Есть проект фундамента буронабивные сваи с ростверком

Технология строительства буронабивных свай с ростверком

Выбор типа фундамента зависит от множества факторов. Буронабивные сваи с ростверком являются одним из вариантов опоры для частного здания. Чтобы определиться, в каких случаях их можно применять, необходимо подробно разобраться с технологией их устройства.

Что такое буронабивной фундамент

Устройство свайно-росверкового буронабивного фундамента предполагает, что сначала в земле выполняют бурение скважин, в которые вводится элементы каркаса. Это могут быть стальные, пластиковые, асбестовые трубы достаточно большого диаметра. После введения в грунт труб технология предусматривает армирование и заливку монолитного заполнения.

Помимо этого устройство свайного основания может выполняться другим способом. Так же как и в первом случае бурятся ямы. В них укладывают арматурные пространственные каркасы и заливаются бетоном.

Такая технология имеет несколько преимуществ:

• высокая несущая способность;
• отсутствие вибрации и воздействия на окружающие знания, как это бывает в случае забивного фундамента;
• возможность использования при сложных геологических условиях;
• если в земле располагаются инженерные коммуникации, разработка грунта под ленточный фундамент становится невозможной, но для свайного основания такие условия не страшны;
• нет необходимости заранее заказывать на заводах элементы конструкции;
• минимальные трудозатраты на разработку грунта;
• простая технология;
• изготовление выполняется непосредственно на строительной площадке, поэтому нет необходимости в затратах на доставку крупногабаритных элементов.

Схема буронабивного фундамента с ростверком.

Устройство свайно-росверкового буронабивного фундамента способно обеспечить высокую несущую способность, что позволяет использовать его для частных зданий из любых материалов.

Подготовительный этап

Перед началом строительства необходимо провести предварительные исследования и расчеты. Для вычисления потребуется знать тип грунта и его характеристики. При проектировании крупных объектов выполняют полноценное инженерно-геологическое исследование. Если необходимо выяснить характеристики для индивидуального дома, работу можно сделать самостоятельно. При изучении грунта необходимо обращать внимание на:

• тип почвы (в дальнейшем он поможет определить прочность грунта основания);
• уровень расположения грунтовых вод.

Для более полноценного изучения темы рекомендуется ознакомиться с нормативными документами:

• СП «Инженерно-геологические изыскания для строительства». Здесь приведены общие положения по проведению мероприятий. Для непрофессионального строителя здесь многое может быть непонятно.
• ГОСТ «Грунты. Классификация». Этот документ более понятен. Здесь приведена классификация различных оснований и большое количество терминов и определений по теме геологических характеристик грунтов. С этим нормативным документом рекомендуется ознакомиться даже при строительстве небольшого здания.
• СП «Свайные фундаменты». В пункте 5 приведены требования к инженерно-геологическим изысканиям для свай.

При возведении фундаментов рекомендуется проводить испытания в нескольких точках, расположенных под пятном застройки. При этом заглубление принимается на 50 см ниже проектируемой отметки подошвы свайного фундамента. Технология предполагает обязательное исследование почвы в самой нижней части участка. Остальные скважины или шурфы располагаются равномерно.

После изучения характеристик грунта приступают к расчетам. Расчет буронабивных свай выполняется как для железобетонных сжимаемых конструкций. Ростверк работает как многопролетная балка. Расчеты многопролетных элементов вручную не выполняются, поскольку они очень сложны. Для свай и для ростверка вычисления проводят по двум группам предельных состояний (ГПС):

• 1 ГПС — расчет по прочности. СП «бетонные и железобетонные конструкции», пункт 6.1 — общие положения, пункт 6.2 — расчет.
• 2 ГПС — расчет по жесткости. СП «бетонные и железобетонные конструкции», пункты 6.3-6.5. Расчет по жесткости предусматривает вычисления по деформациям, появлению и раскрытию трещин. Чаще всего проблемы с этой группой расчетов возникает у изгибаемых конструкций. При устройстве свайно-росверкового фундамента, конструкцией, работающей на изгиб, является обвязка (ростверк).

Помимо приведенного выше СП для расчета нужно изучить еще два нормативных документа:

• СП «Нагрузки и воздействия». Регламентирует нагрузки, которые нужно учесть при расчете, коэффициенты надежности к ним.
• СП «Строительная климатология». По этому нормативному документу назначается снеговой район участка строительства (по снеговому району в СП «Нагрузки и воздействия» смотрят массу снегового покрова) и глубина промерзания грунта, от которой зависит глубина заложения.
• СП «Свайные фундаменты». Пункт 7 — указания по расчету свайных фундаментов.

После завершения этого этапа должно быть решено:

• длина свай;
• их сечение;
• количество и диаметр арматуры;
• количество и расположение свай.

Завершив подготовку, приступают к строительству. Здесь также выделяют несколько этапов:

1. разметка расположения фундамента на местности;
2. монтаж свай;
3. монтаж ростверка.

Разметка участка

Чтобы вынести расположение свай с чертежей и эскизов на местность, монтируют обноску из досок. Обноска представляет собой вертикальные колышки, соединенные горизонтальной рейкой. На рейке отмечают расположение элементов фундамента, в эту точку забивают гвозди. На гвозди натягивают разметочный шнур. В итоге получается сетка из параллельных и перпендикулярных шнуров, которые обозначают оси здания или границы конструкций. Важно располагать конструкцию обноски на некотором расстоянии от будущего здания, чтобы она не мешала рабочим и не была повреждена строительной техникой.

Чтобы грамотно выполнить разметку свайного поля, необходимо руководствоваться СП «Инженерно-геодезические изыскания для строительства». Требования по выносу осей на участок приведены в пункте 9.

Бурение, армирование и заливка

Перед разметкой фундаментов срезают растительный слой почвы, который составляет примерно 10-20 см, иногда и все 50 см. После этого начинают разрабатывать скважины для заливки бетона. Как уже говорилось ранее, есть два варианта изготовления буронабивных свай:

• вдавливание в пробуренную лунку опалубки (чаще труб) и армирование с последующей заливкой бетоном;
• бурение ям, установка арматурных каркасов и заливка бетоном (без опалубки).

Бурение ям под сваи мотобуром.

После завершения скважины, с ее дна изымается рыхлый грунт. Основание тщательно трамбуют, а после этого укладывают песчаную подушку толщиной примерно 30-50 см (зависит от характеристик грунта). Песок можно использовать только средней или крупной фракции.

Расширение внизу делается специальным буром, так называемая технология ТИСЭ.

Бетон для свайного фундамента можно использовать не ниже класса В7,5 (марка М100). Бетоны от В7,5 до В15 относят к так называемым «тощим» составам. Эти материалы можно применять для небольших построек. Чаще всего для фундаментов используется класс бетона до В25. Более прочный материал использовать можно, но экономически не обосновано для частных домов, т.к. запас прочности при этом сильно превышает нагрузки от здания.

Арматурный каркас состоит минимум из 4 веток арматуры.

Арматура закладывается по расчету. Чаще всего диаметр рабочих стержней для частных домов находится в пределах 12-16 мм. Класс армирования — А400 (Аlll). Более подробные требования к материалам для возведения железобетонных конструкций приведены в СП «Железобетонные конструкции» в редакции от 2012 года, в пунктах 11.1, 11.2, 11.4 и пункте 6. Отметим, что минимальное число вертикальных стержней равно 4.

Возведение ростверка

Чтобы обеспечить совместную работу отдельных элементов фундамента, по их обрезу выполняют обвязку. Такая обвязка называется ростверком. Для буронабивных свай логичным решением станет заливка монолитного ростверка из железобетона. В этом случае технология в чем-то схожа с заливкой незаглубленного ленточного фундамента.

Общая площадь сечения арматурных прутов должна составлять 2-3% от площади сечения ленты. Требования к материалам приводятся в том же СП «Бетонные и железобетонные конструкции». Арматура для ростверка — А400, так же как и для свай. Разница в классе бетона. Ростверк — изгибаемый элемент, поэтому для его изготовления нельзя применять «тощие» бетоны, иначе появятся трещины.

Заливка бетонной смеси выполняется в заранее подготовленную опалубку, которая изготавливается из досок. Требования к опалубке приведены в СП «Бетонные и железобетонные конструкции», пункт 11.3. После установки опалубки фиксируют арматуру. Расстояние между опалубкой и любым стержнем должно составлять не менее 2-3 см, это обеспечит защитный слой из бетона, который предотвратит коррозию стали. Каркасы изготавливают двумя способами:

• сваркой прутов;
• связыванием прутов с помощью вязальной проволоки.

Снизу виден зазор, который необходим для предотвращения морозного пучения на ростверк.

Второй вариант трудоемкий, но и более надежный. Даже если принято решение использовать сварку, на углах здания, пруты все равно связывают. При строительстве между ростверком и землей предусматривают зазор от 5-10 см. Он необходим для предотвращения повреждений при вспучивании грунта в зимний период, можно уложить под ростверк пенопласт низкой плотности.

Зазор защищается от осыпания грунта листами плоского шифера.

Перед тем, как приступать к работе, нужно тщательно изучить хотя бы основную документацию по теме. Из приведенных в статье нормативных документов, самыми важными при строительстве буронабивного фундамента являются:

• СП «Свайные фундаменты»;
• СП «Бетонные и железобетонные конструкции».

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник

Расчет свайного фундамента с ростверком

Фундаменты являются крайне ответственной частью любого здания. Появятся ли трещины на стенах, будет ли дом проседать со временем — все это зависит от того, насколько грамотно подобраны размеры и материалы для опорной части. Чтобы правильно запроектировать буронабивной свайно-ростверковый фундамент, потребуется выполнить его расчет по несущей способности.

Расчет буронабивной сваи

Несущая способность фундамента — это нагрузка, которую он сможет выдержать без разрушений, деформаций или других неприятных процессов. При конструировании буронабивного основания потребуется выяснить следующую информацию:

• сечение элемента;
• длина;
• расстояние между отдельными сваями.

Расчет свай по несущей способности часто выполняется с заранее известным сечением фундамента. Эта характеристика зависит от имеющейся в наличии техники. В качестве исходных данных необходимо подготовить:

• состав грунтов на участке;
• сбор нагрузок на опору дома.

Сбор исходных данных для расчета

Перед тем, как рассчитать буронабивной свайно-ростверковый фундамент, потребуется изучить свойства почвы на участке строительства. Выполнить это можно двумя методами: отрывка шурфов (глубоких ям) или бурение ручным инструментом. Изучение почвы проводят чуть глубже предполагаемой подошвы (примерно на 50 см). При выполнении работ необходимо анализировать каждый плат грунта, определять его тип.

Чтобы получить представление о том, какие бывают грунты, как правильно их различать, рекомендуется прочитать ГОСТ «Грунты. Классификация». Особого внимания заслуживает приложение А, в котором даны основные определения.

Следующий этап расчета буронабивной сваи и ростверка — сбор нагрузок. Его проще выполнять в тоннах. Для его выполнения потребуется знать объемы строительных конструкций и плотности материалов, из которых они изготовлены. Чтобы подсчитать массу здания нужно вспомнить простую формулу из школьной физики: «Массу мы легко найдем, умножив плотность на объем». В сбор нагрузок на фундаменты включают:

• собственную массу опорной части (назначают ориентировочно);
• массу перекрытий, стен, перегородок (проемы из общего объема лучше не вычитать);
• полезную нагрузку на перекрытия (для жилых зданий эта нагрузка назначается 150 кг/м 2 пола, берется на каждом этаже);
• массу кровли;
• снеговую нагрузку (зависит от климатического района строительства, расчет выполняется по СП «Нагрузки и воздействия»).

Совет! Для упрощения задачи снеговую нагрузку можно назначать по специальной карте или таблице. То есть без выполнения сложного расчета.

Найденную массу каждого элемента нужно умножить на коэффициент надежности по нагрузке. Величина этого коэффициента зависит от материала, из которого изготовлена конструкция. Для снеговой и полезной нагрузок коэффициенты постоянны и составляют 1,4 и 1,2 соответственно.

Тип строительной конструкции	Коэффициент надежности по СП «Нагрузки и воздействия»
металлические	1,05
деревянные	1,1
железобетонные и армокаменные (например, кирпичные), изготовленные на заводе	1,2
железобетонные монолитные	1,3

Более подробную информацию о сборе нагрузок на фундаменты можно найти в статье «Сбор нагрузок на фундамент — пример».

Справочная информация

Чтобы правильно рассчитать буронабивной свайный фундамент потребуется знать прочностные характеристики грунта. Информацию об этом можно найти в ВСН 5-71. Для удобства далее представлены адаптированные таблицы из этого документа отдельно по каждому типу почв.

Таблица 1. Несущая способность глинистых грунтов в зависимости от консистенции и пористости на опорном участке сваи, т/м 2 .

Таблица 2. Несущая способность глинистых грунтов по длине буронабивной сваи, т/м 2 .

Таблица 3. Несущая способность песчаных грунтов, т/м 2 .

Таблица 4. Несущая способность крупнообломочных грунтов, т/м 2 .

Чтобы выполнить расчет сечения и расстояния между сваями необходимо выбрать одно или два (для глин) значения из приведенных в таблице в зависимости от результатов отрывки шурфов или бурения.

Порядок расчета

После внимательного изучения всех предыдущих пунктов для расчета свайно-ростверкового фундамента должна иметься следующая информация:

• масса дома в тоннах и нагрузка на каждый погонный метр ростверка;
• несущая способность грунта в тоннах на м 2 .

Чтобы найти нагрузку на погонный метр фундамента, нужно массу дома поделить на суммарную длину ростверка.

Несущая способность одной сваи находится по формуле:

P = (0,7*R*S) + (u*0,8*fin*li), где

P — несущая способность каждой сваи фундамента;

R — прочность грунта, найденная по табл. 1, 3 или 4;

S — площадь сечения сваи на конце (формула для нахождения приведена далее);

u — периметр сваи;

fin — сопротивление почвы на боковой поверхности буронабивного свайного фундамента, найденное по табл. 2;

li — толщина слоя грунта, который оказывает сопротивление боковой поверхности;

0,7 и 0,8 — коэффициенты, которые учитывают однородность грунта и условия работы сваи.

Для сваи круглого сечения площадь находится через диаметр или радиус: S = 3,14*D 2 /4 = 3,14*r 2 /2. Здесь D и r — это диаметр и радиус соответственно.

Чтобы рассчитать расстояние между элементами фундамента требуется воспользоваться следующей формулой:

l — расстояние между сваями буронабивного фундамента;

P — несущая способность одной сваи, найденная ранее;

Q -нагрузка на погонный метр фундамента (масса дома делить на длину ростверка).

Совет! Перед началом расчета необходимо ознакомиться с СП «Свайные фундаменты». Минимальный диаметр свайного основания при длине элемента менее 3 метров составляет 30 см. Чтобы найти наиболее рациональное решение рекомендуется рассмотреть 2-3 варианта геометрических размеров свай. Для каждого случая находят расстояние между опорами и оценивают затраты на строительство. Выбирают наиболее экономичный вариант.

Подробный расчет расстояния между сваями с рассмотрением нескольких примеров может занять много времени. Но здесь перед будущим владельцем дома стоит выбор, что экономить: время или деньги.

Армирование буронабивной сваи

Рабочая арматура располагается вертикально вдоль сваи. В качестве нее используют пруты класса А400 (Аlll) диаметром 10-16 мм. Поперечную обвязку изготавливают из гладкой арматуры А240 (Al) диаметром 6-8 мм. В каждой свае должно быть не менее четырех рабочих вертикальных прутка.

Расчет ростверка

Расчет ростверка свайного фундамента выполняется примерно так же, как и вычисления для ленточного типа опорной части дома. Чтобы рассчитать ширину ленты потребуется воспользоваться формулой:

B — необходимая ширина ростверка;

М — масса дома (за вычетом массы свай);

L — длина ростверка;

R — несущая способность грунта (слоя у поверхности).

Этот расчет подойдет для ленты, расположенной непосредственно на земле или с небольшим заглублением. Для висячего ростверка расчет будет более сложным, выполнять его самостоятельно проблематично.

Армирование ростверка

Подобрав ширину ростверка буронабивного фундамента, необходимо грамотно его армировать. Можно использовать требования к стальным стержням из СП «63.133301.2012».

В качестве материала для армирования выбирают пруты класса А400 (Alll). Максимально допустимый диаметр рабочих прутов — 40 мм. Минимальные значения приведены в таблице.

Вид арматуры		Диаметр прутов
Продольная (рабочее)	длина стороны ростверка меньше 3м	общее сечение всего армирования = 0,001*В*H, где B— ширина ростверка, а H — высота. По площади сечения диаметр находят с помощью сортамента арматуры. Количество стержней принимается четным (одинаковое число сверху и снизу). Диаметр назначают не менее 10 мм
	длина стороны ростверка больше 3м	то же, но диаметр назначают не менее 12 мм.
Поперечное (горизонтальное)		6 мм
Вертикальное при высоте ростверка меньше 80 см		6 мм
Вертикальное при высоте ростверка больше 80 см		8 мм

Пример расчета свайного буронабивного фундамента

Исходные данные для расчета:

• одноэтажный кирпичный дом с мансардой, толщина стены 380 мм;
• размеры в плане 7 на 9 метров, внутренних несущих стен нет (только перегородки), высота этажа 3 м;
• кровля стропильная мансардная с покрытием из металлочерепицы;
• грунты на участке — полутвердая глина с коэффициентом пористости 0,6, залегает на 3 м, R = 72 т/м2, fin = 3,5 т/м2 (взято значение для глубины 1 м).

Сбор нагрузок удобнее выполнять в табличной форме. Необходимо не забывать коэффициенты по надежности.

Нагрузка	Величина, кг
Наружные кирпичные стены 380 мм	(9 м(длина)*2 шт + 7 м (ширина)*2 шт)*4,5м(высота на первом этаже + на мансарде)*0,38 м*1800 кг/м 3 (плотность кирпича)*1,2 (коэффициент) = 118200 кг
Перегородки из гипсокартона без шумоизоляции высотой 2,7 м (от пола до потолка)	30 м (длина на весь дом)*2,7 м (высота)*27,2 кг*1,2 = 2645 кг
Железобетонные монолитные перекрытия толщиной 200 мм	2шт (на 2 этажа) *7 м (ширина дома )*9 м (длина дома)*160 кг/м 2 (средняя масса перекрытия на кв. м) *1,3 = 26210 кг
Кровля	7 м*9 м*60 кг (масса кв. метра кровли из металлочерепицы) *1,2 (коэффициент надежности) /соs30ᵒ (угол наклона ската) = 5215 кг
Полезная нагрузка на перекрытия (2 шт., пол первого и пол второго этажей)	2 шт *7 м*9 м*150 кг/м 2 (нормативное значение для жилья) *1,2 = 22680 кг
Снег (нормативное значение снеговой нагрузки взято для г. Москва)	7м*9м*180 кг (нормативное значение) *1,4/cos30° = 13050 кг

Ростверк предварительно принимаем шириной 0,4 м и высотой 0,5 м. Длина буронабивной сваи предварительно — 3 м, сечение диаметром 40 см, устанавливаются с шагом 1,5 м.

Количество свай = 32 м (L, длина ростверка)/1,5 м (шаг свай) +1 = 22 шт. (округляем до целых в меньшую сторону). S = 3,14*0,42/4 (формула площади через диаметр, см. ранее) = 0,126 м 2 .

Масса ростверка: 0,4м *0,5 м *32 м (длина) *2500 кг/м3 (плотность ж/б)* 1,3 (коэффициент) = 20800 кг.

Масса свай: 22 шт.*3 м *0,126 м2 *2500 кг/м 3 *1,3 = 27030 кг.

Суммарная масса всего дома = 235830 кг = 236 т.

Нагрузка на погонный метр = Q = 236 т/32 м = 7,36 т/м.

Расчет свай

Вариант расчета сваи 1.

Несущая способность одной сваи = P = (0,7*R*S) + (u*0,8*fin*li) = (0,7*72 т/м2*0,126 м2) + (1,26 м*0,8 *3,5 т/м 2 *3 м (длина сваи)) = 16,93 т.

u = 3,14*D = 3,14*0,4 = 1,26 м, где D — диаметр сваи.

Расстояние между сваями = l = P/Q = (16,93 т)/(7,36 т/м) = 2,3 м. Шаг достаточно большой, можно уменьшить длину сваи до 2м.

Вариант расчета сваи 2.

В расчетах для предыдущего случая требуется заменить всего одно значение. Несущая способность одной сваи = P = (0,7*R*S) + (u*0,8*fin*li) = (0,7*72 т/м 2 *0,126 м2) + (1,26 м*0,8 *3,5 т/м 2 *2 м (длина сваи)) = 13,41 т.

Расстояние между сваями = l = P/Q = (13,41 т)/(7,36 т/м) = 1,82 м.

Вариант расчета сваи 3.

Рассмотрим еще один вариант с диаметром сваи 50 см и длиной 2 м.

S = 3,14*0,52/4 = 0,196 м 2 ;

u = 3,14*D = 3,14*0,5 = 1,57 м.

Максимальное нагружение одной сваи = P = (0,7*72 т/м2*0,196 м 2 ) + (1,57 м*0,8 *3,5 т/м 2 *2 м (длина сваи)) = 18,67 т.

Расстояние между опорами = l = P/Q = (18,67 т)/(7,36 т/м) = 2,54 м.

Рекомендуется выбирать шаг свай приближенный к 2 м. В рассматриваемом случае оптимальным станет 2 вариант с фундаментами небольшого сечения и длины. Для более точного результата можно рассчитать расход материала во всех случаях и сравнить его.

Поскольку планируется строительство тяжелого кирпичного дома, в качестве рабочего армирования назначаем пруты побольше, диаметром 14 мм. Для изготовления поперечных хомутов используется арматура 8 мм.

Расчет железобетонного ростверка
Из массы дома, использованной при предыдущих вычислениях, необходимо вычесть массу свай. Получаем нагрузку в 208800 кг = 209 т.

Ширина ростверка = В = М/L*R = 209 т/ (32 м*72 т/м 2 ) = 0,1 м. Требуемая ширина ростверка меньше ширины стены здания. Назначаем величину конструктивно 0,4 м. Свесы стены с ростверка не должны быть слишком большими, максимальное значение 0,04м. Высоту ростверка также выбираем конструктивно 0,5 м. Остается назначить армирование:

• Рабочее принимается 0,001*0,6 м *0,5 м = 0,0003 м2 = 3 см 2 . По сортаменту подходят 4 стержня диаметром 10 мм, но по требованиям СП минимальное значение при длине стороны ростверка 6 м — 12 мм. Принимаем 4 прута диаметром 12 мм (два сверху и два снизу).
• Поперечное армирование диаметром 6 мм.
• Вертикальное армирование диаметром 6 мм (поскольку высота ленты менее 0,8 м).

Выполнение расчета позволит оптимально использовать материалы и рабочую силу на строительной площадке.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник