Устройство буронабивных свай – технологии, виды и характеристики

Динамические нагрузки являются одной из наиболее сложных проблем строительства в условиях плотной застройки. Оптимальным решением может стать использование буронабивных свай, установка которых выполняется путем использования инвентарных обсадных труб, обеспечивающих защиту при бурении скважины.

Буронабивные сваи – это бетонные столбы с армированным каркасом, которые опираются на прочный грунт ниже глубины его промерзания. Особенность заключается в технологии, а именно в заливке непосредственно на месте строительства. Таким образом, не требуется забивка (забивные сваи) или закручивание (винтовые сваи).

От винтовых свай данную разновидность выгодно отличает более надежная конструкция, значительная несущая способность, не подверженность коррозии. Такие характеристики позволяют использовать буронабивной фундамент, как в частном, так и в промышленном строительстве.

Конструктивное устройство

Буронабивные сваи представляют собой цилиндрические конструкции, основу которых составляет металлический каркас и бетонный наполнитель. В ряде случаев предусмотрена установка обсадной трубы.

Арматурный каркас для буронабивных свай состоит из продольных и окружных армирующих элементов значительного диаметра. Для усиления конструкции некоторые производители используют помимо окружностей из арматуры еще и армирующие полосы из листового металла толщиной 4-8 мм.

ГОСтов, которые регламентируют изготовление буронабивных свай, на данный момент не существует. Отдельные элементы регламентированы, но в целом производители руководствуются ТУ и проектом, в котором содержатся основные требования к конструкции сваи. Основными документами для разработки проекта являются СП 24.13330.2011 и СНиП 2.02.03-85. Расчет буронабивных свай (их количества и параметров) осуществляется индивидуально для каждого конкретного случая. Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Сфера применения

Монтаж буронабивных свай целесообразен в следующих случаях:

• наличие сложных геологических условий в месте строительства;
• значительные горизонтальные и вертикальные нагрузки, вызывающие уплотнение и подвижки грунта;
• большой вес здания;
• повторная застройка (строительство нового дома на месте снесенного старого);
• строительство в условиях плотной застройки;
• строительство возле зданий, представляющих собой историческую и культурную ценность (обычно достаточно старые, и могут деформироваться при проведении свайных работ);
• присутствие слабого грунта или высокого уровня грунтовых вод;
• строительство возле водоемов (сильно обводненный или заболоченный грунт);
• сложный рельеф участка (перепады высот, разный тип грунта и т.п.).

Использовать буронабивные сваи для возведения небольших строений можно, но это экономически невыгодно.

Виды и характеристики

Разные условия строительства обусловили наличие нескольких разновидностей буронабивных свай. Обобщенная характеристика приведена в таблице:

Более подробный обзор технических характеристик, приведенных в таблице. 

1. По конструкции:

• цилиндрические. Данный тип свай отличает правильная цилиндрическая форма и одинаковое сечение по всей длине изделия;

• с подошвой. Опорная подошва позволяет повысить устойчивость опоры, и ее несущую способность. Визуально такую сваю отличает более широкая нижняя часть.

2. По технологии устройства:

• без оболочки. Такой вариант является самым быстрым и наиболее экономичным из всех других. Однако его применение ограничено свойствами грунта. Буронабивные сваи без оболочки допустимо применять только в прочных, устойчивых к осыпанию грунтах, а также при минимальном уровне грунтовых вод;

• снимаемая оболочка. Эту функцию принимает на себя обсадная труба, которая постепенно вынимается по мере заполнения скважины раствором;

• неснимаемая оболочка. Случай аналогичный предыдущему, но обсадная труба остается в почве.

3. По устройству:

• равномерного сечения;

• с камуфлетной пятой (расширяющиеся к низу). Это позволяет увеличить площадь подошвы сваи и ее несущую способность. Используется на слабых грунтах. Чтобы получить пятку, взрывается полость в нижней точке скважины. Затем полость заливается раствором;

• буроинъекционные. В данном случае бурят скважину небольшого диаметра, которую заполняют смесью цемента и отсева;

• буросекущие. Это аналог технологии строительства фундаментов «стена в грунте». В этом случае расстояние между буронабивными сваями настолько незначительное, что получается сплошная лента из свай. По сути – это аналог ленточного фундамента, обладающий повышенной прочностью.

4. Ростверк

Конструктивно ростверк – это верхняя часть фундамента, благодаря которой нагрузки распределяются равномерно на сваи.

• низкий. Позволяет повысить несущую способность сваи благодаря тому, что ростверк помещается ниже уровня промерзания почвы;
• обычный. Расположен на грунте;
• высокий. Размещается на высоте 200-300 мм над уровнем грунта. Высокий ростверк незаменим при сложном рельефе местности.

5. Характеристики и размеры:

• глубина заложения – до 40 метров;

• диаметр – 250-1000 мм. Диаметр буронабивных свай зависит от веса будущей конструкции. Так в промышленном строительстве востребованными является размеры более 500 мм. Популярные в частном строительстве размеры, а также их несущая способность и расход бетона указаны в таблице:

• несущая способность буронабивной сваи 200-400 т. (при изготовлении механизированным способом) и до 7 т. (при изготовлении своими руками);

• минимально допустимое количество стержней арматуры – 6 шт. для промышленного строительства, и 4 шт. для частного;

• минимально допустимая толщина продольных стержней арматуры – 18 мм. для промышленного строительства, и 8-12 мм. для частного;

• толщина поперечных элементов – 4-8 мм. или листовой металл.

Размеры свай определяются проектом.

Плюсы и минусы

Сравнение достоинств и недостатков устройства фундамента на буронабивных сваях.

Преимущества:

• возможность строительства фундамента в непосредственной близости к сооружениям и коммуникациям;
• исключение обсыпания стенок котлована под сваю;
• снижение расхода воды;
• высокая несущая способность и надежность;
• скорость монтажа и возможность работать в любое время года;
• возможность залить сваи своими руками.

Недостатки:

• высокий расход бетона;
• технологическая сложность процесса установки буронабивных свай;
• несущая способность сваи зависит от качества бетона и соблюдения технологии монтажа;
• сложность контроля плотности раствора по стволу сваи и невозможность повлиять на скорость его затвердения. Это может привести к тому, что часть ствола может быть размыта грунтовыми водами. Как правило, этот недостаток нивелируется использованием обсадной трубы, что увеличивает стоимость фундамента из буронабивных свай.

Обсадные трубы

В ряде случаев бурение скважин под буронабивные сваи сопровождается монтажом обсадных труб, которые защищают стенки скважины от обсыпания нестабильного грунта.

Трубы для буронабивных свай или инвентарные трубы (так их правильно называть) используются в случаях необходимости:

• перекрыть горизонтальное движение плывунов;
• снизить влияние обводненной почвы;
• контролировать параметры сваи.

Инвентарные трубы изготавливают из пластика или металла. Трубы отличаются не только материалом, но и формой, диаметром, толщиной стенок, показателем точности (непрямолинейность).

Стандарт непрямолинейности труб для свай приведен в таблице:

Полимерные инвентарные трубы

Для изготовления применяют разные полимеры. Толщина стенки достигает 40 мм. Полимерным трубам отдают предпочтения из-за высокой герметичности соединений. Если металлические нужно сваривать или использовать специальные соединительные муфты, то пластиковые трубы легко состыковать. При этом соединение будет полностью герметичным, что предупредит выход воды из трубы и снижение качества бетона.

Кроме того, пластик абсолютно не подвержен коррозии, отличается малым весом, относительно невысокой ценой и практически полным отсутствие отходов. Минус – невысокая прочность.

Параметры полимерных инвентарных труб приведены в таблице:

Технологии монтажа

Правильная технология монтажа – залог надежности фундамента. Выделяют несколько технологий устройства буронабивных свай. Краткая характеристика каждого вида приведена в таблице:

Формирование стоимости

Бюджет строительства и цена буронабивных свай зависит от нескольких факторов, которые могут оказать достаточно сильное влияние на итоговую сумму. В частности, следует учесть:

• сезон. Зимой услуги монтажников обойдутся дороже. Ранней весной и поздней осенью повышается количество грунтовых вод, может понадобиться использование обсадных труб и т.п.;

• тип грунта. Чем прочнее грунт, тем дешевле обойдутся работы по устройству свай;

• назначение и размер строения, вид используемого строительного материала. Определяют статическую нагрузку на фундамент;

• технология изготовления буронабивных свай (определяется проектом);

• параметры свай (глубина заложения, наличие пятки, диаметр, тип каркаса);

• количество свай;

• условия работы (например, работа в условиях плотной застройки обойдется дороже).

Ориентировочная стоимость монтажа буронабивной сваи диаметром 150 мм. приведена в таблице. При диаметре в 200 мм. смета возрастет на 35-40%.

Буронабивные сваи отличаются длительным сроком эксплуатации (более столетия) и при этом, отвечают всем требованиям по надежности, прочности, несущей способности и срокам строительства.