Буронабивные сваи: технология устройства и расчет. Буронабивные сваи Расчет количества буронабивных свай

ПСК «Основания и фундаменты» принимает заказы на любые буровые работы и на устройство фундаментов всех типов.

В числе наших услуг – расчет и устройство буронабивных свай.

Какие параметры определяет расчет буронабивной сваи

Одно из самых популярных оснований под дом – буронабивные сваи.

Рассчитать буронабивной фундамент – это значит определить необходимое число свай, шаг монтажа, сечение стержня и глубину погружения. Глубина и сечение – взаимозависимые характеристики. Глубина зависит от особенностей грунта: состава, уровня грунтовых вод, уровня промерзания.

Несущая способность должна быть соответствовать проектным нагрузкам. Ниже недопустимо, намного больше – неэкономично, неоправданные лишние расходы. Чтобы этот баланс соблюдался, в проектировании используется коэффициент надежности. Для жилых домов его принимают 1,2.

Предварительные исследования позволяют определить тип грунта. Далее из раздела ГОСТ «Классификация грунтов» можно взять значение нормативного сопротивления сваи для нужного типа, оно потребуется при расчетах. Нормативных сопротивлений два: одно для основания сваи, второе для боковой поверхности. Примеры значений сопротивления основания:

супесь, пористость 0,5 – от 41 (мягкопластичная) до 47 (твердая);
суглинок, пористость 0,7 – от 31 до 37;
глина 0,6 – 57-75;
крупнозернистый песок – 50-70 (в зависимости от плотности и влажности);
пылеватый песок – 20-40;
осадочный гравий – 45;
кристаллический гравий – 75.

Боковое сопротивление сваи зависит от консистенции пласта и глубины его залегания:

50 метров – 0,3-2,8 т на метр (от мягкопластичных до твердых);
100 – 0,5-3,5;
200 – 0,7-4,2;
300 – 0,8-4,8.

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

Опыт работы - более 10 лет.

Расчет нагрузок Буронабивных свай

Проектные нагрузки включают в себя суммарную массу всех конструкций дома, сезонный фактор – вес снежного покрытия на кровле, а также полезную нагрузку.

Снеговая нагрузка – цифра, имеющая постоянное значение для каждого района/климатической зоны. Ее можно взять из таблиц СП, раздел «Строительная климатология». Коэффициент надежности для нее – 1,4.

Постоянные нагрузки – это:

масса стен и перегородок – зависит от числа перегородок и материала;
перекрытия;
крыша (стропила, обрешетка, утеплитель) + кровельные конструкции (отопительные и вентиляционные трубы, оградительные решетки, молниеотводы и т.д.).

Вес кровельных покрытий различен. Легкие (металлочерепица, гибкая кровля) весят 60-70 кг на квадрат, керамическая черепица и ЦПЧ – вдвое больше (точную цифру можно узнать из инструкции к выбранному материалу).

Расчет буронабивного фундамента

Предварительные значения глубины заложения (длины стержня) и сечения сваи берут из рекомендаций СНиП «Свайные фундаменты». Короткие сваи (меньше 3 метров) принимают сечением 30 см и т.д.

Формула для вычисления несущей способности – Р = Р1 + Р2, где

Р1 – несущая способность основания;
Р2 – боковой поверхности.

Р1 = 0,7 х R х F, где

R – несущая способность нормативная (табличное значение);
0,7 – табличный коэффициент однородности грунта;
F – площадь основания сваи.

Р2 = 0,8 х U х f x h, где

f – нормативное сопротивление стенок (из таблиц);
h – толщина рабочего слоя;
U – периметр сечения;
0,8 – коэффициент условий работы.

Нагрузка на п.м. фундамента определяется по формуле Q = M/U, где

М – сумма нагрузок (см. выше);
U – периметр дома. Если в доме будут внутренние стены с собственным фундаментом, их длину добавляют к периметру.

Шаг установки свай определяют как P/Q. Число свай – периметр дома, поделенный на эту цифру. Дальше можно посчитать необходимое количество бетона и арматуры. Вычисления выполняют несколько раз, варьируя длину и сечение сваи.

Ниже – пример расчета буронабивных свай для заданных параметров сооружения.

пример расчета буронабивных свай

Рассчитаем буронабивной фундамент для следующих данных:

верхний слой грунта, 2 метра – тугопластичный суглинок;
ниже – твердая глина, пористость 0,5;
площадь дома – 4 х 8 метров, периметр 24 м;
стены – кирпич 0,38 метра, плотность 1,8 тонн на кубометр;
высота стен одинаковая по всем сторонам: 1 этаж – 3 метра, мансарда – 1,5;
крыша – вальмовая, металлочерепица;
перекрытия – ж/б плиты, толщина 25 см, площадь 32 кв.м, 2 штуки (пол и мансарда);
внутренние стены – ГКЛ, суммарная длина 20 м, высота 2,7, вес квадратного метра – 0,03 тонны;

Считаем нагрузки:

вес стен – (24 х 3 + 24 х 1,5) х 1,2 (коэфф. надежности) х 1,8 = 88,65 тонн;
перегородки – 1,2 х 2,7 х 20 х 0,03 = 2 тонны;
перекрытия + цементная стяжка 3 см = 1,2 х 0,25 х 32 х 2,5 = 48 тонн;
кровля – 1,2 х 4 х 8 х 0,06 = 2,3;
снег – 1,4 х 4 х 8 х 0,18 = 8,1;
всего – 112,94 тонны;

Выполняем расчет для круглых свай длиной 3 метра, сечением 30 см, используя приведенные выше формулы:

f = 3,14 D2 / 4 = 3,14 х 0,3 х 0,3 / 4 = 0,071;
U = 3,14 х D = 0,942;
Р1 = 4,47;
Р2 = 7,84;
Р = 12,31;
L (шаг между сваями) = 1,84 метра.

Повторяем расчеты два раза, увеличивая и уменьшая сечение сваи.

Ничего принципиально невыполнимого в этих расчетах нет, только долго, трудоемко и требуется предельная аккуратность. Чтобы сократить трудозатраты, можно выполнить расчет буронабивной сваи онлайн с помощью сетевого калькулятора.

А лучше вообще устраниться от решения этой задачи – заказать расчет буронабивного свайного фундамента нам. Цены у нас невысокие, вычисления будут выполнять профессионалы, а вам не придется тратить время.

Кроме буронабивных мы изготавливаем буроинъекционные, буросекущие и бурокасательные сваи

Все работы - под ключ!

По желанию заказчика мы полностью выполним все работы под ключ, начиная с геологических исследований и заканчивая устройством ростверка.

Буронабивной фундамент: расчет, устройство и другие услуги ПСК «Основания и фундаменты»

Мы работаем в Московской и других областях РФ. К вашим услугам устройство буронабивных свай любого типа:

свайные фундаменты;
буросекущие и бурокасательные сваи для любых целей – фундаменты, ограждения, стена в грунте;
буроинъекционные для ремонта и усиления оснований, подпорных стен;
фундаменты ТИСЭ;
ростверки.

Законченные объекты, которыми мы гордимся

Наш экскаватор Hyundai R330LC c вибропогружателем OMS OVR 80 S на объекте

Работы по извлечению труб вибропогружателем специалистами ООО "ПСК Основания и Фундаменты"

Вибропогружение труб ООО "ПСК Основания и Фундаменты"

Прежде чем приступать к проектированию и тем более строительству свайного фундамента, необходимо пройти ряд подготовительных этапов, заключающих в себе изыскания и расчеты различного типа. Результатом правильно проведенных предварительных мероприятий будет прочный, экономичный, и, главное, надежный фундамент. Одной из ключевых характеристик, влияющих на рентабельность того или иного типа свай, являются геометрические параметры свайных колонн.

Верно определить размеры поперечного сечения, глубину заложения, количество скважин и другие параметры, значит построить надежное основание для будущего здания.

Типология буронабивных свайных фундаментов

Буронабивные свайные фундаменты — это одна из немногих конструкций, не поддающихся строгой классификации. Типовые размеры, представленные в различных сортаментах, сводах правил и государственных стандартах, являются лишь приблизительными рекомендациями. Тогда как серийно производимые изделия должны пройти ряд строгих проверок на соответствие стандартам качества, буронабивные сваи практически невозможно испытать, поскольку изготавливаются они в полевых условиях и закладываются прямо в грунт.

Бетонируемые непосредственно на строительном участке, буронабивные сваи отличаются высокими показателями прочности, вычислить которые можно только эмпирически. Испытания, проводимые на опытных образцах, показывают работу исключительно данных экспериментальных изделий. Поскольку условия изготовления, такие как тип грунта, уровень грунтовых вод, водонасыщенность рабочего слоя почвы, характеристики использованных арматуры и бетона, невозможно предугадать.Все имеющиеся прочностные и геометрические данные приблизительны и представлены только в качестве примера.

Конструкция буронабивных свай

Для типизации буронабивных свай используют деление по геометрическим признакам и технологическим особенностям производства и эксплуатации. СНиП 2.02.03-85 является актуализированной версий свода строительных норм и правил от 1983 года и предлагает классифицировать буронабивные сваи по способу изготовления следующим образом:

Буронабивные сплошного сечения:
с уширениями и без них;
без крепления стенок;
с укреплением боковых стенок скважин глиняным раствором или обсадными трубами (при дислокации свайной колонны ниже уровня грунтовых вод)
Буронабивные с применением технологии непрерывного полого шнека;
Береты – буровые, изготовляемые с помощью плоского грейфера или грунтовой фрезы;
Буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые с последующим образованием уширения с помощью взрыва (в том числе и электрохимического).

От способа изготовления свайных столбов зависит их окончательная стоимость и, главное, максимальные и минимальные размеры свайных колонн. Важно учитывать разновидность буронабивных свай до начала строительства, поскольку различные технологии производства предполагают разный набор специализированного оборудования, а также допустимые габариты скважин.

Предварительная подготовка к расчету

Определенные геометрические характеристики свайного столба это не просто прихоть подрядчика и проектировщика, а потребность, обусловленная необходимостью подобрать наиболее рациональный объем фундамента, способный не только выдержать предполагаемую нагрузку будущего здания, но и сэкономить бюджет заказчика. В каждом отдельно взятом случае перед определением размеров и устройством фундамента необходимо проводить ряд следующих исследований и изысканий:

геологическая разведка местности – бурение контрольных скважин в стратегических точках участка для определения типа и величины грунтовых напластований, несущей способности грунта и прочих характеристик основания;
гидрогеологические изыскания – определение уровня грунтовых вод, водонасыщенности грунта;
расчет общей массы здания и определение предельной расчетной нагрузки на погонный метр фундаментной плиты;
окончательный расчет геометрических параметров буронабивной сваи и необходимого количества свай выбранного сечения.

Результатом расчета будет сводная таблица размеров свайных колонн, и схема наиболее рационального фундамента с учетом выбранного типа буронабивных свай. Расчет размеров свай можно доверить проектному отделу строительной фирмы или провести самостоятельно. Не рекомендуется использование данных геологической разведки, полученных на соседствующих земельных наделах. Информацию о глубине промерзания грунта можно найти в СП 22.13330.2011.

Расчет свайного поля

После проведения геологических изысканий можно приступать к расчету свайного поля. Учитывая тип грунта, а также расположение уровня грунтовых вод, можно составить представление о предположительной глубине заложения скважин. В расположенной ниже таблице приведены примерные рекомендации глубин заложения в слабо просадочные грунты скважин, безопасных при указанных условиях:

Влажные, просадочные, высокопучинистые и другие ненадежные типы грунтовых оснований не рекомендуется использовать для устройства в них буронабивных свай.

Схема расположения грунтовых вод

Грунты с уровнем подземных вод выше, чем 1000 мм, считаются водонасыщенными и устройство свайных фундаментов на таких основаниях строго противопоказано технологией. Высокий уровень грунтовых вод можно понизить, проведя мероприятия по осушению, прокладке дренажных стоков и проч. Надежными слабо-пучинистыми грунтами считают те, в которых УГВ ниже глубины промерзания не менее чем на 1 метр.

Данные, приведенные в таблице, помогут составить общее представление о зависимости глубины заложения свайной колонны от характеристик грунта. Для получения более точных и надежных показателей следует провести несложный математический расчет. Принцип расчета состоит в принятии за эталон одного из показателей (например, диаметра) и расчета остальных, исходя из этих данных. Методом сравнения выбирают наиболее подходящую конфигурацию свай, из которых впоследствии формируют свайное поле.

Расчет длины висячих свай

Свайные столбы, не опирающиеся на несущий слой грунта, считают висячими. Это означает, что основную нагрузку воспринимают боковые стенки скважины,а не опорный слой грунта. Такие фундаменты предпочтительно устанавливать в районах с глубоким расположением каменистого слоя. Несущая способность таких свай не отличается от стоек аналогичного диаметра.

Если вам доступны данные геологии местности, а также тип грунта подходит для устройства буронабивных висячих свайных колонн, можно приступать к вычислению длины. Предполагаемая схема расчета выглядит следующим образом:

Принимаем некую среднюю ширину поперечного сечения сваи n=60 мм.
Рассчитываем нагрузку дома на погонный метр фундаментной плиты:

Чтобы рассчитать нагрузку на погонный метр фундамента, нужно общую нагрузку разделить на периметр. Посчитать общую нагрузку дома можно в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01-83* или СП 22.13330.2011 – в соответствующих разделах можно найти алгоритм расчета, необходимые значения коэффициентов ветровой и снеговой нагрузки и другую необходимую информацию.

Полученное значение в кг/м и будет искомой величиной. Средняя масса одноэтажного кирпичного дома 50 тонн. Следовательно, для дома с периметром 20 метров (10×10) нагрузка на погонный метр составит 2500 кг/м.

Принимаем шаг колонн не менее трех диаметров и не более двух метров – для выбранного диаметра подойдет шаг 1,5 метра. Общее количество свай будет равняться 13.
Рассчитываем нагрузку на одну сваю: для этого разделим на величину шага свай нагрузку, воспринимаемую погонным метром фундамента. Получим значение приблизительно равное 1700 кг/м.Такой необходимый предел прочности необходимо заложить в одну сваю.
Для сваи площадью сечения 0,28 м2 такое значение прочности будет равняться:

F=R∙A+u∙Eycf∙fi∙hi;

Где F – несущая способность; R–сопротивление грунта, формулу расчета которого можно найти в СНиП 2.02.01-83*; А – площадь сечения сваи; Eycf,fi и hi– коэффициенты из того же СНиП; u–периметр сечения сваи, разделенный на длину.

Для рассматриваемой в примере сваи двухметровой длины предельная нагрузка в глинистом грунте будет равняться 32,3 тонны, что позволяет уменьшить количество свай за счет увеличения шага свайных колонн, или уменьшить площадь сечения каждой отдельно взятой сваи, что позволит сэкономить средства, затраченные на бетонирование скважин.

Глубина таких свай будет зависеть исключительно от характеристик верхнего слоя грунта, относительного уровня расположения грунтовых вод и глубины промерзания. Следует также учитывать данные о промерзании грунтов и положении уровня грунтовых вод. Подробные примеры расчета глубины заложения висячих свай приведены в СНиП 2.02.01-83* в разделе 2 пункт 5 или в СП 50.102-2003.

Расчет длины стоек

Буронабивные сваи повышенной глубины заложения могут работать как стойки. И хотя обычно буровые типы являются висячими, встречаются конструкции с опиранием на твердый слой грунта. Расчет длины таких свай следует производить с учетом глубины расположения прочного несущего пласта.

В сети Интернет есть масса сервисов для автоматического расчета размеров и количества буронабивных свай. Использование таких сервисов накладывает определенный риск на пользователя, поскольку алгоритм не всегда учитывает все необходимые параметры, а владельцы программного обеспечения не несут ответственности за полученный результат.

Все сопутствующие вычисления несущей способности и геометрии сваи производятся в соответствии с технологией расчета свай-стоек и схожи с приведенным ранее примером. Дополнительную информацию о проведении расчета можно получить в вышеуказанных документах.

Зависимость диаметра сваи от типа монтажа

Площадь поперечного сечения буронабивной сваи соответствует площади скважного отверстия с поправкой на пластичность грунта. Форма замоноличиваемых свай близка к идеально цилиндрической, хотя и имеет незначительные уширения вследствие непроизвольного бокового продавливания бетонной смесью слабых мест грунта. Также в процессе заливки бетонной смеси путем увеличения подающего напора могут быть созданы умышленные уширения тела сваи для придания дополнительной прочности. Особенно актуальны такие действия для висячих свай.

Помимо всего прочего, средний диаметр буронабивной сваи определяется исходя не только из расчетных показателей, но и из возможностей оборудования, предназначенного для устройства того или иного типа свай. Примерные значения диаметров в зависимости от конструктивных особенностей установки:

Устройство баретов предполагается при наличии высокопучинистых нестабильных грунтов. Делать такой фундамент для среднестатистического основания нерационально. Конструкция бура предполагает устройство только скважин диаметром либо 300 мм, либо 400 мм.

Шаг диаметров определяется набором буров, используемых для устройства скважин того или иного типа. Конструктивные особенности каждой из разновидностей буровых установок не позволяют устраивать скважины большего или меньшего диаметра, чем те, что указаны в спецификациях на проведение работ. Ознакомиться с рабочими параметрами буровых установок можно у поставщика или арендодателя.

При устройстве свайного поля и определении размеров свайных колонн следует учитывать рекомендуемый шаг свай, от которого будет зависеть частотность скважин и распределение нагрузки. Посмотрите видео, по правильному монтажу свай:

Для равномерного распределения давления массы будущего здания на фундаментную плиту, необходимо соблюдать следующие правила:

максимальное расстояние между буронабивными сваями не должно превышать двух метров;
минимальный шаг свайных колонн должен находиться в пределах трех-четырех диаметров свай – в целях предотвращения обрушения стенок соседствующих скважин в сыпучих грунтах нужно увеличить минимальный предел;
компоновку свайного поля следует производить с учетом расположения свай в угловых точках фундамента;
по результатам расчета геометрических характеристик, после компоновки, общее количество свай должно соответствовать рекомендательным шаговым значениям – в случае превышения максимального шага свай следует увеличить количество скважин и уменьшить диаметр свай до предельно возможного;
максимальные и минимальные размеры диаметров скважин не должны превышать допустимые для выбранного типа монтажа.

Соблюдая данные рекомендации, можно спроектировать наиболее эффективный и рациональный фундамент, не беспокоясь о его надежности. При необходимости следует обратиться за помощью к специалистам, но все расчеты можно произвести самостоятельно, без особого труда.

Среди множества видов фундаментов, одна конструкция сочетает простоту, прочность и низкую стоимость. В ней дорогостоящий котлован заменен несколькими шурфами, а вместо массивного монолита установлен легкий ростверк. Однако его устройство требует точного расчета.

Чем массивнее будет дом, тем на большую глубину нужно бурить шурфы, тем большее количество бетонных столбов потребуется установить. Проектирование – трудоемкий процесс. Предлагаем использовать для расчета буронабивного фундамента калькулятор – программу, позволяющую производить вычисления по произвольно вводимым параметрам.

Проектирование столбчатого фундамента из буронабивных свай. Общие требования

Прочный фундамент должен удерживать строительную конструкцию и сохранять при этом статичное (неподвижное) положение в грунте. Сваи испытывают осевую и поперечную нагрузку. На них действует сила, величина которой зависит от полной массы строительной конструкции.

Способность фундамента к противодействию нагрузкам зависит от характеристик почвы и параметров свай, а именно:

от механических свойств грунтов, их склонности к усадке и расползанию;
от плотности установки опор в грунте;
от глубины залегания свайных подошв;
от площади опорных площадок.

На несущую способность почв влияют:

механические и физические параметры грунтов;
уровень подземных вод;
регулярное промерзание.

Чем сыпучее грунты, чем они влажнее, чем холоднее зимы, тем массивнее должен быть фундамент: шурфы бурятся глубже, а опоры делаются толще.

Тип грунтов определяется гранулометрическими параметрами почвы — удельным и объемным весом, пластичностью, влажностью, пористостью. Наиболее точные характеристики дадут лабораторные исследования образцов грунтов. Усредненные параметры приведены в таблице.

На способность столбов выдерживать нагрузку влияют факторы:

площадь основания сваи;
класс бетона;
степень армирования;
частота расположения.

Общие правила размещения столбов (свай):

Интервал между столбами должен в три раза превышать диаметров сваи;
Максимальный интервал составляет 3 м;
Минимальное сечение пятки сваи при длине элемента ростверка до 3 м составляет 0,3 м.

Определение характеристик и параметров фундамента

Для того, чтобы спроектировать фундамент, необходимо произвести расчеты по следующему алгоритму:

Вычислить общую массу строящегося здания.
Определить типы грунтов и вычислить их физико-механические параметры. Для этого берут образцы грунта на разной глубине из пробных скважин.
Определить силу, с которой дом давит на фундамент.
Произвести расчет несущей способности буронабивной сваи.
Определить общее количество буронабивных свай и их конфигурацию.

Определение массы здания

1. Массу подсчитывают для каждого элемента конструкции – стен, перегородок, перекрытий и кровли . Сначала рассчитывают объем:

V = L х D х H; (1)

L, D, H – соответственно длина, ширина и высота элементов дома.

2. Вычисляют вес:

m = V х p; (2)

где p – плотность материала.

Для подсчета используют нормативные значения удельных масс. Плотность бетона составляет, к примеру, 2494 кг, а удельный вес древесины – 480–520 кг.

3. Рассчитывают вес полезной нагрузки – добавляют массу полов, штукатурки, декоративных отделочных материалов. Эта величина – постоянная, нормативная. Она зависит от общего размера помещений дома на всех этажах. Значение веса полезной нагрузки равно 150 кг/м2.

4. Увеличивают общую массу на коэффициент запаса прочности: конструкция должна противодействовать давлению снега зимой. Величину коэффициента берут из СП «Нагрузки и воздействия». Для средней полосы России значение коэффициента надежности равно:

1,3 – для бетонных монолитных сооружений;
1,2 – для сборных кирпичных и плитных конструкций;
1,1 – для домов из бруса и бревен;
1,05 – для сооружений из стали.

Определение физико-механических параметров грунтов

1. Несущую способность грунта можно определить по таблице 1:

Таблица нормативных сопротивлений грунтов под торцом опоры, кг/м2

Свая опирается на грунт не только нижним торцом, но и всей боковой поверхностью. Это сопротивление также учитывается при расчете фундамента.

Таблица нормативных сопротивлений грунтов вдоль поверхности опоры, кг/м2

Важно: глубина шурфов должна быть на 0,3–0,5 м большей, чем глубина промерзания. Обобщенные сведения о параметрах промерзания грунтов изложены в СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Для выполнения расчетов пользуются актуализированными данными из СНиП 23-01-99 (действует с 2013 года).

Определение параметров, влияющих на несущую способность свай

Опоры изготавливаются из бетона марки 100 и выше. Для того, чтобы опора выдерживала поперечные нагрузки, ее армируют стальными прутками. Чтобы перераспределить и выровнять между сваями весовую нагрузку, придать конструкции жесткость, вершины опор обвязывают бетонным ростверком. Монолитную ленту армируют стальными прутками.

Определение количества опор фундамента и их конфигурации

Длину внутренних простенков прибавляют к общей величине протяженности фундамента. Впоследствии на базе этой величины будут определены интервалы между осями опор. Вычисления трудоемки, но их можно доверить компьютеру: машина точно рассчитает параметры фундамента.

Минимальное количество опор определено нормативной документацией: их необходимо обязательно установить в углах здания и в точках пересечения несущих стен.

Онлайн калькулятор позволит:

произвести расчет параметров ростверка;
определить необходимый объем бетона;
задать нагрузку, которую может выдержать одна свая;
установить диаметр, глубину залегания и количество опор для фундамента.

Пример: Определение сопротивляемости буронабивной сваи по материалу и по грунту

1) По материалу (Рмат):

Рмат = Кур*Sосн*Rм; (3)

Кур – индекс однородности грунтов (справочно равен 0,6);

Sосн – площадь основания опоры, м2 (определяется расчетным путем – 3,14 * r2); Площадь основания сваи диаметром полметра равна 0,196 м2;

Rм – величина сопротивления бетона (табличная); Для бетона эта величина равна 400 кг/м2.

Подставляя значения в формулу, получаем: Рмат = 47 тонн.

2) По грунту (Ргр):

Ргр = Ког*Кур*(Rгосн*Sосн*p + Кду* Rгбок*h); (4)

Ког – индекс однородности грунта (справочно равен 0,7);

Кур – индекс условий работы (принимается за 1);

p – периметр (для трехметровой сваи с диаметром 0,5 м периметр равен 0,157 м);

Rгосн – сопротивление грунта, приведено в таблице 2; Для глины составляет 90 т/м2;

Sосн – площадь основания опоры, м2 (определена ранее – 0,196 м2);

Rгрп – величина сопротивления грунта под пяткой опоры (табличная); Для твердой глины это – 90 т/м2;

Кду – дополнительный индекс условий – 0,8;

Rгбок – значение несущей способности грунтов сбоку. Определяется как средняя взвешенная для каждой точки поверхности с интервалом в 1 метр. В нашем случае равно 3,85 тонн/м2.

h – толщина первого слоя грунта, прилегающего к фундаменту. Ее расчетное значение составит 2,3м.

Подставляя цифровые величины в формулу (2), получаем сопротивление сваи по грунту – 26,5 тонн. Эта величина – меньше, чем прочность материала. Ее и берут в качестве исходной для определения количества свай.

Пример: Расчет количества опор. Алгоритм вычислений

1) Определяем весовую нагрузку на 1 м ростверка (Нпм). Для этого полную массу дома относим к общему периметру ростверка.

Нпм = Мд/Пф; (5)

2) Вычисляем межосевое расстояние между опорами: находим отношение значения несущей способность сваи к нагрузке на погонный метр фундамента.

Осв = Ргр/ Нпм; (6)

В нашем случае опора способна выдержать вес в 26 тонн. Значит, на каждый метр ростверка, при соблюдении минимального интервала размещения свай в 3 метра, может прийтись до 8,33 тонн. На практике удельное давление, оказываемое обычным одноэтажным строением на фундамент, составляет 5,5–7 тонн.

Этот расчет буронабивных свай показал: мы можем выбрать более легкую конструкцию фундамента.

Любой человек, кто хоть раз приложил свои силы к строительству дома, знает, что основой долговечности и надежности здания является его фундамент. Однако создание надежного фундамента не такая легкая задача, как может показаться изначально.

Фундамент из буронабивных свай дешевле ленточного, и при этом надежней за счет расположения его ниже глубины промерзания грунта.

Закладка любого основания дома, в зависимости от типа фундамента, требует тщательного расчета.
К подобным расчетам относится, к примеру, или несущая способность буронабивной сваи.

Если подстилающие грунты не доставляют особых проблем, то практически любой дом может обойтись обычным ленточным фундаментом. Другое дело, если грунты под местом строительства проблемные: торфяники, болотистые или сильнопучинистые. Строить дома на таких подвижных грунтах необходимо с осторожностью, соблюдая технологию. По мнению опытных строителей, оптимальной на проблемных грунтах является использование буронабивных свай, которые объединяются по верху ленточным монолитным фундаментом или ростверком.
В чем преимущество буронабивных свай?

Свайный фундамент обходится гораздо дешевле, чем ленточный (до 20-50%) или плитный (до 2-4 раз). При этом буронабивные сваи опираются на устойчивую материнскую породу, расположенную ниже глубины промерзания, что исключает их движение в вертикальной плоскости при пучении почв. Исключение составляют такие почвы, материнские породы которых расположены глубже 8-10 м. На них в качестве фундамента целесообразнее использовать монолитную плиту, которая будет «плавать» вместе с подстилающими грунтами.
Набирающие в последнее время популярность винтовые столбы также опираются своим основанием на материнскую породу, однако они зачастую подвержены коррозии, так как цинковый или лакокрасочный слой на их поверхности истирается при вкручивании в землю. Для сравнения, срок службы винтового фундамента специалистами оценивается в 40-50 лет, тогда как способен служить гораздо больший срок. Свайно-винтовой фундамент может быть столь же долговечным, если металлические трубы заполнить изнутри бетоном, однако это резко повышает его стоимость и целесообразность.

Вернуться к оглавлению

Технология использования буронабивных свай

Главной особенностью использования буронабивных свай является их заливка непосредственно на месте строительства. Единственной сложностью является бурение скважин для заливки, так как это тяжелый ручной труд (тяжелая техника для бурения скважин не всегда может проехать до участка строительства при проблемных грунтах). Однако технологии не стоят на месте и строительный рынок предлагает множество решений для бурения скважин: от бензиновых до электрических непромышленных буров и бурильных установок. Особой надежностью обладают опоры с расширенной нижней частью, однако они более сложны в изготовлении.

Закладка фундамента такого типа представляет собой процесс бурения скважины необходимой глубины, в которую помещают каркас из арматуры. Армирование придаст свае прочность на изгиб или излом в горизонтальной плоскости. После расположения арматуры скважина заливается бетоном вровень с уровнем грунта или при необходимости выше него, но с сооружением соответствующей опалубки. Опалубку делают из подручных материалов (рубероида, асбестовой трубы или досок) на необходимую по проекту высоту.
Оголовок должен быть доступен для соединения с ростверком. Чаще всего над поверхностью оставляют окончание армокаркаса, который свяжет готовые опоры с ростверком.

Вернуться к оглавлению

Расчет основных характеристик буронабивных свай

Вернуться к оглавлению

Несущая способность – главная характеристика буронабивной сваи

При создании свайного фундамента нельзя не учитывать такой параметр, как несущая способность каждой опоры, так как от этого зависит как расход материалов для их создания, так и количество самих столбов для надежной опоры здания.

Несущая способность напрямую зависит от размеров столба. К примеру, буронабивная свая диаметром 300 мм способна выдержать нагрузку в 1,7 т, тогда как свая с диаметром 500 мм выдерживает уже 5 т. При незначительной разнице в размерах нагрузка отличается в разы.

Исходя из этого, правильный расчет опор обеспечивает надежный фундамент дома. Кроме того, от напрямую зависит их количество и количество необходимого материала для их изготовления. Потому расчет количества буронабивных свай и оптимального расстояния между ними (еще один важный параметр свайного фундамента) является компонентом общего для строительства дома.

Вернуться к оглавлению

Материал изготовления

Как уже сказано ранее, показатель несущей способности буронабивной сваи зависит от ее размеров. Однако это не единственный критерий, применяемый для расчета несущей способности свайного фундамента. Не менее важно учитывать материал, из которого он изготовлен. Марка бетона, применяемого для заливки конструкции, напрямую влияет на прочность фундамента и выдерживаемые нагрузки.

К примеру, свая, залитая бетоном М 100, теоретически способна выдерживать нагрузку в 100 кг на 1 см² площади ее опоры. Этот показатель является достаточно высоким, так как свая квадратного сечения со стороной основания равной 20 см и площадью 400 см² должна выдерживать нагрузку в 40 т. Расчет показал, что несущая способность напрямую зависит от материала, из которого изготовлен фундамент.

Кроме того, важно учитывать не только ту нагрузку, которую может выдержать каждая свая, но и несущую способность самих подстилающих грунтов. Соответственно, при недостаточном количестве столбов и повышенной нагрузке на грунт фундамент может разрушиться из-за того, что отдельные сваи уйдут дальше на глубину.

Чем прочнее подстилающие грунты, тем меньшее количество опор необходимо для сооружения качественного фундамента дома. Кроме того, необходимо учитывать глубину промерзания почв на данном участке, уровень грунтовых вод, непосредственную длину конструкций, прочность арматуры и так далее.

Вернуться к оглавлению

Стоимость свайного фундамента

Все вышеперечисленные параметры влияют на количество и качество столбов, от которых зависит общая стоимость свайного фундамента. : для диаметром 15 мм, заложенной на глубину 2 м, необходимо 0,035 м³ бетона, 3 арматурных прута длиной 2 м с диаметром 12 мм и некоторое количество гладкой арматуры для их обвязки. С учетом того, что все эти материалы необходимо будет доставить до участка строительства, выходит, что стоимость каждой опоры (без учета работ по их бурению и заливке принимается условие, что все эти работы производились лично вами) равняется 180-200 руб., а общая стоимость фундамента будет равна результату от умножения этой цифры на общее количество опор.

Полученная цифра может быть скорректирована. К примеру, как уже говорилось, в строительстве применяются буронабивные сваи с расширенным основанием. Такое основание производится с помощью специального приспособления (плуга), которое надевается на наконечник бура. Плуг опускается в уже готовую скважину и вращением расширяет ее основание. Что же дает такой шаг? Обычная свая диаметром 200 мм выдерживает нагрузку в 1 т. Если же расширить ее основание до 300 мм, оставляя остальную скважину неизменной, то несущая способность увеличится до 2 т. То есть незначительное увеличение расхода бетона и специальное приспособление позволяет значительно сократить общее , что значительно снизит стоимость готового фундамента.

После того как будет известна нагрузка на фундамент, вычислена несущая способность с учетом грунтов и материалов и подсчитано необходимое их количество, определяется оптимальное расстояние между ними. Главным условием остается то, что они обязательно должны быть расположены по углам будущего здания и в местах перемычек внешних и внутренних стен.

На стоимость фундамента влияет и конструкция фундамента. Так, фундамент с ростверком будет дороже, чем без него, однако и прочностью обладать гораздо большей. При обвязке ростверком можно не опасаться того, что одна из свай поднимется или опустится под действием сил пучения, разрушая при этом целостность дома.

Если же грунты достаточно надежны, а глубина закладки позволяет не бояться пучения грунтов, то ростверк создавать необязательно.

Буронабивным называется фундамент, предающий нагрузку от здания на грунт посредством отдельных бетонных свай, которые перекрываются в последствии плитой из железобетона. Сваи для этого вида фундаментов изготавливаются в специально пробуренных каналах, прямо на стройплощадке.

Буронабивной фундамент: бетон, гидроизоляция,арматура.

Целесообразность выбора буронабивного фундамента чаще всего оправдывается на мягких, слабых или пучинистых грунтах, несжимаемый слой которых, способный воспринимать нагрузки от здания, находится очень глубоко, и все другие виды фундаментов не способны передать на них нагрузки от веса здания. Такие грунты присутствуют в заболоченной местности, в оврагах, на торфяных почвах, на склонах холмов и пр.

Расчет конструкции

Каркас буронабивного фундамента регламентируется ГОСТом.

Чтобы выполнить расчет, необходимо учитывать несущую способность каждой отдельной сваи и их количество. Понятно, что несущая способность напрямую зависит от ее габаритов. Причем, как мы увидим при расчете, совсем небольшая разница в диаметре сваи значительно увеличивает ее несущую способность. Например, при d=300 мм она выдержит нагрузку в 1700 кг, а если увеличить ее диаметр на 200 мм, то ее несущая способность резко возрастет и она уже сможет выдерживать вес до 5000 кг.

При возведении буронабивного фундамент собственными силами очень трудно понять, достигнут ли при бурении уровень несжимаемости грунта. Поэтому специалисты советуют даже после расчетов бурить на глубину от полутора до двух метров для подстраховки. Эта глубина гарантирует то, что глубина промерзания остается значительно выше, уровень грунтовых вод уже пройден, а несущая способность грунта на такой глубине достаточно велика и, наверняка будет больше расчетной с большим запасом (приблизительно 6 кг/см2)

Еще один момент, имеющий прямое отношение к расчетам, это выбор размера бура. Современное оборудование позволяет бурить очень глубокие скважины разного диаметра от 15 до 40 см. А так называемые фундаментные буры позволяют при очень небольшом диаметре бурения, например в 20 мм, достигнув дна, расширять диаметр основания вдвое или даже втрое. Это расширение обеспечивает опорную площадь сваи и увеличивает ее способность сопротивляться выпучиванию.

При расчете руководствуемся нормативным документом – Свод правил СП 24.13330.2011 Свайный фундамент. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85.

Формулы расчета

Чтобы выполнить расчет количества свай в фундаменте, необходимы два параметра – общий вес здания и несущая способность каждой в отдельности .

Расчет производится с использованием формулы.

Φ = m R F, где

R – расчетное сопротивление грунта, принимаемое.

F – площадь опирания.

m – коэффициент условий работы сваи в грунте (принимаем m=1).

Расчетное сопротивление грунта принимается для песков с любым уровнем влажности 3-4,5 кгс/см2, 1-6 кгс/см2, 5-6 кгс/см2.

На практике расчет прочности сваи определяется от марки бетона, который применялся при ее изготовлении. Цифра в марке бетона показывает, какую нагрузку способна выдержать свая на квадратный см ее веса. Например, свая из бетона М100, поперечного сечения 200х200 мм=400 см2 выдержит нагрузку в 40 000 тонн.

Сводные данные

Для удобства сведем данные в общий список:

Армирование буронабивного фундамента: арматурные стержни.

При диаметре опирания в 150 мм, площадь опирания будет равна 177 см2, несущая способность сваи принимается равной 1062 кг.
При диаметре опирания в 200 мм, площадь опирания будет равна 314 см2, несущая способность сваи принимается равной 1884 кг.
При диаметре опирания в 250 мм, площадь опирания будет равна 491 см2, несущая способность сваи принимается равной 2946 кг.
При диаметре опирания в 300 мм, площадь опирания будет равна 707 см2, несущая способность сваи принимается равной 4242 кг.
При диаметре опирания в 400 мм, площадь опирания будет равна 1256 см2, несущая способность сваи принимается равной 7536 кг.
При диаметре опирания в 500 мм, площадь опирания будет равна 1963 см2, несущая способность сваи принимается равной 11775 кг.

Данные по диаметру арматуры свай даны в разделе “Краткие сведения по технологии возведения буронабивного фундамента”.

Свая 150 мм – каркас из 3 прутов, при расходе арматуры ребристого профиля 6 м, гладкого – 0,75 м.
200 мм – каркас из 4 прутов, при расходе арматуры ребристого профиля 8 м, гладкого – 1м.
250 мм – каркас из 4 прутов, при расходе арматуры ребристого профиля 8 м, гладкого – 1.26 м.
300 мм – каркас из 6 прутов, при расходе арматуры ребристого профиля 12 м, гладкого – 1.51 м.
400 мм – каркас из 8 прутов, при расходе арматуры ребристого профиля 16 м, гладкого – 2.01 м.
С 500 мм – каркас из 10 прутов, при расходе арматуры ребристого профиля 20 м, гладкого – 2.05 м.

Расчет общего количества свай фундамента

Расчет свай: количество свай, размеры.

Учитывая общий вес дома и его нагрузку на буронабивной фундамент, производится расчет необходимого количества свай. Оно пропорционально весу дома, который зависит от того, из какого материала он будет изготовлен. Если это газобетон – давление будет легче, если кирпич, то его вес будет значительно выше. Чем вес дома больше, тем больше нагрузка на фундамент, тем больше свай будет необходимо установить. Соответственно свайный шаг установки будет уменьшаться. Тут стоит запомнить один немаловажный момент, который поможет избежать ошибок при расчете. Существует ограничение по минимальному расстоянию между осями свай. Оно не должно превышать трех диаметров сваи. Несоблюдение этого расстояния принесет обратный результат – снизит их несущую способность, тет самым фундамент дома будет ослаблен.

Например, при диаметре сваи в 500 мм, которые чаще всего применяют при возведении кирпичного дома, имеющего буронабивной фундамент, минимальное расстояние между осями должно составлять более 150 см.

Вот таким способом и с применением данных рекомендаций можно самостоятельно рассчитать буронабивной фундамент для своего кирпичного дома. Однако, если есть сомнения в том, тот ли вы выбрали фундамент, или в правильности расчета, то стоит обратиться к специалистам, которые смогут более точно определить тип грунта и его характеристики, а также проверят ваши расчеты.

Не нашли ответа в статье? Больше информации

Статьи по теме