Марка бетона для буронабивных свай

Один из основных видов деятельности ПСК «Основания и фундаменты» – монтаж буронабивных свай.

Рассмотрим, как выбрать бетон для них и как выглядит технологический регламент бетонных работ для буронабивных свай.

Применение и особенности буронабивных фундаментов

Буронабивные фундаменты незаменимы в городских условиях, где погружение свай классическим методом забивки запрещено из-за вибраций, передаваемых на грунт. Использование буронабивных свай возможно на любых грунтах за исключением скальных и крупнообломочных. Последовательность монтажа следующая:

• бурение скважины проектного диаметра и глубины;
• армирование;
• заливка бетона.

В ряде случаев (например, при бурении полым шнеком), последовательность обратная: сначала заливка, потом погружение арматурного каркаса. Прутки выступают выше уровня бетонирования: позже эти концы используются для связывания свай с ростверком.

На несвязных сыпучих грунтах бурение сопровождается погружением обсадных труб – они формируют стенки скважины и служат направляющими при устройстве свай. По ходу заполнения скважины раствором трубу извлекают (не всегда).

Еще один способ укрепления стенок – промывка глинистым раствором: он удаляет из скважины керн и укрепляет стенки. Способ подходит для рыхлых грунтов средней стабильности.

Несущая способность каждого элемента определяется исходя из следующих показателей:

• диаметр сваи;
• глубина погружения;
• характеристики грунта;
• марка бетона;
• вид армирования и характеристики арматуры.

Какой бетон в буронабивную сваю используется?

Нужен фундамент из буронабивных свай? обращайтесь в нашу компанию — рассчитаем и установим!

Опыт работы — более 10 лет.

Марка бетона для буронабивных свай – СНИП

Редакция 2.02.03-85 СНиП – основной документ, регламентирующий бетонирование буронабивных свай. ГОСТы на марки бетона:

В соответствии со стандартами для различных конструкций бетон подбирают так:

• М100-150 – подготовительные работы и монтаж ненесущих конструкций;
• 200-250 – ленточные фундаменты, железобетонные пояса, ростверки;
• 300-350 – балки, фермы, перекрытия, лестничные марши, буронабивные сваи.

Состав бетона для буронабивных свай:

• 25 % щебня с прочностью, рассчитанной на нагрузку 50-60 мегапаскалей;
• 25 % песка;
• цемент – 340 килограммов на кубометр смеси.

В зависимости от условий работы в состав смеси могут добавляться модифицирующие присадки.

Возведение строений в условиях тесной городской застройки или на слабых грунтах имеет проблему – динамические нагрузки на рядом стоящие строения или недостаточность несущей способности. Решением является обустройство фундамента на буронабивных сваях. Принимаясь за работу собственными руками, необходимо точно знать, что такое бетонирование буронабивных свай, марку применяемого бетона, технологические особенности и область применения данного основания.

Область применения

Фундамент на буронабивных сваях имеет широкие возможности. В частности допускается обустройство основания на любых грунтах, кроме тяжелых: скальных, крупнообломочных, крупнокаменистых. Для неустойчивых грунтов требуется особая технология с применением обсадных труб. При проведении предварительных геологических изысканий, обязательно обратить особое внимание на присутствие в толщах грунта препятствий: скальных прослоек, крупных валунов и прочего.

Важно! Для создания основания вблизи зданий, предлагается устройство буронабивных свай диаметра 400-1200 мм с заглублением до 25 м. Такой способ позволяет выстроить прочную несущую основу без динамических нагрузок на готовые строения, при этом характеристики фундамента показаны для возведения 2-х и более этажных домов.

Технологические особенности устройства буронабивных свай

Набивные элементы монтируются в точке их будущего нахождения путем заполнения предварительно пробитой скважины смесью на бетонной основе или песком. Сегодня предлагается большое количество вариантов изготовления свай. Однако необходимо помнить, что свайные конструкции, изготовленные самостоятельно, должны строго отвечать требованиям СНиП 2.02.03-85.

Основными преимуществами фундамента на буронабивных сваях являются следующие показатели:

1. Возможность изготовления элементов нужной длины (любой);
2. Незначительность динамических нагрузок на рядом стоящие здания при возведении фундамента;
3. Возможность проведения работ в самых ограниченных пространствах;
4. Применимость для усиления существующего фундамента, например, для проведения реставрационных работ.

Важно! Набивные свайные элементы могут изготавливаться бетонными, грунтовыми, железобетонными. Способ обустройства не отличается сложностью: в предварительно подготовленные скважины подается раствор. Для усиления прочностных показателей рекомендуется применять прутки арматуры сечением от 0,2 мм. Их заранее вставляют в скважины и затем заливают смесью бетона.

Характерная особенность буронабивных свай и отличие от прочих набивных элементов в том, что предварительная скважина заглубляется на определенный отрезок – до достижения плотных слоев грунта.

Этапы работ

Изготовление свайных элементов включает следующие этапы работ:

1. Бурение шурфа;
2. Спускание в скважину обсадной трубы;
3. Вытаскивание осыпавшегося грунта из скважины;
4. Заполнение пустот бетоном порционно;
5. Трамбование слоев бетона;
6. Постепенное извлечение обсадной трубы.

• В шурф, заглубленный до определенной проектом отметки, опускается труба диаметра 25… 40 см;
• Изготавливается бетонная смесь на основе марки бетона от М200 и выше;
• Заливается смесь примерно на 1 м;
• Происходит трамбование состава с медленным поднятием обсадной трубы до уровня смести 0,3-0,4 м;
• Снова происходит процесс бетонирования, трамбования.

С учетом того, что диаметр обсадной трубы меньше, чем размеры скважины в сечении, а также неровностей грунта, процедура бетонирования и трамбовки позволяет бетону заполнить объем полностью, включая зазор между стенками скважины и обсадной трубы. При этом часть бетонного молочка и смеси впитывается в грунтовые массы, чем упрочняет их. Подробности процесса можно посмотреть на видео.

Недостатком способа может стать невозможность контроля плотности монолитности бетона по всей высоте свайного элемента. Кроме того, велик риск размыва незастывших очагов смеси грунтовыми водами.

Важно! Армирование свайных элементов прутками производится только в верхней части. Процесс включает укладку прутков на 1,5-2 метра в свежезалитую смесь. Концы прутков должны торчать наружу, чтобы потом связать стержни с ростверком.

Способы устройства буронабивных свай

В зависимости от прочностных и несущих показателей грунта применяются следующие типы обустройства буронабивных свай:

1. Сухой, при котором не применяется дополнительного крепления стенок скважины;
2. С применением глинистого раствора для укрепления и минимизации обрушения стенок скважин;
3. Крепление обсадной трубой.

Разберем все варианты подробнее:

1. Сухой способ показан для устройства скважин в грунтах высокой устойчивости: присадочных, глинистых полутвердой, тугопластичной консистенции, которые могут держать стандартные параметры диаметра стенок свай. Скважина пробуривается на нужную глубину, после завершения работ по бурению, при необходимости скважину армируют каркасом и затем проводят процесс заливки бетона. Бетонирование происходит методом вертикального перемещения трубы (стандартным). Сухой способ применяется для изготовления буронабивных свай диаметра 400-1200 мм длиной до 30 метров.

Важно! Для упрощения работ применяются обсадочные бетонолитные трубы, состоящие из отдельных секций. Наличие замковых соединений позволяет удлинять конструкцию, чтобы она достигла дна пробуренной сваи, подготовленной для заливки. Верхняя (первая) секция оснащается приемником, куда и производится закладывание состава. Чтобы трамбовка была более качественной, на воронке можно закрепить вибраторы. По мере кладки смеси, труба вытаскивается из скважины.

1. Песчано-глинистые или глинистые растворы применяются для укрепления стенок скважины. При этом соблюдается не только повышение прочности грунта, но и предотвращение размывания свай подземными водами. Скважины бурят обычным способом, а раствор подается по мере бурения под давлением. Смесь поднимается вверх стенок, выдавливая из отверстия разрушенные грунты. Для обеспечения нормируемого расхода смеси, обустраивается отстойник с фильтрами, где происходит осаждение грунта и состав подается снова в скважину. Излишки глинистого раствора поднимаются вверх в процессе бетонирования формы.

Важно! Подобная технология позволяет исключить применение обсадных труб. При необходимости скважина армируется. Бетоновод поднимается вверх по мере заполнения скважины составом.

1. Третий вариант обустройства основания подразумевает применение обсадных труб. Данная технологическая тонкость позволяет создавать прочный и надежный фундамент на грунтах любой несущей способности. Обсадные трубы могут быть оставлены в скважине или вынуты в процессе заливания бетона. Бурение производится вращательно-ударным способом. После зачистки шурфа подается раствор бетона, формируется свая посредством вертикально перемещаемой трубы.

Важно! Как только скважина начинает заполняться бетоном, понемногу извлекается инвентарная обсадная труба. Наличие специальной системы домкратов, которые нужно смонтировать на установке, сообщают трубам возвратно-поступательные движения, что облегчает трамбовку смеси и дополнительно ее уплотняет.

Необходимо помнить, что вне зависимости от типа свай, процесс бетонирования непрерывный! Но если сваи располагаются с шагом меньше 1,5 метров, то их бетонируют через одну, чтобы не нанести повреждения уже готовой свае, когда придется трамбовать смесь в соседнем шурфе. Пропущенные элементы бетонируют только после того, как ранее подготовленные сваи уже набрали достаточную прочность.

Буронабивные сваи имеют как плюсы, так и минусы, сдерживающие широту применения конструкций. К последним относятся такие факторы, как:

• Сниженная удельная несущая способность, по сравнению, например, с ленточным фундаментом;
• Высокая трудоемкость работ, например, в сравнении с винтовыми сваями;
• Обязательность закрепления свайных скважин в слабых грунтах;
• Сложности процесса бетонирования в почвах с повышенным водонасыщением;
• Невозможность контроля качества готовых свай.

Совет! Если грунт отличается сухостью, можно применить технику устройства свайных элементов продавливанием. Положительный момент – уплотнение грунтовых масс в процессе пробивания шурфа. Методика не требует изымания почвы на поверхность и производится пробивным способом, то есть, с определенной высоты на почву сбрасывается конусовидный предмет, до тех пор, пока не образуется достаточно заглубленный шурф. Потом скважина порционно заполняется смесью бетона со щебнем или песчано-бетонной смесью. Неплохо зарекомендовал себя вариант с обсадной трубой, забиваемой молотом – возможность выполнить все процессы своими руками добавляет плюсов.

Обустройство буронабивных свай показано в теплое время года, когда грунт достаточно прогрет – это требуется для схватывания бетонной смеси. Однако, если температурный режим низкий, применяется подогрев. Это технология, применяемая именно для строительства фундамента зимой и обеспечения должной крепости несущей основы. Бетон в сваях буронабивного типа греется посредством трубы, закладываемой в тело сваи. Технологически иногда допускается прогрев посредством электрических приборов, но это дорого. Обязательность применения прогрева показана правилами СНиП, при этом снижается опасность деформации конструкций из-за морозного пучения. Чтобы максимально минимизировать такие риски, лучше всего отлить сверху фундамента на буронабивных сваях монолитную плиту и обустроить ростверк выше уровня земли.

Применение бетона, марка бетона для свай

В зависимости от использования конструкционной части элемента различаются сваи и стойки висячего типа. При этом стойка опирается на плотный слой грунта, поэтому позволяет строить более массивные дома. А вот висячая свая держит нагрузку только за счет контакта с грунтом. Классификация применения марок бетона, параметров заливки свай и прочих нюансов определяется СНиП 2.02.03-85. Для расчета несущей способности применяются следующие показатели:

1. Диаметр элемента;
2. Марка применяемого бетона;
3. Вид армирования (каркас, пруток);
4. Глубина скважины;
5. Прочностные показатели грунта.

Бетонная смесь необходима для формирования собственно тела сваи. При этом применение показано марок от М200 и выше. Считается, что для буронабивных свай подходят и более легкие марки, но есть реестр стандартов, по которым нужно ориентироваться:

• ГОСТ 19804.2-79
• ГОСТ 10060.0-95
• ГОСТ 12730.0-78
• ГОСТ 12730.4-78
• ГОСТ 12730.5-84

В соответствии с этими регламентами, марки бетона распределяются следующим образом:

1. М100-М150 – показаны для применения на подготовительных работах и создания ненесущих конструкций.
2. М200-М250 можно использовать для создания ж/б поясов, объектов, не имеющих несущих нагрузок, устройства ленточных фундаментов.
3. М300-М350 применяется для балок, ферм, изготовления плит перекрытия, свай буронабивного типа, изготовления лестничных маршей и прочих конструкций, испытывающих серьезные весовые нагрузки.

Чтобы определиться с точностью с маркой бетона, необходимой для буронабивных свай в вашем регионе, неплохо посмотреть ТР 100-99. Это технические рекомендации по устройству фундаментов на буронабивных сваях, разработанные отечественными учеными. И последнее, заливка бетоном требует соблюдения рецептуры состава смеси, как правило, необходимо соблюдать относительно ровную плотность мелкого и крупного заполнителя. Состав для товарного бетона включает: щебень прочности 50-60 МПа 25%, песок 25%, бетон от 340 кг на 1 куб продукта.

В случае возникновения вопросов поможет видео от профессионалов, где подробно показан процесс изготовления и монтажа фундамента на буронабивных сваях. Основание прекрасно подходит для строительства домов как облегченного типа, так и кирпичных многоэтажек.

Решая, какой бетон использовать для фундамента, необходимо, в первую очередь, обратить внимание на прочностные характеристики данного строительного материала. Ведь от этих параметров зависит несущая способность основания. Ну а что следует учесть во вторую и в третью очередь?

Эту информацию вы почерпнете из данной статьи, ориентированной на исполнителей и заказчиков процесса возведения монолитных фундаментов.

Какой бетон используют для заливки фундамента?

В процессе обустройства основания допускается использование нескольких сортов бетона: от марки М100 (прочность 7,5 МПа) до марки М700 (прочность 50 МПа).

Причем выбор конкретного сорта бетона зависит от трех факторов, а именно:

• От величины конструкционной нагрузки, определяющей несущую способность бетона.
• От предполагаемой влагостойкости, задаваемой глубиной залегания грунтовых вод.
• От конструкционных особенностей самого основания, определяемых архитектором проекта.

В итоге, бетоны марок М100 и М150 используют при закладке ленточных фундаментов на слабопучинистых грунтах, при расчетной несущей способности до 130 кгс/см2. То есть, такой бетон можно использовать в процессе заливки среднезаглубленных и малозаглубленных оснований для деревянных и каркасных строений.

Бетоны марки М200 и М250 используют при обустройстве фундаментов с несущей способностью до 262 кгс/см2. Эти сорта бетонов используют для заливки буронабивных свай, заглубленных фундаментов ленточного типа и плитных оснований или подошв под столбы на пучинистых почвах. Хорошая несущая способность этих сортов фундамента позволяет задействовать данный строительный материал в процессе обустройства основания под кирпичный или блочный дом малоэтажного типа.

Бетоны марки М300 и М400 применяются в случае строительства подошв, заглубленных лент, буронабивных свайных конструкций с монолитным ростверком и плавающих плит. Несущая способность таких бетонов – до 393 кгс/см2. Поэтому данные сорта используются при строительстве заглубленных оснований под многоэтажные строения из кирпича, цементных блоков и железобетона.

Кроме того, начиная от марки М200 бетон можно использовать для заливки железобетонных конструкций под сборные основания – фундаментных блоков.

Как правильно выбрать марку бетона?

Прочные сорта этого бетона стоят намного дороже, чем относительно «легкие» строительные материалы. Поэтому подбирать тип раствора для заливки основания нужно с большой осторожностью: ведь бетоны с недостаточной прочностью не выдержат эксплуатационных нагрузок, а более стойкие сорта раствора могут перегрузить строительную смету.

Поэтому при подборе бетона следует ориентироваться на два параметра:

• Общий вес конструкции (эксплуатационную нагрузку).
• Тип грунта.

Ну а влияния глубины залегания грунтовых вод, можно нивелировать путем обустройства надежной гидроизоляции фундамента.

Причем, защита бетона от грунтовых вод, в конечном итоге, обойдется дешевле, чем стоимость полноценно влагостойкого раствора.

Выбор марки по весу конструкции строения

Нагрузка на фундамент определяется исходя из суммарной массы всех конструкционных элементов строения. То есть, для определения максимальной нагрузки необходимо вычислить по известной плотности строительных материалов и израсходованному объему вес всего строения.

Причем в упрощенной форме вес дома определяют по средней плотности квадратного метра стены, перекрытия и потолка, умноженной на число квадратных метров каждой части конструкции жилища. То есть, в самом начале необходимо определить квадратуру стен, перемножив периметр и высоту фасада. Далее определяют квадратуру перекрытий – перемножая и удваивая (цокольная + чердачная часть конструкции) длину и ширину фасада. И в самом конце определяют квадратуру кровли, перемножая ширину на длину ската и увеличивая полученный результат на число скатов крыши.

Далее в игру вступают справочные данные, согласно которым, например, один квадратный метр кирпичной стены имеет плотность в 270 кг, а «квадрат» каркасной конструкции весит всего 50 кг. То есть стены дома из кирпича, площадью 10х10 метров и высотой этажа в 3 метра, будут весить (10+10)х2х3х270= 32,4 тонны. Каркасное строение аналогичных размеров весит (10+10)х2х3х50= 6 тонн.

Однако, кроме нагрузки от стен существует еще и нагрузка от веса перекрытий (100-150 кг/м2) и нагрузка от веса кровли (40-50 кг/м2) и снежная нагрузка – до 200 кг/м2. В итоге на ростверк давит еще и 20 тонн перекрытия (10х10х2х100=20000) и 7 тонн кровли (10х7х2х50=7000) и ровно 21 тонна снежной массы (10х7х2х150=21000).

И при ширине ростверка фундамента в 50 сантиметров на опору будут давить 394кгс/см2 строения с кирпичной стеной (73400кгх9,8м/с:2000см2=393,96)или 264 кгс/см2 (54000кгх9,8м/с:2000см2=264) каркасной конструкции.

То есть под кирпичную стену необходим бетон марки М400 или даже М500, а каркасная стена довольствуется бетоном марки М250.

Подбор марки бетона по типу грунта

По грунту сорт бетона подбирается исходя из предполагаемого уровня сезонной деформации почвы (пучения). Причем на этот параметр влияет вещественный состав грунта участка.

Так состоящая из песчано-скальной массы почва относится к грунтам слабого пучения. Поэтому на таком участке можно отстроить основание из бетона марки М200. А вот для суглинка и глины данный сорт бетона не годится. Такая почва подвержена пучению более сильно, чем вышеупомянутый скально-песчаный вариант. Поэтому в данных условиях используется марка М300 или М400.

Кроме того, в расчетах следует принять во внимание еще и несущую способность самого грунта, но эта величина влияет скорее на площадь подошвы основания, чем на сорт бетона.

Как улучшить бетон для заливки?

Улучшать сам раствор практически невозможно, строители могут повлиять на теплостойкость и влагостойкость бетона. Причем с точки зрения оптимизации сметы выгодно именно второе улучшение – изменение влагостойкости основания.

Эта операция проводится путем внедрения в структуру основания гидрофобной прослойки. То есть, гидроизолирующий слой подводят под подошву, монтируя по дну котлована влагостойкую пленку еще до заливки самого основания. Ну а после заливки изолируют вертикальные поверхности (стенки) фундамента и покрывают рубероидом ростверк.

Альтернативный вариант — добавление сульфатостойкого элемента в бетон — позволяет отказаться от сложной процедуры обустройства гидроизоляции. Различные присадки, нивелирующие разрушительную силу содержащихся в воде окислов и сульфатов, вводятся в раствор еще на этапе его приготовления. В итоге, бетонный монолит может противостоять негативному влиянию грунтовых вод.

Рассматривая оба метода, следует заметить, что возведение гидроизоляции более хлопотная, но и менее затратная операция. А введение в раствор особых присадок сокращает и срок строительства основания и общую трудоемкость данной операции. Но присадки стоят денег, что, несомненно, отразится на смете строительства основания.