Буровые установки Инструмент и оборудование Оборудование для испытания грунтов Инъекционное и цементационное оборудование
Спецпредложения
Японцы намерены пробурить земную кору до мантии
Минпромторг утвердил подпрограмму по снижению доли зарубежного бурового оборудования, осваивающего Арктику
Компания «ПК Анкер Гео» расширила ассортимент малых буровых установок
Скидки на ловильный инструмент!
Призы при заказе от 100 000 руб!
Натриевый бентонит
Бентонитовый глинопорошок
Доставка товара
Скважинные камеры и уровнемеры
Компания «ПК Анкер Гео» ищет региональных дилеров

 
Главная > Полезное > Буровые работы в строительстве > Свайные конструкции в строительстве на сложном рельефе
—  Строительство бани: статьи расходов
—  Бурение под микросваи в рамках реставрации и укрепления зданий и сооружений
—  Свайные конструкции в строительстве на сложном рельефе
—  Фундамент на базе винтовых и буронабивных свай

Свайные конструкции в строительстве на сложном рельефе

Свайные конструкции в строительстве на сложном рельефе

Прочный грунт и ровная площадка — отличное место для строительства любого здания. Но условия не могут быть всегда идеальными. Очень часто верхний слой грунта оказывается слаб и не может полноценно справляться с воздействующими на него нагрузками. В таких случаях инженеры-конструкторы прибегают к обустройству свайных фундаментов, способных равномерно воспринимать нагрузки от всех конструктивных элементов здания и передавать её на нижележащие слои грунта. Глубоко залегающий грунт обычно более плотный и обладает несущей способностью, достаточной даже для крупных многоэтажных сооружений. В некоторых случаях такой способ оказывается даже более экономным, ведь сложность и объём земляных работ уменьшаются. Особенно это касается небольших загородных участков, когда все работы можно проделать мини буровой установкой, вместо того чтобы привлекать к строительству крупную и дорогостоящую технику.

Типы свайных конструкций

Свайной конструкцией принято называть группу свай, объединённых ростверком в одно целое. Ростверк — это плита или балка, связывающая одиночные сваи поверху и способствующая равномерному распределению по ним нагрузки. Как правило, несущая способность отдельно взятой сваи намного меньше, чем может передавать колонна или любая другая наземная конструкция. Именно поэтому сваи объединяются ростверком в группы, проектируемые в зависимости от архитектуры здания и особенностей грунта. Другими словами, ростверк заставляет все сваи работать одновременно, вместо того чтобы по отдельности принимать нагрузку от какого-то конкретного элемента здания.

По характеру размещения свай различают следующие типы свайных конструкций:

  • свайное поле (сплошное заполнение участка — идеальный выбор для крупных многоэтажных объектов);
  • ленточный свайный фундамент (сваи располагаются в один или несколько рядов);
  • свайные кусты (небольшие группы свай, принимающие нагрузку от отдельно стоящих конструкций здания, чаще всего колонн).

Ростверки также делятся на несколько типов: высокий, повышенный и низкий. Высокий ростверк размещается над поверхностью грунта, повышенный — лежит непосредственно на грунте. Низкий ростверк заглубляют в грунт. Некоторые свайные фундаменты могут и вовсе обходиться без ростверков. Когда несущие нагрузки и так распределяются равномерно, на сваи попросту надевают специальные уширения, на которые потом монтируются несущие панели здания.

Рис.1. A - свайное поле, B - ленточный свайный фундамент, C - свайные кусты.

Рис. 1. A - свайное поле, B - ленточный свайный фундамент, C - свайные кусты.

Технология обустройства свайных конструкций

В основе даже самых сложных свайных конструкций лежат классические буронабивные сваи. Принцип их строительства довольно прост: буровая установка или мотобур делает скважину нужного диаметра и нужной глубины, после чего в эту скважину опускается опалубка (как правило, трубы обсадные). В случае, когда порода связная, малоподвижная, можно и вовсе обойтись без опалубки. Если же геодезические изыскания показали наличие сыпучих пород на пути скважины, без опалубки никак не обойтись.

В процессе эксплуатации на сваю будет воздействовать множество разнонаправленных нагрузок. По сути, данному элементу придётся работать как на сжатие, так и на разрыв. Так, к примеру, в холодное время года верхний слой пучинистого грунта промерзает и тянет сваю вверх, в то время как нижний её конец намертво зажат на глубине в несжимаемом слое грунта. Таким образом формируется большая нагрузка на разрыв, к которой свая должна быть готова. А подготавливается она к ней при помощи армирования.

Армирование сваи

Арматурный каркас сваи состоит из нескольких ребристых металлических прутьев, соединённых между собой. Толщина вертикальных прутьев составляет 8-12 мм, соединительных — порядка 6 мм. Если проектом предусмотрен ростверк, для его соединения с каркасом арматура должна выходить на некоторое расстояние из оголовка сваи.

После того как буровая установка завершила свою работу, а в пробуренные скважины опущены обсадные трубы и арматурный каркас, можно начинать заливку бетона. Как видим, технология довольно проста и в принципе может быть осуществлена силами небольшой бригады. В некоторых случаях задействовать производительную буровую установку нет необходимости. Скважины под сваи диаметром 20-40 см и глубиной полтора-два метра вполне можно пробурить при помощи ручного бура. Это медленно и энергозатратно, но вполне может быть оправдано с точки зрения экономии. В роли хорошего компромисса между экономией и производительностью может выступить мотобур.

Расчёт несущей способности свайной конструкции

Чтобы произвести расчёт несущей способности свайного фундамента, определить точное количество свай и схему их расположения, инженеру-конструктору нужно знать точный вес будущего здания и прочность каждой сваи. Последний параметр во многом определяется маркой используемого бетона, Так, например, сваи 20×20 см, отлитые из бетона марки «100», могут принимать на себя нагрузку до 100 кг/см². Поперечное сечение одной такой сваи составляет 400 см².

400 см² × 100 кг/см² = 40 000 кг

Как видим, одна свая 20×20 см из бетона сотой марки может воспринимать нагрузку 40 тонн. Это намного больше несущей способности грунта, что также следует принимать во внимание при расчёте свайной конструкции.

Стена в грунте — идеальный выбор для крупных объектов

Цементация грунтов данным методом может осуществляться ниже уровня грунтовых вод. Суть технологии заключается в извлечении породы с одновременной заливкой образуемой выемки бентонитовым раствором. После этого рабочие монтируют арматурный каркас, а затем бентонитовый раствор постепенно замещается бетоном.

Технология «стена в грунте»

Рис. 2. Технология «стена в грунте»

Технология «стена в грунте» примечательна тем, что полученную конструкцию можно использовать впоследствии как несущую. При этом она способна полностью оградить находящееся за ней сооружение от грунтовых вод. При использовании качественных растворов и соблюдении технического регламента, полученные стенки траншеи будут способны выдерживать очень внушительные нагрузки.

Цементация грунтов данным методом максимально оправдана при возведении крупных объектов. Подземную стоянку, к примеру, построить без сооружения стены в грунте попросту невозможно. При этом данный метод позволяет кардинально решить проблемы, с которыми подрядчик может столкнуться на тесных городских улицах. Это и ограниченность в перемещении, и минимизация отводимых сточных вод, и гарантия целостности фундаментов близлежащих сооружений. Но городской чертой сфера применения «стены в грунте» вовсе не ограничивается. Очень эффективно прибегать к данной технологии при сооружении котлованов и карьеров, так как герметичные стенки траншеи способны сдерживать даже мощные грунтовые воды.

Ленточно-свайные фундаменты

Этот тип фундамента относится к комбинированным, так как сочетает в себе преимущества свай и ленточного ростверка. Данное сочетание широко востребовано при строительстве коттеджей, особенно когда участок под строительство не идеален, грунт неровный или не самый устойчивый, а поблизости залегают грунтовые воды. Сваи в таких ситуациях выполняют роль якорей, надёжно фиксирующих здание от смещений, в то время как ленточный ростверк отвечает за равномерное распределение нагрузки, поступающей от всех конструктивных элементов.

Ленточно-свайный фундамент очень универсален, так как подходит для разных типов грунтов, от песочных до пучинистых. При этом трудоёмкость работ по возведению такой конструкции не очень высока, особенно если задействовать производительное буровое оборудование. Заливка бетона при профессиональном подходе осуществляется очень быстро. При этом лента располагается выше поверхности земли, что в определённой степени снижает себестоимость фундамента за счёт экономии раствора.

Одним из явных преимуществ ленточно-свайного фундамента для коттеджного строительства является значительное снижение теплопотерь здания. Это вполне ожидаемо, ведь основа сооружения почти не контактирует с промерзающим грунтом. Ещё один приятный бонус — защита от вибрации. Боковые участки всех опорных элементов хорошо фиксируются ростверком. Если неподалёку от здания пролегает железная дорога или автомагистраль, проходящая через грунт вибрация полностью нейтрализуется ленточно-свайным фундаментом.

Буровое оборудование

Обустройство свай на сложном рельефе производится при помощи буровых установок. Наиболее важными элементами современной буровой установки являются:

  • кран;
  • НБО (навесное буровое оборудование);
  • бетонный насос;
  • миксер для приготовления раствора.

Навесное оборудование, в свою очередь, представлено следующими элементами:

  • люнет (ограничитель и упор для шнека);
  • пустотелый шнек;
  • вертлюг;
  • шнековый забурник (с клапаном).

Обустраивать сваи с применением вышеперечисленного бурового оборудования хорошо в устойчивом грунте. При строительстве на склонах и нестабильных грунтах лучше применять пневмоударник. Небольшие габариты, быстрое приведение в готовность и способность работать в стеснённых условиях делают этот буровой инструмент очень популярным в загородном строительстве. При работе с ним не образуется грязь, ведь промывочная жидкость, по сути, не нужна. Обсадка производится сразу же, что позволяет проходить грунт со скоростью, в несколько раз превышающей темп вращательного метода.

Бурильная колонна и шарошечное долото

Шарошечное долото

Несмотря на широкое распространение в газо- и нефтедобывающей отраслях, бурение с использованием шарошечного долота вполне может быть использовано и для обустройства свай. По окончании шарошечного бурения скважина промывается глинистым раствором плотностью 1.10 г/см³. После этого она готова к погружению армирующей сетки и заливке бетона.

 
 
© Copyright 2011-2017 г. ООО «ПК Анкер Гео» - буровые установки, оборудование и инструмент
Продвижение сайта: «Веб Гармония»