Фундамент с анкерными сваями

Анкерные сваи – конструкция, область применения, процесс установки

Анкерные сваи можно сравнить с корневой системой дерева, которая прекрасно справляется с внешними горизонтальными и вертикальными нагрузками, действующими на растение и создающими статические и динамические моменты. Так же как и корни, анкерные сваи сцепляются с грунтом, образовывая с ним единый монолит и являясь, по сути, композитным материалом. Неординарные идеи немецких инженеров, появившиеся еще в 1952 году, получили свое продолжение в новой технологии возведения фундаментов уже в 80-х. В скором времени продукт был запатентован и быстро нашел применение. Сегодня «корневые» сваи выпускают не только в Германии. Российскими конструкторами были разработаны альтернативные анкерные системы, имеющие некоторые отличия с первоначальными аналогами.

Конструкция анкерных свай

Анкеры являются одной из разновидностей буроинъекционных свай, так как выполняют сразу две функции. Они используются в разных отраслях строительства, в том числе гидротехнической и транспортной, в качестве армирующих элементов, увеличивающих несущую способность грунта и предотвращающих его сползание.

Конструктивно анкерная свая представляет собой металлический полый ствол (штангу) с толстыми стенками и крупной винтовой накаткой трапециевидной или округлой формы с внешней стороны (отечественные аналоги выпускаются гладкостенными). Она является одноразовой и после установки не извлекается, оставаясь в земле. С одной стороны на штанге имеется буровая коронка (или долото), заглубляемая в грунт, а с другой – фиксирующий оголовок, называемый опорной плитой. Кроме того, анкерная свая комплектуется:

• соединительными муфтами;
• сферическими гайками;
• центраторами.

Выбор буровой коронки, разрушающей породу, зависит от геологических условий площадки строительства и проектного значения толщины цементного слоя вокруг устанавливаемой анкерной сваи. Одноразовая коронка представляет собой зафиксированную в нижней части штанги полую насадку с режущими лопастями и отверстиями, благодаря которым в скважину поступает буровой и инъекционный раствор. В случае обнаружения в процессе работы слоистых или более прочных грунтов, чем ожидалось, может потребоваться замена буровой коронки на более подходящую.

Впрессовывание цемента в пробуриваемую скважину (или опрессовка) с нижней точки дает возможность полного заполнения пустого пространства, что предотвращает проскальзывание штанги в процессе эксплуатации.

Опорная плита позволяет работать анкерной свае и закрепляемой конструкции в единой связке. Головная пластина закрепляется между двумя сферическими гайками, накрученными металлический ствол. Втулочные муфты служат для стыковки отрезков штанг по длине. А прямым предназначением центраторов является правильная ориентировка сваи внутри скважины.

Ребристая поверхность анкерной сваи имеет хорошие показатели сцепления с цементным телом и помогает справляться с силами изгиба, поперечного давления, а также касательного трения, что дает ей существенное преимущество по сравнению с гладкоствольными конструкциями. В качестве защиты от коррозии на металлические поверхности наносится полимерное или оцинкованное покрытие. При изготовлении некоторых видов анкерных свай используются специальные марки нержавеющей стали.

Область применения

Анкерная свая относится к многофункциональным системам и может применяться в качестве:

• нагельного крепления;
• грунтового анкера;
• буроинъекционной сваи.

Нагель часто называют грунтовым болтом. Его используют для укрепления насыпей и оползнеопасных склонов. Он позволяет избавиться от установки массивных ж/б конструкций, благодаря чему сохраняется внешняя эстетичность косогоров и откосов.

При помощи грунтовых анкеров усиливают шпунтовые ограждения, подпорные стены, откосы котлованов, причалы и набережные. Изделия не деформируются при высоких нагрузках, а их установка производится достаточно быстро.

Буроинъекционные сваи устанавливают для опор ЛЭП, мостов и мачт. Ими армируют стены и порталы транспортных тоннелей, а также укрепляют фундаменты. Они удобны при работе в ограниченных условиях. Анкерную сваю делают достаточно привлекательной в использовании:

• одновременное бурение и заполнение околосвайного пространства цементным раствором;
• отсутствие необходимости в использовании обсадных труб;
• минимизация объема земельных работ;
• способность справляться с растягивающими, сжимающими и изгибающими усилиями;
• использование малогабаритной техники с навесным оборудованием;
• отсутствие вибрации при погружении.

Устанавливаться анкерная свая может практически на любых грунтах, за исключением рыхлых песков, набухающих, просадочных и обладающих текучей консистенцией пород.

Процесс установки

Винтовые штанги могут монтироваться строго вертикально или под углом. Ставятся они при помощи бурового станка временно или постоянно, что решается в индивидуальном порядке, исходя из конечных целей.

На передовую штангу накручивается буровая коронка соответствующего диаметра. Ее наращивание производится с помощью муфт непосредственно в процессе работы. Анкерная свая последовательно забуривается в почву под требуемым углом. Одновременно через полость металлического ствола производится подача водоцементного раствора в качестве промывочной жидкости, а также контроль над его обратным выходом из скважины вместе с грунтом.

Инъекция выполняется густой цементной смесью сразу же после окончания забуривания сваи на проектную отметку. Перерыв, при этом, составляет менее часа. Раствор вливают в полость металлической штанги с синхронным ее прокручиванием, что дает возможность поднятия инъекционного раствора вверх по скважине и заполнение всех пустот. Окончанием работ послужит полное наполнение скважины бетоном и его незначительный выход через устье столба.

Все проведенные работы фиксируются в специальных ведомостях и журналах. Перечень документации и правила заполнения указываются в соответствующих ТУ и проектной документации.

Источник

Свайно – анкерный фундамент

Многие проблемы, связанные со слабыми почвами и с нестабильными грунтами, помогают решать специальные инженерные решения в области частного домостроения. Одним из таких решений является свайно – анкерный фундамент, используемый при строительстве частных домов, а также при возведении многоэтажных многоквартирных городских построек.

Собственно, что из себя представляет свайно – анкерный фундамент? Это сваи, нижняя часть которых шире, чем верхняя, связанные между собой в верхней или нижней части. Такие сваи устанавливаются на трудных грунтах, которые характеризуются сложными почвенными явлениями – плывунами, неравномерным промерзанием, кавернами, горизонтальными и вертикальными внесезонными подвижками грунта.

Сваи ТИСЭ

Частный случай такого фундамента, это сваи ТИСЭ, которые представляют собой свайные столбы с расширенной нижней трапециевидной или треугольной частью. Делаются такие сваи методом бурения отверстий буром ТИСЭ (откуда и название) с выдвигаемой оснасткой и последующим бетонированием с арматурой требуемого диаметра.

Для многих видов грунтов свайно-анкерный фундамент — единственно верное решение

Устанавливаются на водонасыщенных почвах, преимущественно пластичных глинах. Делаются для того, чтобы максимально возможно исключить влияние сил морозного пучения на дом. Расширение в нижней части препятствует выталкиванию сваи силами морозного пучения, так как находится ниже регионального уровня промерзания почвы в зимний период.

Свайно – анкерная плита

Для очень сложных почв, когда нужно поставить дом на болотистом берегу реки или на затапливаемой пойме реки, где основанию дома не на что опереться, делают свайно – анкерную плиту.

Многие называют ее «табуреткой наоборот». Представьте себе, например, табуретку, перевернутую и поставленную на сиденье. Ножки ее будут торчать кверху.

«Сидушка» в нашем случае и будет плитой. А «ножки» будут сваями. Плита погружена в слабый грунт, а на ножках, связанных между собой по верху, строится здание. Плита должна покоиться на относительно стабильном грунте, а сваи должны обеспечивать надежную опору дома на плиту. При такой схеме исключается влияние слоя слабого грунта (обычно это наносные слабо связанные речные грунты) на все строение.

Получается, что плита, получив опору на более стабильном слое грунта, «переносит статику» сквозь слабый грунт при помощи свай.
Связываются по верху столы такого основания в зависимости от назначения строения и от материалов, которые применяются для возведения коробки здания.

Например, при возведении на таком фундаменте каркасного здания, столы могут быть не связаны и соединены с каркасом здания «плавающими» подушками, когда под каждую конкретную сваю делается своя собственная опора с зазором и возможностью совершать движения в 5-10 мм в зависимости от сезонных явлений.

Источник

Особенности фундамента на буронабивных сваях и детали устройства своими руками

Впервые технология закладки буронабивных свай была применена в 1899 году русским инженером А.Э. Страусе.

Сегодня такой фундамент широко используется в частном и промышленном строительстве, а правила его возведения контролируется сводом правил в СП 24.13330.2011 и СП 50-102-2003.

В статье рассмотрим все аспекты, связанные с возведением фундамента на буронабивных сваях, из каких этапов состоит устройство данного типа основания, его плюсы и минусы, а также примерные цены.

Что это такое, характеристики свайных опор

Буронабивные сваи – силовая конструкция, которая отвечает за передачу нагрузки от дома на несущий слой грунта. Опорные элементы создаются непосредственно на стройплощадке, когда заранее делают усиление подготовленных шурфы арматурным каркасом и заливают бетонным раствором.

Буронабивные сваи можно использовать в качестве самостоятельных силовых элементов, например:

• при строительстве заборов;
• легковесных хозяйственных построек;
• временных сооружений (бытовок).

В частном строительстве, при возведении жилых домов, кирпичных гаражей и т.д., оправданно применение свайно-ростверкового фундамента или монолитной плиты.

Верхняя часть силовой конструкции (лента или плита) связывает отдельно стоящие опоры и воспринимает на себя суммарные нагрузки от дома, равномерно распределяя их между буронабивными сваями. Таким образом получают надежное несущее основание для тяжеловесных сооружений 1-й и 2-й степеней ответственности.

Особенности устройства представленного типа основания:

• с защитой стен скважины за счет применения обсадных труб (погружных и извлекаемых);
• с защитой стенок шурфов от обсыпания с помощью бентонитового раствора;
• подача бетона через полость непрерывного шнега.

По форме буронабивные сваи могут иметь одинаковое сечение по всей высоте или быть усложнены расширенной пятой в нижней части для улучшения несущей способности фундамента.

Плюсы и минусы

Преимущества следующие:

• доступная технология для применения в частном строительстве;
• высокая скорость возведения – уже через две недели после бетонирования скважин можно приступать к следующему этапу возведения дома;
• эффективны при строительстве практически на любых типах грунта, в том числе на пучинистых и сыпучих почвах, а также на участках со сложным рельефом;
• удобство монтажа на площадках с высокой плотностью застройки;
• значительная несущая способность каждого силового элемента – до 400 т.

Помимо очевидных достоинств технологии, необходимо также учитывать ее недостатки:

• потребность в расходе большого количества бетона;
• сложность контроля над выполняемыми технологическими процессами;
• необходимость привлечения спецтехники при закладке фундамента на значительную глубину (более 2 м);
• при строительстве на пучинистых грунтах необходимо преждевременно продумать уширение пяты опоры и обвязку конструкции ростверком, чтобы предотвратить выталкивание сваи из почвы в результате действия сил морозного пучения;
• строительство подземных помещений в доме на буронабивных опорах окажется затратным по времени и средствам мероприятием.

Сфера применения

Применение технологии монтажа буронабивных свай считается оправданным в таких ситуациях:

• ведется строительство промышленных объектов и тяжеловесных конструкций, жилых домов и построек сельскохозяйственного назначения на крутых склонах;
• возводимый объект по проекту расположен на заболоченной местности, а также на участках со слабым грунтом, где несущий пласт и точка промерзания расположены достаточно глубоко, но не ниже 3 м от уровня поверхности;
• высокая плотность застройки на рабочем участке, что предопределяет необходимость контроля динамических нагрузок на существующие дома и сооружения.

Если гидрогеологические условия на участке обуславливают необходимость бурения скважин на глубину до 5 метров, то такая методичка считается экономически нецелесообразной. В таком случае эксперты рекомендуют частным застройщикам выбирать свайно-винтовое основание или «плавающую» плиту.

Монтаж основания своими руками

Одно из преимуществ буронабивной технологии – возможность закладки свайного фундамента своими руками. При этом частный застройщик должен следовать установленным правилам строительства в проектировании и монтаже.

Проектирование

Согласно своду правил 24.13330, перед проектированием свайного фундамента необходимо провести исследование гидрогеологических особенностей участка, чтобы определить в конечном результате глубину расположения несущего пласта и рассчитать максимально допустимый вес, который способен вынести грунт без угрозы для целостности сооружения.

Упрощенная методика расчета буронабивного основания сводится к вычислению:

• сборной нагрузки от всех конструкций (стен, перекрытий, облицовки, кровли, пристроек), мебели, людей, а также нагрузок от ветра и снега;
• грузоподъемности одного силового элемента в зависимости от параметров сваи – длины, диаметра и т.д.

Для определения потребности в количестве буронабивных опор нужно суммарные нагрузки разделить на грузоподъемность одного силового элемента. Далее определяют оптимальный шаг между сваями в пределах по СНиП от 1,5 до 3,0 м при условии расположения в сопряжениях стен и по углам конструкции.

Пошаговая инструкция монтажа

Общий алгоритм фундаментных работ выглядит следующим образом:

1. Подготавливают участок к строительству: убирают строительный мусор, выравнивают поверхность, снимают плодородный слой почвы.
2. Подготовленную площадку размечают по проектной схеме с нанесением периметра сооружения и точек для бурения скважин.
3. В установленных местах разделывают скважины на проектную глубину.
4. Дно шурфов устилают утрамбованным слоем песка для увеличения несущей способности фундамента.
5. Если предусмотрено технологией, расширяют пяту с помощью специальной кирки. В этом случае подложку из песка делать нет необходимости.
6. Стенки скважин укрепляют бентонитовым раствором или обсадной трубой (пластиковой, из рубероида и т.п.).
7. Внутрь шурфов помещают смонтированные арматурные каркасы таким образом, чтобы над поверхностью оставались торчащие пруты для связки с ростверком.
8. Бетонируют скважины раствором, протыкая смесь арматурой для удаления пузырьков воздуха.
9. Переходят к обвязке, строительству ростверка или монолитной плиты.

Установка ростверка

Ленточный ростверк представляет собой плитную или монолитную конструкцию, которая нижней плоскостью опирается на поверхность буронабивных опор.

Ростверк может быть заглубленным, лежать на поверхности земли или нависать над участком. Последний случай рекомендован большинством строителей, поскольку конструкция защищена от давления почвы в зимний период в результате действия сил морозного пучения.

Порядок строительства:

• разметка участка, устройство шурфов, монтаж армокаркаса, бетонирование свай;
• строительство опалубки для ленточного ростверка;
• гидроизоляция внутреннего пространства опалубки гидрофобным материалом;
• монтаж и установка армирующего каркаса для ростверка;
• бетонирование ростверка.

Конструкция с нависающим ростверком усложняется за счет установки подпорок под нижнюю плоскость опалубки из досок, металлических профилей, кирпичей и т.д.

Установка монолитной плиты

Строительство монолитной плиты на буронабивных сваях дает значительный запас прочности фундаменту, который понадобится, если в процессе эксплуатации собственник решит достроить этаж, мансарду, усложнить кровлю и добавить прочие нагрузки на площадь основания.

Порядок монтажа:

• разметка участка;
• бурение скважин;
• устройство обсадной трубы;
• монтаж армирующего каркаса;
• бетонирование шурфа;
• устройство подушки из нерудных материалов под монолитную плиту;
• строительство опалубки по периметру плиты;
• гидроизоляция рулонным материалом;
• монтаж армокаркаса, закладка коммуникационных линий;
• связка арматуры буронабивных опор и будущей монолитной плиты;
• заливка рабочего пространства раствором уход за бетоном.

На участках с низкой несущей способностью, а также при строительстве сооружений, которые оказывают неравномерные нагрузки на опорную площадь основания, оправдана закладка монолитной ребристой плиты на буронабивных опорах.

Ребра жесткости в данном случае представляют собой фрагменты мелкозаглубленной ленты под несущими стенами сооружения, которые вместе со сваями являются опорой для монолита.

Расценки

Построить фундамент на буронабивных столбах можно своими руками, что позволяет существенно сэкономить. Однако ошибки при реализации технологии непременно скажутся на надежности силовой конструкции и долговечности самого сооружения. Не имея опыта в фундаментных работах, а также в проектировании подобных сооружений, стоит доверить работу профессионалам.

Также необходимо учитывать, что своими руками удобно закладывать опорные элементы диаметром до 300 мм и глубиной до 1,5–2 м, что обусловлено возможностями ручного бура и простейшими установками для устройства шурфов.

Среднерыночные цены на работу подрядчиков представлены в таблице ниже:

Диаметр сваи, мм	Стоимость работ, руб./м
150	1980
180	2150
200	2230
220	2400
250	2450
300	2300
320	3220
350	3450
400	3700
426	3900
450	3950
500	4210
530	4375
550	4450
600	5280
620	5450
800	6435
1000	7410
1200	9550

Стоимость закладки буронабивных свай будет определяться объемом и сложностью работ, а также особенностями технологических процессов (закладные или извлекаемые обсадные трубы, расширенная пята или одинаковое сечение по всей длине сваи и т.д.).

Дополнительная информация о возведении основания на буронабивных сваях

Заключение

Буронабивной фундамент способен выдерживать значительные нагрузки, что расширяет его сферу использования. Однако проконтролировать окончательное качество силовой конструкции достаточно сложно. Чтобы обеспечить запас прочности и продлить срок службы сооружения, возводят на буронабивных опорах ленточный ростверк или монолитную плиту.

Несмотря на доступность технологии, необходимо учитывать установленные требования и грамотно провести ряд расчетов. При возведении сооружений первой степени ответственности доверить строительство буронабивного фундамента лучше практикующим инженерам и конструкторам.

Источник