Буронабивная свая представляет собой вертикальный железобетонный стержень, погружённый в грунт. Она служит ключевым связующим звеном, передающим нагрузку от здания на несущие слои основания. Работа сваи обеспечивается за счёт сил трения по боковой поверхности и сопротивления грунта под её нижним концом (пятой).
Области применения буронабивных свай
Данная технология становится оптимальным решением в ряде сложных инженерно-геологических и градостроительных условий:
- Стеснённые условия городской застройки. Когда необходимо возвести новое сооружение вплотную к существующим зданиям, разработка глубокого котлована может привести к деформациям и обрушению соседних фундаментов. Буронабивные сваи, устанавливаемые без динамических воздействий, позволяют безопасно вести работы. Это особенно актуально при реконструкции промышленных предприятий, например, при замене старого цеха на новый. Также они применяются там, где использование ударных или вдавливаемых свай невозможно.
- Высокий уровень грунтовых вод. При близком расположении водоносного горизонта разработка котлована сопряжена с постоянным водопонижением, что дорого и сложно. Буронабивные сваи позволяют обойти эту проблему, если в проекте не предусмотрены подвальные помещения или техподполье.
- Слабые (просадочные) верхние слои грунта. Если под верхними слабыми пластами (торф, ил, текучие глины) залегают плотные грунты с хорошей несущей способностью, свая «прорезает» ненадёжные слои и опирается на устойчивое основание. Это предотвращает риск неравномерной осадки или «проскальзывания» фундамента.
Рисунок №1 – Пример строительства нового смесительного цеха на территории действующего кирпичного завода.
Рисунок №2 – Инженерно-геологический разрез для объекта очистных сооружений в Ярославской области.
Рисунок №3 – Сводная ведомость лабораторных испытаний грунтов для того же объекта.
Рисунок №4 – Пример геологического разреза со слабыми верхними слоями, требующими применения свай.
Ограничения и недостатки технологии
- Фундамент на буронабивных сваях исключает или сильно усложняет устройство подвалов, цокольных этажей или техподполья под всем зданием.
- Нормативное минимальное заглубление свай (обычно от 3 метров) требует тщательного расчёта и планирования нагрузок. В некоторых случаях, особенно для лёгких построек, более экономичным может оказаться мелкозаглублённый ленточный фундамент.
Нормативное регулирование
Основным документом, регламентирующим проектирование свайных фундаментов, является актуализированный свод правил СП 24.13330.2011 (бывший СНиП 2.02.03-85) «Свайные фундаменты».
Выбор материалов для изготовления свай
Качество материалов напрямую влияет на долговечность и несущую способность конструкции:
— Бетон: Минимальная класс прочности — В15 (М200). Для ответственных сооружений применяют более высокие классы (В20, В25). Марка морозостойкости (F) рассчитывается исходя из срока службы и климатических циклов (например, для 100 лет в умеренном климате может потребоваться F300-F400). Марка по водонепроницаемости (W) подбирается в зависимости от агрессивности грунтовых вод.
— Арматура: Продольная рабочая арматура должна быть класса не ниже А400 (А-III). Её диаметр и количество определяются расчётом. Поперечное армирование (хомуты) может выполняться из более пластичной стали класса А240 (А-I), но должно обеспечивать жёсткость каркаса.
— Специальные добавки: В условиях агрессивной сульфатной среды или при необходимости повышенной водонепроницаемости в бетонную смесь вводят соответствующие химические добавки.
Конструирование буронабивной сваи
Стандартное поперечное сечение буронабивной сваи — круглое. Диаметр (обычно от 300 до 1500 мм) и длина определяются расчётом, исходя из нагрузок и свойств грунта. Конструктивная длина — это расстояние от подошвы ростверка до нижнего конца сваи.
Пример подбора диаметра: Для стены толщиной 510 мм ширину ростверка принимают, например, 600 мм. Вычитая по 100 мм с каждой стороны на минимальный зазор (анкеровку), получаем расчётный диаметр сваи 400 мм.
Свая работает преимущественно на сжатие, но также испытывает изгибающие моменты. Поэтому её армируют пространственным каркасом. Продольные стержни располагаются по периметру сечения в растянутой зоне, компенсируя низкую прочность бетона на растяжение. Поперечные хомуты обеспечивают устойчивость стержней и работу бетона на срез.
Арматурный каркас буронабивной сваи.
Защитный слой бетона (обычно 50-80 мм) предохраняет арматуру от коррозии. После установки каркаса в пробуренную скважину её заполняют бетонной смесью с тщательным уплотнением.
Конструирование узла сопряжения сваи с ростверком
Жёсткая и надёжная связь сваи с монолитным железобетонным ростверком — залог устойчивости всего фундамента. Ключевой элемент — анкеровка выпусков продольной арматуры сваи в тело ростверка. Длина анкеровки (прямого участка или отгиба) определяется расчётом.
Каркас монолитного железобетонного ростверка.
Для предотвращения возможного «выпучивания» сваи из-за бокового давления грунта, ростверк делают шире оголовка сваи минимум на 100 мм с каждой стороны. Это создаёт своеобразный компенсатор, обеспечивающий совместную работу элементов.
Арматура ростверка (продольная и поперечная) связывается с выпусками арматуры свай, образуя единую пространственную систему. Продольные стержни ростверка располагаются в его растянутых зонах, огибая выпуски свайной арматуры. Такая конструкция обеспечивает равномерное перераспределение нагрузок и сохранение проектного положения всех элементов.
