Технология усиления свайного фундамента в каких случаях оно требуется

Технология усиления свайного фундамента + в каких случаях оно требуется

01.12.2018 893 Просмотров

Состояние грунта в большинстве регионов России вызывает сомнение в возможности использования традиционного фундамента.

Возможность подтопления, периодические изменения уровня залегания грунтовых вод, высокие показатели морозного пучения — все эти факторы ставят обычный ленточный фундамент под сомнение.

В подобных случаях принято использовать свайные основания, которые прочно привязаны к глубинным, плотным слоям грунта.

Верхние горизонты, имеющие чрезмерную подвижность и большое количество почвенных вод, становятся не опорными, а промежуточными наслоениями, сквозь которые сваи просто проходят до контакта с прочными уровнями.

Подобные опорные конструкции демонстрируют высокую несущую способность, но и они нередко оказываются слишком слабыми.

Когда необходимо усиление?

Разумеется, не тогда, когда фундамент осыплется к вашим ногам, обнажив кладку или венец стены строения. А хотя бы за 10-15 лет до этого события.

Ну а если серьезно, то об усилении следует задуматься всем владельцам строений, пережившим такие бедствия, как наводнение, оползень, землетрясение и так далее.

Запомните: ваш фундамент опирается на грунт и любые изменения в его структуре провоцируют проседание фундамента.

Ведь размокшая и размытая почва попросту не удержит сбор нагрузок со стороны надземной части строения. А в просевшей конструкции «заводятся» самые разные деформации: от относительно безопасного смещения, до разрушительных кренов и прогибов.

Кроме того, появление разрушительных деформаций может быть спровоцировано ошибками строителей или проектировщиков фундамента. Неверная оценка несущей способности грунта, перегруз балок ростверка, превышение расчетных нагрузок на опору или ленту сработают не хуже землетрясения.

Как обнаружить такие ошибки? Да очень просто: присмотритесь к вашему основанию и фасаду. Увидели трещины, ползущие от оконного проема к цоколю или от ростверка к отмостке? «Поздравляем» — у вашего фундамента появились пока еще небольшие проблемы.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями

Это относительно новый метод для реконструкции. Он применяется в том случае, если обнаружены признаки осадки строения. Чаще всего осадка проявляется трещинами в стенах и самом фундаменте. Также буроинъекционные сваи применяют и для других случаев. В общем, процесс работ проходит по следующему плану:

• Через существующий фундамент бурят отверстия для свай. Для бурения используют специальные механизмы. Глубину и угол скважины рассчитывают, исходя из состава грунта, уровня осадки существующего здания, наличия грунтовых вод, нагрузки на основание.
• Для работы приготовляется раствор из смеси песка и цемента.
• Готовая смесь инъекционным методом под давлением подается в скважину. Такой метод позволяет полностью заполнить отверстие и уплотнить грунт вокруг будущей сваи. Бетонирование проводится одновременно с извлечением шнека от бура.
• Непосредственно после заполнения скважины в нее опускается каркас из арматуры способом вибропогружения.
• Проводится опрессовка свай после их изготовления.
• После твердения бетона свая и существующий фундамент начинают работать как одна конструкция. Нагрузка передается на более глубокие слои грунта. Разрушение стен прекращается.

В чем плюсы и минусы такой технологии? Основные преимущество таких свай:

• их можно устраивать большого диаметра и на большую глубину;
• при работе не возникает большой шум и динамическая нагрузка на соседние строения;
• буроинъекционные сваи удобны для использования на склоне с оползнем;
• высокая скорость изготовления.

К минусам таких конструкций относят необходимость использование дорогих материалов и оборудования.

В большинстве случаев сваи располагают под углом к поверхности грунта, это связано с тем, что они должны проходить сквозь существующий фундамент. Но существует и способ усиления фундамента вертикальными буроинъекционными сваями. Для этого скважины бурят рядом с лентой, а соединение их в единую конструкцию происходит путем бетонирования и увеличения подошвы существующего основания.

Буронабивные сваи своими руками: пошаговая инструкция

Возводить такой вид фундамента можно не только летом, но даже и зимой. При работах нужно строго соблюдать порядок действий и быть внимательным на каждом этапе, иначе прочность здания может значительно сократиться.

Этап 1. Расчет будущего фундамента

На ширину фундамента напрямую влияет ширина будущих стен. К примеру, если вы будете строить каркасную баню, то мощный фундамент не нужен, т. к. постройка достаточно легкая.

Устройство буронабивного фундамента

Этот тип основания применяется не только в промышленном, но и частном строительстве. Возведение фундамента на буронабивных сваях требует спецтехники, но это быстрее и дешевле, чем заливка популярного ленточного основания. Важная особенность буронабивного фундамента – возможность его самостоятельного устройства с применением ручных или мотобуров.

Перед началом работ необходимо приготовить инструмент и материалы:

• рулетка, моток шнура, набор колышков и молоток для разметки;
• бур для скважин – ручной, с электрическим приводом или на ДВС;
• опалубка из рубероида, пластика, железобетона или асбестоцемента, чтобы их можно было оставить в скважине, для промышленного строительства понадобятся съемные обсадные трубы;
• арматура для опор и ростверка;
• инструмент для приготовления бетонного раствора, цемент, щебень, песок.

Необходимые расчеты

Чтобы правильно провести расчет количества буронабивных свай необходимо определить общую массу здания (вес стенок, плит перекрытий, коммуникаций, мебели и т.д.). Учитывая, что сваи изготавливаются из бетона М300, со стандартным армированием, несущую способность одной буронабивной сваи можно найти по таблице:

При помощи портативных буров можно подготовить скважины диаметром до 200 мм, поэтому они чаще всего применяются в частном строительстве.

Чтобы рассчитать заглубление опоры, необходимо узнать глубину промерзания грунта в местности и прибавить 20 сантиметров. Например, если промерзание достигает 1,3 м, то буронабивные сваи погружаются на глубину 1,5 м. На пучинистых, сыпучих, болотистых и подвижных грунтах потребуются дополнительные исследования, а при заглублении нужно будет добираться до пластов с твердой породой.

Для расчета количества свай потребуется массу здания поделить на несущую способность одной опоры, а полученный результат умножить на коэффициент погрешности 1,2. Он учитывает возможные неточности при определении массы ростверка, мебели, снеговой нагрузки.

Подготовка и разметка

Планировка фундамента начинается со схемы свайного поля, на которой указываются расстановка буронабивных опор. Для этого на углах участка, чтобы убедиться, что он прямоугольный, нужно замерить диагонали, они должны быть равными.

Первые четыре буронабивные сваи устанавливаются по углам, остальные должны быть равномерно распределены под несущими стенками. В местах, где будут делаться скважины, забиваются колышки.

Расстояние между буронабивными сваями с ростверком по технологии не должно превышать 2 м, но не менее 3 свайных диаметров, чтобы не нарушить структуру грунта.

Монтаж

После подготовительных этапов можно приступать к монтажу буронабивных свай своими руками. Ручным, механическим или электрическим буром проделываем скважины на заданную глубину, согласно разметке.

В скважины опускается заранее изготовленные арматурные каркасы, устанавливаются обсадные трубы. Они могут быть из металла, пластика, рубероида, асбеста, железобетона. В частном строительстве они служат несъемной опалубкой для будущих буронабивных свай. Главное условие – точная вертикальная установка по уровню.

Пространство между обсадными трубами и скважиной заполняется грунтом, которые периодически утрамбовывается. При этом требуется контролировать вертикальность трубы. Высоту свай проверяют гидравлическим или лазерным уровнем, чтобы обвязка была горизонтальной. Если трубы выше, их срезают, арматурный каркас остается как основа для связывания ростверка.

В подготовленную опалубку заливается бетонный раствор марки М300, который уплотняется ручной трамбовкой или вибратором. Залитые буронабивные сваи оставляются до полного схватывания цемента в течение 2-3 недель.

Заливка ростверка

Чтобы достигнуть максимальной прочности буронабивной фундамент соединяется ростверком – железобетонной лентой или рамкой. Он равномерно распределяет давления на все сваи. Устройство ростверка схоже с технологией строительства стандартного ленточного фундамента. Единственное отличие – его нижняя часть находится на весу, не упираясь и не заглубляясь в грунт. Основой ростверка служат оголовки свай, поднятые над землей на проектную высоту.

Ширина ростверка равняется толщине несущих стен, высота – для деревянных, пенобетонных стен равна ширине. Для каменных и кирпичных зданий – на 50% больше ширины. Ростверк заливается в несколько этапов:

• монтируется опалубка в виде короба, в которой проделываются отверстия для свай и будущих инженерных коммуникаций;
• монолитный ростверк обязательно армируется по требованиям для железобетонных конструкций, каркас связывается с выступающей арматурой буронабивных опор;
• в опалубку заливается бетонная смесь, которая должна полностью схватиться, затем опалубка демонтируется;
• производится гидроизоляция поверхности лентой из рубероида, сложенной в два слоя, либо обмазочными составами.

Почему возникает деформация фундамента?

1. Низкое качество строительных материалов;
2. Древесина ростверков разложилась, образовались минеральные кислоты, которые разрушили цемент;
3. Нет кладочного раствора или он использовался в минимальных количествах;
4. Появились трещины в основании;
5. Неравномерное расположение бетонных блоков, особенно в железобетонном фундаменте со сборными конструкциями.

Усиление наружных фундаментов.

Укрепление фундамента частного дома

• Защита от выветривания. Такая защита делается на промышленных и административных зданиях, когда возникает выветривание строительных материалов из состава основания. Выветривание возникает в кирпичных и бутовых кладках ленточного или колонного колонного типа, т.к. они отличаются низкой прочностью и водостойкостью. Сначала проводится выравнивание внешней поверхности основания по металлической сетке, затем цементным раствором тщательно затягиваются проблемные зоны. В случае, когда фундамент обветрен по всей площади, штукатурится вся поверхность, дополнительно используются гидроизоляционные материалы и полистирол для дополнительной теплоизоляции поверхности.
• Деформация подошвы основания. Возникает через воздействие грунтовых агрессивных вод, а поэтому без цементирования тут не обойтись. Визуальный результат воздействия грунтовых вод можно увидеть, раскопав фундамент. Для цементирования делается прочный несущий ростверк, желательно из стали или дуба. Затем создаются несколько основных скважин, в которые заливается бетон. Если подавать бетон под давлением, тогда он выдавливает легкие фракции из бетонного основания и замещает их. Через несколько дней новый бетон застывает и кристаллизируется вместе со старым бетоном.
• Усиление железобетонных столбов. Железобетонные столбы могут деформироваться через неправильную технологию монтажа и заливки. Ведь столбы внутри залиты бетоном и защищены армированием. Но армирование столбов приходится выполнять только извне, т.к. несущие конструкции залиты бетоном. Поэтому для усиления железобетонных фундаментов делается внешнее армирование по столбам на высоте минимум 20 см от уровня почвы, все секции прутов соединяются между собой. Также можно соединить пруты столбов под полом здания, если конструкция штыревая.
• Поставить дополнительные сваи, за счет них поднять и закрепить бетонное основание. Выполнить такую работу несложно, но тут нужно использовать подробные геодезические и строительные расчеты, ведь сваи делаются с бетона и имеют большую массу. Существует целая технология монтажа свай. На данный момент она считается самой прогрессивной и оптимальной для усиления практически всех типов фундаментов.

Монтаж свай

Это прогрессивный и надежный способ укрепления любого типа фундамента. Он основан на технологии устранения воздействия почвы непосредственно на само основание и перенос всей массы на вмонтированные сваи. Если во время анализа почвы обнаружен достаточно плотный грунт, тогда установка свай считается оптимальной.

Не стоит думать, что бетонные сваи – это обычные сваи с наполнением. Они отличаются структурой, наполнением, тут используется специальная буровая установка и буроинъекционные сваи. Особенность технологии в том, что можно усилить фундамент частного дома даже в труднодоступных местах, причем качество работ от этого не пострадает.

Буронабивные сваи – особенности использования

Ключевой недостаток технологии – это ограничение места монтажа конструкции. При установке буронабивных свай используются поперечные балки большой длины, которые подаются под конкретным углом под фундамент. Этот угол рассчитывается геодезистами.

Бурение отверстий сопровождается сотрясением почвы, а потому выполнять это самостоятельно запрещено, ведь в таких случаях возможен выброс рыхлой почвы. А это – дополнительная усадка грунта, которую нельзя допускать.

Вертикальные буровые скважины более практичны, но стоят существенно дороже. Они устанавливаются вдоль основания, соединяются специальной железобетонной балкой и дополнительно армируются. При монтаже сразу нескольких таких свай, рекомендуется использовать попарно армирование с целью обеспечить более прочную конструкцию, особенно при воздействии мягких почв. Такую технологию нельзя использовать для усиления несущих колонн.

Усиление основания здания с помощью буронабивных свай : 1 – буронабивные сваи; 2 – анкеры; 3 – балка; 4 -фундамент здания; 5 – замоноличиваемая заделка балки.

Такая технология пользуется популярностью, но далеко не всегда себя оправдывает. Ведь ее запрещено использовать в старых городах, где есть старинные здания, архитектурные комплексы и прочие сооружения культурного наследия.

Повреждение фасадов и фундаментов из-за вибрации и смещения за счет буровых столбов приведет к их деформации и разрушению. Поэтому, буронабивные сваи больше практикуют в промышленных зонах, а также в городах молодой постройки с железобетонными фундаментами свайной или монолитной конструкции, но не кирпичной или каменной.

Как укрепить фундамент с помощью вдавливаемых свай

Такой вариант усиления несущих конструкций зданий более практичен в условиях плотной застройки старыми зданиями. Они устанавливаются ближе к стене и непосредственно около фундамента. Технология установки вдавливаемых свай:

• Усиление основания и несущих стен бетонными трубам, деревянной опалубкой или лесами.
• Установка металлических труб, которые пневматическим домкратом вдавливаются в грунт и свариваются между собой;
• Засыпка грунта в месте установки свай.

Для соединения опор любого типа с фундаментом нужно использовать различные металлоконструкции, которые привариваются к арматуре фундамента или соединяются с бетоном анкерами. Для таких целей отлично подходят специальные железобетонные обоймы. Длину свай подбирают строго под тип почвы, причем конец конструкции должен упереться в плотный шар почвы.

Диаметр свай рассчитывается под каждое здание индивидуально и зависит от типа и толщины несущего основания. Но, прежде чем укрепить фундамент по такой технологии, стоит сначала провести подробное исследование почвы, ведь, из-за чрезмерной вибрации, возможна деформация колонн, опор и кладок оснований соседних зданий.

Как выполняется усиление фундамента буронабивными сваями

В одной проблемной точке используются две сваи. Они располагаются по обе стороны от ленточного фундамента и соединяются друг с другом по оголовкам усиливающей балкой. Работы выполняются в следующем порядке:

1. Пробурить в проблемном месте скважину. Глубина варьируется в зависимости от нагрузок, но должна быть не меньше линии промерзания грунта.
2. Опустить в скважину трубу-обсадку. Этот этап необходим на сыпучем и обводненном грунте, но применяется и на плотном: после работы обсадка остается в земле, служит укреплению и гидроизоляции сваи.
3. Поместить внутрь арматурный каркас. Количество вертикальных прутьев определяется расчетом, но не менее 4 штук. Прутья каркаса связываются с выступающими элементами арматуры фундамента.
4. Проштробить в ленте сквозное отверстие и пропустить в него опорную балку. Если фундамент мелкозаглубленный, балку можно пропустить под лентой.
5. Залить бетон.

Когда необходима реконструкция столбчатого фундамента, комплекс мер несколько отличается. В этом случае мы формируем по оголовкам свай полноценную железобетонную ленту, которая практически снимает нагрузку со столбов.

По всем вопросам звоните: 8 800 707-72-09

Заключение

Буронабивные сваи можно справедливо назвать одним из наиболее универсальных инструментов решения проблем, возникающих при обустройстве фундаментов. Правильно залитый и уплотненный бетон хорошего качества гарантирует жесткость и прочность цокольной части здания на десятки лет вперед. Если планировка буронабивных свай выполнена по всем правилам, то под коробкой дома можно впоследствии достроить подвал или небольшой погреб.

Расчет основных характеристик

Расчет буронабивных свай по основным характеристикам производится заранее, для чего принимаются следующие факторы:

1. Несущая способность. Зависит от размера столба. Если это элемент в 300 мм, то она выдержит нагрузку в 1,7 тонны, конструкция диаметра в 450 мм выдержит уже от 4,3 тонны.
2. Оптимальное расстояние. Высчитывается исходя из общей массы строения и расчетной несущей способности, которую выдержит изготавливаемая буронабивная свая.
3. Материал изготовления. Выбор марки бетона – основной показатель прочности. Регламентом СНиП рекомендуется применять в производство буронабивных свай марки бетона от М200 и выше.

Совет! Некоторые профессионалы допускают использование марки бетона М100. Например, для сваи квадратного сечения со стороной в 200 мм и площадью 400 см2, несущая способность обозначается как 40 т, чего вполне достаточно для частного домостроения.

1. Несущая способность сваи определяется по данным, таблица которых приведена выше. Максимальный шаг свай составляет 2 метра, минимальный равен формуле диаметр скважины Х3.

Чтобы понять, как именно делать основания, смотрите чертеж, приведенный ниже. Следует помнить, что важным фактором является площадь поперечного сечения и форма свайного элемента. В частности, это может быть цилиндрическая конструкция с уширением пяты, а также могут быть созданы специальные уширения, способствующие приданию дополнительной прочности.

Расчет длины даст примерная таблица:

Совет! Применение бура обеспечивает скважины диаметром в 200, 300, 400 мм, шаг определяется набором буров.

Утепление буронабивного фундамента с ростверком

При утеплении фундамента из буронабивных свай можно рассмотреть два варианта. Первый вариант – когда залит мелкозаглубленный ростверк. При таком устройстве применяют схему утепления как для ленточного фундамента. То есть напрямую к ростверку крепятся листы экструдированного пенополистирола и производится финишная отделка. После этого, при необходимости, монтируется утепленная отмостка.

Второй случай — когда монолитный ростверк залит над поверхностью земли или сделана обвязка из бруса или швеллера. В этом случае монтируют обрешетку из деревянного бруса или металлического профиля от поверхности цоколя до земли, закладывают слой утеплителя и обшивают цоколь декоративными панелями или сайдингом. С обратной стороны фундамента, как правило, пустое пространство засыпается песком. Также распространен вариант, когда цоколь буронабивного фундамента выкладывают декоративным кирпичом.

Возведение буронабивных свай с монолитным ростверком не представляет сложности для начинающего строителя – эту популярную технологию способен освоить каждый. При правильном расчете и соблюдении технологии устройства такой фундамент можно заложить бригадой из 2-3 человек.

В конце предлагаем посмотреть интересное видео об ошибках при возведении фундамента на буронабивных сваях: