Строительство домов на свайных фундаментах в России более-менее освоено только в области возведения многоэтажных зданий и частично промышленных объектов. Увеличивающаяся плотность городской и пригородной застройки заставляет строить дома на участках, прежде считавшихся непригодными из-за слабого грунта или сложного рельефа местности. Сегодня фундамент на буронабивных сваях оказался универсальным способом построить полноценный частный дом, не прибегая к дорогостоящей помощи специалистов-фундаментщиков.
Что представляет собой фундамент из буронабивных свай
Технология построения фундаментной системы на опорах или сваях существует не одну сотню лет, но до недавнего времени большинство свайных столбов или опор изготавливали в виде отдельных закладных элементов, которые впоследствии забивались, вворачивались или вкапывались в грунт на необходимую глубину.
После широкого распространения железобетона строители установили фундамент на буронабивные сваи с ростверком, и тем самым получили систему опор для дома, не зависящую от состояния поверхности почвы. Это хороший пример того, как появление новых материалов может кардинально улучшить старую и, казалось бы, исчерпавшую себя схему.
Фундамент с опорой на буронабивных сваях получают в три этапа:
- Выполняется бурение скважин на рабочую глубину ниже уровня промерзания;
- С помощью обсадной трубы и опалубки сваи формируются набивкой бетонной смеси в полость разбуренной скважины;
- Оголовки и части буронабивных свай, выступающие над грунтом, связывают с промежуточным, например, монолитным каркасом, воспринимающим вес здания и равномерно распределяющим его на все опоры.
К особенностям фундамента с буронабивными сваями относится высокая гибкость конструкциик характеристикам грунта и рельефа. В условиях нестабильной подмокающей почвы, когда ленточные фундаменты теряют несущую способность, системы на буронабивных сваях сохраняют устойчивость даже при большой нагрузке на торфяной основе.
Практика использования буронабивных свай и монолитного ростверка
Жесткость фундамента на 70% зависит от состояния грунта,и еще 30% дает собственная конструкция фундамента. Оба фактора приходится учитывать при проектировании домов так, чтобы избежать необоснованных затрат на заливку бетона, и в то же время обеспечить высокую прочность конструкции.
Преимущества сочетания монолитного ростверка и буронабивных свай
Свайная система позволяет получить отличные показатели несущей способности, но только в вертикальном направлении. Железобетонные опоры способны выдержать практически любой вес здания, даже самого тяжелого, необходимо только точно рассчитать их количество и глубину погружения в грунт. В отличие от ленточной схемы, свайная опора может легко достать наиболее плотные и стабильные пласты, что дает возможность строить дома даже на болотистом грунте. Чтобы выровнять нагрузку, создаваемую массой дома, достаточно связать оголовки свай прочной ленточной конструкцией, равномерно распределяющей нагрузку от веса стен между всеми опорами.
Но возникает одно обстоятельство.
Сваи не способны противостоять горизонтальной или опрокидывающей нагрузке на свайный фундамент. Например, сильный ветер при разрушении части внешних свайных опор или локальном изменении несущей способности пластов, на которые они опираются, может привести к возникновению на коробке здания опрокидывающего момента. Если высота выступающей части опоры с оголовком больше двух поперечных диаметров, то собственной жесткости сваи уже недостаточно для компенсации горизонтальных усилий, и основная часть нагрузки придется на коробку здания.
Чтобы избежать разрушения постройки, используется схема фундамента на буронабивных сваях с монолитным ростверком. Преимущества такой системы налицо:
Технология изготовления монолитного ростверка на буронабивных сваях
Большинство работ по изготовлению ростверка практически не отличается, а в чем-то даже проще укладки его аналога – ленточного мелкозаглубленного фундамента. Перед началом работ по строительству фундамента потребуется выполнить проверочный расчет на количество и размер буронабивных свай. Исходными данными для расчета являются:
- Сечение или площадь опорной поверхности пятки сваи;
- Несущая способность грунта или максимальный вес, который сможет удержать свайная буронабивная опора на данном типе почвы;
- Полный вес здания и характер материала, из которого сложены стены.
Сечение сваи обычно привязывается к размеру ростверка и к глубине забуривания опоры в грунт. Поэтому перед расчетом выполняют забор образцов с предполагаемого уровня, на который будет погружена опора. Таким образом, проверяется наличие воды на участке, и определяют, на какую несущую способность буронабивной сваи можно рассчитывать.
Зная характер грунта и диаметр опоры, из таблиц получают оптимальную нагрузку, которую можно передать на одну свайную опору. Рассчитав полный вес здания, разделив на табличную нагрузочную характеристику, получим количество свайных опор. Шаг между опорами можно получить, разделив периметр стен на число буронабивных элементов.
Закладка буронабивных свай
После разметки контура фундамента на строительном плане участка необходимо тщательно выверить точки расположения скважин под заливку буронабивных опор. Чтобы добиться максимальной точности установки опор, проще всего вдоль каждой цепочки скважин натянуть шнуры, имитирующие ширину ростверка. Чаще всего диаметр сваи равен ¾ ширины ленты ростверка, или совпадает с ней по размеру.
Количество буронабивных свай в одном фундаменте может достигать нескольких десятков штук, например, для простенького домика в 8х8 м с каменной стеной количество свайных опор диаметром в 150 мм может составить 60-80 штук. Бурильный станок может пробить скважину за 40 мин, автомобильный вариант установки — за 5 мин, при работе ручным инструментом на бурение может уйти пару часов, в зависимости от плотности грунта.
После завершение бурильных работ необходимо на дно скважины отсыпать подушку из гравия и песка, толщиной в 10-15 см, и тщательно утрамбовать ее. Далее в скважину необходимо уложить гидроизоляцию стен и установить опалубку на горловину. В качестве изолирующего материала чаще всего используется качественный рубероид, свернутый в трубу. В качестве опалубки для формирования верхней части буронабивной сваи фундамента применяются деревянные ящики или отрезки асбоцементных труб. Поэтому заглубленная в грунт свайная часть фундамента всегда круглая, а верхние фрагменты могут иметь круглое или квадратное сечение, в зависимости от используемой конструкции опалубки.
На следующем этапе выполняется заливка подошвы буронабивной сваи фундамента. Для этого внутрь скважины заливается небольшое количество бетона, 5-7 литров, с бутовым камнем, и хорошо трамбуется. Далее устанавливаем каркас из стальной арматуры. Прутки необходимо перевязать мягкой проволокой так, чтобы после закладки в скважину они были равноудалены от стен скважины.
В промышленном варианте заливка опор фундамента и уплотнение бетона выполнялось слоями. В нашем возможность «набивать» бетон зависит от схемы укладки стальной арматуры. Проще всего это делать, заливая бетонную смесь в пространство скважины небольшими порциями и уплотняя массу ручной трамбовкой.
Чтобы было легче определить уровень, на который необходимо залить буронабивную сваю, на верхние части оголовков опор устанавливают доску, в дальнейшем она будет служить донной частью опалубки при отливке ростверка. Верхние концы арматурного каркаса сваи выпускают на 15-20 см над уровнем бетона для дальнейшей перевязки с арматурой горизонтальной балки фундамента.
Сборка монолитного ростверка
В зависимости от размера и высоты вылета тела сваи над уровнем грунта ростверк может быть поднятым над грунтом или полупогруженным. Выбор того или иного варианта во многом зависит от требуемой жесткости и прочности фундамента.
В первом случае монолитную балку поднимают на 5-10 см, тем самым защищая жесткую конструкцию ростверка от возможного повреждения вспученной поверхностью грунта. Перед изготовлением опалубки пространство под доской и между оголовками буронабивных свай засыпают слоем песка. Таким образом, после заливки бетонной смеси донная часть опалубки не будет прогибаться под весом раствора. Боковые стенки и дно деревянной опалубки выстилают полиэтиленовой пленкой, но так, чтобы гидроизоляция не перекрывала верхний торец сваи.
Наиболее ответственным моментом будет вязка горизонтального арматурного каркаса ростверка. Сделать это нужно по схеме, приведенной на рисунке.
Заглубленный вариант ростверка фундамента изготавливают по технологии постройки мелкозаглубленного фундамента. В траншею фундамента потребуется уложить подушку из смеси щебня и песка, выполнить гидроизоляцию и утепление, установить опалубку и арматурные прутья, связав их с выпуском арматуры свай.
Можно заливать бетон.
Заключение
Особое внимание следует уделить качеству заполнения опалубки фундамента бетонной смесью. В идеале заливку ростверка фундамента необходимо выполнять одновременно одним составом раствора. Это позволит снизить напряжение в бетоне и выровнять усадочные процессы. Если выполнить бетонирование в один прием не получается, сделать нужно в полном объеме не позже, чем через 12 часов. До застывания бетона поверхность фундамента закрывают пленкой, в сильную жару рекомендуется обрызгивать водой в течение первых суток затвердевания.
