Трубы – это полые цилиндрические длинномеры, предназначенные для транспортировки каких-либо жидких или газообразных сред.
Их изготавливают из различных материалов таких, как:
сталь;
железобетон;
пластик;
асбоцемент.
Сталь
Сваи из стальных опор обладают большой несущей способностью. Особенно это относится к винтовым опорам. Применение новых изделий в качестве опорных стоек под строения во многих случаях экономически не выгодно по причине их высокой стоимости. Чем больше диаметр, тем дороже металлопрокат.
Винтовые сваи представляют собой готовую к использованию конструкцию. Это трубы, имеющие на нижнем конце лопасти и окончание в виде конуса. Опоры не пригодны для использования в скалистых и каменистых грунтах.
Сваи выгодны тем, что в течение светового времени суток можно создать свайное поле большой площади. Для установки опор потребуются усилия двух человек, которые с помощью двустороннего рычага ввинчивают в землю сваю. Винтом достигают прочного грунтового основания, проходя сквозь слабые слои почвы. Главный враг металлических опор – коррозия. Сваи должны быть снаружи обработаны антикоррозионной мастикой. Полость трубы заполняют бетоном или цементным раствором.
После установки, верхушки винтовых свай срезают под один уровень. Для этого применяют лазерный нивелир и угловую машинку с режущим кругом или ножовку. После этого к трубам прикручивают или приваривают горизонтальные монтажные площадки. На них будет опираться ростверк.
Для небольших приусадебных построек (теплицы, сараи и пр.) возводят свайное основание из труб диаметром 2 – 4 дюйма. Для этого часто использую бывшие в употреблении водопроводные трубы. Отрезки просто забивают в землю кувалдой.
Единственный их недостаток в том, что, как правило, старый металл уже повреждён коррозией, и фундамент может прослужить недолго, зато обойдётся практически бесплатно.
Железобетон
Изделия представляют собой кольцевые металлические армокаркасы, залитые бетоном. В индивидуальном малоэтажном строительстве для свайного фундамента используют ж/б изделия диаметром до 300 мм длиной от 500 до 2500 мм. Их устанавливают в скважины, просверленные садовым буром.
Выгодно использовать бывшие в употреблении безнапорные железобетонные изделия. В дело идут даже лопнувшие и потрескавшиеся изделия. Перед заливкой бетоном повреждённые поверхности оборачивают рубероидом и обвязывают проволокой.
Пластик
ПВХ канализационные трубы являются надёжной оболочкой для формирования свай залитым бетоном с армокаркасом. Пластиковые изделия обладают лёгким весом, что удобно при их транспортировке, обработке и установке.
Если требуется провести сваю сквозь слабые пучинистые слои грунта, то применяют изделия с гладкой поверхностью. В местах, где залегают почвы с большим сопротивлением, устанавливают гофрированные опоры, боковая поверхность которых обеспечивает прочное сцепление с грунтом.
Асбоцемент
Асбестоцементная (а/ц) продукция в малоэтажном строительстве применяется в основном диаметром 150–250 мм. А/ц изделия армируют изнутри и заливают бетонным раствором. Основным достоинством асбеста, как и пластика, является его невосприимчивость коррозии.
А/ц опоры устанавливают в скважины, просверленные садовым буром. Перед заливкой бетоном в трубы вставляют вертикальные арматурные стержни периодического профиля, связанные с гладкими отрезками проволокой.
Для сравнения стоимости свайного основания из разных видов труб, ниже приведена сравнительная таблица, рассчитанная из количества опор 20 шт.
Цены на продукцию указаны усреднённые, взятые из рекламных объявлений в интернете. Из таблицы видно, что самый недорогой фундамент получится из асбоцементных изделий. Но при выборе вида труб нужно учитывать условия их применения.
Условия применения
На выбор вида свайного фундамента влияет несколько факторов таких, как:
Характеристики грунта.
Технология установки.
Экономическая целесообразность.
Характеристики грунта
К ним относятся:
плотность,
структура почвы,
пучинистость,
глубина промерзания,
уровень грунтовых вод.
Если структура почвы имеет в своём составе много каменистых включений, то при установке винтовых свай возможно повреждение антикоррозионного покрытия металла, что значительно повлияет на срок службы свай. В этом случае предпочтение отдают железобетонным, пластиковой и а/ц продукции.
Характеристики грунтового основания являются отправной базой для расчёта длины сваи, соответственно и длины самой трубы.
Если расчётная глубина заложения опор значительно не совпадает со стандартными размерами готовых ж/б изделий и винтовых опор, застройщик выбирает пластиковые или а/ц трубы. Они легко поддаются резке для корректировки их продольных размеров.
Технология установки
В этом отношении большим преимуществом обладают винтовые опоры. Их установка не требует земляных работ, что необходимо при устройстве фундамента из других видов труб.
Если планируется строительство лёгких построек, то в этом случае можно обойтись забивкой отрезков водопроводных труб.
Монтаж свайного фундамента из пластиковых и а/ц труб потребует применение технологии бурения земельного участка. При небольшой глубине заложения и малого диаметра трубы используют садовый бур. В других случаях арендуют буровую установку для сверления глубоких скважин большого диаметра.
Экономическая целесообразность
Стоимостный фактор является одним из основополагающих факторов, влияющих на выбор вида свай. Особенно это чувствительно отражается на общей сметной стоимости строительства при большом количестве точечных опор. В этом случае выбор во многом зависит от финансовых возможностей застройщика.
Предназначение обсадки в скважинах
Обсадная труба предотвращает осыпание грунта
Труба сдерживает землю от осыпания внутрь скважины, поэтому правильно выбирают материал стенок. Подбор зависит от диаметра сваи и физико-механических характеристик почвы. Часто материалом служит пластик или металл. Устройство буронабивных свай с применением обсадных труб используется в любых геологических ситуациях, нестабильных почвах.
Обсадку применяют в условиях:
неожиданного изменения толщины плотных слоев;
при прорезке массивов насыпей с валунами или остатками бетона, камней внутри;
в городе.
Оболочки до 10 метров ставят для средней и малой нагрузки (малоэтажное строительство). Не применяют буронабивной метод в вечной мерзлоте, при обнаружении агрессивных почвенных жидкостей или действии на ствол промышленных отходов в земле.
Сваи с набивкой длиной до 50 метров устраивают во влажных землях. Обсадки ставят в неоднородных текучих почвах с вкраплениями супесей и песчаных пластов. Обсадные сваи до 60 метров монтируют с помощью мощного оборудования на любых грунтах. В сейсмических регионах технология обсадки предусматривает металлические оболочки, которые не вынимают после нагрузки бетоном.
Общие принципы
Применяются различные методики. Выбор зависит от материала трубы, ее массы и конструктивного исполнения; глубины колодца; грунтовых условий и прочих обстоятельств. Например, при бурении скважины в стесненных условиях (в подвале и т.д.) громоздкая спецтехника может не поместиться, а саму конструкцию нужно будет собирать из коротких секций.
Вне зависимости от выбранного способа, установка обсадной трубы в скважину выполняется непосредственно после бурения, пока колодец не затянуло размытым грунтом. Песчаные пробки могут препятствовать погружению конструкции. Их нужно размыть обильным потоком воды. При необходимости трубу прокручивают вокруг продольной оси.
Прежде, чем убрать буровую штангу, скважину промывают с помощью мотопомпы или другого устройства, которое обеспечивает необходимый напор. Если штанга вынимается тяжело, это свидетельствует о наличии большого количества грунта в полости. Промывку в этом случае повторяют.
Погружение обсадных труб
Наиболее простая технология – установка обсадной трубы в скважину вручную. Способ применим к легким пластиковым элементам при небольшой (порядка 20 м) глубине колодца. Секции последовательно присоединяют сверху друг к другу и вручную постепенно опускают конструкцию на заданную отметку. Трубы удерживают при помощи хомута или другого подходящего устройства. Как правило, после промывки колодец бывает заполнен водой до верха. Через фильтр обсадная колонна наполняется медленно, и полую конструкцию давлением выталкивает наружу. Чтобы трубу легче было удержать, в нее по мере погружения наливают воду.
Стальные обсадные колонны монтируют при помощи специального оборудования. Установка навинчивает на трубу оголовок (он снабжен резьбой) и погружает секцию. Конструкция фиксируется при помощи обсадного стола, после чего оголовок вращается в обратную сторону и снимается с трубы. Сверху наживляют следующий элемент. Машина снова закручивает оголовок до упора. Далее начинает вращаться труба, которая навинчивается на нижний элемент. Обсадной стол отпускает конструкцию, выполняется погружение.
Обсадные трубы для буровых свай
При устройстве фундамента из буровых свай могут применяться два варианта:
Фундамент с обсадными трубами – металлические обсадные трубы, погруженные в скважину, служат дополнительным усилением для конструкции сваи. Существуют технологии, по которым обсадные трубы извлекаются из скважины после закачивания бетонной смеси. Метод устройства свай с обсадными трубами может применяться в зонах строительства с плотной застройки, при этом соседние здания не травмируются, смещение грунта не происходит.
Фундамент без обсадных труб – в этом случае для укрепления стенок скважины применяется глиняная болтушка. В настоящее время этот метод используется реже, но технология имеет определенные преимущества для устройства свайного поля при укреплении существующих фундаментов зданий.
Стальные обсадные трубы
При бурении скважин в условиях проблемных грунтов (слабый грунт, плывун, с большим водонасыщением) применяются только трубы из стали. Этот материал успешно противостоит различным нагрузкам, в том числе давлению самой почвы. Срок эксплуатации стальных обсадных труб достигает до 50 лет, при этом есть значительные минусы:
Металлические обсадные трубы подвержены коррозийным процессам, что усиливается при использовании конструкций в водонаполненных грунтах.
Стоимость металлических труб имеет достаточно высокую стоимость.
Конструкции буровых свай
При устройстве свайного фундамента из буровых свай, допускается устраивать свайные конструкции из монолитного бетона, или комбинированные (монолитный бетон) и элементы из сборных конструкций (железобетонные).
Часто железобетонные сваи изготавливаются с уширением пяты – такой вариант фундаментов целесообразно устраивать в сжимаемых грунтах, в которых преобладают плотные глинистые породы. Уширение основания во много раз повышает несущую способность отдельной сваи по грунту. В скальных грунтах не используется вариант буровых свай с уширенным основанием.
Арматурный каркас может быть изготовлен на всю длину свай, хотя в целях экономии металла, допускается армировать только те участки, которые должны воспринимать изгибающие моменты.
Виды буровых свайных оснований
Самыми распространенными видами буровых опор являются буронабивные, буросекущие и винтовые сваи. Кроме этого к буровым фундаментам можно отнести забойные конструкции – скважины, заполненные щебеночной засыпкой с послойным уплотнением; опоры с расширительной пятой, возводимые с помощью взрывных работ и полые опоры, смонтированные с помощью вибросердечника.
Буронабивные сваи
Виды бетонных буронабивных свай (в том числе – железобетонные) получили широкое распространение благодаря возможности выполнять работы по усилению старых и разрушенных фундаментов в городских условиях при плотной застройке. При выполнении усиления фундаментов старых зданий вблизи существующих автомобильных дорог, подземных коммуникаций метрополитенов, существующих высотных зданий, не происходит разрушение существующих конструкций, при этом не требуется запрещать эксплуатацию объектов на время производства реставрационных работ.
Идеальным основанием для буронабивных свай (железобетонные) являются плотные пески и обломочные горные породы, но использовать свайные конструкции для укрепления оснований разрешается на любых, даже самых неподходящих грунтах.
Скважины для устройства буронабивных свай выполняют с помощью буровых агрегатов, при достижении проектной отметки, бур вынимается и освобождается от грунта. В скважину опускается предварительно изготовленный каркас из арматуры, который заполняется бетонной смесью через воронку. Смесь подается в полость конструкции непосредственно из бетоносмесительной установки или премного бункера для бетонной смеси.
При устройстве буронабивных свай в основном применяются следующие технологии:
С использованием обсадной трубы.
С использованием глинистого раствора.
С использованием проходного шнека.
С применением двойного вращателя (Double Rotary).
С использованием уплотнения грунта.
Буронабивные сваи обладают не только достоинствами, стоит отметить присущие конструкциям недостатки:
Небольшая несущая способность.
Высокая трудоемкость буровых работ.
Сложность крепления скважин в легких и водонасыщенных грунтах.
Буросекущие сваи
Буросекущие сваи по краям котлованов
Технология установки буросекущих свай в основном идентична установке буровых свай. Применяется процесс установки буросекущих свай для создания полноценных подпорных «стен в грунте». Буросекущие опоры ничем не отличаются от буронабивных свай, только их установка проводится в одну линию с шагом, равным нулю. Конструкции, возведенные по методу устройства буросекущих свай, применяются для строительства подземных сооружений: автомобильных парковок, подземных тоннелей и переходов, их разрешено монтировать на большой глубине (до 30 метров).
Винтовые сваи
Винтовые сваи — такой тип свай, которые при заглублении ввинчиваются в грунт с одновременным вдавливанием под усилием. Сваи состоят из металлической основы (ствола) с наваренными или литыми лопастями.
Винтовые сваи широко используются для любых типов зданий, что обусловлено коротким сроком, необходимым для завершения установки фундаментов.
Плюсом винтовых свай является отсутствие вибраций во время проведения работ по устройству опорных конструкций, возможность выполнять работы в замерзших грунтах.
Основание из винтовых свай обладает высокой несущей способностью, способно выдерживать большие нагрузки на сжатие и выдергивание, особенно в пучинистых грунтах.
Металлическая винтовая свая одновременно является опорной частью фундамента, буром и анкером, который препятствует выдавливанию конструкции.
Основное назначение винтовых свай – возведение фундаментов для легких жилых и хозяйственных построек разного назначения.
Чтобы предупредить преждевременный износ винтовых свай из металла, важно предварительно перед погружением в грунт выполнить антикоррозийную защитную обработку.
Бурокасательные сваи
Ограждение котлована из бурокасательных свай.
Этот тип фундамента применяют в том случае, когда сваи воспринимают горизонтальные и вертикальные нагрузки от воздействия грунтовых пород и фундаментов близлежащих существующих зданий, обычно способ незаменим при работе в районе плотной застройки, а также используется для ограждения глубоких котлованов и при необходимости прорезки насыпей в грунтах с твердыми включениями.
Преимуществами этого метода являются:
Возможность проводить работы в стесненных условиях в районах с существующей плотной застройкой.
Технология не нуждается в организации дополнительного водоотведения и водоотлива.
Применение технологии установки бурокасательных свай намного сокращает продолжительность работ.
Область применения
Область применения буронабивных свай чрезвычайно широка. Буронабивной фундамент – это оптимальное решение, когда строительство ведется:
на слабых грунтах – например, если почва болотистая или представляет собой слой торфа;
на крутом склоне или на участке с чрезвычайно неровным рельефом;
в городе – технология буронабивных свай не оказывает динамической нагрузки на объекты, расположенные поблизости, к тому же уровень шума при их установке значительно ниже, чем при традиционной забивке.
Буронабивными сваями часто пользуются, когда необходимо возвести тяжелые объекты, например, производственные предприятия.
Недостаток этой технологии – сравнительно высокая стоимость работ. Поэтому технологией буронабивных свай нецелесообразно пользоваться при строительстве легких каркасных и деревянных построек – это попросту невыгодно с экономической точки зрения. При возведении частных домов желательно использовать опоры диаметром до 200 мм, чтобы можно было обойтись без спецтехники.
Технологии устройства буронабивных свай
В зависимости от технологии обустройства, все буронабивные сваи классифицируются на три вида:
Опоры, сформированные без оболочки;
Опоры с извлекаемой и постоянной оболочкой
В качестве оболочки применяются обсадные трубы — цилиндрические стальные конструкции, стыкующиеся между собой посредством резьбового либо анкерного соединения. Бурение скважин под сваи без оболочки не сопровождается их использованием, что возможно лишь в условиях устойчивых (не склонных к обвалам грунтов) с минимальным уровнем грунтовых вод. Важно: при необходимости в процессе бурения без обсадных труб может использоваться бентонитовый раствор, который подается в разрабатываемую скважину, вымывает из нее грунтовые массы и оседает на стенках полости, формируя корку, препятствующую осыпаниям почвы.
Рис: Обсадные трубы для бурения под сваи Технология создания буронабивных свай с извлекаемой оболочкой реализуется при работе в проблемных, насыщенных влагой грунтах. Обсадная труба, в данном случае, предотвращает обрушение стенок скважины и изолирует полость от грунтовых вод. Демонтаж обсадки происходит после заполнения скважины бетоном. Создание свай с постоянной оболочкой практикуется при работе в глинистых грунтах, песках и супесях с высоким уровнем грунтовых вод, которые могут разрушить тело сваи на стадии отвердевания бетонного раствора.
Классификация и конструкция буронабивных свай
Буронабивные сваи — железобетонные конструкции, скважина под монтаж которых формируется посредством бурения. Типичная конструкция буронабивной опоры состоит из двух элементов — бетонного тела и арматурного каркаса. Для армирования свай применяются готовые арматурные каркасы заводского производства. Тип каркаса — продольно-поперечный, он состоит из вертикальных арматурных прутьев, которые соединяются горизонтальными перемычками. Для создания продольного контура используется рифленая арматура, произведенная по горячекатаному методу (класс А1-А3). Диаметр прутьев подбирается исходя из размеров сваи, он может варьироваться в пределах 12-20 мм.
Рис: Армокаркас для бурнонабивных свай
Фиксирующие поперечные перемычки выполняются из гладкой арматуры (диаметр 8-15 мм). Соединение каркаса выполняется электродуговой сваркой. После стыковки каркас, с целью предотвращения коррозии, покрывается защитной грунтовкой.
Важно: бетонное тело буронабивной сваи создается из смеси марки М200-М300, соответствующей классу прочности В25. Нормативная морозостойкость используемого бетона — 200 циклов, класс водонепроницаемости — 6.
Читайте также: Жала паяльников больное место.
Согласно особенностям конструкции выделяют два вида буронабивных свай:
Цилиндрические;
С уширением опорной подошвы.
Цилиндрические сваи имеют одинаковое сечение по всей длине ствола, тогда в уширенных сваях нижняя часть ствола обладает увеличенным диаметром. За счет увеличенной площади опирания такие опоры получают повышенную устойчивость в грунте и большую грузонесущую способность.
Рис: Схема монтажа буронабивных свай с уширением
Уширение может формироваться двумя методами — посредством использования специальных буровых колонн с откидными резцами либо камуфлетным методом, при реализации которого на дне скважины размещается взрывчатое веществом и производится его последующая детонация.
Разновидности набивки свай
Буронабивные сваи – один из наиболее эффективных методов обустройства заглубленного фундамента. Его особенность – скважины бурят до требуемой отметки, под сваи формируется ствол с увеличением нижней части и набиванием бетонной смеси (грунта или песка). Так называемое «уширение» нижнего отрезка образуется при бурении грунта специальным оборудованием, позволяющим распирать породу. После этого производится трамбовка бетонной смеси. Иногда используют взрыв направленного действия внизу скважины с целью уплотнения.
Цилиндрические полости в грунтах получают разным способом, из-за чего набивка сваи классифицируется на:
Буронабивные.
Песчаные.
Грунтобетонные.
Пневмонабивные.
Частотрамбованые.
Вибротрамбованые.
Грунты «диктуют» свои условия по выбору технологии, но на сегодня есть возможность строить высотные здания практически в любых условиях, благодаря использованию одной из них. Специалисты определяют, какой метод будет наиболее эффективным:
без укрепления стенок колодца;
с глинистым раствором для крепления пробуренного ствола;
с применением обсадных изделий.
Вид установки свай определяется в зависимости от типа почвы, во многих случаях требуется укрепление пробуренного ствола
Преимущества буронабивных свай:
Процесс строительства малошумный, что позволяет устанавливать сваи вблизи жилых зданий.
Снижен объём земляных работ, так как удаление грунта из скважин минимально.
Несущая способность свай очень высока, они выдерживают большие горизонтальные и вертикальные нагрузки.
Можно исключить армирование нижних частей свай, не имеющих передающих нагрузок.
Буронабивные сваи можно делать любого диаметра, что облегчает расчёт горизонтальной нагрузки.
Устройство буронабивных свай можно организовать при резко изменяемых рельефах оснований прочной почвы.
Сокращены сроки и стоимость строительства.
Необходимость обсадных труб
Сформировать прочную опору для здания в осыпающейся или чрезмерно увлажненной скважине позволяет устройство буронабивных бетонных свай с применением обсадных труб, которые потом можно удалить или оставить в качестве оболочки.
Стальная труба имеет высокую плотность, чтобы достаточно легко без деформации входить в грунт, и удерживать внутреннее пространство от осыпания в него земли.
Если для получения корпуса сваи требуется пролет большой длины, то отдельные элементы изготавливаются и собираются по секциям, удобным для транспортировки, складирования и подъема на буровой установке.
Соединение отдельных секций конструктивно реализуется 3 способами:
сварка;
резьба;
специальные крепления (хомуты).
Резьбовые соединения используют там, где возможна изгибающая деформация — для повышения прочности длинных соединений труб относительно небольших диаметров, как показано на этом фото:
Подготовленная обсадка
Кроме резьбы, каждое соединение укрепляется сварочным аппаратом накладными ребрами жесткости, чтобы предотвратить раскручивание при опускании или извлечении обсадной трубы после заливки раствора.
Фиксирующие хомуты применяют на инвентарных изделиях, предполагающих многократное использование строительной организацией. Они плотно охватывают сочленение и имеют винтовые стопорные болты, проходящие насквозь оба звена.
Преимущества установки буронабивных свай с обсадными трубами заключаются в следующем:
максимальное использование несущей способности;
качественное и быстрое выполнение операций по набивке пространства скважины бетонирующим раствором;
возможность выполнения работ в подвижных и насыщенных водой почвах;
постоянный контроль выполнения работ в соответствии с проектными требованиями и фактическими геологическими и техническими условиями;
извлечение из ствола крупных камней при бурении;
отсутствие воздействия вибрационных и сдвигающих (горизонтальных) колебаний почвы;
безопасность выполнения каждого этапа.
Дополнительно эта технология исключает возможность возникновения в любом месте скважины так называемых «шеек» (зауженное сечение бетонной массы) при установке армирующего каркаса, контролирует достижение несущих пород, перекрывает горизонты, на которых находятся опасные по поведению грунты (например, плывуны). И еще, буронабивные опоры в обсадных трубах допускаются к эксплуатации практически во всех климатических зонах.
Характеристики буронабивных свай
Для строительства фундамента из буронабивных свай, которые впоследствии связывают ростверком, применяются обсадные трубы различной длины, Ø и конструкции. В сыпучих почвах они должны иметь достаточную протяженность, чтобы зафиксировать положение опоры для возводимого на них дома.
Параметры свай стандартизованных строительных проектов приведены в таблице:
Шаг расположения свай (при последующей обвязке ленточным ростверком) должен составлять не меньше 3 Ø опоры. При этом выбранным расстоянием может быть и 5 Ø, если позволяет прочность ростверка по сечению.
Трубы для обсадки различаются по форме, Ø, разностенности, овальности, непрямолинейности, соответствующим следующим допускам согласно стандарту:
у трубы Ø 33,5 мм — Ø89 мм отклонения не более 0,3 мм;
Ø108 мм — Ø146 мм – до 0,5 мм;
трубы большего сечения могут иметь погрешность более 0.7 мм.
Обсадные трубы для формирования буронабивной сваи из асбестоцемента, как правило, толстостенные, но при этом этот материал является самым хрупким по сравнению с изделиями данного типа из другого сырья. Популярность асбоцемента объясняется низкой стоимостью и распространенностью этой продукции, но для неопытного исполнителя работ могут возникнуть проблемы при бурении на достаточно большую глубину. В процессе поэтапного монтажа обсадных секций ответственным моментом является крепление элементов и работа бура внутри канала.
Так выглядят готовые буронабивные сваи
Готовый к обвязке свайный буронабивной фундамент показан на этом фото:
В индивидуальных случаях расчет должен выполняться профессионалом на основании инженерно – геологических изысканий конкретного участка. Особенности расчета и требования, которые нужно соблюдать при проектировании фундамента с использованием буронабивных свай, даны в СНиП 2.02.03-85.
Технология работ
Применяемая технология устройства буронабивных свай состоит из нескольких последовательных этапов, не представляющих большой сложности при наличии оборудования.
Отличия в конструкции получаемых опор состоят в следующем:
После произведенной заливки бетона, стальной обсадной корпус из труб извлекается из скважины.
Обсадная труба остается в грунте и служит корпусом для цементного раствора. Единственный недостаток такой технологии – это отсутствие контроля за возможным просачиванием в полость грунтовых вод и, как следствие, увеличение риска размывания части не набравшего крепость бетона. Для защиты от такого воздействия подпочвенной воды в цементную смесь добавляют специальные присадки – стабилизаторы.
Свая изготавливается с уширением в нижней части (пятка) или без него. Расширение ствола производится специальным буром (штанга Келли) или выполняется подъем обсадной трубы на 0,5 м при начальной подаче бетона, который разливается шире внутреннего Ø обсадки.
Схематическая последовательность изготовления опорных элементов
Буронабивные сваи с уширением опоры имеют большую несущую способность по сравнению с цилиндрическими конструкциями и высокую устойчивость в слабых грунтах. Но, если опереть основание столба все равно не удастся – свая будет висячей (распределять нагрузку трением боковой поверхности), то лучше делать ровные колонны максимальной длины, поэтому в конкретной ситуации сначала рассчитывают, что лучше использовать короткие сваи с уширением подошвы или длинные цилиндрические столбы.
Применяют различные способы погружения колонны из обсадных труб в пробуренную почву:
ударный, при котором одновременно с бурением на наружную часть оказывают давление гидравлическими домкратами, последовательно загоняя наращиваемые секции в скважину;
вращательный (первая секция вставляется в готовую полость, а затем бурение продолжается сквозь нее и секция погружается одновременно с извлечением грунта).
Выбор ударного способа зависит от проходных качеств грунтов участка и вместо домкратов могут быть использованы вибраторы для погружения и извлечения обсадки для свай.
На отмеченное для бурения место устанавливается оборудование. Пробуривается скважина на заданную глубину и сечение. Обсадную трубу свайную погружают на нужную отметку (она указана в проекте). Затем выполняют такие операции:
из трубы удаляют попавшую землю;
в очищенный просвет опускают армирующий каркас;
подают бетон по шлангу или лоткам в достаточном количестве (набивка);
секции обсадных труб последовательно извлекают из заполненной скважины.
Последовательность операций при бурении обсадной трубой 530 мм на глубину 7 м рядом с фундаментом жилого дома показано на этом видео:
Подготовка
Процесс монтажа каждого элемента выполняется оперативно и непрерывно. Непосредственно на строительной площадке до начала работ готовят следующие материалы, инструменты и оборудование:
бетономешалку;
дозирующий бункер;
вибратор для погружения и выдергивания свай;
составной вибросердечник;
уширитель для пяты сваи;
сваренный из арматурных прутьев каркас;
обсадные трубы;
раствор глины;
доски для изготовления желобов;
набор быстроразъемных хомутов;
донный клапан;
головной кондуктор.
Применение автоматизированного оборудования значительно ускоряет все этапы строительства, экономит трудовые ресурсы.
Не извлекаемые бурозавинчивающиеся трубы
Если труба свайная согласно проекту не подлежит извлечению, то ее можно изготовить в специальном варианте, облегчающем ввинчивание и затрудняющем проникновение грунтовых вод к цементному раствору, показанном на этом фото.
В случае, когда обсадочные трубы не извлекаются после окончания работ, об этом ставят обязательную отметку в строительную техническую документацию на здание.
Армирование
После полного опускания обсадочных труб на расчетную глубину в них устанавливают армирующий каркас. При значительной длине бетонируемого элемента его укладывают не на полную длину сваи, а только в верхней ее части. При этом выдерживается толщина защитного слоя бетона со всех сторонне меньше 7 см (расстояние до внутренней поверхности обсадных элементов). Каркас состоит не менее чем из 6 продольных прутьев Ø 18 мм класса А3. Конструкцию необходимо дополнительно усилить кольцами из металла, толщина которых должна составлять до 9 мм, ширина — от 6 до 9 см.
Симметричный каркас Ø меньше трубы
Приготовленные для установки каркасы выглядят, как на этом фото.
Верхняя часть каркаса оставляется выше уровня бетона для обеспечения связи с ростверком основания дома.
Ростверк можно будет монтировать после того, как залитый бетон наберет установленную прочность (порядка 80%). Для этого потребуется не менее 25 — 30 дней. Ростверковое соединение отдельно стоящих опор служит для равномерного распределения нагрузки на фундамент.
Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой
Процесс монтажа буронабивных свай начинается с перебазировки на объект спецтехники. Для обустройства опор привлекается три типа установок:
Буровая машина;
Стреловой кран;
Автобетоносмеситель.
После разметки свайного поля (точек бурения под сваи), буровая машина размещается на месте разработки скважины. Буровая оснастка приводится в рабочее состояние и выполняется проходка полости на глубину, идентичную длине первой секции обсадки. Далее шнек извлекается из скважины, установка фиксирует в несущем узле трубу и размещает ее в полости. Аналогичным образом устанавливается вторая секция обсадки, стыковка секций выполняется посредством резьбового соединения, после чего скважина углубляется до тех пор, пока верхний контур обсадной трубы не сравняется с уровнем грунта и процесс повторяется повторно.
Рис: Бурение с применением обсадной трубы
Важно: в процессе бурения шнековая колонна вращается внутри обсадной трубы. Сама обсадка углубляется за счет выемки грунта из под ее стенок, под воздействием собственного веса и прикладного воздействия вибрационного блока, оказывающего на трубу возвратно-поступательные нагрузки.
После проходки полости на требуемую глубину шнековая колонна изымается из скважины и посредством стрелового крана в полость загружается арматурный каркас. По завершению установки каркаса в устье скважины устанавливается бетонолитная труба, через которую выемка заполняется бетоном. В процессе нагнетания смеси выполняется последовательный демонтаж обсадки скважины.
Рис: Установка арматурного каркаса в скважину
Для повышения прочностных характеристик буронабивной сваи производится уплотнение смеси посредством глубинных электровибраторов, которые удаляют из бетона образовавшиеся в нем полости воздуха. К последующей эксплуатации (обвязке ростверком) опора пригодна спустя 25-30 дней после заливки (данное время необходимо для набора бетоном проектной прочности).
Рис: Заполнение скважины под буронабивную сваю бетоном
Разновидности установки
Монтаж буронабивной опоры
Существует несколько способов погружения обсадных труб в почву:
ударный тип (в сопровождении с бурением обсадные элементы заходят в грунт посредством давления гидравлических домкратов, параллельно установленных на специальные буровые приспособления), наращивание обсадной конструкции выполняется в том случае, когда требуемая глубина свайных опор превышает размер оборудованной обсадки.
вращательный тип (в данном варианте первоначально выполняется устройство центральной скважины на длину приобретенной обсадной секции, погружаемой одновременно с бурением; после установки первого элемента процесс бурения продолжается с одновременным выставлением второго секционного изделия и т.д. до достижения необходимой глубины; по завершении укладки всех обсадных конструкций из образовавшейся полости вычищается осыпавшийся грунт посредством использования буровой установки)
Как правило, для бурения целесообразнее использовать технику, оборудованной штангой Келли. Главным достоинством такого бура является эффект опережения при высверливании скважин. В процессе функционирования лопасти изделия раздвигаются на установленное расстояние, а при снижении вертикального давления возвращаются в начальное положение, соответствующее диаметру внутренней полости трубы.
При возвращении бура в изначальное положение за шнеком (специальным транспортирующим устройством) поднимаются излишки почвы из обсадной конструкции и за счет кругового вращения раскидываются по периметру обустраиваемого углубления.
Необходимый инструментарий и приспособления
Арматурный каркас
Для более оперативного выполнения всех монтажных работ потребуется заблаговременно подготовить следующие инструмент и материалы:
уширитель для пяты сваи;
каркас из арматурных прутьев;
бетонолитную обсадную трубу;
автоматизированную бетономешалку;
вибратор для погружения и выдергивания свай;
раствор глины;
деревянные доски, из которых будут изготавливаться желоба;
набор быстроразъемных хомутов;
донный клапан;
составной вибросердечник;
дозирующий бункер;
головной кондуктор.
Использование электрического и автоматизированного оборудования существенно упрощает процесс строительства, а также экономит временные и трудовые ресурсы.
Общая технология
Алгоритм установки опор
Устройство набивных свай с обсадными трубами не требует глубоких строительных навыков и знаний. По общему принципу в установленную обсадную конструкцию выполняется монтаж каркаса из арматуры и осуществляется заливка внутренней полости бетоном. Из особенностей изготовления надлежит выделить следующие моменты:
Выполняется заливка скважины бетонным раствором (примерно на метр от длины трубы).
Осуществляется вертикальное перемещение обсадного элемента, таким образом, чтобы толщина слоя бетона в трубе составляла 30-40 см.
Поочередно выполняем описанные пункты до достижения необходимой высоты.
За счет неровности стенок скважины бетон максимально заполняет образовавшиеся пустоты, тем самым надежно укрепляя сформированный опорный элемент и фиксируя его на своем месте.
Технология погружения буронабивных свай
В строительной практике часто прибегают к инъекционному методу обустройства буронабивных свай. Суть метода заключается в использовании полых буровых колон для разработки скважин под сваи, при этом бетонная смесь подается сразу же по завершению их проходки через канал внутри шнека. Данная технология называется CFA-бурение.
Рис: Колонна полых шнеков
Процесс обустройства свай по технологии CFA следующий:
Разрабатывается скважина на проектную глубину (при необходимости — под защитой обсадной трубы);
Через шнек в скважину нагнетается бетон, выполняется планомерное извлечение колонны по мере заполнения полости;
В залитую бетоном скважину с помощью вибропогружателя устанавливается армокаркас.
При реализации данного метода временные затраты на монтаж буронабивных свай значительно сокращаются.
Рекомендации по работе в разных грунтах
На территории с агрессивными (природными и производственными) водами от буронабивной технологии с применением данного материала нередко отказываются в пользу асбестоцементных изделий. Без укрепления стенок прорабатывают буровой стержень в набухающих и тугопластичных грунтах.
В сложных геологических условиях трудно обойтись без устройства буронабивных свай с применением обсадных труб. Ее используют и на местности с большой вероятностью оползней и схода лавин, при этом обсадные трубы не вынимают. Иногда приходится укреплять стенки колодца под избыточным давлением воды. В таких условиях специалисты не рекомендуют применять описанную выше технологию.
По завершении работ трубные секции демонтируют, но если предполагается по проекту, то их оставляют в грунте. Иногда это требуется для дополнительной защиты бетонных свай от движения грунта в сложных геологических или сейсмических условиях.
Выбор диаметра изделий
Изделия разного диаметра предлагаются в специализированных каталогах под буронабивные сваи с обсадной трубой. Эти параметры указаны на маркировке и описаны в технической документации (внутренний и внешний) диаметр. Благодаря этому есть возможность наиболее точной подгонки труб под выработку отверстия буром, в соответствии с международными стандартами:
Внешний диаметр маркируется – в пределах от 620 мм до 2500 мм.
По внутреннему диаметру – в пределах от 640 мм до 2580 миллиметров.
Полезная информация!Не обязательно приобретать трубы большого диаметра ради увеличения производительности водонапорной скважины. Она не может дать больше воды, чем ее может принять водопровод на поверхности и выжать водоносный слой под землей. Диаметр труб должен быть пропорциональным пропускной способности скважины!
Максимальный диаметр обсадных труб, применяемых с буронабивными сваями, составляет 2580 мм
Специалисты рекомендуют при бурении как можно чаще поднимать бур и производить выемку грунта. По завершении бурения 2–3 дней выводить грунтовую жижу и откачивать воду из скважины, чтобы оформить максимальное расширение. Это важно для большего притока воды в скважину.
Глубокий колодец (до 15 м) можно сделать своими руками с помощью аренды оборудования с использованием буронабивных свай с обсадной трубой. Понадобятся бур, тренога для упора, ворот для вращения и соединительные элементы для фиксации труб.
Такую же буровую технологию применяют при основании фундамента, и укрепление стенки производится оптимальным методом. Если самостоятельное выполнение работ кажется затруднительным, можно выполнить часть работ, например, подготовить участок. Наиболее сложные этапы данной технологии доверить специалистам.
Расценки на данный вид работ везде разные, и фирма-исполнитель обязаны представить смету или другую отчетность, где указаны региональные тарифы. Они включают расходы на покупку и доставку труб (если их еще не было). Расценки на монтаж буронабивных свай (по обсадной технологии) должны учитывать:
составление проекта;
материал труб;
тип технологии;
глубину и ширину скважины;
геологию участка;
сроки выполнения работ (срочный или обычный процесс);
состояние техники;
общий объем работ (количество скважин).
У каждой технологии есть свои ограничения и преимущества. Все плюсы и минусы необходимо взвесить, принимая решение о выборе методов бурения и укрепления стенок. Однако во многих случаях отдают предпочтение именно технологии, предполагающей применение буронабивных свай с обсадной трубой. Методы укрепления бурового ствола успешно применяется во многих регионах РФ и других странах.
Буронабивные сваи на сухих и слабовлажных почвах
Установка опор
Процедура изготовления буронабивных свайных опор подразумевает выполнения следующих действий:
установку и закрепление бурового механизма;
бурение скважины;
избавление от излишков грунта;
заливку бетона;
установку каркаса из арматурных прутьев.
Общее описание хода работ
Буровая установка, функционирующая по технологии вращательного бурения, формирует скважину требуемой глубины и сечения в строгом соотношении с требованиями подготовленного проекта и используемого оборудования. Для предотвращения возможного обвала грунта рекомендуется в устье скважины установить металлический патрубок.
По достижению необходимой глубины в нижней части оборудованного углубления посредством использования уширителя подготавливается полость, играющая роль «пятки» свайной опоры. Затем, выполняется извлечение грунта и установка каркаса из арматуры. Далее, опускаем на дно скважины бетонолитную обсадную трубу и монтируем приемную воронку.
Завершающий этап – бетонирование внутренней полости труб и обработка голов свайных опор специальный кондуктором. Представленный способ позволяет обустраивать буронабивные свайные опоры диаметром от 500 до 1200 мм и длиной до 35 м.
Правила выполнения работ
Бурение под защитой обсадной трубы
При установке обсадки и выполнения набивки используют нормативные документы СП 24.13.330, СП 28.13.330, СП 45.13.330, а также руководства отраслевого и ведомственного значения. Для конкретного случая составляют проект производства работ (ППР), типовые карты технологии на процесс.
Сверлильной установкой со шнеком или буром делают проход выбранного сечения и протяженности. Устье скважины обсаживают стальным участком трубы. Уширение внизу выполняют, если это есть в проекте. Проводят документальное освидетельствование скважины после окончания бурения. В ствол ставят арматурную конструкцию для повышения несущей способности. Бетонирование проводят способом перемещающейся оболочки, используют бетонолитные трубы. Они бывают прямого или телескопического вида.
Бетон готовят на месте в бетономешалках или привозят с завода. Смесь постоянно перелопачивают до момента укладки в конструкцию, но не больше 12 часов, иначе уменьшится прочность.
Буронабивные сваи на грунтах с избыточным содержанием грунтовых вод
Наиболее рациональным признано использование буронабивных свайных опор в ходе установки основания на неустойчивых почвах. За счет доступности конструкции в ходе бурения скважины сваи оборудуются с дополнительной фиксацией стенок, образуемых посредством избыточного давления влаги или раствора глины.
Устройство скважины осуществляется как ударным, так и вращательным способом. В случае прохождения бура через твердые скальные породы целесообразно применять специальные сменные рабочие насадки ударного вида.
Ход работ
Устройство буронабивных свайных опор с фиксацией раствора из глины:
Установка бурового механизма и изготовление скважины.
Изготовление расширительной плоскости.
Монтаж каркаса из арматурных прутьев.
Установка обсадных труб.
Для регулирования неконтролируемого разброса извлекаемых масс по периметру буровой установки в ее направлении монтируются под уклоном деревянные желоба, изготавливаемые из любых подручных материалов.
В ходе работ через бур подается раствор из глины, основным предназначением которого является противодействие обрушению почвы создаваемым гидравлическим давлением. В конечном итоге при постоянной циркуляции состава на боковых стенках образуется глинистая корка.
Посмотрите видео, как происходит монтаж опор своими руками.
По завершении мероприятий, связанных с бурением скважины и очистки отработанного забоя, в пробуренную скважину устанавливается армированный каркас. Заключительным этапом технологии ВПТ является фиксация бетонолитных обсадных труб. С началом бетонирования трубу извлекают из скважины по аналогично описанному выше способу, а оборудованную сваю подвергают формовке.
В случае использования секционных конструкций с подъемом каждого из составных участков необходимо разъединять соединительные хомуты, тем самым снизив удельный вес обсадной конструкции и сократив усилия по ее извлечению.
Буронабивные сваи: за и против
Если стройплощадка находится в зоне, где применение технологий, вызывающих малейшую вибрацию грунта – без буронабивных свай, как правило, не обойтись.
Однако технология их изготовления, хоть и отработана, но довольно трудоемка и требует точного соблюдения. Уровень профессиональной подготовки и опыт сотрудников, выполняющих эти работы должен быть соответствующий, так как этот процесс, в зависимости от состояния грунтов на участке имеет массу нюансов. Буронабивные сваи, фото:
В слабых, песчаных, пылеватых грунтах, на торфяниках и в некоторых других случаях поверхность буронабивных свай получается неровной. Такая поверхность более подвержена разрушительному воздействию влаги и силам пучения при промерзании почвы, чем гладкая поверхность готовых забивных свай. Смотрите так же:
Как закрыть свайный фундамент
Усиление свайного фундамента
Альтернатива
Также на строительных площадках часто используют инъекционный метод устройства буронабивных свай. При этом способе используется полая буровая колонна, она образует скважину и сразу же в образовавшуюся скважину подается бетонная смесь. Такой способ наиболее прост и значительно сокращает время обустройства буронабивных свай. Когда скважина пробурена, а трубы установлены, приступают к установке арматурного каркаса. Проще всего, использовать готовый продольно-поперечный каркас заводского производства. При производстве продольных каркасов используется рифленая арматура. Диаметр арматуры подбирается исходя из фактических размеров сваи. Обычно диаметр арматуры варьируется в пределах 12-20 миллиметров.
Поперечные прутья выполнены из гладких стержней. Их диаметр обычно составляет 8-15 миллиметров. Прутья свариваются между собой при помощи электродуговой сварки, а потом покрываются защитными грунтовками. Такое покрытие предотвращает образование коррозии. После установки каркаса переходят к заполнению сваи бетонной смесью. Для этого используют смесь марки М200-М300, класс прочности должен быть В25, морозостойкость – 200, а водонепроницаемость – 6 класс. После того, как бетонная смесь залита в сваи производят обязательную трамбовку бетона. Если трамбовку не произвести, то в полости бетона останутся пустоты, и свая не будет надежно удерживать всю массу здания.
C ростверком
Ростверк можно устраивать после того, как бетон наберет достаточную прочность, на это потребуется примерно 25-30 дней. Ростверк служит дополнительным укреплением фундамента и способом соединения отдельно расположенных буронабивных свай. После того, как ростверк залит бетонной смесью необходимо дать ему время для набора прочности, а это не менее 30 дней. Потом можно приступать к следующим этапам строительства.
Процесс обустройства ростверка
Альтернатива буронабивным сваям – лидерное бурение под сваи
Прекрасной альтернативой изготовлению буронабивных свай является лидерное бурения скважин под сваи. Цена бурения одного погонного метра скважины – от 200 рублей, и зависит от состояния грунта.
Наша техника позволяет, не меняя позиции тут же осуществлять погружение свай в пробуренные скважины. В чем преимущество такого метода?
Такое погружения не создает высокого уровня вибрационного воздействия на соседние строения.
Позволяет строить надежные свайные фундаменты даже в городской черте в условиях плотной застройки.
Обеспечивает точную расчетную забивку свай в сложных грунтах (вечномерзлые грунты, участки с высоким уровнем грунтовых вод, грунты с плывунами и линзами и т. п.).
Кроме того, мы производим лидерное бурение под винтовые сваи и их установку. Обращайтесь, наши специалисты знают и любят свое дело!
Другие типы трубных свай
В предыдущей части статьи мы рассматривали буронабивные сваи, но также существуют и другие их типы. В частном строительстве очень часто используется технология монтажа винтовых стержней в том случае, если планируется возведение легковесных построек. Их преимущество заключается в том, что они подходят для любого грунта, кроме скалистого, хотя и там можно пробурить скважины меньшего сечения. Более того, такой фундамент из труб без труда устанавливается при помощи рычагов вращения своими руками. Он может монтироваться на месте старой основы и снабжаться наголовниками, что является неоспоримым преимуществом, ведь деревянный дом можно приподнять домкратами и установить на новую основу.
Существует технология продления эксплуатационного периода металлических винтовых стержней, для чего их превращают в набивные, а полости заливают бетоном, который обязательно подвергают трамбовке. Такой прием поможет защитить опоры от коррозии. Подробнее о фундаментах на винтовых сваях.
Не менее часто, чем буронабивные, устраивают асбоцементные фундаменты, которые дополнительно снабжаются заглубленным или подвесным ростверком. Их монтируют там, где ландшафт характеризуется пучинистыми грунтами. Здесь технология также предусматривает бетонирование полостей, что придает основе прочности и увеличивает ее эксплуатационный период.
Подытожив изложенный материал можно с уверенностью сказать, что с применением трубобетонных свай за счет регулировки длины стержня удается решить проблему устройства фундамента на склонах, водянистых и оползневых грунтах. Но, несмотря на массу преимуществ, стоит помнить, что буронабивные сваи в процессе монтажа создают вибрацию с высокой амплитудой, поэтому они могут стать причиной повреждения возведенных поблизости строений.
Важные особенности
Установленный арматурный каркас
Каркас из арматуры укладывается не на всю длину углубления, а вблизи поверхности земли. Сразу же после выполнения бетонирования необходимо заглубить арматурную конструкцию не более чем на 1,5-1,8 м.
При отсутствии сыпучести грунта процесс бурения скважины целесообразнее реализовать без применения обсадных труб. В таком варианте каркас фиксируется на стенках вырытой скважины и осуществляется заливка бетоном.
В ситуации, когда на слабых или изобилующих грунтовой водой почвах буронабивная скважина формируется без серьезной обсадки, то целесообразно перед заливкой бетона добавлять с погружением бура глинистую смесь. Посредством смешивания тонкодисперсной глины и воды приготавливается слегка вяжущий состав, который образует надежный защитный слой, препятствующий обильному проникновению влаги. В дальнейшем излишки глины выдавливаются наружу бетонным раствором.
Советы профессионалов
Несмотря на то, что буронабивной фундамент можно сделать самостоятельно, при возведении существует много моментов, известных только опытным строителям, которые делятся своим опытом. Чтобы избежать ошибок при строительстве, обратите внимание на такие моменты:
тщательно изучите тип грунта, для чего лучше выполнить геодезическую разведку, учитывая полученную информацию при подборе диаметра и глубины установки свай;
для частного строительства не применяйте опоры диаметром более 200 мм, поскольку для их монтажа потребуется спецтехника, что сделает фундамент дороже;
при заливке обсадных труб, часть арматуры должна выступать на высоту будущего ростверка для придания ему дополнительной прочности;
заливку ростверка можно производить только после полного схватывания раствора в буронабивных сваях;
расстояние между нижней частью ростверка и поверхностью грунта не должно быть меньше 150 мм, чтобы он не деформировался при вспучивании.
Устройство фундаментов из буронабивных свай – это технология набирающая популярность. Она позволяет создать прочную и недорогую основу как для частных домов, легких сооружений, так и промышленных объектов зданий на любых почвах. Затраты на устройство такого фундамента ниже, чем на строительство классической ленточной основы, заглубляемой ниже уровня промерзания грунта, в среднем на 40%. Показатели прочности и долговечности при этом остаются сопоставимыми.
Особенности промышленных буронабивных технологий
В массовом строительстве изготавливают буронабивные сваи с обсадной трубой по технологии, соответствующей установленным стандартам.
Международные стандарты требуют применять обсадные трубы внутренним сечением от 620 до 2500 мм, наружным — от 640 до 2580 мм. Общая длина трубы не может составлять больше 30 м.
Профессионалы применяют инвентарные обсадные трубы, обеспечивающие прохождение пород любой сложности. Пример первой секции на этом фото.
Режущая кромка обсадной инвентарной трубы
Не извлекаемые конструкции используют на площадках с глинистыми почвами, на песках, супесях, участках, где высокие грунтовые воды разрушают стенки из грунта и препятствуют правильному затвердеванию бетонной массы сразу после внесения ее в скважину.
Все мероприятия предписывается предусматривать на этапе проектирования работ.
Для этого составляется технологическая карта на устройство буронабивных свай с полным описанием всех существенных моментов и образцами необходимой документации.
При установке каждой опоры проводится операционный контроль, который фиксирует полученные параметры в рамках допустимых отклонений, указанных в одном из разделов технологической карты.
Приемку готового свайного фундамента оформляют актом с приложением следующих документов:
паспорт на сборный ростверк, предоставленный заводами-изготовителями;
паспорт на бетон буронабивных свай, монолитный ростверк;
результаты динамических, статических испытаний изготовленных свай.
В технологическую карту включены разделы с указанием мероприятий по организации работ, обоснование всех расчетных показателей, действия по контролю качества, охране труда и охране окружающей среды.
Выбор
Для строительства дома возведение буронабивных свай по технологии ВПТ является одним из самых эффективных способов устройства надежной опоры. Расходы, связанные с необходимостью использования специальной техники и оборудования, впоследствии перекрываются надежностью и длительным периодом безаварийной эксплуатации.
Читать еще: Наружная отделка дома из газосиликатных блоков
В случае, если на участке в грунтовых водах присутствуют агрессивные стоки промышленного происхождения, от устройства свай следует отказаться.
В глинистых, тугопластичных грунтах (при отсутствии их сыпучести) буронабивные конструкции изготавливают без применения обсадных труб, формируя буром стенку скважины из самой земли.
Все особенности для конкретного участка нужно рассмотреть на стадии проектирования индивидуального домостроения, взвесить все положительные и отрицательные стороны, чтобы на основе тщательного анализа геологических условий участка установить наиболее подходящий вид фундамента.
Расчет свайного фундамента
При проектировании свайного фундамента обязательно выполняется его расчет на предполагаемые нагрузки. Для этого необходимо знать вес всего здания, почвенный состав основания и его несущую способность на глубину хотя бы до 4 метров. Если основание состоит из слабого грунта, то желательно пройти его до более прочного слоя грунта. В случае, если сваи не достигают прочного слоя, они называются висячими, если доходят до него, – сваями-стойками. По принятому диаметру сваи, и ее длине определяется ее несущая способность в данном грунте.
При проектировании свайного фундамента обязательно выполняется расчет на предполагаемые нагрузки.
Далее, зная общую нагрузку на грунт и несущую способность одной сваи, можно найти количество свай для данного дома. Сваи устанавливаются под несущими стенами с шагом не менее 2 м. Сверху свай устраивается железобетонный ростверк, который может быть как малозаглубленным, так и полностью возвышающимся над землей.
Инструмент, применяемый для устройства свай
Чтобы сделать буронабивной фундамент своими руками, понадобится определенный инструмент:
лазерный уровень;
рулетка 10 и 50 м;
ручной бур ТИСЭ-Ф или бензобур;
растворомешалка;
глубинный вибратор-булава;
ящик для приготовленного бетона;
тачка;
лопаты и ведра;
шнур каменщика;
болгарка и сварочный аппарат;
вязальная проволока;
деревянная опалубка для устройства ростверка;
циркулярная пила или лобзик для устройства опалубки;
молоток, топор, ломик, нож для рубероида.
Помимо этого инструмента для каждого конкретного случая может дополнительно понадобиться еще что-нибудь. Обычно при строительстве частного дома большая часть подобного набора инструментов есть у каждого домашнего мастера.
Вспомним общие принципы технологии буронабивного фундамента
Буронабивная свая представляет собой ствол круглого сечения из армированного бетона, погруженный в грунт. Основной принцип работы такой сваи – прохождение поверхностного (почвенного) слоя с заглублением в прочные несущие грунты. Несущая способность формируется отпором грунта по площади пяты сваи, а также трением по боковой поверхности ствола.
На первоначальном этапе выполняется устройство скважин. Как легко догадаться из названия, скважины выполняются бурением.
Этапы технологии устройства буронабивных свай.
Необходимость применения обсадной трубы определяется грунтовыми условиями. При высоком уровне грунтовых вод или при наличии суглинков мягкопластичной (тем более текучей) консистенции скважину после извлечения бура быстро «затянет», заилит. Во избежание этого в такие грунты предварительно вдавливают стальную трубу, называемую «обсадной». Выборка грунта производится внутри полости трубы. После установки арматурного каркаса и набора прочности бетона трубу извлекают краном.
Для крупных скважин диаметром 300мм и более применяются механизированные («промышленные») буровые установки. Небольшие скважинки можно пробурить ручным мотобуром.
Бурение скважин ручным мотобуром.
В зависимости от конструкции, мотобуры могут выполнять скважины диаметром до 250мм (при глубине бурения 3-4м), чего достаточно для устройства буронабивного фундамента не только под навесы, заборы, беседки, но и под легкие дома малой этажности.
Примеры конструкций мощных мотобуров.
Требуемая глубина скважины достигается применением удлинителей – после погружения бура на почти всю его длину бензиновый привод снимается, на бур надевается удлинитель, к нему снова присоединяется привод и бурение продолжается.
Доступность такой техники даже для небольшой бригады строителей привела к массовой популярности данного типа фундамента в секторе частного строительства. Технология возведения буронабивного фундамента характерна своей простотой, высокой скоростью выполнения, снижением объема земляных работ. Для таких сооружений, как заборы, беседки и т.п. такой тип фундамента порой оказывается дешевле ленточного или столбчатого .
Разметка свайного фундамента
Практически всегда работа по устройству фундаментов любой постройки, в том числе и частного дома, начинается с перенесения размеров с чертежа на участок застройки. Для этого необходимо иметь определенные навыки работы с чертежами и измерительными приспособлениями. В самом простом случае, если здание в плане имеет прямоугольную форму, нужно сначала найти угловые крайние точки и закрепить их на местности деревянными колышками. Очень важно, помимо размеров сторон в метрах, которые отмеряются рулеткой, чтобы все углы, образуемые сторонами дома на плане, были прямыми, т. е. 90 градусов. В геодезии это выполняется с помощью теодолита, а на строительстве частного дома пользуются замером диагоналей нашего прямоугольника. Они должны быть одинаковыми с высокой точностью, тогда все углы будут 90 градусов. Это очень простой и эффективный способ разбивки здания в плане без использования теодолита.
Как проходит разметка свайного фундамента
После закрепления на местности четырех углов прямоугольного здания, натягивают между ними шнур, – это можно сделать с помощью толстой лески или тонкой нержавеющей проволоки. Затем с помощью рулетки определяют места расположения каждой сваи, согласно строительного чертежа плана свайного поля, который входит в общий проект частного дома.
Перед началом строительства проект на все возводимое здание должен быть на руках. После определения точек под все сваи, выполняется жесткое закрепление осей здания в двух взаимоперпендикулярных направлениях. Это делается с помощью так называемой обноски, которая располагается на 1,5–2 м дальше от отмеченных точек для свай. Приспособление для обноски – это п-образная конструкция, две ноги которой закапываются в землю, на них крепится горизонтальная поперечина. На ней закрепляется гвоздем или штырем расположение оси здания. Такая обноска выполняется со всех четырех сторон здания напротив каждой разбивочной оси. Натянув осевые шнуры между штырями на обносках, получим расположение на местности всех свай, которые необходимо установить.
Бурение скважин под сваи вручную
Перед началом бурения должны быть определены диаметр свай, глубина погружения в грунт и способ бурения. В частном домостроении используют как ручные буры, так и механические, которые установлены на специализированных машинах. Помимо этого есть также бензобуры, которые намного ускоряют процесс бурения, используя бензиновые двигатели. Однако самый простой вариант – это ручной бур ТИСЭ, дающий возможность пробурить скважину под сваю диаметром 280 мм и длиной до 2 м. Для строительства обычного двухэтажного дома этого бура вполне достаточно. В этом ручном буре, который изобрел конструктор из Москвы, есть дополнительное приспособление, называемое плугом и позволяющее сделать расширение в нижней части сваи – пятку – до 500 мм диаметром.
Бурение скважин под сваи вручную
Конечно, вручную процесс бурения идет довольно медленно, что также зависит от прочности грунта. За одну смену можно пробурить от 2 до 6 скважин глубиной до 2 м. Однако этот вид фундамента намного легче выполнить, и в том числе с экономической точки зрения, чем традиционный ленточный глубокого заложения.
Установка опалубки
После выполнения земляных работ – пробуривания скважин под все сваи – приступают к изготовлению и установке опалубки под сваи. Обычно используют самый экономный вариант – это рубероид, свернутый в трубку и закрепленный скотчем. Такие трубы делаются для всех скважин. Для участков свай, расположенных над землей на высоту 300–400 мм, используют рубероид, обвязанный снаружи вязальной проволокой или штукатурной сеткой, а также могут использоваться пластиковые трубы соответствующего диаметра. На всем промежутке времени от бурения скважин до установки опалубки строго контролируют с помощью осей точность расположения свай согласно разметке. Чтобы в процессе бетонирования верхняя часть сваи, которая расположена над землей, не ушла в сторону, используют две направляющие из деревянных брусков, которые по концам закреплены к обноскам гвоздями и являются направляющими для верхних частей опалубки свай. Перед бетонированием можно подготовить опалубку для одного ряда свай. После их бетонирования переходить с следующему ряду.
Армирование свай
Все буронабивные сваи являются монолитными железобетонными конструкциями, которые изготавливаются непосредственно на строительной площадке. Каждая свая армируется каркасом из стальной арматуры класса АIII, обычно продольная арматура имеет диаметр от 10 до 14 мм, а поперечная распределительная от 5 до 6 мм. Поперечная арматура может выполняться из гладкой проволоки в виде хомутов. Каркасы обычно варятся и изготавливаются параллельно с бурением скважин, чтобы после установки опалубки быстро установить арматуру и приготовиться к бетонированию. Каркасы изготавливаются таким образом, чтобы был выпуск арматуры примерно 350-400 мм поверх поверхности бетона после бетонирования. Это необходимо для связи каркасов ростверка и свай.
Армирование и опалубка свай фундамента
Заливка бетона
Для бетонирования фундамента на площадке в бетономешалке готовится бетонная смесь из песка, щебня и цемента с водой в пропорции для получения бетона М300. Пропорции легко найти в справочниках или интернете. Тачкой подвозят готовый бетон к сваям и с помощью ковшика или мастерка забрасывают бетон в опалубку, при этом вибрируют с помощью глубинного игольчатого вибратора, – это касается той части сваи, которая расположена в земле. Часть сваи над землей бетонируют без вибрирования. Чтобы процесс бетонирования прошел успешно, устройство свай лучше выполнять весной, летом или осенью при положительной наружной температуре.
Устройство ростверка
Все свайные фундаменты при строительстве дома завершаются устройством ростверка по верхней части свай. При этом арматурный каркас ростверка соединяется сваркой с рабочей арматурой свай. Опалубка ростверка выполняется из деревянных щитов. Ширина и высота берется из проекта. При этом ширина равняется 400- 500 мм, чтобы по верхнему срезу ростверка можно было выполнять кирпичную кладку несущих стен дома. Такой фундамент по расходу бетона и арматуры более экономичный, чем обычный ленточный фундамент с заложением ниже уровня промерзания грунта. Если ростверк делается малозаглубленный, опалубка устанавливается с двух сторон – внутренней и наружной. Если ростверк по проекту должен располагаться выше поверхности земли, тогда опалубка ставится и на нижнюю часть ростверка. После установки опалубки производится монтаж арматурных каркасов с привязкой к каркасам свай. После всех работ по установке опалубки и каркаса производится отбивка верхнего уровня бетона. После этого приготавливается бетонная смесь М300 и производится заливка с вибрированием. После выдержки бетона хотя бы неделю, производится разборка опалубки и выполняется обмазочная гидроизоляция ростверка битумной мастикой. Теперь практически все готово для возведения стен и устройства полов первого этажа. Таким образом выполняется буронабивной фундамент своими руками.
Подведем итоги: буронабивной фундамент своими руками. Пошаговая инструкция
Первым делом стоит определить размеры фундамента, при этом учесть нагрузку от здания и ширину стен. В некоторых случаях необходимо делать фундамент с небольшим запасом, который будет выходить за периметр стен. Правильная технология обустройства фундамента предполагает проведение следующих работ:
Этап 1. Расчет площади фундамента и проведение подготовительных работ. На данном этапе по специальной формуле стоит рассчитать необходимое количество свай и их шаг;
Этап 2. Проведение разметки строительного участка. Необходимо наметить расположение свай.
При этом стоит подобрать наиболее оптимальный вариант именно для данного типа постройки.
Сваи могут быть расположены в шахматном порядке или имитировать вид сплошной стены, иногда также необходимо усиливать определенные участки здания, обустраивая куст из нескольких опор;
Этап 3. Разметка сделана и настает момент бурения скважин под сваи. Это можно сделать в ручную, а можно с применением специальной техники. Механизированный способ значительно ускоряет процесс установки фундамента. В процессе стоит следить за глубиной скважин, они должны быть одинаковыми;
Этап 4. продолжение работ зависит от типа грунта, если почва сыпучая и слабая, то стоит сделать опалубка в скважине. Для этих целей идеально подойдет лист обычного рубероида, который нужно свернуть в трубу и закрепить вокруг сваи. Если же слой грунта достаточно прочный и не осыпается, то можно заливать бетон прямо в скважину. В таком случае на поверхности земли устанавливается небольшая опалубка, которая в дальнейшем сформирует оголовок сваи и упростит процесс монтажа ростверка;
