Буронабивные сваи диаметром 300 — ограничения и количество
Прежде чем приступать к проектированию и тем более строительству свайного фундамента, необходимо пройти ряд подготовительных этапов, заключающих в себе изыскания и расчеты различного типа. Результатом правильно проведенных предварительных мероприятий будет прочный, экономичный, и, главное, надежный фундамент. Одной из ключевых характеристик, влияющих на рентабельность того или иного типа свай, являются геометрические параметры свайных колонн.
Верно определить размеры поперечного сечения, глубину заложения, количество скважин и другие параметры, значит построить надежное основание для будущего здания.
Типология буронабивных свайных фундаментов
Буронабивные свайные фундаменты – это одна из немногих конструкций, не поддающихся строгой классификации. Типовые размеры, представленные в различных сортаментах, сводах правил и государственных стандартах, являются лишь приблизительными рекомендациями.
Тогда как серийно производимые изделия должны пройти ряд строгих проверок на соответствие стандартам качества, буронабивные сваи практически невозможно испытать, поскольку изготавливаются они в полевых условиях и закладываются прямо в грунт.
Бетонируемые непосредственно на строительном участке, буронабивные сваи отличаются высокими показателями прочности, вычислить которые можно только эмпирически. Испытания, проводимые на опытных образцах, показывают работу исключительно данных экспериментальных изделий. Поскольку условия изготовления, такие как тип грунта, уровень грунтовых вод, водонасыщенность рабочего слоя почвы, характеристики использованных арматуры и бетона, невозможно предугадать.Все имеющиеся прочностные и геометрические данные приблизительны и представлены только в качестве примера.
Конструкция буронабивных свай
Для типизации буронабивных свай используют деление по геометрическим признакам и технологическим особенностям производства и эксплуатации.
СНиП 2.02.03-85 является актуализированной версий свода строительных норм и правил от 1983 года и предлагает классифицировать буронабивные сваи по способу изготовления следующим образом:
- Буронабивные сплошного сечения:
- с уширениями и без них;
- без крепления стенок;
- с укреплением боковых стенок скважин глиняным раствором или обсадными трубами (при дислокации свайной колонны ниже уровня грунтовых вод)
- Буронабивные с применением технологии непрерывного полого шнека;
- Береты – буровые, изготовляемые с помощью плоского грейфера или грунтовой фрезы;
- Буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые с последующим образованием уширения с помощью взрыва (в том числе и электрохимического).
От способа изготовления свайных столбов зависит их окончательная стоимость и, главное, максимальные и минимальные размеры свайных колонн. Важно учитывать разновидность буронабивных свай до начала строительства, поскольку различные технологии производства предполагают разный набор специализированного оборудования, а также допустимые габариты скважин.
Предварительная подготовка к расчету
Геологические изыскания
Определенные геометрические характеристики свайного столба это не просто прихоть подрядчика и проектировщика, а потребность, обусловленная необходимостью подобрать наиболее рациональный объем фундамента, способный не только выдержать предполагаемую нагрузку будущего здания, но и сэкономить бюджет заказчика. В каждом отдельно взятом случае перед определением размеров и устройством фундамента необходимо проводить ряд следующих исследований и изысканий:
- геологическая разведка местности – бурение контрольных скважин в стратегических точках участка для определения типа и величины грунтовых напластований, несущей способности грунта и прочих характеристик основания;
- гидрогеологические изыскания – определение уровня грунтовых вод, водонасыщенности грунта;
- расчет общей массы здания и определение предельной расчетной нагрузки на погонный метр фундаментной плиты;
- окончательный расчет геометрических параметров буронабивной сваи и необходимого количества свай выбранного сечения.
Результатом расчета будет сводная таблица размеров свайных колонн, и схема наиболее рационального фундамента с учетом выбранного типа буронабивных свай. Расчет размеров свай можно доверить проектному отделу строительной фирмы или провести самостоятельно. Не рекомендуется использование данных геологической разведки, полученных на соседствующих земельных наделах. Информацию о глубине промерзания грунта можно найти в СП 22.13330.2011.
Расчет свайного поля
После проведения геологических изысканий можно приступать к расчету свайного поля. Учитывая тип грунта, а также расположение уровня грунтовых вод, можно составить представление о предположительной глубине заложения скважин. В расположенной ниже таблице приведены примерные рекомендации глубин заложения в слабо просадочные грунты скважин, безопасных при указанных условиях:
Рекомендация глубины заложения
Влажные, просадочные, высокопучинистые и другие ненадежные типы грунтовых оснований не рекомендуется использовать для устройства в них буронабивных свай.
Схема расположения грунтовых вод
Грунты с уровнем подземных вод выше, чем 1000 мм, считаются водонасыщенными и устройство свайных фундаментов на таких основаниях строго противопоказано технологией. Высокий уровень грунтовых вод можно понизить, проведя мероприятия по осушению, прокладке дренажных стоков и проч. Надежными слабо-пучинистыми грунтами считают те, в которых УГВ ниже глубины промерзания не менее чем на 1 метр.
Данные, приведенные в таблице, помогут составить общее представление о зависимости глубины заложения свайной колонны от характеристик грунта. Для получения более точных и надежных показателей следует провести несложный математический расчет. Принцип расчета состоит в принятии за эталон одного из показателей (например, диаметра) и расчета остальных, исходя из этих данных. Методом сравнения выбирают наиболее подходящую конфигурацию свай, из которых впоследствии формируют свайное поле.
Расчет длины висячих свай
Свайные столбы, не опирающиеся на несущий слой грунта, считают висячими.
Это означает, что основную нагрузку воспринимают боковые стенки скважины,а не опорный слой грунта. Такие фундаменты предпочтительно устанавливать в районах с глубоким расположением каменистого слоя. Несущая способность таких свай не отличается от стоек аналогичного диаметра.
Если вам доступны данные геологии местности, а также тип грунта подходит для устройства буронабивных висячих свайных колонн, можно приступать к вычислению длины. Предполагаемая схема расчета выглядит следующим образом:
- Принимаем некую среднюю ширину поперечного сечения сваи n=60 мм.
- Рассчитываем нагрузку дома на погонный метр фундаментной плиты:
Висячие сваи различной длины
Чтобы рассчитать нагрузку на погонный метр фундамента, нужно общую нагрузку разделить на периметр. Посчитать общую нагрузку дома можно в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01-83* или СП 22.13330.2011 – в соответствующих разделах можно найти алгоритм расчета, необходимые значения коэффициентов ветровой и снеговой нагрузки и другую необходимую информацию.
Полученное значение в кг/м и будет искомой величиной. Средняя масса одноэтажного кирпичного дома 50 тонн. Следовательно, для дома с периметром 20 метров (10×10) нагрузка на погонный метр составит 2500 кг/м.
- Принимаем шаг колонн не менее трех диаметров и не более двух метров – для выбранного диаметра подойдет шаг 1,5 метра. Общее количество свай будет равняться 13.
- Рассчитываем нагрузку на одну сваю: для этого разделим на величину шага свай нагрузку, воспринимаемую погонным метром фундамента. Получим значение приблизительно равное 1700 кг/м.Такой необходимый предел прочности необходимо заложить в одну сваю.
- Для сваи площадью сечения 0,28 м2 такое значение прочности будет равняться:
F=R∙A+u∙Eycf∙fi∙hi;
Где F – несущая способность; R–сопротивление грунта, формулу расчета которого можно найти в СНиП 2.02.01-83*; А – площадь сечения сваи; Eycf,fi и hi– коэффициенты из того же СНиП; u–периметр сечения сваи, разделенный на длину.
Фундамент на буронабивных сваях
Для рассматриваемой в примере сваи двухметровой длины предельная нагрузка в глинистом грунте будет равняться 32,3 тонны, что позволяет уменьшить количество свай за счет увеличения шага свайных колонн, или уменьшить площадь сечения каждой отдельно взятой сваи, что позволит сэкономить средства, затраченные на бетонирование скважин.
Глубина таких свай будет зависеть исключительно от характеристик верхнего слоя грунта, относительного уровня расположения грунтовых вод и глубины промерзания. Следует также учитывать данные о промерзании грунтов и положении уровня грунтовых вод. Подробные примеры расчета глубины заложения висячих свай приведены в СНиП 2.02.01-83* в разделе 2 пункт 5 или в СП 50.102-2003.
Расчет длины стоек
Буронабивные сваи повышенной глубины заложения могут работать как стойки. И хотя обычно буровые типы являются висячими, встречаются конструкции с опиранием на твердый слой грунта. Расчет длины таких свай следует производить с учетом глубины расположения прочного несущего пласта.
Рекомендуем производить расчеты вручную или обратиться к специалистам.
Расчет длины буронабивных свай
В сети Интернет есть масса сервисов для автоматического расчета размеров и количества буронабивных свай. Использование таких сервисов накладывает определенный риск на пользователя, поскольку алгоритм не всегда учитывает все необходимые параметры, а владельцы программного обеспечения не несут ответственности за полученный результат.
Все сопутствующие вычисления несущей способности и геометрии сваи производятся в соответствии с технологией расчета свай-стоек и схожи с приведенным ранее примером. Дополнительную информацию о проведении расчета можно получить в вышеуказанных документах.
Зависимость диаметра сваи от типа монтажа
Площадь поперечного сечения буронабивной сваи соответствует площади скважного отверстия с поправкой на пластичность грунта. Форма замоноличиваемых свай близка к идеально цилиндрической, хотя и имеет незначительные уширения вследствие непроизвольного бокового продавливания бетонной смесью слабых мест грунта. Также в процессе заливки бетонной смеси путем увеличения подающего напора могут быть созданы умышленные уширения тела сваи для придания дополнительной прочности. Особенно актуальны такие действия для висячих свай.
Помимо всего прочего, средний диаметр буронабивной сваи определяется исходя не только из расчетных показателей, но и из возможностей оборудования, предназначенного для устройства того или иного типа свай.
Примерные значения диаметров в зависимости от конструктивных особенностей установки:
Таблица диаметров в зависимости от конструктивных особенностей
Устройство баретов предполагается при наличии высокопучинистых нестабильных грунтов. Делать такой фундамент для среднестатистического основания нерационально. Конструкция бура предполагает устройство только скважин диаметром либо 300 мм, либо 400 мм.
Шаг диаметров определяется набором буров, используемых для устройства скважин того или иного типа. Конструктивные особенности каждой из разновидностей буровых установок не позволяют устраивать скважины большего или меньшего диаметра, чем те, что указаны в спецификациях на проведение работ. Ознакомиться с рабочими параметрами буровых установок можно у поставщика или арендодателя.
Дополнительные рекомендации
Для равномерного распределения давления массы будущего здания на фундаментную плиту, необходимо соблюдать следующие правила:
- максимальное расстояние между буронабивными сваями не должно превышать двух метров;
- минимальный шаг свайных колонн должен находиться в пределах трех-четырех диаметров свай – в целях предотвращения обрушения стенок соседствующих скважин в сыпучих грунтах нужно увеличить минимальный предел;
- компоновку свайного поля следует производить с учетом расположения свай в угловых точках фундамента;
- по результатам расчета геометрических характеристик, после компоновки, общее количество свай должно соответствовать рекомендательным шаговым значениям – в случае превышения максимального шага свай следует увеличить количество скважин и уменьшить диаметр свай до предельно возможного;
- максимальные и минимальные размеры диаметров скважин не должны превышать допустимые для выбранного типа монтажа.
Соблюдая данные рекомендации, можно спроектировать наиболее эффективный и рациональный фундамент, не беспокоясь о его надежности. При необходимости следует обратиться за помощью к специалистам, но все расчеты можно произвести самостоятельно, без особого труда.
Буросекущие сваи: технология устройства, цены, расчет
Устройство буросекущих свай
Буросекущие сваи – это экономически выгодное и эффективное решение при создании надежного основания для промышленного или частного строительства. Технология устройства буросекущих свай проверена годами, а опыт наших сотрудников позволит произвести устройство быстро и качественно.
Что такое буросекущие сваи?
Буросекущие сваи – известный вид свай буронабивных, имеющий свои особенности устройства, из-за которых представляет собой подобие настоящей стены, размещенной в грунте. Устройство буросекущих свай позволяет создать сплошную герметичную конструкцию, размещаемую непосредственно около фундамента.
Чаще всего буросекущие сваи используются при строительстве котлованов, когда основной задачей является создание прочной ограждающей конструкции. Этот тип конструкции также хорошо показал себя в качестве способа укрепления склонов, столь необходимого при строительстве мостов, дорог и домов.
Технология устройства буросекущих свай
Технология устройства буросекущих свай достаточно проста в описании, но требует опыта работы при самом процессе устройства. Размеры буросекущих свай отличаются от буронабивных свай, как диаметром, так и длинной: стандартные пропорции: 620,800,1020 миллиметров в диаметре, расстояние или шаг по центрам соседних свай – примерно 80-90% от первичного диаметра.
При ближайшем рассмотрении технологии буросекущих свай, можно понять, что основной принцип – чередование армируемых и не армируемых свай, которое и позволяет создать укрепленную монолитную стену. Первоочередно изготавливаются бетонные сваи без арматурного каркаса, а между ними устанавливаются сваи с арматурой.
Кромки соседних свай засекаются, в результате чего образуется герметичная, монолитная конструкция.
Сама свая изготовляется с применением обсадной трубы. Внутренность так же, как и в случае с буронабивной сваей, заливается бетоном. Технология изготовления аналогична. Создание сваи происходит непосредственно в скважине, применение силы или ударной техники не требуется.
Пример форшахты под буросекущие сваи:
Технология строительства фундаментов с буросекущими сваями – отличия от технологии свай буронабивных
Как уже было сказано, использование буросекущих свай как модификации свай буронабивных в основном связано со строительной необходимостью и конкретными геологическими условиями.
Основные отличия устройства буросекущих свай от буронабивных:
- Буросекущие сваи устанавливаются сплошной стеной, а армирующий каркас встречается через одну.
- Преимущества в возможности проведения работы на участке в условиях плотной застройки, минимальное расстояние до существующих строений составляет 1500 мм от оси сваи.
- Технология позволяет получить высокую прочность конструкции, полностью предотвратив проникновение поверхностных и грунтовых вод — гидрогеологическая функция.
- Буросекущие сваи подходят для почв с высоким содержанием грунтовых вод. Обсадная труба защищая бетон от размыва, обеспечивает высокое качество выполненных работ.
- Буросекущие сваи, таким образом, более популярны при строительстве подземных этажей. Если вам необходимы работы, связанные со строительством подземной автостоянки, переходов, метро, речных коммуникаций, технических этажей промышленных зданий или складов – это ваш выбор.
Soletanche Bachy
Дом
Поделиться
Soletanche Bachy представляет полный ассортимент свай: буронабивные сваи.
Шнековые сваи большого диаметра, более известные как буронабивные сваи, используются в основном как часть фундаментных работ для основных конструкций или подпорных конструкций.
.
Процесс буронабивных свай, свая LDA
Свая определяется как структурный элемент, расположенный в грунте для передачи нагрузок и ограничения деформации. Нет никаких ограничений на его коэффициент гибкости. Сваи могут быть однородно прямыми, резьбовыми, раструбными и подристовыми или сборными.
Сваи могут использоваться по отдельности или группами. Они также могут образовывать смешанную, непрерывную, секущую или касательную навесную подпорную стену или составную навесную стену, такую как стена берлинского типа или аналогичная. Сваи также используются в качестве погружных колонн (или стоек) для структурного включения в здание с цокольными этажами.
Колонны этого типа устанавливаются до начала любых земляных работ и могут принимать на себя часть нагрузки, создаваемой надстройкой, когда она сооружается параллельно уровням подвала. Они могут быть повреждены, если это указано в стандартах установки.
К основным типам свай относятся:
- Буронабивные сваи,
- Сваи непрерывного шнека (CFA)
- Глубокие сваи
- Перемещаемые и забивные сваи
- Сваи смещения, Screwsol® или вращающиеся смещения (CHD) типа
- И микросваи
Буронабивные сваи и барреты отличаются правильной формой поперечного сечения:
Буронабивные сваи большого диаметра (LDA, Kelly) являются наиболее традиционной и распространенной формой свай во всем мире.
Они способны выдерживать очень высокие нагрузки и справляться со сложными почвенными условиями. Они используются в основном в фундаментах крупных сооружений, но также могут использоваться для обеспечения поддержки в стенах с секущимися сваями.
- Сваи круглого сечения.
- Квадратная, прямоугольная, Т-образная, L-профильная или любая другая подобная конфигурация называется заколками. Методика барреттирования и ее преимущества подробно описаны в описании метода стенок диафрагмы
.
Каковы преимущества этой техники?
Экономичные сваи с более высоким коэффициентом несущей способности
Сваи могут быть установлены на суше или с плавучих платформ
Доступен ряд взаимозаменяемых инструментов для работы с различными типами местности
- Возможность анализа буровых установок в качестве основы для оптимизации проектных параметров и подтверждения характеристик грунта
- Способность проектировать и производить специальные инструменты
- Современный и универсальный парк из более чем 180 сваебойных установок LDA, 50 крановых канатов, 280 гусеничных кранов и канатных экскаваторов
- Лаборатория по разработке рецептур буровых растворов и бетонов
- Специальное программное обеспечение для контроля качества строительных работ
Внедрение
Метод LDA требует использования мощных гидравлических сваебойных установок, которые могут использовать сменные приспособления, такие как шнеки, ковши или колонковые буры.
Эти инструменты могут работать со всеми типами зернистых или связных грунтов, включая горные породы с прочностью на сжатие до 100 МПа:
- Буры для связных и сухих несвязных грунтов
- Ковши для копания зернистых слоев
- Комбинация скального бура и колонкового бура для более твердых пород
В сваях LDA используется временная стальная обойма для поддержки неустойчивых пластов и обеспечения безопасных условий работы на уровне бурильной площадки. Обсадная труба устанавливается сваебойной установкой с использованием ряда методов, разработанных для различных типов грунта: вибрация, колебание или вращение. После бетонирования кожух немедленно снимается для повторного использования, хотя в некоторых случаях его можно оставить на месте для обеспечения защиты или усиления.
Как и в случае с диафрагмой, жидкости-носители, такие как бентонит или полимер, могут быть более эффективным способом стабилизации глубокого ствола сваи, чем использование более длинной обсадной колонны.
Общий принцип здесь заключается в поддержании положительной гидростатической нагрузки жидкости в скважине выше уровня грунтовых вод. За фазой бурения скважины следует замена или удаление бурового раствора, установка стальной арматуры и бетонирование сваи. Бетонирование начинается на дне скважины с использованием тремовых труб.
Буронабивные сваи обычно изготавливаются из монолитного бетона, армированного каркасом из стальной арматуры.
Однако армирование также может быть обеспечено сборными бетонными и/или стальными элементами при подготовке к установке подпорных стен (например, стен берлинского типа) или погружных колонн.
Характеристики
- Диаметр буронабивных свай обычно составляет от 600 мм до 3,6 м, но постоянно увеличивается и в некоторых случаях может достигать 5 м.
- Глубина 100 метров также становится относительно обычным явлением на земле, подходящей для этого типа техники.
Компания Soletanche Bachy разработала сложнейшие, высокопроизводительные машины с бортовой электроникой, гарантирующие надежную конструкцию свай и барретов, подходящие для заполнителей любого диаметра и/или условий бетонирования.
– Мероприятия по проверке барретной конструкции подробно описаны в описании технологии диафрагменной стены.
– Все буровые установки парка Soletanche Bachy оснащены системами измерения вертикальности и сбора параметров, напрямую связанными с системой Z-Lyze®, разработанной Soletanche Bachy.
Zetta-Lyze® обеспечивает сбор и обработку данных в режиме реального времени, генерируемых системами сбора данных, встроенными в ее временное оборудование.
Контроль исполнения и мониторинг
Знаете ли вы?
Soletanche Bachy использует ряд дополнительных технологий для улучшения характеристик стандартных свай LDA.
Сваи под тарелку
Сваи под тарелку или «колокол» идеально подходят для обеспечения чрезвычайно высокой несущей способности в устойчивых связных породах. Предварительное развертывание свай для увеличения основания традиционно использовалось для повышения несущей способности торцов и обеспечения экономичной поддержки структурных мегаколонн.
Группа производит собственные инструменты с верхним шарниром, которые приводятся в действие механическим способом во время земляных работ. Они могут производить сваи с длиной ствола до 2,4 м и увеличенным основанием до 7,2 м (в 3 раза больше диаметра ствола).
Буронабивная свая большого диаметра под обсадную трубу
Строительная схема
Последовательность строительства
Процесс монтажа в соответствии с требованиями NBN EN1536:1999
1. Позиционирование и бурение первой секции обсадной трубы (извлекаемая стальная обсадная колонна в качестве временной опоры в процессе бурения)
2. Пока при бурении корпус бура, оснащенный внутри буровой головкой, закрепленной на стержне, колеблется в почву. (движение вперед-назад/скручивание на месте)
3. и 4. По мере бурения грунт из скважины извлекают землеройным инструментом («бочка ковша», выкапывая ствол сваи) и соединяют (добавляют) дополнительные секции обсадной трубы для защиты грунта от обрушение в скважину во время бурения.
При бурении в несвязных грунтах ниже уровня грунтовых вод во временной обсадной трубе должно создаваться избыточное давление воды (дельта h).
5. После достижения проектной глубины очистка устья скважины, удаление бурового инструмента, буровой раствор (вода) откачивается из скважины.
Формирование сваи: установка и опускание арматурного каркаса, заливка бетоном. В присутствии воды бетонирование осуществляется с помощью плунжерной трубы, чтобы избежать сегрегации бетона (метод Тремье).
6. В процессе непрерывного бетонирования элементы временной оболочки постепенно извлекаются, в результате чего бетон образует ствол сваи.
Области применения
• Выполняется в виде одной сваи, смежной или секущей свайной стенки
• Подходит для высоких точечных нагрузок, важных горизонтальных нагрузок и изгибающих моментов
• Возможна опора или заделка в твердых слоях или твердых породах
• Бурение препятствий (когда другие методы не могут
• Важная глубина установки (до > 50 м)
• Возможна установка свай с уровнем отсечки ниже уровня рабочей площадки
• Инфраструктурные работы, важные промышленные объекты, крупные здания
Воздействие на окружающую среду
• Без вибрации
• Сваи с извлечением грунта: требуется вывоз грунта с рабочей площадки
• Должны быть предусмотрены средства для обработки возможного бурового раствора
• Требуется устойчивая, сухая и ровная рабочая платформа.