Устройство буронабивных свай на разных грунтах

Устройство фундамента на буронабивных сваях допускается в сложных грунтах, которыми считаются водонаполненные почвы, грунты скальные и промерзлые. Работы проводятся в соответствии с технологическим регламентом, указанным в СНиП 2.02.03-85, СНиП 2.02.01-83. Коэффициент расчета прочности, качество и состав, в том числе размер фракций, берется из таблицы ГОСТ. Удобство несущего основания свайного буронабивного типа определяется точечным воздействием на грунт, вследствие чего обеспечивается снижение динамической нагрузки на основания рядом стоящих строений, коммуникаций подземного и надземного типа.

Особенности обустройства буронабивных свай в водонаполненных грунтах

В зависимости от общей массы будущего строения, а также его конструктивных особенностей, чаще выбирается фундамент на буронабивных сваях с уширенным основанием

В зависимости от общей массы будущего строения, а также его конструктивных особенностей, чаще выбирается фундамент на буронабивных сваях с уширенным основанием. Опора предполагается на слои крупного песка с глубиной залегания до 7,0-8,0 метров. Для бурения применяется буровая установка типа ПБУ, расчетный проход скважин которой не менее глубин, указанных в проекте. Установки оснащаются буровыми коронками, шнеком, ударной штангой для трамбования, конец которой заострен на 90 градусов, диаметр наконечника 27,5 см, масса 250 кг.

Начальный этап работ требует выполнения опытных исследований по степени величины влияния динамических воздействий при трамбовании сухой бетонной смеси и щебенной засыпки на рядом стоящие строения. Определяется величина высоты сбрасывания трамбовки, стандарты 3,5-5 метров – это показатель, при котором динамические воздействия оказывают минимальное влияние на близрасположеные фундаменты. Обязательно принимается в расчет количество ударов трамбовки для засыпки порции щебня.

Чтобы обустроить буронабивные сваи в водонасыщенных грунтах, выполняются поэтапные работы:

1. Проведение подготовительных работ, которые включают:
   • разметку расположения инженерных коммуникаций;
   • очистку территории от твердых наземных покрытий;
   • разметку и уточнение границ наружных оконечностей фундаментов строений, в условиях уплотненной застройки;
   • разбивку осей свай посредством разметки периметра фундамента будущего строения. Точность разбивки +/- 10 мм, обязательно закрепление точек посредством колышков, несмываемой краски.

Важно! Подготовительные работы в обязательном порядке включают определения уровня расположения подземного водонасыщеного слоя. Кроме того, проводится отработка технологии трамбования щебенной подушки в нижнюю часть скважины, и расчет количества ударов, необходимых для забивания щебня «до отказа».

2. Устройство буронабивных свай в водонасыщенных грунтах с уширенным основанием из щебня.

Выполняется монтаж в пробуренную скважину обсадной трубы с таким расчетом, чтобы частично продавить ее в грунт

На этом этапе устанавливается буровой станок на предварительно размеченную ось скважины, пробуривается отверстие до несущего слоя, с величиной заглубления 10-15 см. Осуществляемое бурение и обустройство свайных элементов проводится методом «через одну», с возвратом в пропущенные шурфы после того, как осуществится процесс схватывания смеси бетона в уже залитых шурфах. Но не ранее, чем через сутки или набора бетоном прочности в 25% от установленной проектными документами.

3. Выполняется монтаж в пробуренную скважину обсадной трубы с таким расчетом, чтобы частично продавить ее в грунт.
4. Выполняется откачка воды посредством насоса и частичная зачистка забоя желонкой.
5. Отсыпается сухая бетонная смесь на уровень 40 см объемом до 0,035 м3.
6. Постепенно обсадная труба поднимается, одновременно трамбуется сухая смесь бетона марки от М150 до первоначального уровня глубины, вследствие чего в скважине создается малопроницаемая для воды пробка-уширение из бетона, что минимизирует риск последующего наполнения скважины водой.
7. Выполняется отсыпка слоев щебня с трамбованием до «отказа». Объем порции щебня не превышает 0,025 м3, то есть высота подушки до 35 см. Фракционная составляющая щебня для уширения 20-40 мм, прочностные показатели не ниже 30 МПа.

Важно! Состояние «отказа» — это снижение уровня уплотняемого слоя до 1 см за один удар трамбовочного оборудования. В процессе работы и подсыпки сначала сухой смеси бетона, затем щебня, создается уширение в нижней части шурфа (основания) буронабивной сваи диаметра 450 мм высоты до 500 мм.

Совет! В случае, когда начальная порция щебенной подсыпки не трамбуется в грунт, подсыпается вторая порция щебенного наполнителя и утрамбовывается до состояния «отказа».

8. Выполняется монтаж внутрь обсадной трубы арматурного каркаса, сваренного из прутков диаметра 12 мм с последующей заливкой бетоном.
9. Формирование сваи посредством изымания обсадной трубы, удаление верхнего слоя грунта, устройство ростверка.

Важно! Если водонасыщение грунта ненормированно, то бетонирование свайного ствола проводится с одновременным извлечением обсадной трубы или после удаления трубы из шурфа. Перерывы в заливке бетона более, чем на 25-30 минут не допускаются.

Монтаж буронабивных свай в скальных грунтах

В некоторых случаях используется свайный тип фундамента с опорой на скальные грунты

Зачастую перед проектировщиками стоит задача перенесения на грунты основания нагрузок, превышающих расчетный коэф сопротивления. В этом случае используется свайный тип фундамента с опорой на скальные грунты. Заглубление может достигать 42 м от поверхности, при этом расчетная нагрузка составляет до 30 МИ. Нормативный документ для определения расчета свай с опорой на скальные грунты – СНиП 2.02.03-85. Несущая способность определяется прочностью грунта на одноосное сжатие под нижним концом определенного диаметра тела сваи. В случае повышенного заглубления элемента, расчет несущей способности рассчитывается по коэф, принимающему во внимание уровень заглубления. Таким образом, учитывается сопротивление боковой поверхности свайного тела.

Практически доказано, что прочностные показатели массивов скальных пород, определяемые трещиноватостью, шириной раскрытия трещин и другими факторами, всегда являются ниже показателей прочности грунта на одноосное сжатие. Кроме того, практическим путем выяснено, что при строительстве фундамента на буронабивных сваях, зачистить дно скважины от породы не всегда возможно, поэтому коэф несущей способности определяется показателями сопротивления по боковой поверхности. В этом случае свайный элемент работает как «висячий».

Сваи в грунте скального характера организовываются по образцу «висячих» или с висячим ростверком

Таким образом, сваи в грунте скального характера организовываются по образцу «висячих» или с висячим ростверком. Данный фундамент представляет собой ростверк из сборной или сплошной ж/б ленты, связывающий свайные элементы по оголовьям. Свая не упирается в грунтовые массы, из-за чего не испытывает влияния сезонных подвижек. В это же время опорный элемент полностью принимает на себя основную нагрузку несущих стеновых панелей, равномерно распределяя массу по поверхности и передавая ее на тело свай.

Важно! Лента ростверка должна располагаться на расстоянии 15-30 см от дневного края грунта.

Вне зависимости от строительства основания на коротких или длинных сваях, постепенный процесс потери несущих качеств развивается с одинаковой интенсивностью. Однако, короткие сваи «висячего» типа менее подвержены касательным напряжениям боковой поверхности, что повышает срок эксплуатации фундамента.  Неравномерность касательных напряжений боковой поверхности длинных свай приводит к быстрому их износу.

Строительство фундамента на буронабивных сваях в условиях вечной мерзлоты

Общие положения регламентируют применение фундамента на висячих буронабивных сваях на территории незасоленных вечномерзлых грунтов

Общие положения регламентируют применение фундамента на висячих буронабивных сваях на территории незасоленных вечномерзлых грунтов, имеющих показатели по льдистости ниже 0,4, вне зависимости от температурных измерений ГОСТ 25100-82, СНиП 2.02.04-88. Под висячими сваями сечения сплошного типа понимаются элементы, изготовленные буронабивным способом на всю проектную длину и передающие нагрузки на грунт боковым ребром и нижним концом.

Важно! Допустимо применение комбинированных висячих свай, нижняя часть которых состоит из монолитного бетона, верхняя – железобетонные сваи промышленного изготовления. Также допускается применение свай-стоек, передающих нагрузку на нижний конец, упираемый в грунты несжимаемого типа.

Рекомендованные условия: работы проводятся круглогодично, посредством устройства свайных фундаментов в предварительно пробуренные скважины путем выкладки бетона и его затвердения методом термоса в контакте с грунтом. ГОСТ 24546-81 регламентирует предварительные проведения контрольных испытаний на уровень статистическую и выдерживающую нагрузку. Показано применение механизмов ударного действия, функции которых не имеют ограничений по мерзлотно-грунтовым условиям и дайне скважин. Для облегчения прохода грунтов с малым содержанием крупноскелетных фракций (до 20 мм диаметра включительно), обязательно использование приборов вращательного бурения.

Как сделать буронабивные сваи в вечномерзлых грунтах:

• Подготовка строительной площадки подразумевает подсыпку гравийно-щебеночного состава для передвижения тяжелой специальной техники. До начала свайно-буровых процессов должны быть закончены все планировочные и земляные работы, произведена разметка свайного поля в соответствии с проектной документацией: оси будущих скважин отмечаются штырями, забиваемыми в грунт. Высота свободной надземной части штыря не допустима менее 15 см от высоты максимальной величины снежного заноса.
• Покрытие подполья строений выполняется из шлама бурового, предварительно обезвоженного, асфальтобетона, железобетона и прочих гидроизолирующих материалов для минимизации риска проникновения влаги из коммуникаций в грунт, засоления свайных элементов и последующей их деструкции.
• Проводимые работы по строительству монолитного плитного покрытия выполняются арматурщиками и бетонщиками типом захватки, при этом обязательно оставлять «гнездо» для пробуривания скважины. Рекомендовано ограждать место бурения деревянным коробом. Обязательным шагом является раскладка арматуры пакетами по направлению хода работ.
• Выкладка бетонной смеси в пробуренную скважину выполняется порционно с обязательным уплотнением.

В периоды зимних морозов в смесь бетона добавляются противоморозные добавки

В периоды зимних морозов в смесь бетона добавляются противоморозные добавки, осуществляется прогрев бетонного состава, а место выкладки бетона утепляется плитными утеплителями.

• Покрытие из бурового обезвоженного шлама производится одновременно с процессом бурения скважин. Равномерное распределение покрытия обеспечит дальнейшее обезвоживание шлама, в результате чего материал приобретет прочность, требуемую для передвижения. В некоторых случаях допускается добавка в шлам сухого цемента.

Важно! Покрытие подпольев сооружений выполняется после окончания работ по строительству фундамента, но до начала монтажа всего сооружения. Для приготовления смеси бетона рекомендовано применять высокоалитовые и быстротвердеющие марки портланцемента марки М400 т выше, имеющие густоту теста до 28% (ГОСТ 10178-85).

Таблица классификации грунтов с коэф крепости:

Ориентируясь на данные в таблице, застройщик определиться по принимаемому коэф крепости, в зависимости от типа грунтовых масс, что облегчит расчет несущей способности фундамента на буронабивных сваях.