 500 мм. 5. Внутренние сваи, предназначены для приема нагрузок создаваемых полом, перегородками, кровлей и эксплуатационных нагрузок.

Сваи, основание которых расположено ниже глубины промерзания, не «выдавливаются» при низких температурах. Свайный фундамент дешевле

, чем
ленточный фундамент
и в несколько раз дешевле, чем
монолитный фундамент
. С учетом этого наша компания широко использует буронабивные свайные фундаменты в практике загородного строительства.

Простыми технологическими приемами диаметр основания сваи может быть увеличен до 500 мм. В этом случае несущая способность сваи составляет уже 5000 кг. На таких сваях можно с большим запасом построить фундамент под дом из кирпича или ячеистого бетона. Общая схема буронабивного свайного фундамента с ростверком приведена на рисунке. Такая конструкция имеет еще одно название – свайно-ростверковый фундамент.

В таблице приведена несущая способность буронабивных свай различного диаметра в зависимости от типа грунта

Фото

Чаще всего мы используем два варианта свайного фундамента. Первый вариант предусматривает устройство так называемого висячего ростверка. В этом случае между ростверком и грунтом оставляется зазор высотой 70-100 мм. Зазор устраняет воздействия грунта на ростверк при вспучивании. Фундамент под дом

в этом случае как бы висит над грунтом.

Здесь в качестве «ростверка» использованы бревна первых рядов деревянного дома

Свайно-ростверковый фундамент для каркасного дома

Строительство деревянного дома на буронабивных сваях

Свайно-ростверковый фундамент под деревянный дом в поселке Первомайский Московской области

На фотографиях приведены свайные фундаменты с монолитным ростверком для домов из разных материалов. Иногда такой фундамент

для дома называют столбчатый фундамент с монолитным ростверком. Такое определение не совсем точно, поскольку для столбчатых фундаментов могут быть использованы не только сваи, но и столбы из кирпича, естественного камня и даже дерева.
Деревянный фундамент
часто встречается в старых деревенских домах России.

На фотографии хорошо видно, как меняется высота свай в различных частях дома. Это позволило выровнять фундамент по горизонту. Устройство опалубки ростверка для такого фундамента достаточно сложная задача для плотников.

Схема заглубленного (лежачего) ростверка

Заглубленный ростверк и ступени входной группы на буронабивном фундаменте для дома по технологии МАРКО, который наша компания построила в коттеджном поселке «Серебряная подкова»

Заглубленный ростверк для дома ВЕЛОКС в поселке Клубничные поля Московской области

Во втором варианте ростверк заглублен в грунт. Для устранения влияния вспучивания грунта под ростверком выполняется песчаная подушка

, толщина которой определяется исходя из геологических особенностей участка, но не должна быть меньше 100 мм. Примеры такой конструкции
ростверка приведены на фотографиях.
Ростверк

(нем. Rostwerk, от Rost — решётка и Work — строение, укрепление), часть свайного фундамента (плита или балка), объединяющая головные участки свай и служащая опорной конструкцией для возводимых элементов сооружения. Ростверк называется высоким, если он расположен значительно выше уровня грунта или воды (например, в причальных сооружениях портов), и низким, когда он размещается близко к поверхности грунта или заглублен в него (например, в фундаментах жилых и промышленных зданий). Материалом для ростверка в современном строительстве служат преимущественно бетон и железобетон (сборный или монолитный), реже — дерево и металл. Название ростверк возникло в связи с применявшейся ранее конструкцией, имевшей вид решётки из деревянных брусьев, по которой укладывался дощатый настил.
Закрыть

Устройство скважины для буронабивной сваи с использование бура ТИСЭ

Картонные трубы для свай покрыты битумной мастикой

Устройство буронабивного фундамента в коттеджном поселке Клубничные поля Московской области

Безнапорные асбоцементные трубы диаметром 300 мм – идеальная опалубка для буронабивных свай

Процесс устройства буронабивных свай достаточно прост. Свая формируется непосредственно в предварительно пробуренной скважине. Как правило, глубина скважины на 100 — 150 мм больше нормативной глубины промерзания грунта в районе строительства. По технологии исполнения различают варианта устройства свай. Для устройства скважины используют ручные буры различного диаметра, например известный бур Тисэ. В последние годы в России появились японские и корейские ямобуры

, которые значительно повысили производительность работ.

В первом бетон заливается непосредственно в предварительно пробуренные скважины. При этом опалубкой служат стенки скважины. Для устранения утечки в грунт цементного молочка стенки скважины необходимо выстелить рубероидом или жесткой полиэтиленовой пленкой. Если пленку перед применением сварить, полученный чехол используется как гидроизоляция фундамента

. Это предотвратит снижение прочностных качеств бетона.
Устройство фундамента
таким способом возможно только для достаточно прочных грунтов. Наша компания такую технологию использует редко. В качестве опалубки под буронабивную сваю мы используем
металлические, асбоцементные или картонные трубы
соответствующего диаметра.

Треугольный арматурный решетчатый каркас – идеальные вариант армирования буронабивных свай

Схема армирования сваи каркасами различного поперечного сечения

Для повышения прочности буронабивных свай мы используем арматурные каркасы из арматуры диаметром 10-12 мм, которые связываются в каркас на случай эксцентричных нагрузок или сдвигающих усилий. Удобно для этой цели использовать готовые треугольные арматурные решетчатые каркасы, которые применяются при изготовлении балок сборно-монолитных перекрытий МАРКО.

Такие готовые каркасы Вы можете приобрести в нашей компании. Кроме того, арматура служит связующим звеном между сваей и железобетонным ростверком, превращая в единое целое надземную и подземную части фундамента. Арматурный каркас служит также гарантией от возможного разрыва буронабивной сваи силами морозного пучения. Кроме того, арматура служит связующим звеном между сваей и железобетонным ростверком, превращая в единое целое надземную и подземную части фундамента. Арматурный каркас служит также гарантией от возможного разрыва буронабивной сваи силами морозного пучения.

Кроме того, арматура служит связующим звеном между сваей и железобетонным ростверком, превращая в единое целое надземную и подземную части фундамента. Арматурный каркас служит также гарантией от возможного разрыва буронабивной сваи силами морозного пучения.

Вязка арматурного каркаса для ростверка в поселке Клубничные поля Московской области

Устройство буронабивного фундамента в коттеджном поселке Клубничные поля Московской области

Свая подготовлена для бетонирования

Ручное бетонирование свай для дома, построенного в деревне Осеченки Московской области

Бетонирование свай с использованием миксера

Сваи и ростверк подготовлены для одновременного бетонирования

Одновременное бетонирование свай и ростверка в поселке Клубничные поля Московской области

Использование канализационной трубы для устройства продухов в ростверке

Продухи – обязательный элемент закрытого цоколя

Скважина заполняется бетоном вручную или с использованием бетононасоса. Достаточно часто условия позволяют проводить одновременное бетонирование свай и ростверка. Такой прием сокращает сроки работ. Для устройства продухов в ростверке как правило используются обычные канализационные трубы.

Во втором варианте гладкую поверхность бетонной сваи формируют за счет использования временной металлической или пластиковой опалубки, которая снимается (сдергивается) со сваи через 1,5 – 2 часа после заполнения опалубки бетоном. За это время бетон успевает набрать достаточную прочность для того, чтобы формируемая свая не изменила геометрические размеры при дальнейшем схватывании бетона. Если при установке временная опалубка нивелируется в горизонтальной плоскости, полученное свайное поле легко устраняет вертикальные перепады поверхности участка. Недостатком второго варианта следует считать отсутствие какой-либо гидроизоляции на поверхности сформированной сваи, достоинством – возможность создания между поверхностью сваи и стенками скважины промежуточного слоя из песка, который значительно снижает возможное действие замерзающего грунта на боковую поверхность сформированной сваи. При использовании опалубки разного диаметра или формы можно достаточно просто формировать цилиндрические сваи с уширенным основанием или конусные сваи. Фундамент на конусных сваях под действием сил бокового давления грунта не выдавливается, а вжимается в грунт. Конусные сваи могут помочь в решении проблемы, которая возникла в свое время у одного из посетителей нашего сайта.

В третьем варианте в качестве постоянной несъемной опалубки для свай используются металлические, асбоцементные или картонные трубы необходимого диаметра, которые выполняют в процессе эксплуатации фундамента функцию гидроизоляции. Трубы при монтаже легко нивелировать в горизонтальной плоскости, устраняя вертикальные перепады поверхности участка. В последнем случае важно следить за тем, чтобы глубина залегания основания сваи в любом месте участка на 100 – 150 мм превышала нормативную глубину промерзания грунта. Полученное свайное поле служит отличным основанием для сборки опалубки ростверка. На участках, где уровень грунтовых вод очень высок, пробуренные скважины быстро заполняются водой. В этом случае перед заполнением сваи бетоном воду из скважины необходимо удалить с помощью насоса. Более надежный результат может быть достигнут, если основание трубы на 70 – 100 мм заполнить гидроизолирующим бетоном. Такой бетон можно приготовить на основе гидронапряженного цемента НЦ или за счет добавления в бетонную смесь жидкого стекла. Трубы с бетонными пробками в основании превращаются в герметичный стакан, и удалять воду из скважины в этом случае не обязательно. Для устройства фундамента в деревне Клишева

Московской области нам пришлось применить именно такой вариант. Дом из газобетонных блоков на этом фундаменте без проблем «пережил» далеко непростую зиму 2012 года.

Снять ограничения по диаметру свай позволяет использование одноразовой опалубки для свай и колон из специального картона. Эта опалубка появилась в России совсем недавно и нашла широкое применение в практике работы нашей компании. С использованием такой опалубки возможно устройство свай диаметром до 1000 мм.

Во всех вариантах для обеспечения прочности свай необходимо использовать арматурные каркасы из арматуры диаметром 10, 12, а в некоторых случаях 14 мм, которые связываются в каркас с помощью хомутов.Арматурный каркас сваи служит связующим звеном между сваей и железобетонным ростверком, превращая в единое целое надземную и подземную части фундамента. Арматура каркаса предотвращает возможный разрыв фундамента силами морозного пучения. Плотность армирования свай (число арматурных прутков и диаметр используемой арматуры) определяется проектом фундамента.

Для бетонирования скважин используется тяжелый бетон класса не ниже В15 (М200)

. Бетонирование каждой сваи ведется непрерывно — время между укладкой отдельных порций бетона не должно превышать одного часа. Начинать строительство на буронабивном 13фундаменте можно через 5 — 7 дней. Полностью нагружать фундамент можно только после полного схватывания бетона, то есть не ранее, чем через 28 суток после окончания бетонирования.

Отдельно стоящая свая для устройства фундамента входной группы

Опалубка ростверка собрана. Можно приступать к бетонированию

Устройство основания опалубки ростверка для фундамента деревянного дома в поселке Первомайское Московской области

Использование буронабивных свай для повышения несущей способности монолитной фундаментной плиты

Плотность армирования ростверка арматурой зависит от массы здания и определяется проектом.

В некоторых случаях буронабивные сваи мы используем для повышения несущей способности фундаментов на основе монолитных плит.

Фундамент с «висячим» ростверком для деревянного дома в поселке Первомайское Московской области.

Монтаж балок сборно-монолитного перекрытия МАРКО на фундамент с висячим ростверком в поселке Первомайское Московской области

Фундамент на буронабивных сваях для рубленого дома в поселке Первомайское Московской области

Для устройства бетонных перекрытий на буронабивных фундаментах мы рекомендуем использовать сборно-монолитные перекрытия МАРКО. Повышенные теплозащитные характеристики таких перекрытий резко снижают влияние температурных колебаний почвы. Даже бетонные балки перекрытия МАРКО-СТАНДАРТ

имеют незначительный вес, позволяющий доставлять и монтировать перекрытия в труднодоступных местах. Именно эта особенность перекрытий МАРКО позволила нам
смонтировать перекрытие на буронабивном фундаменте
, расположенном на лесной поляне. Балки для этого перекртия приходилось вручную доставлять на объект за 120 метров. Еще больше возможностей для устройства перекрытий предоставляю
балки МАРКО-ПРОФИЛЬ
. Вес балок по сравнению с бетонными снизился в три раза. Балки можно стыковать между собой под углом. Новые перекрытия сняли все ограничения на конфигурацию ростверка — эркеры, криволинейные стены консоли входных группы перестали быть проблемой.
Перекрытия МАРКО-УНИВЕРСАЛ
сделали возможным применение в конструкции перекрытий стандартных стеновых блоков. Блоки из
газобетона
,
керамзитобетона
,
полистиролбетона
,
теплой керамики
сегодня можно использовать для устройства Ваших перекрытий на буронабивных фундаментах.

Важно отметить, что при заливке перекрытий можно применить специальные добавки для бетона, которые предотвращают влияние влаги почвы на перекрытие. В этом случае сборно-монолитное перекрытие выполняет роль гидроизоляции основания дома.

Ниже в таблице приведены параметры и стоимость типового буронабивного фундамента, который наша компания рекомендует для домов из легких материалов (брус, бревно, МАРКО, полистиролбетон

,
ДЮРИСОЛ
). Для более тяжелых домов (кирпич, ячеистый бетон, пеноблоки) необходимо использовать фундаменты на сваях диаметром 500 мм. Для таких фундаментов трудно дать типовые рекомендации. Специалисты нашей компании готовы оценить возможность использования и провести расчет буронабивного фундамента для любого дома.
Для нас несомненно одно – стоимость буронабивного фундамента на 15 – 20% ниже стоимости ленточного и на 70 –100% монолитного фундаментов.

Мы будем признательны, если Вы поделитесь своим опытом использования буронабивных фундаментов. Наиболее интересные сообщения будут опубликованы на сайте и позволят посетителям принять обоснованное решение.

Стоимость фундамента может быть дополнительно снижена за счет отказа от бетонного ростверка и замены его металлическим профилем. В качестве такого металлического ростверка удобно использовать швеллер.

Советы по строительству буронабивного фундамента

• Фундамент необходимо закладывать на глубину на 100 – 150 мм превышающую глубину промерзания грунта в районе строительства.
• Фундамент можно использовать для компенсации естественных неровностей почвы.
• Буронабивной фундамент как правило, позволяет сохранить ландшафт, так как нет необходимости копать котлованы или траншеи.
• Буронабивные свайные фундаменты могут быть использованы при строительстве тяжелых домов из кирпича и блоков.
• В зависимости от нагрузки на фундамент сваи устанавливаются по всему периметру дома с шагом от 1,2 до 2,5 метра.
• Для предотвращения разрыва буронабивных свай (опор) касательными силами по вертикали, внутри фундамента на всю высоту закладывают арматурный каркас.
• При устройстве ростверка необходимо предусмотреть вентиляционные отверстия — продухи.
• Для облегченных домов железобетонный ростверк может быть заменен на ростверк из металлического профиля.

Технология строительства буронабивного фундамента

• Привязка фундамента к местности на основании генплана участка
• Определение перепада высот на месте строительства фундамента.
• Разметка осей фундамента.
• Разметка точек для бурения скважин.
• Бурение скважин ручным или мотобуром.
• Установка труб в скважины и выравнивание верхних срезов труб по горизонту, заполнение пространства между стенкой скважины и трубой песком.
• Установка в трубы арматурных каркасов.
• Заливка бетона в трубы. Уплотнение бетона производится штыкованием или с использованием вибратора.
• Устройство опалубки для заливки бетоном ростверка, связывающего буронабивные сваи по периметру.
• Укладка арматурного каркаса ростверка.
• Заливка бетона в опалубку ростверка.

Чаще всего с этой страницы посетители сайта переходят на следующие страницы:

Динамика пучинистых грунтов | Технология монолитного строительства МАРКО | Комплексное проектирование |Выбор проекта | Фундаменты | Фундаменты буронабивные | Газобетон ИТОНГ | Технология ВЕЛОКС | Технология ДЮРИСОЛ | Технология СИМПРОЛИТ | Газобетон | Строительство дома — ошибки, просчеты, рекомендации | Крыши |Мансарды | Сборно-монолитные плиты перекрытия |

Несущая способность винтовых свай

Все сваи можно разделить на две большие группы в зависимости от характера восприятия нагрузок:

1. Узколопастные — диаметр лопасти превышает диаметра ствола меньше, чем в 1,5 раза.
2. Широколопастные (лопастные) — диаметр лопасти превышает диаметр ствола в 1,5 раза или больше.

При использовании узколопастных изделий нагрузки воспринимаются за счет:

• точно рассчитанных ширины и шага лопасти, а также числа витков — чтобы полностью учитывать трение по боковой поверхности ствола;
• хорошей несущей способности почвы.

Такие конструкции являются эффективными в грунтах с высокой собственной несущей способностью — вечномерзлых
и
плотных сезоннопромерзающих
. Однако сильное трение по боковой поверхности ствола требует выполнения расчетов на противодействие касательным силам морозного пучения.

В отличие от модификаций с узкими лопастями, широколопастные сваи хорошо справляются с проектными нагрузками даже при монтаже в почву с небольшой несущей способностью.

Факторы эффективности:

• достаточно большая площадь опирания;
• расчет угла наклона лопастей, шага лопастей и расстояния между ними для конструкций, в которых применяются две или больше лопастей;
• подбор характеристик лопастей в зависимости от типа почвы.

В этом случае несущие свойства грунтов имеют большое значение на этапе расчета и проектировки. Так, к примеру, лопастная свая со стволом диаметром 57 мм в почве с хорошей несущей способностью сможет выдерживать нагрузку до 10 тонн. В то же время, конструкция со стволом на 325 мм в слабом грунте будет выдерживать лишь 1 тонну.

Рисунок 1 – График зависимости несущей способности винтовых свай от особенностей почвы и конструктивных характеристик сваи

dS1, dS2, dS3

– условный диаметр лопасти винтовых свай (исполнение 1, 2, 3).
ds1, ds2, ds3
– условный диаметр ствола винтовых свай (исполнение 1, 2, 3).
e/Il
– отношение пористости почвы к коэффициенту текучести.
h
– глубина погружения.

На рисунке хорошо видно, что несущая способность фундамента отображается в виде нелинейной зависимости. При ее расчете важно принимать во внимание все значимые факторы.

Особенности и преимущества буронабивного фундамента

В некоторых случаях при сооружении жилых зданий нет возможности устанавливать ленточный фундамент. Например, из-за наличия вблизи уже возведенных зданий или коммуникационных узлов. Такая проблема особенно актуальна в населенных пунктах, где площади участков небольшие и каждый владелец пытается возле дома разместить максимальное количество построек.

Разрешить ситуацию так, чтобы не принести вреда основаниям уже существующих сооружений, позволяет использование буронабивного фундамента на сваях. При его сооружении есть возможность проводить все процессы с максимальной точностью. Кроме того, уровень вибрационных колебаний в процессе работы минимальный, что предотвращает разрушительное влияние на размещенные поблизости постройки.

Преимущества использования свай при сооружении фундамента:

Относительная дешевизна сооружения. Монолитное или ленточное основание, если провести правильный расчет материалов, обойдется значительно дороже буронабивного.Универсальность применения. С помощью такого фундамента можно соорудить основание на любом типе грунта, включая участки, расположенные вблизи водоемов.Возможность установки на глубину промерзания грунта.Это решение подходит для конструкций из любых материалов.

Например, для домов из кирпича, бруса или панелей.Скорость сооружения. На его строительство уходит около 5-7 суток.Безопасность. При постройке полностью исключена возможность негативно повлиять на уже готовые здания или нанести вред ландшафту.

Стоит отметить, что несущая способностьбуронабивного фундамента не уступает ленточному или монолитному.

Еще одна особенность использования свай – заливка прямо на месте строительства. К проблематике сооружения такого фундамента можно отнести только бурение скважин для заливки, которые вырыть с помощью техники возможно не всегда, и вся работа проводится вручную.

Фото буронабивных свай

Расчет фундамента из винтовых свай

Перед началом расчета несущей способности свайного фундамента необходимо провести на участке геологические изыскания

. При правильном анализе данных их результат поможет подобрать лучшее сочетание конструктивных и геометрических параметров винтовых свай для эффективного распределения нагрузки.

При проектировании свайного фундамента с оптимальными характеристиками для конкретного здания можно воспользоваться простыми готовыми калькуляторами. Однако более надежным и эффективным вариантом будет выезд геолога на местность с последующей подготовкой расчетов.