Как делают буронабивной фундамент, особенности устройства монолитных свай

Самой ответственной частью здания является фундамент, так как без него у стен не будет необходимой устойчивости и связки с грунтом. Некачественный фундамент тоже не станет надёжной базой – если строение не завалится, то пойдут трещины по стенам и перекрытиям, что тоже может быть опасным. Расскажем, как делают свайный буронабивной фундамент – одну из самых надёжных конструкций.

Чем обеспечена прочность свайного фундамента

Как и в любой армированной ЖБ конструкции, в сваях за прочность отвечает каркас, собранный из профилированной стержневой арматуры. Ключевое слово здесь «профилированной», ведь гладкая не сцепляется с бетоном, и не работает с ним совместно.

• Арматурный остов воспринимает основную нагрузку на сжатие, тогда как с растяжением борется подошвенная часть сваи, которую нередко расширяют. Второй составляющей монолитной сваи является сформированное из бетона тело, которое, будучи усилено каркасом изнутри, и защищено от воздействия влаги снаружи, может служить практически вечно.
• Сами по себе сваи могут выполнять функции фундамента только в том случае, когда дом деревянный (сруб или каркасник) – в этом случае головы опор могут обвязываться брусом либо швеллером. Для каменных же домов, вне зависимости от их веса, сваи являются лишь частью фундамента.
• Вертикальные опоры комбинируют с иными видами фундаментных конструкций: лентой, ростверком или плитой. В первом случае сваи под всеми стенами обвязываются лентой мелкого заложения, а сам фундамент именуется свайно-ленточным.
• Ростверк – это балки, поднятые над поверхностью грунта или опирающиеся на него. Балки могут монтироваться и поверх плиты, но когда они объединяют оголовки свай, фундамент называется свайно-ростверковым.
• Плита, кстати, тоже может комбинироваться со сваями, образуя свайно-плитный фундамент. Опираясь на вертикальные опоры, он может не только воспринимать солидные нагрузки, но и формироваться на неровном рельефе, на грунтах с переменной плотностью и слабой несущей способностью.

Каркас — основа сваи

Сваи во всех этих конструкциях являются главным элементом – обвязка только фиксирует их пространственное положение и передаёт им нагрузки от веса здания. Формирование опор начинается с изготовления каркаса, в котором количество стержней должно быть подтверждено расчётом – например, 6 стержней с обвязкой хомутами через каждые 40 см.

• Диаметр каркасной сетки должен быть на 140 мм меньше окружности скважины, чтобы снаружи образовался защитный слой бетона. А чтобы металлический вкладыш не заваливался набок, и бетонная рубашка получалась со всех сторон одинаковой толщины, между арматурой и стенкой скважины устанавливаются фиксаторы.
• Весь процесс изготовления каркасов состоит из нескольких этапов, первым из которых, если работа ведётся самостоятельно, должно быть создание чертежа (организации работают по готовому проекту). Нужен он для того, чтобы понимать, сколько опор и какого диаметра должно быть под домом, а так же, сколько и какой арматуры для них понадобится. Если расчёт произведён правильно, сваи будут иметь отличный запас прочности.
• Для сборки каркасов обычно используют шаблон, состоящий из двух дощечек с высверленными в них отверстиями под рабочую арматуру. Чтобы отверстия были идентичными друг другу, дощечки скрепляют саморезами, наносят разметку и бурят дырки сразу на всю толщину.

Примечание: Буронабивные сваи обычно имеют круглое сечение, поэтому хомуты, обвязывающие рабочие стержни, должны иметь форму окружности с аналогичным диаметром. Изгибают арматуру, конечно, не вручную, а используют ручное приспособление — армогиб.

Готовые хомуты размещают с заданным шагом вдоль закреплённых на шаблоне основных стержней, и начинают скреплять с помощью вязальной проволоки и специального крючка. При желании можно купить готовые каркасы, но при заводском изготовлении их элементы не увязывают проволокой, а фиксируют сваркой.

Особенности устройства буронабивной сваи

Буронабивными принято называть сваи, формируемые на месте строительства, хотя технологий их изготовления существует несколько. В промышленном строительстве применяют бетонирование методом НПШ (непрерывного полого шнека), либо технологии устройства свай с камуфлетной пятой, в которых уширения образуются за счёт электрохимического воздействия на грунт или взрыва.

• Если буронабивной фундамент возводится под дом, то в пробуренных заранее скважинах устраивают сваи как сплошного сечения, так и с уширениями, но расширение пятки осуществляется вручную, с помощью бура ТИСЭ. Каркасы обычно устанавливают непосредственно в скважины, после чего в них под давлением закачивают бетон, водоцементный раствор или пескоцементную смесь.
• Обсадные трубы или другие виды оболочек используют только в тех случаях, когда строительство ведётся на обводнённых грунтах, а бетонирование осуществляется вручную. Специализированные организации работают по иным технологиям, и создают защитные оболочки, пропитывая стенки скважин глинистым либо полимерным раствором.
• На сухих грунтах изолировать сваи от излишней влаги нет необходимости, поэтому никакой обсады для стенок скважин не требуется. Просто заливаемый раствор должен иметь хорошую пластичность и негустую консистенцию, чтобы часть его могла впитаться в грунт.
• Пропитанные цементным молоком, стенки скважины приобретают высокую плотность и прочность, а сама свая оказывается намертво скреплённой с грунтом. Единственный недостаток этого способа заключается в том, что возрастает расход бетона, поэтому в частном строительстве используют в качестве несъёмной опалубки асбоцементную трубу, либо изготавливают гильзы из рубероида или тонкого оцинкованного стального листа.
• Трубная обсадка удобна за счёт своей жёсткости: она позволяет вывести оголовок сваи на любую отметку без поверхностной опалубки. Гильзы обычно используют, когда отметка верха свай соответствует поверхности грунта или приямка. Если сваи должны возвышаться над землёй на небольшую высоту, гильзы, так как они дешевле, применяют тоже – только в этом случае не обойтись без наземных подпорок.

Нюансы бетонирования

Когда сваи формируются без обсадных труб, технология, по которой возводят буронабивной фундамент, выглядит примерно так. В грунте бурятся скважины, для чего используют вращательные или ударные установки. Затем в скважину закачивает жидкий глинистый раствор, который: 1) выносит на поверхность остатки рыхлого грунта; 2) укрепляет стенки скважины, предупреждая их осыпание.

На заметку: Если учесть слабую от природы водопроницаемость глин, стенки скважины, пропитанные глинистым раствором, образуют естественный гидроизоляционный слой.

В зависимости от проекта, арматурный каркас может соответствовать всей длине сваи, или устанавливаться только в определённой части. Высокомарочные бетоны вполне могут обходиться без армирования – в этом случае арматура может устанавливаться только ближе к оголовку, чтобы была возможность связать сваю с ростверком или плитой. Бетонирование ствола скважины осуществляется с помощью бетонолитной трубы, начиная заливку от пяты, и постепенно поднимаясь вверх.

Бетон не сбрасывается на дно скважины с высоты – подающая труба должна минимум на метр опускаться в толщу бетона. На этой трубе закреплён глубинный вибратор, с помощью которого бетон сразу после подачи уплотняется. Вынимают бетоновод из скважины только тогда, когда бетонирование окончено до самого верха. Это предупреждает сдавливание сваи грунтом и обеспечивает высокое качество монолита.

При необходимости обсадки стенок скважины, причиной которой является высокая сыпучесть грунта, после бурения сначала устанавливают оболочку, а потом уже выполняют работы по армированию и бетонированию. Когда грунт сильно обводнён, но сохраняет свою прочность, используют технологию бетонирования с извлекаемой оболочкой.

В этом случае обсадная труба устанавливается временно, лишь для изоляции полости скважины от грунтовых вод. В неё заливается гидрофобизированный бетон, а по окончании бетонирования труба аккуратно вынимается. Таким образом, с помощью одной обсадной трубы можно залить все сваи на объекте.

Преимущество технологии ТИСЭ — заключение

В частном строительстве РФ большую популярность приобрела технология устройства свайного фундамента ТИСЭ, запатентованная в 90-х годах отечественным инженером Яковлевым. Её главное достоинство – сравнительная дешевизна. Отличительная особенность заключается в использовании специального чашеобразного бура, с помощью которого можно расширить забойную часть скважины вручную.

С помощью бура ТИСЭ в нижней части готовой скважины формируется полусферическая полость, при заполнении которой бетоном вертикальная опора получает широкую пяту. Благодаря ей увеличивается площадь опор, повышается их несущая способность и предотвращается выдавливание фундамента пучинистым грунтом при относительно небольшом заглублении.

Такие сваи подходят как для лёгких каркасников, так и для тяжёлых каменных домов – при условии, что они связаны в единую конструкцию монолитным ростверком. Но они, учитывая небольшую глубину заложения, не подходят для сложных условий строительства, будь то неоднородный или обводнённый грунт, либо неровный рельеф. Да и для каменистых грунтов это не лучший вариант, так как бурить такой грунт вручную очень сложно.