Буронабивные фундаменты с ростверком — технические характеристики и сфера применения

Нестабильный, слабый или покатый грунт требуют особенного подхода для строительства фундамента. Применение технологических новинок и дорогостоящих приемов не всегда оправдано, а вот буронабивные сваи с ростверком могут быть смонтированы практически без особых сложностей и применения тяжелой техники. Конструктивно основание подходит для строительства объектов любого назначения: дачных облегченных домов, домов постоянного проживания, бань, хозяйственных построек.

Конструктивные особенности

Буронабивные фундаменты с ростверком представляют собой основания для жилых или промышленных зданий. Состоит такая конструкция из нескольких основных элементов.

1. Опоры. Они представляют собой своеобразные сваи, изготавливаемые из металлических или асбестовых труб. Внутри система заполняется бетоном, который и является основным компонентом конструкции. Диаметр опоры может варьироваться в широком диапазоне, что позволяет изменять технические характеристики изделия под свои личные потребности.
2. Ростверк. Устройство этого элемента довольно простое. Ростверк представляет собой своеобразную перемычку, соединяющую все вертикальные опоры. В качестве подобных каркасов применяется множество материалов. Особую же популярность приобрели основания с монолитным ростверком. Перемычка здесь предполагает бетонную ленту, которая также связывается с опорными элементами. Сверху получается что-то наподобие ленточного фундамента.

Буронабивные фундаменты изготавливаются на основе специальных СНиП, учитывающих условия эксплуатации.

Следует отметить, что конструкции такого плана легко можно эксплуатировать на различных видах почв.

Шаг каждой сваи определяется на основе механических нагрузок, которые будут воздействовать на основание. Обратите внимание, что ростверк может располагаться как на небольшом расстоянии от земли, так и углубляться немного в почву.

Области применения

Фундамент из буронабивных свай с ростверком устраивают в следующих случаях:

• в условиях городского строительства, когда остальные способы забивки свайных опор способны создать воздействия динамического характера на постройки, расположенные в непосредственной близости от строительной площадки;
• на заболоченных местах или на иных типах слабых грунтов, где несжимаемые слои располагаются на большой глубине;
• если объект строится на крутом рельефном участке;
• при возведении тяжелых сооружений промышленного назначения;
• в случаях, если экономически не выгодно строить монолитный фундамент под постройки из древесного материала или легкие дома каркасного типа.

Преимущества

Фундамент подобного типа распространён в стройке каменных, деревянных, бревенчатых, каркасных домов и зданий из газобетона, кирпича, бруса. Свайное основание обеспечивает прочную конструкцию всего здания и предотвращает возникновение нежелательных деформаций. Строительство фундамента возможно на любом виде грунта своими руками и может быть выполнено за одни сутки.

Факт! Верхняя часть – ростверк, равномерно распределяет нагрузку от стен. Технология обеспечивает высокую несущую способность. Основание сооружения обладает необходимыми параметрами прочности и обеспечивает устойчивость даже самым массивным стенам.

При обустройстве сооружения (даже своими руками) в обязательном порядке применяются системы гидроизоляции между элементами ленты фундамента и стенами. Это обеспечивает всем элементам конструкции особенно надёжную защиту от негативных факторов и предотвращает возникновение деформаций.

Буронабивной фундамент с ростверком позволяет:

• выполнять строительство в сложной геологической обстановке на слабых почвах;
• закладывать скважины и осуществлять заливку без разрушительного воздействия на соседние конструкции и проводить стройку около домов;
• свести к минимуму затраты на строительство и сэкономить затраты.

Компактную железобетонную опору можно устанавливать своими руками в непосредственной близости инженерных коммуникационных систем. Разработка грунта не занимает много времени, а обустройство ростверка на буронабивных сваях не представляет сложности.

Преимущества буронабивных фундаментов с ростверком:

• простое устройство;
• не требуется доставка крупногабаритных частей;
• высокая несущая способность;
• отсутствие необходимости в спец устройствах на стройплощадке.

Основные преимущества буронабивной технологии устройства фундаментов

Технология буронабивных фундаментов основана на принципе распределенной нагрузки между ключевыми точками возводимого строения и организации связующих элементов, которые обеспечивают единство конструкции, а также устойчивость к грунтовым изменениям. Схема с размерами устройство ленточного фундамента со сваями Основные составляющие конструктивные элементы фундамента:

• буронабивные сваи, представляющие собой вертикальные железобетонные опоры различного способа изготовления, основание которых заглубляется на уровень ниже точки промерзания грунта в конкретной местности, и расположенные равномерно по точкам несущих нагрузок, полученных путём расчётов; Схема устройства буронабивных свай
• связующая железобетонная конструкция, которая обеспечивает горизонтальную стабильность свайного основания и устойчивость к грунтовым сезонным воздействиям, может быть выполнена в виде:
  • мелкозаглублённой ленточной связки;
  • подвешенного ростверка;
  • ростверка монолитного типа.

Можно выделить следующие преимущества применения буронабивных фундаментов. Пример заливки буронабивного основания под большое здание

1. Устройство основы здания по данной технологии может быть выполнено на любых грунтах, кроме скальных. Это обусловлено тем, что буронабивные свайные опоры располагаются ниже уровня промерзания на, так называемых, неподвижных грунтах, что исключает их вертикальное движение при сезонных грунтовых подвижках.
2. Данный способ обустройства основания является оптимальным при возведении фундамента построек на неровных участках местности, в частности, с большими перепадами по высоте. В этом случае плоскость основы выравнивается равномерно распределенными сваями, которые принимают на себя основную нагрузку, что даёт сочетания экономичности фундамента и его надёжности.
3. При устройствах основы здания буронабивного типа отпадает необходимость в проведении масштабных земляных работ. Это также экономит время, снижает трудоёмкость и сохраняет окружающий ландшафт.
4. Замена земляных работ бурением скважин под сваи позволяет проводить строительные работы по устройству фундамента под новое здание в непосредственной близости от существующих построек. При этом исключаются отрицательные механические воздействия на окружающие строения и подведённые подземные коммуникации.
5. Устройство фундаментов по буронабивной технологии может быть выполнено своими руками достаточно быстро за счёт его несложного строительства, что делает данный способ востребованным для частного строительства.

Схематическое изображение буронабивного фундамента Все вышеперечисленное позволяет считать технологию свайных буронабивных фундаментов оптимальным решением при строительстве оснований практически любых зданий и сооружений.

Предназначение

Буронабивные фундаменты сегодня пользуются особой популярностью, так как отличаются неплохими техническими параметрами и простотой возведения. Используют их в качестве оснований при малогабаритном строительстве. Зачастую на основе буронабивных фундаментов возводят одноэтажные жилые дома из пенобетона, древесины или кирпича.

Практичность такой системы еще и в ее независимости. С помощью свайного фундамента довольно легко пристроить к дому дополнительное здание. При этом нет нужды использовать тот же тип оснований, что и под основной конструкцией.

Технически на буронабивных фундаментах можно размещать практически любые нетяжелые сооружения любой формы и сложности. Но в большинстве случаев его применяют именно в жилищном строительстве, где нет необходимости использовать тяжелые монолитные плиты или мощные ленты.

Очень часто буронабивные фундаменты встречаются на болотистых или торфяных грунтах. Связано это с тем, что опорный слой, способный выдерживать нагрузки, находится довольно глубоко в земле (до 8-10 м). Соорудить в таких условиях ленточный или монолитный плитный фундамент технически очень сложно и экономически невыгодно.

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.

Виды

Фундаменты буронабивного типа прекрасно воспринимают нагрузки, распределяя их по всему периметру. Основным элементом этой системы является ростверк. В зависимости от расположения ленты основания делят на несколько видов.

• Заглубленный. Верхняя линия ростверка размещается внутри грунта. Его верхняя часть находится в одной плоскости с почвой. Технически вся лента спрятана под землей.
• Наземный. Нижняя часть ростверка располагается непосредственно по уровню грунта. Внешне это выглядит так, что лента как бы лежит на почве. Наземный и заглубленный фундаменты рекомендовано строить только на стойких грунтах. В других случаях на эти конструкции может негативно воздействовать почва, что приведет к последовательному и относительно быстрому разрушению.
• Поднятый. Технически ростверк приподнят на опорах над землей. Получается, что под этим элементом располагается воздушная прослойка. Высота поднятия может быть разной, что зависит от предназначения элемента. Поднятые фундаменты используются в большинстве случаев на пучинистых почвах, отличающихся нестабильностью.

Еще одним критерием для классификации является тип ростверка, который бывает двух видов.

1. Ленточный. Ростверк такого типа представляет собой ленту, ширина которой соответствует аналогичному параметру будущих стен. Технически конструкция располагается по всему периметру и повторяет контуры дома.
2. Плитный. Внешне – это цельная плита, покрывающая всю площадь будущего дома. В большинстве случаев конструкции изготавливают из бетона. Монолитные сооружения хорошо выдерживают и распределяют нагрузку. Бывают также и сборные ростверки, которые формируют из специальных металлокаркасов или других материалов.

Обвязка фундамента может осуществляться с помощью нескольких видов материалов:

• брус;
• металлопрокат;
• железобетонные конструкции.

Расчет буронабивного фундамента с ростверком

При расчете необходимо руководствоваться данными о характеристиках грунтов и материалов, указанных в СНиП -84, , , -84 и -85. Всего проводится три расчетные операции:

Расчет буронабивных свай

В ходе расчета определяется длина свай (глубина залегания), их сечение, количество и схема расположения. Диаметр буронабивной сваи для строительства коттеджа составляет от 15 до 40 см. Наиболее часто этот параметр принимают равным 20 см. Чтобы не проводить сложные расчеты с использованием громоздких формул, предлагаем воспользоваться готовой таблицей, в которой указана несущая способность опор различного диаметра, а также приблизительный расход бетона и арматуры:

Зная несущую способность одной опоры можно по простой формуле рассчитать расстояние между элементами:

l = P/Q, где

l — расстояние между сваями;

P — несущая способность 1 сваи;

Q — нагрузка на 1 пог.метр фундамента (масса дома делить на длину ростверка).

Пример расчета: Для дома весом 50 т, возводимого на глинистых грунтах на сваях диаметром 20 см потребуется 27 опор (50 000 кг/1884 кг = 26,53…).

Шаг буронабивных свай в ленточном ростверке проще вычислить, исходя из правила: расстояние между опорами должно быть не более трех их диаметров. Для свай диаметром 20 см шаг будет составлять 0,6 м. Для плотных грунтов этот показатель можно увеличить на 25%, значит, расстояние между сваями в нашем случае будет 0,8 м.

При желании более точно можно рассчитать шаг буронабивных свай по формуле: l = P/Q, где l — расстояние между сваями; P — несущая способность 1 сваи; Q — нагрузка на 1 пог.м фундамента (масса дома/ длина ростверка).

Схема расположения буронабивных свай составляется с учетом СНиП, опоры располагаются:

• по углам дома;
• вдоль несущих стен с выбранным шагом;
• под входной группой.

Дополнительно буронабивные сваи должны быть установлены под тяжелыми элементами, например камином, печью, котельной. Глубина залегания свай зависит от глубины, на которой будут обнаружены несущие грунты, если основание возводится на слабых почвах или от уровня промерзания грунта в регионе. Как правило, глубина бурения под опоры составляет 1,5-3 м.

Расчет монолитного ростверка

Расчет ростверка заключается в определении его ширины и высоты. Для вычисления ширины можно использовать формулу:

В = М/L*R

В — ширина ленты ростверка;

М — масса дома;

L — длина ростверка;

R — несущая способность верхнего слоя грунта.

Данная формула применима как для ростверка нулевой высоты, так и мелкозаглубленного. Висячий ростверк рассчитывается по принципиально другой технологии, которая является крайне сложной. Если вы планируете строительство дома с висячим ростверком, то расчет необходимо заказать в проектной организации.

В соответствии с вышеприведенной формулой ширина ростверка в большинстве случаев определяется в диапазоне 30-50 см. Для коттеджа достаточно среднего значения ширины — 40 см при стандартной высоте 20-50 см в зависимости от желаемого заглубления.

Расчет армирования

Буронабивные сваи должны быть усилены армированием. Диаметр арматуры зависит от массы сооружения. Оптимальный вариант для частного дома — ребристая арматура 12 мм. Зависимость размера армирования от диаметра свай можно увидеть в Таблице 1. Соединение арматуры осуществляется только специальной металлической проволокой, сварку для фундамента применять нельзя!

Порядок проведения работ при устройстве буронабивного ленточного фундамента

Буронабивной ленточный фундамент является достаточно распространенным среди используемых способов устройства связующего пояса для свайного основания и подходит как для хозяйственных построек, так и для проектов жилых домов разной этажности. Готовый залитый буронабивной ленточный фундамент Работы по его изготовлению подразделяются на следующие основные этапы.

Разметка на местности

Перед непосредственным проведением разметки на местности необходимо произвести тщательный расчёт точек расстановки свай. Основными параметрами для расчёта будут служить следующие показатели:

Расчёты могут быть выполнены самостоятельно с использованием стандартных формул и коэффициентов или с применением специализированных «калькуляторов» для фундамента в интернете. Таблица для расчета армирования фундамента По факту определения ключевых точек, составляется план фундамента, который переносится на местность.

При выполнении разметки, как правило, используют деревянные колья и строительный шпагат.

Действия выполняют в следующей последовательности:

По факту проведения данных мероприятий приступают к дальнейшим действиям по строительству.

Установка буронабивных свай

Для непосредственной установки буронабивных свай в точках разметки выполняют бурение, которое выполняется, как правило, ручным буровым инструментом. В случае масштабного строительства целесообразно использовать специализированную бурильную технику. При бурении скважин необходимо учитывать следующие основные моменты:

Для самой опоры допустимо использовать различные материалы, в том числе:

• металлические трубы;
• трубы из асбестоцемента;
• рубероидный каркас-опалубку.

Наиболее доступным и простым является способ устройства свай из двойного слоя рубероида и металлической сетки, которые выполняют функцию опалубки при заливке цементного раствора. Установка буронабивных свай в подготовленные скважины выполняется в следующем порядке.

1. Дно скважины очищают от излишнего рыхлого грунта и трамбуют, выполняют отсыпку песчано-гравийной подушки высотой 15-20 см. Для лучшего бетонирования рекомендуется также пролить подушку водой и утрамбовать.
2. Выполняют подготовку металлического арматурного каркаса, высота которого должна быть в пределах 20-30 см над уровнем земли. При этом оптимальным считается каркас, состоящий из 4-х вертикальных прутов арматуры с расположением горизонтальных элементов на расстоянии не более 30 см.
3. Металлические каркасы фиксируют по центру каждой из скважин, слегка заглубляя основание.
4. Из металлической сетки изготавливают цилиндр, длина которого равна высоте сваи с учётом выступа над поверхностью грунта не менее 10-15 см. Диаметр цилиндра должен соответствовать необходимому диаметру сваи. Края сетки скрепляют вязальной проволокой, а внутрь полученной конструкции укладывают закольцованный двойной слой рубероида. Пример установки арматурного каркаса
5. Полученную свайную опалубку устанавливают в скважину не нарушая положения каркаса.
6. Заливку цементным раствором выполняют постепенно, с промежуточной трамбовкой, при этом после заполнения четверти объёма сваи, рекомендуется слегка вынуть опалубку и осадить её на место. Это обеспечивает равномерное распределение раствора в расширении основания скважины и более надёжное крепление самой сваи. Процесс заливки сваи бетонным раствором
7. По окончании заливки всех свай необходимо обеспечить защиту от дождя, укрыв верхнюю часть непромокаемым материалом. Дальнейшее строительство желательно производить не ранее, чем через 3-5 дней.

Надо отметить, что для арматурного каркаса оптимальным считается использование рифленых металлических прутов диаметра: Схема устройства армирования сваи

• 100 — 120 мм для вертикальных составляющих;