Содержание
Буронабивной фундамент – это один из видов свайного фундамента, при котором сваи не забивают и не закручивают, а отливают прямо в земле, в том месте, где они должны быть установлены. При этом не требуется техника для забивки свай и не нужно переплачивать за готовые железобетонные конструкции. Кроме всего, пробурить скважины для таких конструкций можно своими руками, используя ручной бур или бензобур.
Помимо финансовой составляющей, данный вид фундамента хорош тем, что технология возведения позволяет использовать его на участках с самими слабыми и неустойчивыми грунтами, а также на склоне, что не приведет к значительному удорожанию конструкции, как, например, при строительстве ленточного фундамента или, тем более, УШП.
Фундамент с буронабивными сваями представляет собой комбинацию ленточного фундамента и свайного, но при этом лента, которая выполняет функцию ростверка, не несет на себе нагрузок, так как не соприкасается напрямую с землей.
Основание с монолитным ростверком отлично выдерживает большие нагрузки, так как ростверк, передавая нагрузку с дома на сваи, помогает равномерно распределять вес строения по всему свайному полю. Для многоэтажных домов важно произвести детальный расчет конструкции, а также продумать все нюансы, касающиеся защиты бетонных свай от атмосферных осадков и внешних воздействий.
При строительстве легких домов, либо бань и хозяйственных построек вместо монолитного ростверка можно использовать обвязку из железного профиля либо из бруса.
К минусам данного фундамента, как и всех свайных конструкций, можно отнести невозможность обустройства подвала под домом. Но владельцы участков с высоким уровнем грунтовых вод, как правило, не задумываются о наличии подвала в доме, даже с ленточным фундаментом, так как это может привести к дополнительным проблемам.
Справочная информация
Несложно догадаться о том, что рассматриваемый нами тип– свайный фундамент с монолитным ростверком (лентой). В качестве свай можно использовать как винтовые, так и забивные(или буронабивные) изделия. Но чаще всего в индивидуальном загородном строительстве задействуют буронабивные, которые сочетают с монолитной лентой – так проще и дешевле. В данном случае несущим элементом являются столбы-сваи, а монолитный ростверк (лента) служит лишь для их обвязки в единую систему, чем достигается равномерное распределение нагрузок на каждую опору.
Многие застройщики, выбирая данную конструкцию для своего дома, допускают одну непростительную ошибку: располагают ленту монолита не над землей, а прямо на ее поверхности или чуть заглубив в грунт. Чем чревато данное решение? Если у свай нет расширения в верхней части, а здание небольшое, оно будет сезонно плавать (поднимаясь зимой под действием пучинистого грунта, опускаясь весной, когда грунт растает). Если же такое расширение есть, то опора попросту может не выдержать выталкивающей нагрузки, действующей на ленту, и треснуть.
Типы свайного фундамента по материалу изготовления
- Деревянные (пожалуй самые редко используемые сваи в строительстве из-за их неэффективности)
- Металлические (винтовые — быстро устанавливаются и имеют относительно не высокую стоимость)
- Бетонные
- Железобетонные сваи (относительно невысокая стоимость с наивысшей степенью качества и надёжности)
Кроме этого, сваи имеют разный тип сечения:
- Квадратные
- Прямоугольные
- Круглые
- Квадратные, с имеющей круглой полостью
Свайный фундамент может быть с ростверком, который выполнен в виде фундаментной балки. Ее основная цель – последовательно соединить между собой соседние сваи. Также такой фундамент может быть выполнен в виде плиты. Первый вариант устраивается исключительно под несущими стенами, а второй – должен охватывать всю территорию под зданием.
Читать еще: Фундамент из красного кирпича
Ростверк свайного фундамента может быть сборным или монолитным. Монолитный тип производится посредством заливки бетона в заранее подготовленную опалубку, а сборный применяются готовые изделия из железобетона. Подробнее про плюсы и минусы свайно-ростверкового фундамента.
Как выстроить буровой свайный фундамент с подвешенным монолитным ростверком
Технология требует проведения следующих работ:
- Разметки участка с определением главных осей;
- Выравнивание грунта и копания траншеи;
- Засыпка дна траншеи песчаной смесью толщиной в 20 см;
- Пробуривание скважин ниже точки промерзания грунта на 15 см, армирование шурфа, заливка скважин раствором.
Важно! В стойких грунтах заливка осуществляется бетоном без обсадной трубы, во всех прочих грунтах в скважину вставляется обсадная труба, куда послойно с трамбованием заливается смесь из бетона марки от М100. Армирование выполняется в верхней трети сваи с расчетом выхода армирующих прутков наружу для связки ростверком.
- Гидроизоляция оголовка сваи рубероидом;
- Монтаж опалубки;
- Проводка вентиляции;
- Армирование ростверка прутком толщиной от 12 мм;
- Заливка ростверка бетонной смесью с обязательным уплотнением смеси;
- Демонтаж опалубки.
Скорость возведения фундамента зависит от размеров дома, ориентировочно все работы занимают неделю. Свайно-буровой фундамент с монолитным ростверком подвешенного типа подходит для строений любого типа, толщина стен которого не превышает 30 см.
Технология обустройства ростверка заглубленного повторяет все действия, но добавляется слой геотекстиля на песчаную подушку. Это делается для того, чтобы влажность грунта не нарушила целостности подошвы основания. По времени устройство ростверка заглубленного типа своими руками занимает ровно столько же, сколько и строительство основы с висячим ростверком.
Этапы строительства фундамента на буронабивных сваях с ростверком
Строительство буронабивного фундамента с ростверком надо начинать с расчетов, при которых определяется количество свай и их диаметр. Оба параметра будут зависеть в основном от веса дома. Определить его сложно, ведь придется учитывать большое количество используемых для его возведения стройматериалов. Но на практике строители пользуются упрощенным расчетом, где в основном учитывается вес стен, который затем умножается на коэффициент 1,3.
Расчеты
Чтобы определиться с массой стен дома, надо учитывать, из каких материалов они возводились. Потому что у каждого материала своя плотность. Эта величина постоянная, так что остается лишь определиться с объемом несущих стеновых конструкций. Сама стена в сечение по вертикали – это прямоугольник, площадь которой определяется по формуле: S = a x b, где «a» и «b» — это высота стены и ее ширина. По проекту здания это определить несложно.
Теперь полученное значение площади надо умножить на длину стены. Для этого в проекте замеряются все длины стен в независимости от их расположения. То есть, это и внешние, и внутренние. Полученное от перемножения значение и есть общий объем всех стен. Теперь его надо умножить на плотность материала, из которого дом планируется возводить. Вот несколько позиций по основным стройматериалам.
| Материал | Плотность, кг/м³ |
|---|---|
| Кирпичи | 1800 |
| Бетон | 2400 |
| Пенобетон | 300-1400 |
| Брус сосновый | 500 |
К примеру, если дом сооружается из кирпича, а его размерные габариты: высота 4 м, длина всех стен 100 м, ширина кладки в полтора кирпича, то есть 40 см, то можно подсчитать примерный вес дома.
- 4х100х0,4=160 м³ – это общий объем стен.
- 160х1800=288000 кг или 288 тонн – это вес стен дома.
Теперь последнее значение надо умножить на повышающий коэффициент: 288000х1,3=374400 кг. Это полный вес дома, который берется при расчете буронабивного фундамента с ростверком.
Расчет веса ростверка
К полученному значению надо еще приплюсовать вес самого ростверка. Обычно у него квадратное сечение со стороной, равной ширине стены. В нашем случае это 40 см. Длина сооружения будет равна длине внешних стен, поэтому их придется замерить по проекту. Пусть это будет 50 м. Если ростверк заливается из бетона, тогда берем для него плотность из выше обозначенной таблицы. Теперь проводим следующие математические выкладки:
- 0,4х0,4х50=8 м³ – объем ростверка;
- 8х2400=19200 кг – масса ростверка.
Читать еще: Как выровнять фундамент кирпичом
Теперь вес дома и ростверка надо сложить: 374400+19200=393600 кг, почти 400 тонн.
Расчет несущей способности сваи
У каждой марки бетона есть своя прочность на сжатие, которая обозначается в маркировке материала. К примеру, бетон М400 – у него прочность составляет 400 кгс/см². Если для устройства буронабивного фундамента с ростверком взять для примера сваю диаметром 30 см, залитую раствором М400, то несложно подсчитать, какой вес она может выдержать.
Для этого надо найти площадь сечения сваи, которая собой представляет круг. Фот формула: S=πD²/4, где π – Архимедово число, равное 3,14. Подставляем числовые значения:
Теперь надо умножить полученную площадь на прочность бетона: 706х400=282400 кг. Это и есть максимальная нагрузка, которую может выдержать одна свая. Для нашего примера с расчетом веса дома в 400 тонн, потребуется всего лишь 2 сваи, и их хватит с запасом. Понятно, что это всего лишь пример, он просто показывает, как надо проводить расчеты. Но в данном конкретном случае можно выйти из положения, уменьшив диаметр свай и понизив марку бетона.
Расчет буронабивного фундамента с ростверком на этом не заканчивается, потому что кроме несущей способности бетона надо учесть и несущую способность грунта.
Расчет количества свай
Для его проведения потребуются значения несущей способности грунта, при которых он не поддается усадке.
| Тип грунта | Несущая способность, кгс/см² |
|---|---|
| Мелкий песок | 3 |
| Средней фракции | 3,5 |
| Крупный | 4,5 |
| Глина твердая | 6 |
| Глина пластичная | 3 |
| Щебень, гравий, галька | 6 |
Если свая имеет диаметр 30 см, то его площадь равна 706 см². Сооружается она на песчаном грунте с крупным песком, у которого несущая способность 4,5 кгс/м². Перемножаем между собой эти показатели: 706х4,5=3177 кг, округляем до 3 тонн. Такой вес может выдержать свая, не продавливая под собой грунт. А значит, надо равномерно распределить нагрузку от дома на каждую сваю, то есть, надо рассчитать их количество. Это делается так: 400/3=133 штуки.
Обычно исходят от обратного. То есть, в проекте указывается количество опор, расстояние между буронабивными сваями в ростверке, а уже на основании всех остальных данных рассчитывается диаметр столбов. К примеру, в проекте указано, что под дом будет установлено 20 свай.
- Рассчитываем несущую способность каждой: 400/20=20 тонн или 20000 кг.
- Делим полученный результат на несущую способность грунта: 20000/4,5=4440 см² – это площадь сечения сваи.
- Определяем по формуле площади круга диаметр: D= (4S/3,14)= (4×4440/3,14)=238 см, округляем до 240 см. Это и есть диаметр одной сваи.
Монтаж свайного фундамента с заглубленным ростверком
Существует три способа строительства фундамента на буронабивных сваях с ростверком.
- Сухой. Это когда в грунте делаются скважины без усиления их стенок. Эту технологию используют на устойчивых почвах.
- С использованием глинистого раствора, который формирует стенки скважины.
- С использование обсадной трубы, которую опускают в скважину, чтобы стенки последней не обвалились.
В подготовленную скважину опускается армирующий каркас, а затем она заполняется бетонным раствором.
Что касается технологии заливки буронабивного фундамента с ростверком заглубленным, то для его сооружения вместе со скважинами подготавливаются траншеи глубиною до полуметра, где ростверк будет заливаться. Они соединяют между собой готовые скважины. В принципе, сам процесс очень похож на сооружение ленточной конструкции:
- в траншеи делается песчано-гравийная подсыпка;
- монтируется вертикальная опалубка;
- внутрь устанавливается армокаркас, которые проволокой соединяется с каркасом свай;
- производится заливка бетона.
Читать еще: Фундамент для печи
Практика использования буронабивных свай и монолитного ростверка
Жесткость фундамента на 70% зависит от состояния грунта,и еще 30% дает собственная конструкция фундамента. Оба фактора приходится учитывать при проектировании домов так, чтобы избежать необоснованных затрат на заливку бетона, и в то же время обеспечить высокую прочность конструкции.
Преимущества сочетания монолитного ростверка и буронабивных свай
Свайная система позволяет получить отличные показатели несущей способности, но только в вертикальном направлении. Железобетонные опоры способны выдержать практически любой вес здания, даже самого тяжелого, необходимо только точно рассчитать их количество и глубину погружения в грунт. В отличие от ленточной схемы, свайная опора может легко достать наиболее плотные и стабильные пласты, что дает возможность строить дома даже на болотистом грунте. Чтобы выровнять нагрузку, создаваемую массой дома, достаточно связать оголовки свай прочной ленточной конструкцией, равномерно распределяющей нагрузку от веса стен между всеми опорами.
Но возникает одно обстоятельство.
Сваи не способны противостоять горизонтальной или опрокидывающей нагрузке на свайный фундамент. Например, сильный ветер при разрушении части внешних свайных опор или локальном изменении несущей способности пластов, на которые они опираются, может привести к возникновению на коробке здания опрокидывающего момента. Если высота выступающей части опоры с оголовком больше двух поперечных диаметров, то собственной жесткости сваи уже недостаточно для компенсации горизонтальных усилий, и основная часть нагрузки придется на коробку здания.
Чтобы избежать разрушения постройки, используется схема фундамента на буронабивных сваях с монолитным ростверком. Преимущества такой системы налицо:
- Отливка из армированного железобетона обладает высокой жесткостью, при относительно небольшом весе и стоимости. Можно изготовить ростверк из металлопроката и получить аналогичные характеристики поперечной жесткости буронабивного фундамента, но стоимость такой конструкции будет на порядок дороже;
- Для формирования единой монолитной конструкции из буронабивных свай и балки ростверка достаточно правильно связать арматуру и оголовки свай с прутьями железобетонной ленты и залить связку бетонным раствором;
- При формировании монолитного каркаса из свай и ленты ростверка все зазоры между горизонтальной балкой и оголовками разных свай будут компенсированы в ходе заливки бетоном. Если устанавливать ростверк из металла, потребуется изготавливать массивный закладной элемент из проката, который будет связывать бетонное тело буронабивной сваи и стальной ростверк.
Преимущества и недостатки бурозаливного фундамента
Каждый вариант основания для здания обладает своими преимуществами и недостатками. Бурозаливной фундамент востребован в строительстве на участках со сложным грунтом, но перед сооружением этой основы следует знать её основные особенности:
- высокий уровень надёжности;
- защита здания от грунтовых вод;
- пригодность для строительства на мягком грунте;
- невысокие затраты на строительные материалы;
- непродолжительный период возведения.
Основной минус бурозаливного основания заключается в том, что такой фундамент подходит лишь для малоэтажного строительства нетяжелых зданий. Именно поэтому его часто используют при возведении частных домов до трёх этажей в высоту.
Видео: особенности, плюсы и минусы свайного фундамента
Строительство буронабивного фундамента проводится при сооружении лёгких зданий на разных типах грунта. Такое основание обеспечивает надёжность, долговечность и устойчивость жилому дому.
