Диаметры, длина и шаг буронабивных свай

Какие бывают диаметры буронабивных свай

Диаметры, длина и шаг буронабивных свай — три параметра, которые проектировщик назначает вместе: от них зависят несущая способность одной сваи, количество свай в поле, размер ростверка и стоимость фундамента. Ни один из них нельзя менять на площадке без пересчёта.

Строгого стандартного ряда диаметров для буровых свай нет: их диаметр определяется буровым инструментом. На практике ряд сложился по типоразмерам шнеков, ковшей и обсадных труб, а сметные нормы закрепили его в градациях расценок. В ГЭСН 81-02-05-2022 шнековые буронабивные сваи разбиты на «диаметром до 600 мм» и больше, сваи под обсадной трубой — на 750, 1000, 1200 и 1500 мм, сваи по технологии непрерывного полого шнека — на 450, 550 и 620 мм.

Если коротко: до 650 мм — массовый сегмент складов и малоэтажки, где хватает экскаватора с буром; от 750 мм начинается работа роторных установок с обсадными трубами и совсем другая цена мобилизации. Сводная таблица техники по каждому размеру — на странице про бурение скважин диаметром от 250 до 1200 мм.

Как выбирают диаметр сваи

Диаметр получается из расчёта, а не из привычки. Проектировщик идёт от нагрузки на колонну или погонный метр стены и от грунта: сколько свай нужно, какой несущей способности, сколько их поместится под ростверком с учётом нормативного расстояния.

Что тянет диаметр вверх

• Большая сосредоточенная нагрузка — колонна каркаса, опора эстакады. Одна свая большого диаметра вместо куста из 3–4 тонких упрощает ростверк.
• Прочный грунт под пятой — плотный песок, твёрдая глина. Сопротивление под нижним концом умножается на площадь пяты, которая растёт как квадрат диаметра.
• Горизонтальные нагрузки и моменты — подпорные стены, опоры с ветровой нагрузкой. Жёсткость ствола на изгиб растёт с диаметром в четвёртой степени.
• Прочность по материалу. Свая должна выдержать нагрузку не только по грунту, но и по бетону и арматуре; для буровых свай расчётное сопротивление бетона снижают коэффициентами за бетонирование в скважине (СП 24.13330.2021, п. 7.1.9).

Что ограничивает диаметр

• Техника и площадка. Роторная установка под диаметр 1000 мм не войдёт во двор и не встанет на слабое основание без подготовки.
• Объём бетона растёт пропорционально квадрату диаметра. Переход с 450 на 650 мм увеличивает бетон на метр сваи более чем в 2 раза.
• Висячие сваи в однородной глине. Если основная доля несущей способности — трение по боковой поверхности, выгоднее удлинить сваю: периметр растёт с диаметром только линейно.

Площадь, периметр и объём бетона по диаметрам

Чтобы быстро прикинуть, что даёт смена диаметра, удобно держать под рукой три числа: площадь сечения (работает под пятой и определяет бетон на метр), периметр (работает по боковой поверхности) и объём бетона на метр длины. Значения ниже — геометрические, без учёта перебора стенок.

Хорошо видно соотношение. Переход с диаметра 450 на 650 мм увеличивает периметр в 1,44 раза, а площадь пяты и бетон — в 2,09 раза. Значит, для свай, которые держатся в основном трением, увеличение диаметра даёт меньший прирост несущей способности, чем расход бетона. Для свай, опёртых на плотный песок или твёрдую глину, — наоборот: прирост сопротивления под пятой опережает рост периметра.

В смете буронабивная свая считается в кубометрах (ГЭСН 05-01-029 и смежные таблицы), бурение отдельным подрядчиком — в погонных метрах скважины. Пересчёт между ними — по колонке «бетон на 1 м».

Длина и глубина буронабивных свай

Длину сваи определяют положение несущего слоя и расчёт осадки. СП 24.13330.2021 (п. 8.14) требует выбирать длину по грунтовым условиям, уровню подошвы ростверка и возможностям оборудования, а нижний конец, как правило, заглублять в прочные грунты, прорезая слабые слои.

Для буровых свай свод отдельно оговаривает: опирание нижних концов на рыхлые пески и глинистые грунты с показателем текучести IL > 0,6 не рекомендуется и допускается лишь в исключительных случаях, когда другие варианты фундаментов технически нереализуемы, — с обязательными контрольными статическими испытаниями по ГОСТ 5686. А для контроля выбранной длины буровых и набивных свай статические испытания должны предусматриваться в проекте всегда.

Из чего складывается глубина скважины

1. Отметка планировки, с которой работает буровая техника.
2. Отметка подошвы ростверка и заделки сваи в ростверк.
3. Длина сваи по проекту до отметки нижнего конца.
4. Перебур на срезку оголовка — бетон с шламом сверху всё равно срезают.

Поэтому длина сваи в проекте и глубина бурения в журнале обычно не совпадают: бурят от фактической отметки площадки, которая бывает выше будущего дна котлована. Это стоит оговорить в договоре — в каких метрах принимается бурение.

Когда сваю удлиняют, а когда утолщают

Если прочный слой на 8–10 м, а выше слабые суглинки, сваю доводят до прочного слоя с заглублением в него — увеличивать диаметр в слабом грунте бессмысленно. Если вся толща однородная глина, проектировщик сравнивает варианты: длиннее и тоньше или короче и толще — по стоимости бурения, бетона и арматуры. Если несущий слой глубже 18–20 м, выбор смещается к роторным установкам и технологии НПШ.

Расстояние между буронабивными сваями: что требует СП 24.13330.2021

Минимальное расстояние между буронабивными сваями задаёт п. 8.13 СП 24.13330.2021. Формулировка для разных типов свай разная, и это частая путаница в ТЗ.

Главное: для буровых свай норматив задан в свету, то есть между поверхностями соседних стволов, а не между осями. Шаг в осях получается как диаметр плюс 1,0 м. Правило «3d» из старых пособий и школьных курсов относится к забивным висячим сваям, и если перенести его на буронабивные, при малых диаметрах сваи окажутся ближе допустимого, а при больших — дальше необходимого.

Откуда такая разница

Забивная свая вытесняет и уплотняет грунт вокруг себя. Если поставить висячие забивные сваи слишком тесно, зоны уплотнения перекрываются, грунт между сваями «выпирает», а соседние сваи поднимаются. Поэтому норма связана с размером сваи. Буровая свая грунт не вытесняет, а вынимает. Для неё критично другое: чтобы при бурении соседней скважины не обрушить стенку и не повредить ещё не набравший прочность бетон, и чтобы между стволами оставался целик грунта, способный передавать трение. Эти условия от диаметра почти не зависят — отсюда фиксированный метр.

Порядок бурения соседних скважин

Нормативное расстояние — это про готовый фундамент. Есть ещё технологическое ограничение: свежий бетон соседней сваи. Для свай непрерывным полым шнеком СП 45.13330.2017 (п. 12.4.4) запрещает бурить скважины ближе трёх диаметров от центров только что забетонированных, пока бетон не наберёт прочность. Для обычных буронабивных свай порядок бурения «через одну» или захватками закладывают в ППР, особенно в водонасыщенных песках.

Минимальный шаг буронабивных свай по диаметрам

Таблица переводит норму «1,0 м в свету» в шаг в осях — именно его ставят на схеме свайного поля. Для сравнения приведено значение 3d, которое ошибочно применяют к буровым сваям.

Это минимум. Реальный шаг почти всегда больше: его задают сетка колонн, ширина ростверка, допуски на положение свай в плане и расчёт куста на осадку. Кроме того, допуски на положение в плане для свай диаметром более 0,5 м — ±10 см поперёк ряда и ±15 см вдоль ряда при кустовом расположении (СП 45.13330.2017, табл. 12.1). Если проект поставил сваи впритык к минимуму, фактическое отклонение двух соседних свай навстречу друг другу может «съесть» до 20–30 см и формально нарушить норму. Разумный проектный запас — 10–20 см к минимальному шагу.

Кусты, ленты и свайные поля

Шаг и диаметр зависят от того, как сваи работают в фундаменте.

Одиночная свая под колонну

Самый простой вариант для складов и каркасных зданий: одна свая большого диаметра под каждую колонну, ростверк-оголовок небольшой. Расстояние между сваями равно шагу колонн, норматив 1 м в свету выполняется автоматически. Для таких фундаментов СП 24.13330.2021 ужесточает требования: при нагрузке на буровую сваю более 2500 кН коэффициент надёжности по грунту повышается (п. 7.1.11), а для фундаментов с одной сваей под колонну рекомендуется сплошной контроль сплошности стволов (п. 7.5.14).

Куст свай

Под тяжёлую колонну ставят 2–6 свай с общим ростверком. Здесь шаг определяет размер ростверка: чем ближе сваи, тем компактнее и дешевле ростверк. Поэтому в кустах шаг часто берут близко к минимальному — d+1,0 м плюс запас на допуски.

Ленточный ростверк

Под несущие стены сваи ставят в один или два ряда вдоль ленты. Шаг вдоль ленты определяется нагрузкой на погонный метр и несущей способностью сваи и обычно составляет 1,5–3 м. В частном домостроении типичная схема — сваи диаметром 300–400 мм под пересечениями и вдоль стен с монолитным ростверком.

Сплошное свайное поле

Под плиту ставят сетку свай по всей площади. Здесь проектировщик проверяет фундамент как условный массив и учитывает взаимное влияние свай на осадку. Шаг 3–4 м для свай диаметром 600–800 мм под плитой — обычное решение для жилых домов.

Как шаг и диаметр влияют на ростверк

Ростверк передаёт нагрузку от колонны или стены на сваи. Его размеры в плане определяются положением свай и расстоянием от оси крайней сваи до грани ростверка, высота — продавливанием колонной и заделкой голов свай. Отметка голов свай под монолитный ростверк выдерживается с допуском ±3 см (СП 45.13330.2017, табл. 12.1).

• Меньше шаг — меньше ростверк. В кусте из четырёх свай диаметром 450 мм уменьшение шага с 1,8 до 1,5 м сокращает площадь ростверка примерно на пятую часть.
• Больше диаметр — меньше свай. Замена куста из четырёх свай диаметром 450 мм одной сваей большого диаметра убирает кустовой ростверк, но требует техники под большой диаметр и прочного слоя под пятой.
• Допуски — в запас. Ростверк рассчитывают с учётом возможного смещения свай в пределах допуска; при превышении проектировщик проверяет ростверк заново, иногда добавляет сваю.

Вывод для заказчика: диаметр и шаг влияют на стоимость фундамента комплексно — бурение, бетон, арматура свай, объём ростверка. Сравнивать варианты по одной цене метра скважины некорректно.

Пример: свайное поле склада в «Руднево»

В индустриальном парке «Руднево» мы бурили скважины под буронабивные сваи каркаса складского комплекса: 420 скважин диаметром 550 мм глубиной 12 м. Работали два экскаватора с гидробуром в две смены, срок — 18 дней. Арматурные каркасы и бетонирование выполнял генподрядчик.

Посчитаем по таблицам выше. Одна свая диаметром 550 мм длиной 12 м — 2,85 м³ бетона по геометрии, всё поле — около 1 200 м³ без учёта перебора. Минимальный шаг в осях для этого диаметра — 1,55 м. Бурение одной 12-метровой скважины по нашей расценке 1 700 ₽/м — 20 400 ₽ с НДС 22%; доставка экскаватора считается отдельно.

Как указать диаметр, длину и шаг в ТЗ на бурение

Больше всего вопросов на площадке возникает не из-за грунта, а из-за неполного задания. Подрядчик по бурению работает по схеме свайного поля, и если на ней не хватает данных, решения принимаются «по месту» — а это прямой путь к перерасходу и спорам при приёмке. Ниже — минимальный набор параметров, который стоит включить в техническое задание или ведомость объёмов работ.

1. Диаметр скважины для каждого типоразмера свай — в миллиметрах, с указанием, совпадает ли он с диаметром сваи. Формулировка из закупок: «устройство скважин под буронабивные сваи диаметром 450 мм».
2. Отметка начала бурения — от фактической планировки или от дна котлована. От неё зависит, сколько метров бурения будет в журнале.
3. Отметка забоя или длина сваи с отметкой головы. Допуск на отметку забоя по табл. 12.1 СП 45.13330.2017 — ±10 см.
4. Схема с координатами осей и привязкой к разбивочной сетке; кто выносит оси — заказчик или подрядчик.
5. Способ крепления стенок — без крепления или под обсадной трубой, по каким участкам и на какую глубину. Это меняет и технику, и цену метра.
6. Порядок бурения — захватки, бурение через одну, сколько скважин можно держать открытыми до бетонирования.
7. Что делать при препятствии — кто и в какой срок согласует смещение точки или изменение глубины.
8. Единица приёмки — погонный метр скважины по журналу бурения, штука или кубометр сваи. Для бурения отдельным подрядчиком удобнее погонный метр.

Отдельно оговорите сваи разных диаметров на одном поле. Смена шнека занимает время, и если сваи разного диаметра перемешаны по схеме, выгоднее бурить их отдельными проходами по захватке. Это влияет на график, но не на нормативный шаг: расстояние в свету 1,0 м между стволами разного диаметра считают так же, от поверхности до поверхности, — шаг в осях равен полусумме диаметров плюс 1,0 м. Для соседних свай диаметрами 450 и 650 мм это 0,55 + 1,0 = 1,55 м.

Сваи у существующих зданий и сетей

Нормативный шаг между сваями не отменяет других ограничений. Расстояние от новых свай до фундаментов соседних зданий и до подземных сетей задаёт проект с учётом зоны влияния; при необходимости проектировщик закладывает обсадку на всю длину и геотехнический мониторинг на опытном участке (СП 45.13330.2017, п. 12.2.1). Бурение с выемкой грунта рядом со зданиями безопаснее забивки, но не безопасно само по себе: в водонасыщенных песках незакреплённая скважина может вызвать вынос грунта из-под соседнего фундамента.

Какие диаметры и глубины бурим мы

Под буронабивные сваи мы бурим скважины экскаваторами с гидробуром диаметрами 350, 450, 550 и 650 мм на глубину до 18 м в Москве и Московской области. Диаметр берём из проекта: под буронабивную сваю скважину бурят по диаметру сваи. В водонасыщенных песках бурим под защитой обсадной трубы, которую сразу погружает вибропогружатель.

Скважины диаметром больше 650 мм и глубже 18 м — это задача роторных установок; такие объёмы мы не берём. Подробнее про состав работ и стоимость буронабивных свай под ключ — на странице буронабивные сваи, про технику под каждый размер — в разделе диаметры скважин под сваи. Расчёт несущей способности, допуски и испытания разобраны в соседних материалах раздела статей; все статьи о сваях, бурении и шпунте собраны там же.