Буронабивной фундамент - это один из видов свайных фундаментов, в качестве несущих элементов которого выступают буронабивные сваи.
Буронабивная свая представляет собой армированную бетонную конструкцию, которая возводится непосредственно в месте расположения сваи путем заливки бетона в предварительно подготовленную в грунте скважину. Типичные диаметры буронабивных свай – 150, 200, 250, 300, 400 мм и более.
Область применения
Буронабивной фундамент используется преимущественно в местах с большим поверхностным слоем мягкого грунта (плывуны, торфяники и пр.), а также при строительстве зданий, имеющих небольшую массу (деревянные строения) или небольшую высоту.
Сваи устанавливают по периметру будущего здания, под несущими стенами, а также под их пересечениями. Количество устанавливаемых свай зависит от расчета. Минимально допустимое расстояние между двумя рядом расположенными сваями равняется их утроенному диаметру. Обычное же расстояние – 1 м.
Чем тяжелее здание, тем, очевидно, больше свай потребуется и тем меньше следует делать расстояние между ними. Другой возможный вариант – увеличивать не количество свай, а их диаметр, при котором повышается несущая способность сваи за счет увеличения ее площади сечения.
Преимущества
- Не требуется сложное оборудование и техника. Сооружение свай вполне по силам одному человеку;
- Возможно поочередное возведение свай и, соответственно, приготовление бетона под них;
- Отсутствуют транспортные расходы на доставку свай на стройплощадку, поскольку сваи возводятся прямо на месте строительства.
Недостатки
- Сложно точно установить, будет ли опираться свая на твердый грунт или нет в месте ее расположения;
- Имеет относительно небольшую опорную площадь;
- Невозможно устройство подвала, подземного гаража и цокольного этажа.
Технология строительства
Сначала на месте расположения сваи бурят скважину с помощью ручного или фундаментного бура до расчетной глубины заложения твердого грунта.
Затем строят опалубку. В качестве материала используют обычно асбоцементные трубы или рубероид. Высота опалубки должна равняться высоте заливаемой сваи с небольшим запасом.
Если грунт достаточно твердый и не осыпается, то опалубку строят лишь над поверхностью земли. В противном случае асбоцементные трубы или свернутый в трубку рубероид устанавливают в пробуренную скважину.
Для придания будущей свае гибкости и способности сопротивляться давлению грунта на ее разрыв во время пучения, внутрь опалубки устанавливают армокаркас.
Армокаркас делают из нескольких вертикально расположенных прутков периодического профиля диаметром 10 или 12 мм, которые соединяются друг с другом посредством поперечно расположенных прутьев гладкой арматуры диаметром 6 или 8 мм в нескольких местах с расстоянием примерно 1 м. Прутки соединяются сваркой или вязальной проволокой.
Длина армокаркаса должна немного превышать длину сваи, чтобы после заливки сваи прутья ребристой арматуры выходили за пределы бетона сверху для последующего захода арматурных прутков в оголовок сваи.
Диаметр армокаркаса берется с таким расчетом, чтобы он после установки в скважину и заливки бетоном был полностью погружен в бетон во избежание его корродирования при контакте с влагой.
Обычно при диаметре сваи 150 мм применяется три прутка ребристой арматуры, а при диаметре 200 мм – четыре. Чем больше диаметр сваи, тем больше ребристой и гладкой арматуры потребуется.
После этого в опалубку за один раз заливается бетон, которому дают время застыть. Обычно в течение примерно первых 14 дней после заливки бетон набирает первичную 40%-ю прочность. Для изготовления свай используют бетон на низкомарочных цементах М100 или М200.
Введение в расчеты буронабивных свай
1. Несущая способность сваи
Поскольку несущая способность сваи обычно значительно превышает несущую способность грунта, на которой стоит свая, то расчет делают по несущей способности грунта. Для твердого сухого грунта несущая способность равна примерно 5-6 кг/кв. см. Для остальных грунтов обычно в расчет берут значение 2 кг/кв. см, то есть с большим запасом.
Пусть имеется свая диаметром 200 мм, изготовленная из бетона на цементе М100. Тогда несущая способность бетона составит 100 кг/кв. см. Площадь опоры 200 мм сваи вычисляем по формуле S=pi*d*d/4=3,14*20*20/4=314 кв. см., а ее несущую способность – по грунту под ней (принимаем 5 кг/кв. см.): 314*5=1570 кг.
2. Расчет площади опоры под нагрузку здания
Суммарная нагрузка здания включает нагрузку всех элементов здания вместе с фундаментом, а также нагрузки, связанные с погодными условиями (ветровую и снеговую).
Опорная площадь под здание – это суммарная площадь всех свай, опирающихся на грунт. Тогда нагрузка на грунт будет равна частному при делении суммарной нагрузки здания на опорную площадь.
При массе здания вместе с фундаментом (суммой масс всех свай) 40 т и опорной площади 10000 кв. см нагрузка на грунт составит 40000/10000=4 кг/кв. см, что вполне пригодно для твердых грунтов.
3. Расчет необходимого количества буронабивных свай
Основываясь на вышенаписанном, производят подбор количества свай под известную нагрузку здания так, чтобы получить необходимую нагрузку на грунт. Если расчет показывает, что нагрузка на грунт слишком велика, то увеличивают количество свай и расчет производят снова.
При расчетах следует иметь в виду, что при изменении количества свай изменяется и нагрузка самого здания, которую также следует заново пересчитывать.
4. Расчет материалов
Поскольку свая имеет цилиндрическую форму, то объем необходимого бетона для ее заливки приближенно рассчитывается как объем цилиндра по формуле V=H*pi*d*d/4, где H – высота сваи, а d – диаметр.
Арматуру можно рассчитать, зная длину сваи, ее диаметр и количество используемых при ее армировании прутков. Например, при высоте сваи 2000 мм, диаметре 150 мм и трех прутках арматуры расход периодического профиля составит 2*3=6 м, а гладкой арматуры (при соединении в трех местах с расстоянием в 1 м): 3*2*pi*d/2=1,4 м. С учетом 10%-го запаса получаем в итоге, что ребристой арматуры потребуется 6,6 м, а гладкой 1,5 м.
Используя вышеприведенные алгоритмы расчетов можно еще до начала строительства получить достаточно точное представление о предстоящем объеме работ и финансовых расходах.
Буронабивной фундамент, благодаря простоте технологии возведения и относительно низкой себестоимости, в настоящее время заслуженно получил широкое распространение, как в структуре городской застройки, так и в сфере малоэтажного загородного строительства.
Технология буронабивного фундамента от ДоброСтройки
- в соответствии с планом свайного поля производится разбивка по осям свай;
- в грунте бурится отверстие (скважина) определенных размеров, при необходимости забой сваи расширяют;
- при помощи вязальной проволоки связывается каркас из арматуры;
- путем установки опалубки свай достигается нивелирование горизонтальной плоскости;
- отверстия заполняются бетоном, при необходимости используются гидротехнические присадки;
- устанавливается ранее изготовленный каркас из арматуры;
- бетон уплотняется глубинным вибратором.