Набивные сваи
Вопрос от клиента: "Добрый день, уважаемые специалисты. Хочу построить небольшое здание из бруса (под баню, 6х6 м2) на участке с глинистой почвой. В качестве основания планирую использовать набивные сваи, поскольку считаю этот вариант наиболее экономически выгодным типом фундамента для легких строений, делать их буду самостоятельно. Подскажите пожалуйста, как правильно подойти к реализации данной задумки. Заранее спасибо."
На странице приведена информация о назначении набивных свай, технологии их обустройства, расчете и проектировании такого фундамента.
Оглавление:
Назначение набивных свай
Набивные сваи - железобетонные опоры, обустроенные посредством заливки полости в грунте (скважины) бетонной смесью с предварительным размещением в ней арматурного каркаса.Существует два варианта набивных опор - промышленного производства, созданные с привлечением МБУ (мобильных буровых установок), и кустарного изготовления, при котором скважина разрабатывается с помощью подручных средств - ручного фундаментного бура.
Рис. 1.1: Бурение под набивную сваю
Важно: промышленные набивные опоры в плане несущих характеристик не уступают, а в некоторых случаях и превосходят забивные железобетонные сваи. Бурение скважин под такие сваи может вестись на глубину до 50 метров, диаметр свай также может быть любым - от 150 до 1000 мм, тогда как в строительстве забивные сваи сечением свыше 40*40 см. практически не используются.
Рис. 1.2: Набивные сваи механизированного изготовления
Кустарные набивные сваи обладают невысокой несущей способностью, поскольку глубина из расположения в почве редко превышает 3 м (ввиду ограниченных возможностей ручного бурения). Стандартный диаметр таких опор - 250-300 мм.
Рис. 1.3: Создание набивных свай своими руками
Набивные сваи созданные МБУ установками используются в качестве фундаментов для зданий любой этажности - от тяжелых малоэтажных домов из кирпича до многоэтажек с железобетонными перекрытиями, промышленных помещений - складов, ангаров, стойл. Кустарные набивные сваи применяются как фундамент для одно-двух этажных домов из легких и умеренно тяжелых материалов - каркасных и щитовых панелей, бруса, сруба, пенобетона и газосиликата.
Устройство набивных свай
Набивные сваи промышленного производства в зависимости от технологии обустройства классифицируются на несколько видов:- Вибротрамбованные опоры;
- Штапованные конические сваи;
- Частотрамбованные сваи;
- Пневмотрамбованные сваи;
- Буронабивные сваи.
Рис 1.4: Схема вибротрамбованных свай
При обустройстве конических свай разработка скважины ведется не бурением а ударным штампованием грунта с помощью конусообразного лидера. При этом в процессе создания полости в выемку добавляется щебень для уплотнения ее стенок. После обустройства в скважину погружается армокаркас и производится бетонирование.
Рис. 1.5: Схема конических набивных свай
Для создания частотрамбованных набивных свай в грунте бурится скважина под защитой обсадной трубы, далее устанавливается армокаркас и заливается бетонная смесь. В процессе заливки сваебойный молот наносит по обсадной трубе удары, смещая ее в грунте на 4-5 см, тем самым достигается максимальное уплотнение бетона.
Рис. 1.6: Схема частотрамбованных набивных свай
В насыщенных влагой грунтах обустраиваются пневмотрамбованные сваи, в который после бурения скважины полость продувается сжатым воздухом с целью вытеснение грунтовых вод на поверхность. Заливка бетона производится с поддерживанием внутри обсадной трубы постоянно давления 0.3-0.4 Мпа, направленного на уплотнение бетонной смеси.
Рис. 1.7: Продувка скважин под пневмотрамбованные сваи
Наиболее распространенный вид набивных опор - буронабивные сваи. Бурение скважин для их обустройства в плотных грунтах ведется без каких-либо дополнительных средств, в водонасыщенных и склонных к осыпанию грунтах - под защитой обсадной трубы, в осыпающейся почве - с использованием бетонитового раствора, образующего на стенках полости твердую, препятствующую обвалам, корку. Далее в скважине размещается арматурный каркас и посредством бетонолитной трубы полость заполняется бетоном. Такие опоры могут иметь цилиндрическую форму либо обустраиваться с уширением в нижней части.
Рис. 1.8: Схема обустройства буронабивных свай
Расчёты
Проектирование фундамента из набивных свай заключается в определении габаритных характеристик опор (диаметра и длины), их количества и шага размещения. Важно: в частном строительстве преимущественно используются набивные сваи диаметром 200-300 мм, размещающиеся с шагом в 2-2.5 метра. При этом опоры обязательно должны присутствовать в местах соединения стен здания.
Чтобы произвести необходимые расчеты нужно собрать действующие на фундамент нагрузки, которые состоят из массы самого здания, веса снежного покрова, силы давления ветра на постройку и полезных эксплуатационных нагрузок. Также осуществляется расчет несущей способности набивной сваи в грунте.
Масса здания определяется как совокупный вес всех конструктивных элементов строения: цокольного и междуэтажных перекрытий, стен и кровли. Расчеты осуществляются посредством умножения размеров (м2) конструкций на удельный вес стройматериалов, использующихся для их возведения. Нормативный удельный вес стройматериалов вы можете увидеть в нижеприведенной таблице.
Рис. 1.9: Таблица удельного веса конструктивных элементов здания
Для определения несущей способности набивной сваи необходимо знать характеристики грунта на строительной площадке, а конкретно - силу их сопротивления. В идеале на участке под застройку нужно проводить геодезические испытания, они позволяют максимально точно определить требуемые исходные данные, если вы лишены такой возможности - воспользуйтесь нормативными таблицами сопротивления разных видов грунтов.
Рис. 2.0: Нормативное сопротивление грунтов
Несущая способность набивной сваи определяется по формуле: NS = Kpl*Rs*So + 0.8*P*Sg*H, в которой:
- Kpl - коэффициент однородности почвы (усредненный - 0.7);
- Rs - сопротивление почвы под опорной подошвой сваи (вышеприведенная таблица);
- So - площадь опорной подошвы сваи, см2;
- 0.8 - коэффициент работы сваи в почве (усредненный - 0.8);
- P - периметр набивной опоры, см2;
- Sg - сопротивление почвы на боковых стенках сваи (при напластованиях разных видов грунтов выводится средняя величина их сопротивления);
- H - длина расположенного в грунте тела сваи.
Рис 2.1: Коэффициент однородности почвы
Рис 2.2: Коэффициент условий работы опоры в грунте
Важно: совокупные нагрузки на фундамент разделяются на полученную величину несущей способности набивной сваи. Таким образом определяется требуемое количество опор в фундаменте
Технология обустройства набивных свай
Поскольку нашего клиента интересует собственноручное создание набивных свай, приводим краткую инструкцию по их обустройству. Для этого потребуется:- Для разработки скважины - ручной бур с удлиняемой ручкой (по типу ТИСЭ-Ф) либо механизированный бензобур с диаметром шнека 200-300 мм;
- Для формирования тела скважины - бетономешалка, цемент марки М200-М300, песок и мелкофракционный щебень в качестве наполнителя и рубероид для опалубки;
- Для армирования - прутья рифленой арматуры диаметром 12-14 мм (на одну сваю 4-6 шт., длина прутьев должна превышать высоту сваи на 15-20 см. для стыковки с арматурой ростверка, при использовании обвязки из бруса длина арматуры аналогична телу сваи).
Важно: первый этап работ - разметка фундамента. С помощью досок обноски и бечевки необходимо разбить контуры стен дома (внутренний и внешние) и разметить точки бурения под опоры.
Рис. 2.3: Разметка фундамента из набивных свай
Дальнейшие работы выполняются в следующей последовательности:
- Производится разработка скважины на требуемую глубину. В нижней части скважин с помощью откидных лезвий бура создается куполообразное уширение. На дно скважины засыпается слой песка толщиной 5 см, поверх него - аналогичный по толщине слой щебня;
- Из рулонного рубероида создается цилиндрическая опалубка (для фиксации опалубка обматывается скотчем), диаметром аналогичным диаметру скважины. При использовании поднятого ростверка верхний контур опалубки должен возвышаться над грунтом на высоте 20-30 см, что необходимо для формирования голов свай;
Рис 2.4: Опалубка из рубероида для набивной сваи
- В скважину погружается армокаркас из 4-6 прутьев арматуры. Их можно просто воткнуть в грунт либо скрепить вязальной проволокой;
Рис. 2.5: Арматурный каркас набивных свай
- Производится заполнение полости бетоном - в опалубку заливается первая порция бетона, после чего рубероид поднимается вверх, чтобы смесь заполнила уширение скважины, и возвращается в исходное положение. Далее скважина заполняется бетоном по верхний контур опалубки.
Рис. 2.6: Набивная свая самостоятельного изготовления
Аналогичным образом формируются все опоры. Для набора бетоном итоговой прочности необходимо выждать 28-30 дней.
Используемая техника
Для промышленного изготовления набивных свай привлекаются МБУ - малогабаритные буровые установки. Данная техника обустроена на базе колесных грузовых автомобилей либо гусеничных экскаваторов, которые укомплектованы необходимым для проведения буровых работ оборудованием. Важно: используемые в фундаментных работах МБУ способны бурить скважины на глубину до 50 метров, диаметром от 150 до 1000 мм. Такие машины обладают высокой эффективностью бурения в любых грунтах, в том числе и в мерзлой почве.
Рис. 2.7: Бурение под набивные сваи
В качестве бурового инструмента в МБУ используется шнековая колонна непрерывного либо составного типа. Непрерывный шнековый бур представляет собой монолитную конструкцию, которая наращивается с помощью телескопического удлинителя либо штанг Келли. Составные колонны состоят из отдельных секцией, стыкующихся между собой посредством резьбового либо шестигранного соединения.
Рис. 2.8: БМ-811
Полезные материалы
Отказ сваи
На данной странице пойдет речь о отказе сваи. Вы узнаете, что означает и как высчитывается данная величина.
Буроопускные сваи
Буроопускные сваи погружаются в скважину, диаметр которой превышает идентичные параметры самой конструкции, а оставшийся зазор заполняется раствором.
Буроинъекционные сваи
Буроинъекционные сваи применяются при строительстве объектов, находящихся в зоне плотной застройки: исторический центр города.
