Буронабивные сваи своими руками: технология возведения

Необходимость обвязки винтовых свай и виды

Винтовые сваи должны выдерживать расчётные статические и динамические нагрузки от строящегося дома. Выступающие над поверхностью части труб не должны шататься, обязаны сохранять вертикальное положение, жёсткость при горизонтальных природных и техногенных подвижках грунтов, пучинистости.

По видам обвязки делятся на:

нижняя,
верхняя обвязка.

Нижняя обвязка

Нижняя обвязка необходима для придания жёсткости всей конструкции свайного поля. Рассчитана на исключения воздействий от подвижности верхних, выступающих над поверхностью частей свай не зависимо от состава грунта.

Важно! Заливка внутренней полости винтовой сваи бетоном со щебнем мелкой фракции на порядок увеличивает жёсткость оголовка от воздействия изгибающих моментов при подвижках грунтов. Применение нижней обвязки необходимо, даже если дальше будет смонтирована верхняя рама в следующих случаях:

Применение нижней обвязки необходимо, даже если дальше будет смонтирована верхняя рама в следующих случаях:

Для фундаментов, монтируемых на пересечённой местности с выступающими частями винтовых свай >5 метра.
Когда возможны подвижки грунтов или высокая сейсмическая активность в районе строительства.
Значительная вертикальная нагрузка от проектируемого сооружения.

Нижняя обвязка выполняется из металла:

швеллер,
уголок 50*50,
толстостенные профильные трубы.

Основное условие монтажа — приварка металлических профилей горизонтально или с уклоном только по центру тела винтовой сваи. Устройство растяжек со сваркой к боковым частям сваи не допускается.

Работать при изгибах будет только сварной шов, а не тело металлического профиля.

Пример неправильно выполненной нижней обвязки профильными трубами. Вся конструкция держится на небольших сварных швах.

При сложностях в определении размеров раскосов или значительного количества подрезов при подгонке рекомендуется к серединам свай сначала приварить пластины из толстостенного металла, а уже к ним растяжки.

Верхняя обвязка

В этом варианте подразумевается устройство ростверка, представляющего жёсткую раму, служащую одновременно основанием фундамента для строящегося сооружения. Каркас рассчитывается так, чтобы выдерживать нагрузки от здания и равномерно передавать на все винтовые сваи поля.

Технология обустройства верхней обвязки винтовых свай различна и полностью зависит от материала, используемого для этих целей. Она выполняется такими способами:

Деревянная обвязка из бруса или досок, скреплённых в пакет.
Металлическая из швеллеров, двутавров или толстостенных профилированных труб.
Железобетонная с устройством ростверков на головах свай, выступающих над поверхностью.

В каждом случае необходимо соблюдать технологию монтажа каркаса. Винтовые сваи должны располагаться строго в одной вертикальной плоскости, разница в уровнях по горизонтали не должна превышать 0.02% от крайних свай по всей длине фундамента.

Сооружение буронабивных свай: порядок выполнения работ

Буронабивные сваи

На благополучных участках при строительстве небольших строений – дачных домиков, хозпостроек и пр. можно соорудить буронабивные сваи вручную: технология устройства опор в данном случае особо сложными операциями не изобилует, так что, имея комплект ручного бурения и пару крепких помощников, можно браться за работу.

У ручного способа бурения есть ряд существенных недостатков:

Это весьма трудоемкий процесс, так что, сэкономив деньги, вы проиграете в рудовых и временных затратах;
Бурение вручную скважин в твердых грунтах сопряжено с большими сложностями;
Бурить специалисты рекомендуют до глины (какой фундамент лучше на глинистой почве). Если она залегает глубоко, ручным буром можно и не добраться до нее.

Несколько облегчает задачу применение бензинового бура. С его помощью можно пробурить несколько скважин за день.

Но самым лучшим решением все-таки будет использование специальной техники, позволяющий в течение одного дня выполнить полный объем работ по бурению.

Однако в данном случае чрезвычайно важна высокая скорость выполнения дальнейших работ: если вдруг задождит, вся предыдущая работа пойдет насмарку — стенки готовых скважин обрушатся, и придется все начинать сначала. Повторная аренда техники негативно скажется на конечной стоимости фундамента.

Этапы работ

Итак, вы решили соорудить буронабивной фундамент своими руками.

Пошаговая инструкция по выполнению соответствующих работ будет выглядеть следующим образом:

В первую очередь производится разметка свайного поля (как сделать разметку фундамента под дом своими руками).
После выноса всех осей фундамента на местность можно приступать к бурению скважин. Диаметр бура выбирается по соответствующему размеру обсадной трубы с учетом припуска в 10 см на размер. То есть, если вы планируете использовать двухсотмиллиметровую трубу, отверстие под нее надо сверлить 300-миллиметровым буром.

Бурение скважин

В подготовленную скважину опускается обсадная труба и производится проверка ее на вертикальность. После того, как изделие приняло нужное положение, его надо зафиксировать – упорами из досок или подкладками, вставленными между стенками трубы и скважины.
В трубу устанавливаются 2-3 арматурных стержня периодического профиля. Прутки не должны соприкасаться со стенками трубы – расстояние между ними должно быть не менее 50 мм.
Производится заполнение трубы бетоном. Его консистенция должна быть более жидкой, чем, к примеру, при заливке ленточного фундамента (о том, какая марка бетона нужна для ленточного фундамента). Но количество цемента в смеси должно быть больше — примерно в два раза.
Из-за небольшого диаметра трубы вероятность образования воздушной пробки велика. Поэтому в процессе заливки необходимо периодически смесь уплотнять. Лучше всего это делать строительным вибратором. Если его нет – придется пользоваться обычной «толкушкой».
По окончании заполнения обсадной трубы бетонной смесью производится контрольная проверка ее вертикальности, а затем – обратная засыпка. Засыпают зазор между трубой и стенкой скважины послойно. Через каждые 20 см землю необходимо тщательно утрамбовывать.

После сооружения всех свай работу прерывают не менее чем на две недели. После указанного срока производится выравнивание опор. При необходимости сваи обрезаются при помощи мощной болгарки с диском, способным резать бетон и арматуру.

Классификация свай

Буронабивные сваи различаются по форме, материалу, способу изготовления и технологии армирования.

Сваи могут быть в форме цилиндра одного сечения или разного, в том числе с уширением нижнего конца.
Материал — бетон, смесь бетона и арматурной стали, раствор цемента и песка.
По способу армирования бывают с армированными каркасами по всей длине или её части.

Способ изготовления будет зависеть от того, какие геологические и гидрогеологические условия на строительной площадке. Также на выбор технологии повлияет и тип рабочего оборудования.

Можно выделить основные способы изготовления свай:

Обустройство специальных креплений стен скважин.
Обустройство стен таким образом, который защищает их обрушения: чаще всего для этого применяют глиняный раствор или воду под большим давлением.
Крепление стен скважины с помощью обсадных труб: неизвлекаемых или инвентарных.

В Своде правил под названием — СП 50-102-2003 есть полная классификация всех видов буронабивных свай. Там описано, как проектируются различные виды фундаментов, в основе которых установлены сваи.

Решение о применении того или иного вида свай в качестве фундамента или ограждающей стенки принимают, основываясь на результатах проведённых инженерно-геологических работ. Изыскания помогут определить свойства грунта и наличие грунтовых вод.

Порядок выполнения строительных работ

Строить этот прочный и надежный фундамент можно в любое время года – а это ценный момент. Но во время строительства необходимо строго соблюдать технологию, иначе даже небольшие просчеты приведут к серьезным последствиям – и первой пострадает прочность самого строения.

Шаг 1. Расчет будущего фундамента

Ширина такого фундамента вычисляется в зависимости от толщины будущих стен бани. Так, для каркасного строения особо мощного нулевого уровня не нужно, т.к. такие стены и легкие, и тонкие. А вот для настоящей русской парной из бруса буронабивной фундамент своими руками делать придется больше на 20-40 мм, чтобы вся нагрузка была распределена равномерно.

Шаг 2. Разметка участка

Порядок расположения свай на участке может быть самым разным – как в виде сплошной стены, так и в шахматном порядке или под определенными участками бани.

Шаг 3. Бурение скважин

Одну скважину буровая машина может сделать буквально за несколько часов. Самыми производительными в России пока признаны корейские и японские ямобуры, позволяющие строить буронабивные свайные фундаменты в короткий срок.

Шаг 4. Изготовление опалубки

Следующим шагом строится опалубка для создания скважины. Она необходима, когда грунт недостаточно плотен и может осыпаться. А вот при нормальных геологических условиях можно обойтись и без опалубки, заливая бетон прямо в созданную скважину – что значительно облегчает весь процесс. Нужно будет только сделать небольшой опалубок на поверхности земли – он станет потом оголовок для сваи. Такой опалубкой вполне может быть свернутый в трубу рубероид.

Шаг 5. Выбираем сваи

Сами сваи выбирать тоже нужно прочные и долговечные – по своей несущей способности они должны быть значительно качественнее, чем обычные забивные. Благодаря простоте конструкций буронабивных свай можно существенно ограничить земляные работы, да и самих свай ставить не нужно слишком много – даже не на каждом квадратном метре.

Можно сделать сваи и своими руками. Причем сваи делаются прямо на месте – а потому не нужно беспокоиться о месте их складирования. Пользуются популярностью в строительстве и буронабивные сваи, основание которых расширено до 50 см. Этому способствуют специальные технологические приемы, позволяющие таким сваям иметь несущую способностью уже целых 5 тонн. На таком фундаменте можно смело строить солидную баню из кирпича – со всеми архитектурными изысками.

Сваи для фундамента могут быть из самого разного материала – все зависит от имеющейся плотности грунта. Так, если почва на участке глинистая и перенасыщена влагой, то во время установки свай стены скважин придется укрепить специальными обсадными трубами, в крайнем случае, когда бюджет сильно ограничен – хотя бы глинистым раствором. Благодаря этим обсадным формам перекрываются горизонты плывунных грунтов и фундамент оказывается абсолютно безопасным. Ведь так и глубина, и ширина скважин остается неизменной и не подверженной деформациям.

Шаг 6. Изготовление подушки

Подушка для такого фундамента – обязательна. Ее обычно делают из песка, щебня или просто бетонной смеси. Подушка хорошо утрамбовывается и далее скважина уже заполняется основным материалом.

Шаг 7. Армирование фундамента

Для дополнительной прочности буронабивных свай часто используется арматура, которая с помощью ростверка вяжется в единую конструкцию.

Чтобы буронабивные сваи были прочными, для них заранее изготавливают арматурные каркасы – из прутьев диаметром 10-12 мм, связанные особым образом. Можно применять также и готовые треугольные каркасы, которые обычно берут для балок перекрытий.

Шаг 8. Монтаж свай

Теперь готовятся сваи – их толщина и расположение напрямую зависят от проекта будущей бани. Чтобы точно определить длину сваи, используется специальное оборудование – ручной бур или мотобур.

Глубина таких свай должна быть не менее, чем 1,5 метра и больше глубины промерзания грунта. Но обязательно на 10-15 см больше нормативной глубины промерзания грунта на определенном участке. Для чего и нужен правильный расчет такого фундамента. К слову, глубину промерзания определенной местности можно узнать по геологической карте, или проконсультироваться с местными специалистами

Это важно: если основание свай окажется ниже глубины промерзания грунта, то весь фундамент не «выдавится», как только выпадет снег

Разновидности свайных оснований

В зависимости от материала, используемого при производстве, и способе установки свайные фундаменты подразделяются:

Чтобы сделать свайно-винтовой фундамент необходимо вкрутить сваи в грунт в грунт с использованием специальной техники, либо вручную. Этот вариант подходит для всех типов грунта при возведении частного дома;
Свайно-забивной тип основания редко применяется в строительстве загородных домов, ввиду высокой стоимости. Это обусловлено тем, что для его монтажа необходима специальная техника, аренда которой доступна не всем;
Свайно-буронабивной вариант является самым экономичным из всех и отличается легким монтажным процессом. Именно такой тип основания зачастую выбирают собственники будущего частного дома.

Перед началом строительного процесса необходимо выполнить разметку и приобрести материалы. Для выполнения разметки участка и проведения расчетов целесообразно пригласить специалиста, чтобы избежать ошибок.

Для самостоятельного возведения буронабивного свайного фундамента потребуются:

Стеклопластиковая или металлическая арматура диаметром 1 см;
Цементный раствор;
Смесь из песка и гравия;
Бур с диаметром 20 см;
Бетономешалка;
Опалубка свай (труб из металла, пластика или асбестовых труб), либо рубероид;
Кровельные доски из хвойных пород для изготовления опалубки;

Примерное количество материалов и свай можно вычислить после расчета глубины и площади фундамента, веса будущей нагрузки при эксплуатации.

Буронабивной свайный фундамент

Буронабивное основание сооружается непосредственно на месте строительства путем заливки пробуренных скважин в грунте бетоном с предварительным армированием. К этому виду относится фундамент ТИСЭ, который на сегодня пользуется наибольшим спросом среди застройщиков. Он лучше других разновидностей работает в условиях морозного пучения, а крупные строительные компании Московской области дают на него даже пожизненную гарантию.

Рисунок 12. Внешний вид буронабивного основания типа ТИСЭ

Особенности

ЖБ фундамент типа ТИСЭ представляет собой конструкцию на основе буронабивных свай с полусферической подошвой в нижней части и железобетонным ростверком. Подобное конструктивное исполнение опор способствует увеличению их несущей способности, повышает устойчивость к воздействию сил морозного пучения. В большинстве случаев буронабивные сваи сооружаются ниже глубины промерзания грунта.

Рисунок 13. Конструкция фундамента ТИСЭ

Другие особенности буронабивного основания:

Более низкая цена устройства по сравнению с традиционным ленточным фундаментом.
Минимальный объем земляных работ – нужно подготовить только скважины с расширением в нижней части и снять верхний плодородный слой почвы.
Универсальность – подходит для разных типов грунтов, за исключением болотистых, обводненных и илистых. На каменистых и скалистых почвах сооружение проблематично из-за сложности бурения скважин.

При выборе этого типа основания также следует учитывать, что он требует устройства широкой отмостки (как правило, не менее 1 м).

Устройство

Монтаж свайного фундамента по технологии ТИСЭ требует наличия специального бура – ТИСЭ-Ф, который имеет конструкцию раздвижной штанги с 2-мя рукоятками и режущими кромками. Опускают его на уровне расширения нижней части сваи.

Общая технология устройства:

Разметка расположения железобетонных опор.
Бурение скважин и подготовка расширений в нижней их части.
Изготовление и установка армирующего каркаса из рифленой арматуры диаметром 12-16 мм для буронабивных свай.
Гидроизоляция скважин путем расположения в них рулонного гидроизоляционного материала.
Заливка скважин бетоном с тщательным уплотнением для удаления воздуха из смеси.
Рисунок 14. Последовательность устройства свай с полусферическим расширением в основании
Сборка опалубки для железобетонного ростверка.
Изготовление армирующего каркаса и его связка с арматурой свайных опор.
Бетонирование монолитной ленты.
Фото 15. Бетонирование монолитной ленты поверх железобетонных свай

Бетонирование свайных опор и ростверка лучше выполнять одновременно, что позволит создать цельнолитую железобетонную конструкцию. Но в этом случае будет более затруднительным процесс уплотнения бетона в скважинах. Поэтому чаще изначально выполняется заливка свай, а после – выполняется сборка опалубки для ростверка, армирование и бетонирование ленты.

Подробно процесс устройства фундамента ТИСЭ рассмотрен в следующем видео:

Существуют и другие технологии сооружения свайных фундаментов, но их применяют гораздо реже. Так, для легких построек типа бань, гаражей, хозпостроек застройщики часто используют асбестоцементные трубы в качестве оболочки. Они погружаются в предварительно пробуренные скважины, в их внутреннюю полость устанавливается армирующий каркас и производится заливка бетоном.

Рисунок 16. Последовательность устройства свайного основания с применением асбестоцементных труб

Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой

В сыпучих, обводненных, оползневых и неустойчивых грунтах скважину защищают обсадной трубой. Бур делает скважину равной диаметру обсадной трубы. Обсадную трубу под собственным весом, или вращением в сторону, противоположную шнеку, или механическим вдавливанием погружают в скважину на проектную глубину, вынимают бур и остатки грунта.

Рис. 4 Погружение буронабивных свай

Следующий этап – заполнение обсадной трубы бетоном – для бетонных свай или установка армирующего стального каркаса для железобетонных. Арматуру устанавливают по центру скважины с получением защитного слоя в 60 – 70 мм. Потом заливают бетонный раствор и уплотняют его. По ходу заполнения скважины обсадную трубу извлекают.

Если делают сваи-стойки, то под их опору уширяют нижнюю часть скважины. Этот грунт или удаляют специальным устройством до 1,5 – 3 диаметров скважины, или в камуфлетных скважинах уплотняют взрывом. В середине ХХ века для этого начали использовать электроимпульсный многократный гидроудар.

Устройство ростверка для свайного фундамента

Ростверк – часть фундамента соединяющая сваи в единый конструктив. Бывает ростверк заглублённый (полностью или частично) и не заглублённый.

Опалубка под ростверк

Ростверк — важнейшая составляющая в решении вопроса: как сделать свайный фундамент своими руками. Для устройства заглублённого, или частично заглубленного ростверка, копаем траншею между оголовками свай, по периметру строения и под внутренними несущими стенами. В траншее выполним уплотнённую трамбованием песчаную подушку. Поверх песка выполняем щебёночную подсыпку. Верх подсыпки должен быть примерно на уровне верха сваи.

Застилаем щебень рубероидом и сооружаем опалубку. Качественно, с укреплением, подпорками, без возможности выдавливания бетоном (см фото 4.). Изготавливаем и устанавливаем арматурный каркас ростверка (фото 5) соединяя его с выпусками каркасов свай. Арматура ростверка состоит из 4-х стержней, 2-х вверху, 2-х внизу, такого же диаметра что и для свай и поперечной арматурой с шагом 500-600 мм.

Бетон, по своей способности воспринимать нагрузки, прекрасно работает на сжатие, но слабо на растяжение (изгиб является сочетанием растяжения и сжатия) с разницей примерно в 30 раз

Поэтому при армировании ростверка (который работает на изгиб), между сваями особое внимание следует уделить нижней, растянутой его стороне, а над сваями и непосредственно около них, верхней, так же растянутой (за счёт сопротивления сваи)

Заливаем бетон (фото 6), уплотняя его вибратором.

Арматурный каркас ростверка

Незаглублённый ростверк выполняем аналогично, но траншею не устраиваем. Прямо на поверхности площадки сооружаем опалубку, в неё засыпаем песчаную подушку и далее всё по аналогии с заглублённым ростверком.

Промежуток между почвой и ростверком закрывается отсыпкой (отмосткой). Она не воспринимает нагрузки, а служит для предотвращения продувания ветром пространства под зданием, попадания туда мусора, снега и т. п.

Заливка бетона в ростверк

Бетон при застывании набирает прочность довольно длительный срок. Минимум через 7 суток он набирает только 70% расчётной прочности. Не следует начинать нагружать ростверк раньше этого времени. Ещё лучше, выждать 28 суток, по истечению которых бетон достигнет 100% проектной прочности.

Устройство фундамента – первый, но один из самых важных шагов в строительстве здания. И если вы представляете себе общие принципы и правила работы, сделать этот шаг вам будет вполне по силам. Главное — скрупулёзное отношение к делу.

Положительные и отрицательные стороны свайного фундамента.

1. Низкая цена: такая база не требует больших вложений, как например, классическая бетонная.
2. Простота: установка свайного фундамента несложная задача. При нужной подготовке с ней без проблем справятся даже новички.

Так выглядит свайно-ростверковый фундамент

1. Отсутствие подготовки участка: монтаж опор не нуждается в подготовке грунта, спрессовывания или планировки.
2. Отличные параметры: если соблюсти все правила монтажа, то фундамент будет надежным долгие годы.

Функциональность: сваи можно устанавливать на любом виде почвы, даже если она рыхлая и есть грунтовые воды.
Высокая скорость монтажа: данный вид опор можно устанавливать в любую погоду, что может хорошо сыграть на сокращении затраченного времени на возведение жилья.

Устройство свайного фундамента

Но такое количество отличных качеств не означает отсутствие минусов:

На скальных породах сваи не монтируются.
При создании многоэтажных и тяжелых проектов этот метод избегают.
При неаккуратном вбивании винтов, они могут повредиться, из-за чего образуется коррозия металла, которая может сократить срок службы основы.

Сферы применения

Представленное оборудование используется в следующих случаях:

для постройки высоких и громоздких промышленных и офисных зданий;
при строительстве объектов на болотистой местности или иных ослабленных грунтах;
для возведения домов на сложной рельефной местности;
когда твёрдые породы, способные выдержать нагрузку здания, залегают довольно глубоко.

Буронабивные сваи, в отличие от забивных и винтовых, имеют более надёжную конструкцию и не подвергаются коррозии. Требования к фундаментам описаны в Своде правил СП 24.13330.2011, в соответствии с которым и должны выполняться работы.

Монолитный фундамент. Особенности монолитной плиты

Монолитный фундамент является универсальной несущей конструкцией, которая широко используется при строительстве жилых и промышленных зданий. Особенности конструкции позволяют размещать такую основу под строение на водонасыщенных и подвижных грунтах, склонных к переувлажнению и вспучиванию в зависимости от сезона. Там, где многие другие фундаменты установить попросту невозможно, например, на торфяниках или в местах скопления грунтовых вод, монолитная плита способна десятилетиями выдерживать тяжелые многоуровневые дома и коттеджи.

Практика показывает, что монолитная плита может устанавливаться на следующих типах грунта:

насыпных;
водонасыщенных;
глинистых и суглинистых;
мелкопесчаных, пылевых (супесях);
слабых несущих грунтах (торфяники).

Важно! Монолит не рекомендовано устанавливать на грунтах с толстым почвенно-растительным, а также илистым слоем. Не подходит данная конструкция и к местности, характеризующейся регулярными оползнями

Особенность монолитной основы кроется в ее уникальной конструкции. Данный вид фундамента представляет собой цельную плиту из неразрывно связанного армирующего каркаса и бетона. За счет целостности конструкции и большой опорной площади, вмещающей в себя все строение, монолитная плита обретает небольшую подвижность, и может колебаться вместе с грунтом.

Данная особенность, которой не может похвастаться ни один другой фундамент, обеспечивает надежность конструкции и служит десятилетиями, совершенно не опасаясь низкоплотных грунтов, какая бы нагрузка на них не оказывалась.