Фундамент

Несущая способность буронабивной сваи

Несущая способность буронабивной сваи

Несущая способность буронабивной сваи

Несущая способность буронабивной сваи

Одна из услуг, предоставляемых ПСК «Основания и фундаменты» – расчет и проектирование оснований под сооружения.

Краеугольный камень расчета фундамента, как и любой несущей конструкции – несущая способность. От каких факторов зависит и как вычисляется несущая способность буронабивной сваи?

Особенности расчета несущей способности буронабивных свай

Несущей способностью называется характеристика, указывающая, какую нагрузку может выдержать элемент. У буронабивных свай она зависит:

  • от длины бетонного стержня (глубины погружения сваи);
  • от сечения сваи;
  • от характеристик грунта;
  • от марки бетона;
  • от параметров арматуры.

Последний параметр берется из таблиц СНиП. Для определения типа грунта проводятся геологические исследования на участке работ. Первые две характеристики тоже предварительно можно взять из строительных рекомендаций. В ходе расчета они будут скорректированы. Последние две определяются строительными стандартами и ГОСТ.

Первая вычисляется по формуле S * R * 0,7, в которой

  • 0,7 – табличный коэффициент однородности грунта;
  • S – площадь основания;
  • R – сопротивление грунта.

Формула для определения боковой несущей способности – P * R * H * 0,8. Числа:

  • 0,8 – табличный коэффициент условий работы;
  • H – высота грунтового слоя;
  • R – сопротивление стенок;
  • P – периметр стержня.

По результатам этих вычислений определяется шаг и число свай: сначала суммарный вес сооружения делят на его периметр, потом суммарную несущую способность делят на получившуюся цифру. После чего повторяют вычисления для других значений глубины погружения и диаметра бетонного стержня.

Нужен фундамент для объекта? обращайтесь в нашу компанию – рассчитаем и установим!

Опыт работы – более 10 лет.

Несущая способность буронабивной сваи – таблица характеристик грунта

Как видно из этих формул, многое зависит от сопротивления грунта. Буронабивные фундаменты устраивают на осадочных породах – песках, глинах и т.д. Приведем значения сопротивлений для разных пород.

Сопротивление по основанию:

  • глины – от 24 тонны на метр квадратный (мягкопластичные сильнопористые) до 90 (твердые малопористые);
  • суглинки – от 21 до 47;
  • супеси – от 33 до 47;
  • пески пылеватые среднеплотные – от 20 (влажные) до 30 (маловлажные);
  • пылеватые плотные – 30-40;
  • мелкозернистые – 25-30 и 37-45 соответственно;
  • средние – 40 и 55;
  • крупнозернистые – 50 и 70;
  • гравий – 45-75 (в зависимости от минерального состава);
  • щебень с песком – 90.

Боковое сопротивление зависит от глубины залегания слоя. Например, для глин на глубине полметра оно варьируется от 2,8 (твердые глины) до 3 (мягкие), а на глубине 3 метра – 0,8-4,8.

Кроме буронабивных мы изготавливаем буроинъекционные, буросекущие и бурокасательные сваи

Все работы – под ключ!

Пример расчета несущей способности сваи буронабивной

  • боковое сопротивление тугопластичного суглинка – 2,8 тонн на метр квадратный;
  • тот же показатель для полутвердой глины – 4,8;
  • толщина слоя суглинка – 2 метра;
  • толщина слоя глины – 1 метр;
  • сопротивление малопористой глины у основания – 90;
  • для расчета берем сваю 3 метра длиной и 0,3 диаметром.

Подставляем цифры в вышеприведенные формулы, получаем:

  • Q1 (несущая способность по основанию) = 0,7 * 90 * 3,14 * 0,32 /4 = 4,47 тонн;
  • Q2 (по боковой поверхности) = (4,8 + 2,8 * 2) * 0,942 (периметр стержня) * 0,8 = 7,84;
  • суммарное значение Q = 4,47 + 7,84 = 12,31.

Фотоотчет по установке свай специалистами ООО “ПСК Основания и Фундаменты”

Устройство буроинъекционных свай при строительстве свиноводческого комплекса

Фотоотчет установки шпунтового ограждения при строительстве жилого дома

Фотоотчет установки ограждения котлована при строительстве многоэтажного дома в г. Мытищи

Фотоотчет монтажа буросекущихся свай при устройстве бетонной форшахты в Москве

Фотоотчет устройства буронабивных свай при реконструкции транспортной развязки

Несущая способность свай

Несущая способность свай – это максимальная величина нагрузки, которую способна выдерживать погруженная в грунт свая, не подвергаясь деформациям.

Существует два типа несущей способности свай – по материалу изготовления и по грунту. Данные о несущей способности конструкции исходя из ее материала могут быть получены при проведении теоретических расчетов, тогда как определение несущей способности сваи по грунту требует проведения практических исследований на месте строительства.

Методы определения несущей способности сваи

При проектировании свайных фундаментов используются четыре метода определения несущей способности свайных конструкций:

  • Способ теоретического расчета;

Совет эксперта! данный метод является предварительным, полученные результаты в последствии корректируются на основании фактических данных о характеристиках грунта.

Расчет несущей способности выполняется по формуле: Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li)

  • Yc – совокупный коэфф. условий работы;
  • Ycr – коэфф. сопротивления почвы под опорной подошвой сваи;
  • R – сопротивление почвы под опорной подошвой сваи;
  • А – диаметр опорной подошвы;
  • U – периметр сечения свайного столба;
  • Ycri – коэфф. условий работы грунта по боковым стенкам сваи;
  • fi – сопротивление почвы по боковым стенкам;
  • li – длина боковых поверхностей.

Практический способ реализуемый в полевых условиях. После отдыха сваи (спустя 2-3 дня после забивки столба), на конструкцию с помощью ступенчатого домкрата передается статическая нагрузка.
Посредством специального прибора – прогибометра, определяется величина усадки сваи и производятся необходимые расчеты. Данный метод считается одним из наиболее точных.


Рис 1.1: Определение несущей способности сваи методом пробных статистических нагрузок

Исследования проводятся на уже погруженных сваях по истечению периода отдыха столбов. На конструкцию посредством дизель молота передается ударная нагрузка (до 10 ударов). После каждого удара прогибометром определяется степень усадки сваи. Данный способ реализуется в комплексе со статическим методом.

Рис 1.2: Прогибометр – прибор для измерения усадки сваи

Для реализации метода зондирования свая снабжается специальным датчиками, после чего выполняется ее погружение на проектную глубину посредством ударной нагрузки (динамическое зондирование) либо вибропогружателями (статическое зондирование).

Датчики определяют сопротивление грунта боковой и нижней стенки свайного столба, по которой рассчитывают несущую способность конструкции в конкретном типе почвы.

Рис. 1.3: Схема метода зондирования свай

Методы определения несущей способности грунта

Несущая способность почвы – один из важнейших параметров, учитываемых во время проектирования свайных оснований.

Данная величина демонстрирует, какую нагрузку из вне способна переносить условная площадь грунта (она, как правило, существенно ниже несущей способности самой сваи). Несущая способность почвы рассчитывается в двух показателях – тонн/м2 либо кг/см2.

На несущую способность грунта оказывают непосредственное влияние следующие факторы:

  • Тип почвы;
  • Насыщенность влагой;
  • Плотность.

Совет эксперта! Почва, чрезмерно насыщенная влагой, относится к категории проблемных грунтов, поскольку чем большее количество влаги она содержит, тем меньшими будут ее несущие характеристики.

Чтобы определить несущие свойства грунта необходимо проводить геодезические изыскания – для этого выполняется бурение пробной скважины, из которой берутся пробы разных слоев почвы. Все исследования и расчеты проводятся в строительно-испытательных лабораториях с применением специального оборудования.

Представляем вашему вниманию таблицу несущей способности основных типов грунтов:

Таблица 1.1: Несущая способность разных видов грунтов

При отсутствии возможности провести геодезические исследования вы можете самостоятельно определить ориентировочную несущую способность грунта, для этого с помощью ручного бура создайте скважину (до двух метров), опознайте тип почвы и сопоставьте ее с табличными данными.

Несущая способность свай СНИП

Важно! Исследования и расчеты направленные на определение несущих характеристик свай необходимо выполнять согласно требований СНиП № 2.02.03-85 “Свайные фундаменты”.

Несущая способность буронабивной сваи

Буронабивные сваи – конструкции, обладающие наибольшими несущими характеристиками среди всех видов свай.

Это сваи, сформированные в результате заполнения бетоном предварительно пробуренной скважины, они укреплены арматурным каркасом и, как правило, обладают уширенной опорной пятой, которая способствует равномерному распределению оказываемой на почву нагрузки.


Рис. 1.4: Этапы создания буронабивных свай

Расчет несущих свойств буронабивных свай выполняется по формуле: Fdu = R×A+u×∫ ycf ×Fi×Hi, в которой:

  • R – нормативное сопротивление почвы под опорной пятой сваи;
  • А – площадь опорной пяты;
  • u – периметр сечения свайного столба;
  • Ycf – коэфф. условий работы грунта на боковой стенке столба (=1);
  • Fi – среднее сопротивление боковой поверхности опорной пяты;
  • Hi – толщина слоев почвы контактирующих с боковой стенкой свайного столба.
  • R, Fi и Hi – это нормативные данные, которые вы можете взять из нижеприведенных таблиц.

Таблица 1.2: Расчетные сопротивления на боковых стенка свай (Fi)


Таблица 1.3: Расчетная толщина слоев почвы контактирующей с боковыми стенками сваи (Hi)

Таблица 1.4: Сопротивление разных типов грунтов под опорной подошвой сваи (R)

Увидеть усредненные показатели несущих характеристик буронабивных свай вы можете в нижеприведенной таблице.

Таблица 1.5: Несущая способность буронабивных свай

Технология строительства фундамента на буронабивных сваях

Вопрос выбора фундамента стоит первым в числе тех, которые нужно решить при проектировании дома. От этого будут зависеть прочностные характеристики здания, его долговечность, не говоря уже о стоимости материалов и строительных работ. Какому же фундаменту отдать предпочтение? Как рассчитать глубину его заложения? Как учесть все нюансы и сделать всё с минимальными расходами?

Ленточный фундамент — один из наиболее широко применяемых в загородном строительстве типов фундаментов на данный момент. Технология его обустройства хорошо известна застройщикам, да и несущая способность вполне приемлемая. Однако вместе с тем он имеет несколько очень серьёзных недостатков. Главным из них является высокая трудоёмкость и немалый расход материалов. Кроме того, согласно строительному регламенту, подошва ленточного фундамента должна располагаться ниже границы промерзания грунта. В средней полосе с её умеренно-континентальным климатом этот показатель находится на отметке 1,2 метра. В более северных регионах России десятки кубометров бетона приходится заливать ещё глубже, чтобы застраховать фундамент от пучения в холодное время года. Ситуация ещё больше усложняется, если стройка осуществляется на слабом грунте. В таком случае даже очень заглубленный фундамент ленточного типа не спасёт. Он может попросту не достать до стабильного грунтового основания, которое смогло бы принять вес сооружения на себя. Риск просадок будет слишком велик, а затраты на строительство несоизмеримо высоки. Куда более разумным в данном случае видится сооружение буронабивных свай. Фундамент такого типа отличается большей глубиной проникновения, при этом обходится дешевле ленточного и может быть оборудован без привлечения тяжёлой спецтехники. В настоящей статье мы выясним, что же представляет из себя фундамент из буронабивных свай, как произвести связанные с его обустройством расчёты и на какие нюансы следует обратить внимание.

Принцип фундамента

Основная идея фундамента на буронабивных сваях состоит в том, чтобы использовать вместо горизонтально уложенных бетонных лент высокие столбики-стойки. С их помощью можно добраться до прочных грунтовых пород, сняв при этом большую часть нагрузки с верхнего грунтового слоя. Для объединения отдельных колонн в единую несущую конструкцию применяется ростверк — отлитая из бетона лента, проходящая через изголовья всех буронабивных свай и усиленная армирующим каркасом.

Типы буронабивных свай

Несмотря на схожие функции, буронабивные сваи отличаются между собой по ряду признаков. Однако прежде чем углубиться в этот вопрос, давайте выясним, как именно они взаимодействуют с грунтом.

Буронабивные сваи принимают весовую нагрузку здания одинаково, но при этом передавать её на грунт они могут по-разному. В каких-то случаях большая часть нагрузки передаётся через нижний торец сваи, в других — равномерно распределяется по её боковым поверхностям. В зависимости от того, какая конструктивная часть больше вовлечена в работу, сваи делятся на два типа:

  • сваи-стойки;
  • сваи трения (висячие сваи).

Сваи-стойки опираются на прочный несжимаемый слой грунта. По СНиП 2.02.03-85 к таковым можно отнести скальные породы, а также твёрдоконсистентные водонасыщенные глины. В случае со сваями трения нижний торец не достигает прочного основания, в связи с чем большая часть нагрузки передаётся через стенки сваи. Из прочитанного может сложиться впечатление, что такой способ передачи нагрузки на грунт менее надёжен, однако это не соответствует действительности. На практике несущая способность конструкции определяется согласно расчётным методам, приведённым в СНиП 2.02.03-85 — настольном документе всех архитекторов и инженеров-проектировщиков, работающих в сфере загородного строительства. Недостаточное сопротивление грунта можно легко компенсировать повышением количества буронабивных свай. Главное — правильно рассчитать вес возводимого сооружения и определить тип породы в рамках инженерно-геодезических изысканий.

Определение несущей способности буронабивных свай

Несущая способность буронабивной сваи может быть рассчитана по формуле:

Fdu = R × A + u × ∫ ycf × Fi × Hi,

R – показатель сопротивления грунта под нижним торцом буронабивной сваи;
Fi – коэффициент сопротивления боковых плоскостей опорного торца сваи;
Hi – толщина грунтового слоя, взаимодействующего с боковыми поверхностями сваи;
A – площадь нижнего торца сваи;
u – сечение сваи;
ycf – коэффициент контакта породы по боковой поверхности сваи.

Существуют таблицы, в которых приводятся расчётные значения несущей способности буронабивных свай на различных типах грунта. Однако приводимые в этих таблицах значения лучше рассматривать в качестве ориентировочных, так как шаг между ними слишком велик. Для точного расчёта рекомендуем использовать приведённую выше формулу.

На данном этапе прочтения статьи у многих может возникнуть вопрос, в каких же случаях использование фундамента на основе буронабивных свай наиболее оправдано? Бытует мнение, что подобная конструкция в принципе не готова к воздействию на неё высоких нагрузок статического характера, а потому единственная сфера её применения — это возведение лёгких каркасных зданий и всевозможных сооружений вспомогательного характера. Это в корне неверно, и чтобы в этом убедиться, достаточно взглянуть на тысячи типовых городских девятиэтажек, фундаменты которых в большинстве своём представлены буронабивными сваями, скреплёнными ростверком. Конечно, несущая способность свай, изготовленных в полевых условиях без привлечения тяжёлых буровых установок, несколько ниже, чем у массивных армированных конструкций, лежащих в основе многоэтажек. Тем не менее, этой несущей способности с головой хватит, чтобы построить кирпичный загородный дом на 200 м 2 и более.

Порядок выполнения работ

Шаг 1. Расчёт

На данном этапе производится расчёт всех проектных параметров, необходимых для возведения свайного фундамента. Для этого высчитывается вес строящегося сооружения, после чего определяется количество свай и глубина их залегания.

ВАЖНО!

Согласно строительным нормативам, минимальное расстояние между центрами соседних буронабивных свай должно составлять три диаметра сваи. В противном случае несущая способность фундамента существенно снижается.

Шаг 2. Разметка

Чтобы шнек для буронабивных свай сделал скважины в точности там, где они предусмотрены проектом, участок предварительно размечают. Как правило, для этого используется верёвочный треугольник.

Шаг 3. Бурение

Высокопроизводительная буровая установка может пробурить скважину буквально за час. Работа с бензобуром займёт чуть больше времени, но зато позволит сэкономить средства. В некоторых случаях (при строительстве небольших зданий из дерева или пенобетона) можно и вовсе обойтись ручным буром.

Шаг 4. Обустройство опалубки

Опалубка необходима для того, чтобы застраховать грунт от возможного осыпания внутрь скважины. В ряде случаев, когда плотность грунта высока, можно обойтись без опалубки, что существенно ускорит процесс строительства фундамента. Главное — оборудовать опалубку наверху сваи, чтобы она стала впоследствии её оголовьем. Это можно сделать с помощью рубероида или любого другого материала со схожими свойствами.

Шаг 5. Сооружение подушки

Назначение подушки, отсыпаемой из песка или мелкозернистого щебня, состоит в том, чтобы свести к минимуму последствия морозного пучения. Высота подушки подбирается в зависимости от климатических особенностей региона. Для средней полосы России она, как правило, составляет 12-15 см.

Шаг 6. Армирование

Армокаркас для буронабивных свай играет важную роль в обеспечении прочностных характеристик фундамента. Бетон отличается высоким уровнем прочности на сжатие, в то время как арматура позволяет существенно повысить его прочность на растяжение и на сдвиг.

Шаг 7. Монтаж

В ход идёт шнек для буронабивных свай и цементный насос, подающий раствор в скважину под определённым давлением. Главное на данном этапе, чтобы в теле сваи не образовались пустоты, так как это может сказаться на несущей способности свайного фундамента.

Шаг 8. Отливка ростверка

Отлитый из бетона и усиленный армокаркасом ростверк превращает буронабивные сваи в единую несущую конструкцию, способную принимать вес здания и передавать его на глубокие слои грунта.

Расчет буронабивных свай

В силу некоторых особенностей земельных участков (проблемная структура грунта, наличие уклона или плотность возведения сооружений) при строительстве не всегда есть возможность поставить фундамент желаемого типа. В таких случаях оптимальный вариант – буронабивной фундамент с ростверком, который становится все популярнее благодаря многим его преимуществам.

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 способность буронабивного 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 основных характеристик буронабивных свай

Перед началом строительства нужно совершить расчет несущей способности и выбрать материал изготовления, который напрямую будет влиять на показатели будущего основания.

Расчет несущей способности

Просто недопустимо выпускать из виду этот показатель в ситуациях, когда планируется сооружать здание на основании из свай. От него напрямую зависит количество используемых материалов и количество столбов, которые будет необходимо использовать при строительстве.

Таблица несущей способности свай

Несущая способность свай, на которые действует вертикальная нагрузка, зависит от уровня сопротивления основания (влияют используемые материалы), а также показатель сопротивляемости грунта. Чтобы провести расчет несущей способности свай, можно воспользоваться формулой:

Несущая способность = 0.7 КФ х (Нс х По х Пс х 0.8 Кус х Нсг х Тсг)

КФ – коэфф. однородности грунта.

Нс – нижнее сопротивление грунта.

По – площадь опирания столба (м2).

Пс – периметр столба (м).

Кус – коэффициент условий работы.

Нсг – нормативное сопротивление грунта боковой поверхности.

Тсг – толщина слоя грунта (м).

Для поиска некоторых значений можно использовать СНиП 2.02.03-85 (там содержится каждая необходимая таблица).

Проводя расчет несущей способности, также нужно учитывать размер столба. Как пример, столб диаметром 30 см выдерживает 1700 кг, а свая толщиной 50 см – уже целых 5000 кг. Это говорит об большом влиянии каждого сантиметра на уровень нагрузки, который будет выдерживать диаметр.

Таблица сопротивления свайных столбов в зависимости от глубины погружения

Расчет несущей способности: материал

Кроме размеров свай, проводя расчет нужно учитывать и материал. Как и в других типах фундаментов, большое значение имеет класс бетона.

Таблица приблизительной стоимости свайного фундамента

Как пример, использование бетона В 7,5 может позволить основанию выдерживать нагрузку в 100 кг на 1 см2. Это достаточно большой показатель.

Технология сооружения фундамента на сваях

Буронабивное основание собирается непосредственно на участке. В сваях заключается его основная особенность – именно они берут на себя всю нагрузку будущего сооружения. Чтобы провести расчет установки, нужно узнать глубину промерзания земли и провести монтаж так, чтобы подошва столба находилась ниже этой отметки.

Обязательно проводится гидроизоляция опор с помощью рубероида, устеленного 2 слоями. Верхние части столбов соединяются с помощью ростверка и от ее типа зависит вид основания: заглубленный или висячий.

С целью предотвращения вспучивания на участке ростверки висячего типа устанавливаются от поверхности земли на отдалении около 10 см. Когда ростверк будет погружен в землю – его называют заглубленным (вкапывается на 20 см и больше). Если основание сооружалось на сваях и использовался ростверк, оно способно выдерживать 1.5 Т.

Таблица для расчета бокового сопротивления опор

  • Разметочные работы. Используется канат, уровень и другие приспособления.
  • Рытье траншеи.
  • Разметка расположения опор.
  • Изъятие земли из места расположения столбов с помощью мотобура или другим способом.
  • Установка опор. Перед их размещением в скважинах необходимо предварительно разместить рубероид в 2 слоя. Его рубашка должна полностью окутывать участок столба, который будет закопан в земле.
  • Бетонирование.
  • Соединение опорной части с ростверком.
  • Укладка балки.
  • Бетонирование стыков.

При бетонировании необходимо постоянно размешивать раствор. Это позволит добиться большей прочности основания: выйдет воздух и бетон будет более плотным.

Буронабивной фундамент – отличное и экономичное решение для возведения сооружений, не уступающее прочностными показателями, как пример, тому же ленточному основанию, а также позволяющее провести работу быстро.

Подготовил
Моисеев Виктор Викторович

Несущая способность буронабивной сваи

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

Как несущая способность буровой сваи зависит от ее длины и диаметра?

Буровые сваи целесообразно применять в следующих случаях: в фундаментах опор мостов и для несущих колонн каркасных зданий, передающих на грунт большие сосредоточенные нагрузки; при передаче на фундаменты значительных горизонтальных нагрузок; при наличии в грунтах твердых включений, исключающих возможность забивки свай; вблизи существующих зданий и сооружений, где имеется опасность их повреждения вследствие сотрясения грунта в процессе принудительного заглубления свай и оболочек; в местах, где поверхность несущего пласта имеет значительную разницу в отметках.

Фундаменты из буронабивных свай возводятся путем бурения скважин, установки армированного каркаса и бетонирования свай. Перед бетонированием, если грунт неустойчив, необходимо устанавливать обсадную трубу. А при мокром грунте бетонируют сваи под глинистым раствором.

Расчет несущей способности производится по формуле

Fd= γс (γcRRA+u∑γcf ƒihi),

где γс — коэффициент условий работы сваи; в случае опирания ее на пылевато-глинистые грунты со степенью влажности Sp

γcR – коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи; усR = 1 во всех случаях, за исключением свай с камуфлетными уширениями, для которых этот коэффициент следует принимать γcR= 1,3, и свай с уширением, бетонируемым подводным способом, для которых γcR=0,9, а также опор воздушных линий электропередачи, для которых коэффициент принимается по указаниям разд. 12;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (тс/м2);

A – площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая равной: для набивных и буровых свай без уширения — площади поперечного сечения сваи; для набивных и буровых свай с уширением — площади поперечного сечения уширения в месте наибольшего его диаметра; для свай-оболочек, заполняемых бетоном, — площади поперечного сечения оболочки брутто;

u – периметр поперечного сечения ствола сваи, м;

γcf – коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, зависящий от способа образования скважины и условий бетонирования;

ƒi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта на боковой поверхности ствола сваи, кПа (тс/м2);

hi – толщина 1-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Из этой формулы видно, что несущая способность зависит от диаметра и длины сваи. Выявим зависимость несущей способности от диаметра на примере круглой железобетонной 8-метровой сваи, грунтовые условия – это глина, с показателем IL=0,4; песок средней крупности с углом внутреннего трения φ=36°. Коэффициент условий работы сваи γс=1, коэффициент условий работы фунта под нижним концом сваи γcR=1, коэффициент условий работы грунта на боковом поверхности сваи примем γcf=0,7. При глубине 8 м, расчетное сопротивление под острием сваи будет R=650 кПа. Всю длину сваи разобьем на 5 участков. Определим расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности в соответствии с разбитыми участками, получим f1=21 кПа, f2=27 кПа, f3=31 кПа, f4=32 кПа, f5= 61 кПа, при 5 вариантах диаметра 0,4 м, 0,6 м, 0,8 м, 1,0 м, 1,2 м. Расчетная схема показана на рисунке.

Рис.1 Расчетная схема для расчета зависимости несущей способности от диаметра.

Результаты расчетов сведем в таблицу. Также подсчитаем объем V и удельную несущую способность Fd,уд. =Fd/V.

Зависимость несущей способности сваи от ее диаметра

d, м0,40,60,81,01,2
Fd, кН6071185196729474110
V, м 31,02,2446,39
Fd,уд, кН/м 3604529491468456

Определим зависимость несущей способности от длины сваи. Для этого примем круглую железобетонную сваю диамтром d=0,8м.

Коэффициенты условия работ оставим прежними, так же как и грунтовые условия. Длину сваи принимаем 3 м, 5 м, 8 м, 10 м, 12 м.

Расчетные сопротивления соответственно будут изменяться в зависимости от длины сваи.

Зависимость несущей способности сваи от ее длины

l, м
3581012
Fd, кН319471196724843062
V, м 31,52,5456
Fd,уд, кН/м 3212257,4491,7496,8510,3

Из таблицы зависимости несущей способности от длины и диаметра сваи видно, что при повышении несущей способности буровой сваи выгоднее увеличивать длину буровой сваи, так как при повышении несущей способности путем увеличения диаметра сваи затрачивается больше бетона, чем при повышении несущей способности путем увеличения длины.

Указанный вывод позволяет оптимизировать проектное решение в рамках выбора рационального варианта свайного фундамента.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector