Бурение под фундамент, преимущества и недостатки свайного основания

На слабых грунтах (торф, болотистая местность), а также в городах для возведения фундаментов применяются бивные сваи. Их использование обусловлено спецификой грунта: возведение других фундаментов или невозможно технически, или экономически нецелесообразно.

Особенности свай

Как известно, фундамент является опорой всего сооружения. Крепкое основание, которое устойчиво к поползновениям почвы – это залог долговечного периода эксплуатации всего дома. Такой монтаж препятствует образованию трещин и деформации, перекосу оконных рам и дверных проемов. Свайное основание более надежное нежели ленточное. Существует разница и в стоимости выполнения работ и затратах на приобретение материалов. Технологические характеристики свай позволяют использовать материал для маленьких и больших сооружений. Одно изделие способно выдерживать нагрузку до 1,5 тонн. К примеру, для здания средних размеров достаточно будет установить до десяти штук. Буронабивные сваи для бетонного фундамента соответствуют всем нормативным требованиям. Их установка не требует выполнения земляных работ. Устанавливаются элементы очень быстро. Устанавливаются сваи своими руками в непромерзающий шар почвы. Перед монтажом изделие стоит обернуть специальным гидроизоляционным материалом. Это не только продлит эксплуатационный период фундаменту, но и позволит особенно надежно закрепить их в почве. Фундамент на буронабивных сваях прослужит много лет и при этом не изменит своих функций.

Особенности свай

Что такое свайный фундамент

Свайный фундамент представляет собой систему точечных опор, погруженных в грунт на определенную глубину до контакта с твердыми слоями.

Длина вертикальных элементов может составлять значительные величины, зависящие от глубины залегания устойчивых грунтов и нередко превышает высоту надземной части постройки.

Верхняя часть опор жестко соединяется в единую систему, что позволяет распределять нагрузку по всем сваям и получать наиболее эффективный режим работы основания. Обвязка называется ростверк, она предназначена для приема и передачи нагрузок опорным стержням.

Что такое свайный фундамент

По принципу действия работа ростверка во многом напоминает функции ленточного основания, но разница между ними в том, что лента опирается на подготовленную поверхность грунта по всей длине, а обвязка устанавливается на верхние точки свай.

Это отличие выдвигает особые требования к жесткости и прочности балок ростверка, пролеты которого работают только за счет собственной жесткости и прочности стен.

Характерные особенности основания на сваях

Часто приходится выполнять строительство на глинистых или суглинистых, рыхлых с примесями перегноя и торфа почвах, а также насыщенных жидкостью грунтах. При таких характеристиках участка не рекомендуется выполнять капитальное строительство объектов. В этом случае идеальным вариантом будет изготовление свайного заливного основания, требующего бурения ям под фундамент.

Главная особенность такой конструкции — это необычный способ её изготовления. Прежде чем установить сваи, бурятся глубокие отверстия в почве, которые затем заливаются бетонным раствором. Глубина должна быть ниже слоя промерзания грунта и рассчитывается в соответствии с характеристикой местности и климата.

Специалисты советуют бурить до глинистого слоя. Предварительно нужно определить глубину его расположения и только после этого осуществлять процесс. Однако не рекомендуется слишком заглублять сваи.

Следовательно, перед тем как приступить к установке фундамента, нужно произвести подготовительный этап работ. В него входит такая процедура, как взятие пробы грунта на строительном участке для определения вида основания, которое будет оптимально подходить под этот объект.

При возведении конструкции не рекомендуется изготавливать подушки из песка во избежание вспучивания грунта. Причина запрета заключается в небольшой площади опоры. Такой метод только сократит несущую её способность.

Читайте также:  Как сделать дымоход в бане своими руками — схема, устройство и прочее

Опытные строители, чтобы увеличить опорную поверхность сваи применяют очень простой метод. При заливании фундамента немного приподнимают опалубку, в которой помещён бетонный раствор, часть его выливается и благодаря этому получается более широкая поверхность.

Свайные фундаменты применяют в строительстве частных домов, гражданских, промышленных зданий и сооружений. Возведение таких конструкций по сравнению с другими видами не требует больших средств, поэтому считается экономически выгодным.

Технология процесса заключается в перенесении нагрузки с основания объекта на более твёрдый слой грунта, к которому проникают посредством бурения скважин с последующей заливкой бетона.

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.

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.

Обсадные трубы

В ряде случаев бурение скважин под буронабивные сваи сопровождается монтажом обсадных труб, которые защищают стенки скважины от обсыпания нестабильного грунта.

Трубы для буронабивных свай или инвентарные трубы (так их правильно называть) используются в случаях необходимости:

  • перекрыть горизонтальное движение плывунов;
  • снизить влияние обводненной почвы;
  • контролировать параметры сваи.

Инвентарные трубы изготавливают из пластика или металла. Трубы отличаются не только материалом, но и формой, диаметром, толщиной стенок, показателем точности (непрямолинейность).

Стандарт непрямолинейности труб для свай приведен в таблице:

Диаметр, мм. Допустимое отклонение, мм.
33,5-89 0,3
108-146 0,5
Более 146 0,7

Полимерные инвентарные трубы

Для изготовления применяют разные полимеры. Толщина стенки достигает 40 мм. Полимерным трубам отдают предпочтения из-за высокой герметичности соединений. Если металлические нужно сваривать или использовать специальные соединительные муфты, то пластиковые трубы легко состыковать. При этом соединение будет полностью герметичным, что предупредит выход воды из трубы и снижение качества бетона.

Кроме того, пластик абсолютно не подвержен коррозии, отличается малым весом, относительно невысокой ценой и практически полным отсутствие отходов. Минус – невысокая прочность.

Параметры полимерных инвентарных труб приведены в таблице:

Буронабивные сваи своими руками

При индивидуальной застройке в зависимости от веса строения, типа конструкции и сложности грунта чаще всего используются три вида фундаментов:

И, пожалуй, самым универсальным и малозатратным с финансовой точки зрения является последний вид основания. Ведь буронабивные сваи — это тот элемент, который вполне можно выполнить собственными силами, без привлечения сложной техники.

Преимущества

Основные преимущества такого фундамента:

  • Низкая стоимость.
  • Возможность применения практически на любых типах грунтов.
  • Максимально короткие сроки возведения.
  • Невысокий процент задействованных строительных ресурсов.
  • Абсолютная надежность.

Технология бурения и заливки

Технологию его устройства нельзя назвать слишком сложной, поэтому буронабивные сваи своими руками и изготавливаются, что позволяет уменьшить затраты на строительство.

Начинается обустройство основания с бурения скважин. Для чего используется специальный бур (ручной или механизированный) диаметром от 20 до 30 см в зависимости от предполагаемой нагрузки. Глубина отверстия должна несколько превышать глубину промерзания грунта и определяется для каждой климатической зоны индивидуально.

На следующем этапе в скважину помещаются асбестоцементные или толстые стальные трубы, которые в данном случае выступают в роли опалубки. Предварительно подготовленные трубы в обязательном порядке покрывают слоем мастичной гидроизоляции. Такая процедура необходима, чтобы при эксплуатации фундамента, полностью исключить подтопление грунтовыми водами и смерзание свай с почвой при сильных морозах.

Далее, труба на 1/3 заполняется бетонным раствором, после чего в неё устанавливается каркас, который выполняется из связки стальных прутов арматуры заключённых в чехол из рубероида, оцинкованной стали или плёнки ПВХ. Арматура не несёт в данном случае, какой-либо серьёзной нагрузки, но необходима в качестве связующего звена между сваями и ростверком, который придаёт конструкции жёсткость, делает её более прочной и надёжной.

Буронабивные сваи своими руками

Затем наступает очередь заполнения получившегося отверстия жидкой смесью, состоящей из бетона, щебня и кварцевого песка. Раствор добавляется постепенно, небольшими порциями, уплотняясь штыкованием при помощи куска арматуры или лома. Вся процедура происходит непрерывно и завершается за один приём. После чего следует формирование подошвы сваи — уширенной пяты.

На заключительном этапе устанавливаются закладные элементы на вершинах опор, которые будут необходимы при дальнейшем строительстве. Или сооружается ростверк, объединяющий все опоры в единую конструкцию, что, несомненно, улучшает прочность фундамента.

Подробнее о такой конструкции читайте в статье Свайно-ленточный фундамент своими руками.

Поэтапно процесс будет выполняться так:

  1. Внешние сваи.
  2. Армирование ростверка.
  3. Монолитный ростверк.
  4. Внутренние сваи.

После заливки необходимо сделать перерыв на несколько дней, чтобы дать раствору окончательно затвердеть.

Расчет количества свай

Буронабивные сваи обычно устанавливаются по периметру стен сооружения, а при высокой нагрузке строительной конструкции на основание, также и между ними. Количество необходимых свай рассчитывается исходя из веса здания и сложности его геометрических форм. Прочность же опорного элемента во многом зависит от марки использованного при его создании бетона.

Несущая способность опоры во многом определяется её диаметром. Например, свая диаметром 15 см, при площади опоры 177 см2 имеет несущую способность около 1000 кг, а при увеличении диаметра до 25 см, этот показатель повышается уже до 3000 кг. Сечение опоры влияет также и на цену конечного продукта, так как от него зависит расход материалов.

Обустройство буронабивного фундамента своими руками позволяет сэкономить порядка 70 % от его общей стоимости, остальные 30% приходятся на стоимость строительных материалов (трубы, арматура, бетон, гидроизоляция и прочие расходные материалы). Срок службы опор в среднем составляет порядка 100 лет. Дом на буронабивных сваях отличается хорошей теплопроводностью и надёжностью, поэтому имеет широкое распространение при малоэтажной застройке.

Заключение

Буронабивной фундамент способен выдерживать значительные нагрузки, что расширяет его сферу использования. Однако проконтролировать окончательное качество силовой конструкции достаточно сложно. Чтобы обеспечить запас прочности и продлить срок службы сооружения, возводят на буронабивных опорах ленточный ростверк или монолитную плиту.

Несмотря на доступность технологии, необходимо учитывать установленные требования и грамотно провести ряд расчетов. При возведении сооружений первой степени ответственности доверить строительство буронабивного фундамента лучше практикующим инженерам и конструкторам.

Цена за метр кубический

Порядок цен – от 23 тысяч рублей за кубометр конструкции.

Цена на установку буронабивных свай зависит от следующих условий:

      • Сложность рельефа.
      • Необходимость дополнительного укрепления скважин.
      • Глубина бурения.
      • Место проведения работ (дальность прогона техники).

При строительстве фундамента «под ключ» работа состоит из следующих этапов:

      • Разметка площади под фундамент.
      • Бурение скважин, установка свай.
      • Армирование и установка ростверка.
      • Так, например, установка ленточного фундамента на буронабивных сваях обойдется в 26 тысяч за кубометр.

Правила выполнения работ

Порядок проведения работ:

  • На подготовленном месте осуществляется установка бурового оборудования, для изготовления скважины по указанным в проекте размерам.
  • Для обсадных труб из пластика и металла применяется вкручивающий трубы ствол. Параметры требуемого уровня также содержит проектная документация.
  • Для скрепления отдельных участков между собой используются методы, характерные для труб данного типа (так называемая «опережающая проходка»).
  • После завершения формирования бурового столба проводится выборка почвы, которая осыпалась по ходу работы.
  • Готовая шахта оснащается арматурным каркасом для свай.
  • Для порционной подачи подготовленной цементно-песчаной смеси применяется бетонолитая труба. Этот процесс называется «набивкой свай».
  • При извлечении секций из скважины важно соблюдать поочередность.

Правила выполнения работ

Чем хорош безопасный метод использования буронабивных свай и обсадной трубы:

  • Открывает возможности проведения строительных работ впритык к уже существующим сооружениям, так как ударные и вибрационные явления по ходу выемки грунта отсутствуют.
  • Можно работать на сложных почвах – водонасыщенных, слабых, осыпающихся, солончаковых, с плавунами.
  • Гарантируется идеальная вертикальность и высокое качество бурильных мероприятий.
  • Буровые механизмы обладают высокой производительностью.
  • Есть возможность проведение работ на глубине, в условиях перекрытого горизонта.
  • Свайные работы отличаются хорошей безопасностью.
  • Скважинные шахты надежно защищаются от обрушения на всех этапах реализации технологии.
  • Буровая шахта защищена от грунтовых вод.
  • Эффективное заливание бетонного раствора без шеек дает возможность практически полностью избегать потерь материала.
  • Просчеты по ходу монтажных работ сведены к минимуму.
  • Бур дает возможность проведения разбуриваний и расширений, а также извлекать по ходу заглубления валуны и крупные фракции.
  • Возможность постоянного контроля соответствия проектным параметрам.
  • Готовый колодец обладает максимально возможной несущей функциональностью. Это достигается наличием очень качественных стенок.

Обсадные трубы могут изготовляться также из пластика следующих разновидностей:

  1. ПВД – полиэтилен высокого давления.
  2. ПНД – полиэтилен низкого давления.
  3. ПНП – полиэтилен низкой плотности.
  4. ПВХ – поливинилхлорид.
Правила выполнения работ

Показатель толщины стенок в этих изделиях обычно не превышает 40 мм.

Создание несъемной опалубки из рубероида

1. В качестве опалубки для буронабивного фундамента в данном примере будем использовать  самый экономичный вариант, а именно рубероид.  

Подготавливаем кусок рубероида нужной нам длины. В нашем примере нам нужен кусок длиной 2м (1,7 м под землей – 0,3м уширение без рубероида 0,3м над землей 0,3м запас для обрезки по уровню). Скручиваем рубероид нужного нам диаметра (25см) в виде трубы. Для данной задачи лучше использовать некий шаблон, на который будем накручивать рубероид. На примере у нас металлическая труба. Шаблон можно сделать самостоятельно, проявив смекалку. Вариантов много.

После того как рубероид накрутили (толщина в 2 слоя) необходимо зафиксировать полученную рубашку из рубероида от раскручивания. Здесь нам поможет широкий упаковочный скотч. Скрепим в 4 местах (можно и больше, главное чтобы надежно). Если у вас рубероид с пылевидной посыпкой, то скотч к нему не пристанет. Есть вариант обмотать гильзу из рубероида сначала стретч-пленкой а затем уже скотчем. Это также придаст большую жесткость вашей опалубке.

2. Крепим мусорный пакет к низу опалубки из рубероида. Для чего это нужно. Если у вас высокие грунтовые воды либо просто стоит вода от дождей, то лить бетон в воду не рекомендуется. Также пакет будет являться неким барьером между грунтовой средой и бетоном. По технологии ТИСЭ пакет не используется. Цементное молочко попадает напрямую в грунт образуя грунтобетон, что является дополнительным усилением для опоры (со слов Яковлева – автора технологии ТИСЭ).