Бурение под фундамент, преимущества и недостатки свайного основания

Известно, что возведение фундамента под строительство какого-либо объекта является ответственным и важным этапом. Именно от качества его изготовления зависит срок службы строения. Если слишком мягкий грунт или рельеф с наклоном потребуются дополнительные работы, такие как бурение под фундамент.

Буронабивной фундамент своими руками: пошаговая инструкция

Буронабивные сваи — разновидность свайного основания, которое предполагает устройство свай посредством бурения скважин в земле с последующим их армированием и бетонированием. В результате получается прочное монолитное основание, способное воспринимать большие нагрузки не только от возведенного здания, но и от боковых грунтов.

Существует несколько классификаций буронабивных опор, которые подробно описаны в СНиП и СП 50-102-2003. В документах указаны виды свай, требования к ним, технологии устройства. Для частного строительства используются два типа буронабивных опор:

  1. Цилиндрические. Имеют одинаковый диаметр по всему телу опоры.
  2. С уширенной опорной подошвой — пятой. Устройство свай с пятой — сложный процесс, который невозможен без специального оборудования — буровых колонн с резцами. В плотных грунтах для выработки уширения используется взрывной метод.

При строительстве коттеджей своими руками без найма организации-подрядчика опоры с уширенной пятой не используются. Примитивное уширение может устраиваться, если используются обсадные трубы, но оно не имеет ничего общего с просчитанной пятой, которая выполняется при возведении многоэтажных зданий в соответствии со СНиП.

Фундамент на буронабивных сваях используется в многоэтажном и частном строительстве в следующих случаях:

  • В условиях плотной застройки, когда невозможно вырыть котлован для основания другого типа.
  • На болотистых, слабых почвах, когда плотный грунт находится на глубине более 1 м.
  • На участках со сложным рельефом.
  • При возведении домов с использованием тяжелых стройматериалов (гранит, керамический кирпич).
  • При наличии угрозы подтопления участка, рядом с водоемами, при высоком залегании подземных вод.
  • При отсутствии данных о гидрогеологических изысканиях на участке.

Плюсы и минусы буронабивного фундамента

Фундамент буронабивного типа имеет как преимущества, так и недостатки, свойственные всем свайным основаниям. Среди преимуществ отмечают:

  • универсальность, подходит для грунтов с любыми характеристиками;
  • высокая несущая способность;
  • простые расчеты и схемы, можно не заказывать проект;
  • эксплуатационный ресурс не менее 100 лет;
  • монтаж можно осуществить своими руками, не прибегая к помощи подрядчиков;
  • отсутствие необходимости рытья котлована;
  • минимальные нагрузки на грунт соседних участков;
  • возможность сохранения благоустройства территории;
  • низкая себестоимость в сравнении с другими видами фундаментов.

К недостаткам конструкции можно отнести:

  • относительно большой объем бетонных работ;
  • необходимость укрепления скважин в сыпучих грунтах;
  • трудоемкий процесс монтажа;
  • невозможность устройства подвала в доме.

Буронабивные или винтовые сваи: что лучше?

Решив устроить фундамент на свайных опорах, владельцы участков под застройку не знают, какие сваи лучше использовать: винтовые или буронабивные. Сравним оба варианта:

Критерий оценки Буронабивные сваи Винтовые сваи
Несущая способность сваи диаметром 50 см Выдерживают 4 тонны Выдерживают 1,5 тонны
Устойчивость к коррозии и агрессивным средам Высокая Низкая
Сортамент и размеры Не ограничены Ограничены существующими типоразмерами
Использование в грунтах Во всех грунтах, кроме скальных Не используются в скальных, болотистых, защелоченных грунтах
Трудоемкость монтажа Средняя: требуется бурение, армирование, бетонирование Низкая: сваи вкручиваются в землю
 Время монтажа  Зависит от бетонных работ  В любое время года
 Срок службы  Не менее 100 лет  От 25 до 50 лет

Стоимость винтовых свай зависит от размера, используемого для их производства металла и способа обработки. Цена буронабивных опор определяется как сумма стоимости обсадных труб, арматуры и бетона.

Как видно из сравнительной таблицы, буронабивные опоры более долговечные и дешевые. Однако их устройство требует значительно больше усилий чем, монтаж винтовых свай.

Расчет и схема расположения буронабивных свай

Для проведения расчета буронабивного фундамента в первую очередь необходимо провести сбор и исходных данных:

  • Изучение характеристик грунта на участке. Если гидрогеологические изыскания были проведены, то данные о них можно найти в проекте. При отсутствии сведений об изысканиях необходимо провести шурфирование. Шурф — вертикальная разведочная выемка грунта высотой 1,5-3 м, служащая для изучения пластов и их характеристик. Цель шурфирования — определение глубины залегания несущих грунтов. Шурфирование можно сделать самостоятельно, используя обычный садовый бур.

Проводить разведочное бурение необходимо не только до обнаружения несущих грунтов, но и для определения их толщины.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

2.1. Проектирование и устройство буронабивных свай выполняется в соответствии с требованиями СНиП «Свайные фундаменты», СНиП «Земляные сооружения, основания и фундаменты», СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции». 2.2. Нагрузки и воздействия, их сочетания, коэффициенты надежности и условий работы определяются в соответствии с требованиями СНиП «Нагрузки и воздействия» и отраслевыми нормами проектирования. 2.3. Буронабивные сваи с применением импортного оборудования армируют сварными пространственными каркасами. Продольная рабочая арматура должна быть равномерно распределена по длине окружности. Количество стержней должно быть не менее 6, а диаметр — не менее 18 мм. Расстояние между продольными стержнями должно быть не менее 40 см. Продольные стержни арматуры следует преимущественно применять из стали класса AIII. Арматурные каркасы должны иметь фиксирующие элементы из пластмассовых трубок диаметром 90 мм и длиной 70 мм, обеспечивающие требуемую толщину защитного слоя бетона, устанавливаемые на поперечные кольца жесткости по длине сваи. 2.4. Арматурный каркас помимо основных требований, предъявляемых СНиПами, должен иметь жесткость, достаточную для его погружения в заполненную бетоном скважину. С этой целью он должен изготавливаться сварным с цельными продольными стержнями, загнутыми на конус в нижней части. При необходимости рекомендуется приваривать поперечные кольца жесткости с шагом по высоте 2-3 м. Предпочтительно иметь минимальное количество стержней большего диаметра. 2.5. Защитный слой бетона должен быть не менее 70 мм и обеспечиваться установкой фиксаторов на поперечные кольца жесткости, привариваемые на арматурный каркас. 2.6. Рекомендуется применять бетон класса по прочности на сжатие В22,5 с содержанием цемента не менее 340 кг/м, осадкой конуса 21 см. Заполнитель должен содержать не менее 25% частиц с размером до 0,1 мм; крупностью фракций заполнителя 5-20 мм и маркой его по прочности 50-60 МПа. Подбор состава бетона и приготовление смеси должны обеспечивать проектный класс бетона по прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и средней плотности согласно ГОСТ ; ГОСТ ; ГОСТ ; ГОСТ ; ГОСТ ; ГОСТ 2.7. Изменения в проекте фундаментов из буронабивных свай, вызванные несоответствием фактических геологических, гидрогеологических и других условий, принятых в проекте, должна вносить проектная организация с предварительным согласованием с заказчиком. 2.8. Работам по устройству буронабивных свай должна предшествовать планировка строительной площадки на заданной отметке с разбивкой осей сооружения и надежным закреплением на местности положения рядов буронабивных свай. 2.9. Разбивку осей сооружений следует оформлять актом, к которому прилагаются схемы расположения знаков разбивки, данные о привязке к базисной линии и к высотной опорной сети. Правильность разбивки следует систематически контролировать в процессе производства работ, а также в каждом случае смещения точек, закрепляющих оси. Отклонения разбивочных осей рядов буронабивных свай от проектных не должны превышать 1 см на 100 м ряда; в положении одиночных буронабивных свай — ±0,05 диаметра сваи; при рядовом или кустовом расположении свай — ±0,15 диаметра сваи. Отклонения оголовков свай от проектного положения по вертикали допускаются в сторону завышения отметки оголовка до 10 см, а в сторону занижения — до 20 см. Во всех случаях заделка оголовка сваи в бетон ростверка (без учета подготовки) должна быть не менее 10 см. Тангенс угла отклонения вертикальной оси сваи от проектного положения не должен превышать 1/100 (отклонения стенки скважины от положения отвеса не должны превышать 10 см на каждые 10 м глубины скважины). В зимнее время работы по устройству буронабивных свай в обводненных грунтах могут производиться при температуре наружного воздуха до минус 10 °С. Работы по устройству буронабивных свай при более низких температурах возможны при принятии специальных мер, обеспечивающих нормальную работу буровой установки, оснащенной бортовой системой контроля основных параметров технологического процесса, при тщательной защите свежеуложенного бетона от промерзания. Эти мероприятия должны быть указаны в проекте организации работ. Материалы, применяемые для приготовления бетона буронабивных свай, должны отвечать требованиям ГОСТов на вяжущие материалы. Для изготовления бетонной смеси применяются: — цемент для приготовления бетона марки не менее 300, стойкого к воздействию агрессивной среды со сроком схватывания — не менее 2 ч. Применение глиноземистых, быстросхватывающихся и горячих цементов не допускается; — песок, щебень, гравий фракций крупностью не более 20 мм. Прочность гравия и щебня должна быть не менее 800 кгс/см; — концентраты лигносульфонатов (ЛСТ) в соответствии с «Руководством по применению химических добавок в бетоне». М., Стройиздат, 1981 год.

Виды свай

Существует несколько классификационных признаков буронабивных свай.

Читайте также:  Столбчатый фундамент из пластиковых труб своими руками

Так, по особенностям конструкции они делятся на:

  • цилиндрические сваи. Имеют форму правильного цилиндра и сечение, одинаковое на всю длину конструкции;
  • сваи с опорной подошвой. Главный характерный признак – больший диаметр нижней части сваи. Подобные конструкции имеют несколько большую устойчивость и несущую способность.

По технологии обустройства буронабивные сваи делятся на:

  • сваи, выполненные без оболочки. Данный вариант может применяться только в условиях крайне устойчивых и не склонных к обрушению или осыпанию грунтов, а также тогда, когда уровень грунтовых вод минимален;
  • сваи, выполненные с применением извлекаемой или несъемной оболочки. Может применяться практически везде, в большинстве случаев используется съемная или извлекаемая оболочка в виде обсадной трубы.

Достаточно часто буронабивные сваи используются в комбинированных фундаментах совместно с последующим устройством ростверка. По месту его расположения разделяют фундаменты:

  • с низким заглубленным в почву ростверком. Обычно опускаются в грунт ниже уровня промерзания, благодаря чему приобретают повышенную несущую способность;
  • с обычным ростверком, находящимся прямо на грунте;
  • с высоким ростверком, понятым над поверхностью земли. Высота подъема может варьироваться и составлять 20-30 см. Часто применяется при строительстве частных домов на сложном рельефе местности.

Пример выполнения буронабивных свай с ростверком приведен на следующем видео:

Достоинства фундамента на сваях

Использование буронабивных свай при устройстве фундамента позволяет получить ряд преимуществ:

  • низкая стоимость работ при одновременно высокой несущей способности и надежности конструкции;
  • возможность применения практически на любом типе грунта;
  • длительный срок эксплуатации (не менее 100 лет);
  • возможность проведения работ в сжатые сроки и даже в холодное время года (при использовании специальных добавок в процессе бетонирования);
  • отсутствие динамически нагрузок на грунт, что позволяет использовать технологию рядом с существующими зданиями и сооружениями или для усиления требующих этого конструкций фундамента;
  • возможность сохранить существующее благоустройство в виду отсутствия применяемой тяжелой техники (при частном строительстве). Также важно то, что при этом варианте возможно выполнение работ своими руками, без привлечения профессиональных строителей.

Перечисленными плюсами достоинства технологии возведения фундаментов с использованием буронабивных свай не исчерпываются, однако и этого перечня достаточно для того, чтобы понять причину популярности данной технологии.

Читайте также:  10 правил в технологии обвязки каркасного дома

Недостатки фундамента

Как и у любой применяемой технологии, у буронабивных свай также присутствуют определенные минусы:

  • относительно большой перерасход бетона, связанный с тем, что почва рядом с изготавливаемыми сваями не уплотняется;
  • большое количество трудоемких ручных процессов и достаточно серьезная технологическая сложность производства работ;
  • необходимость тщательного контроля над всеми этапами изготовления буронабивных свай;
  • сильная зависимость несущей способности свай от качества бетона и свойств грунта (информацию о качестве бетона, а также дополнительным требованиям к бетону и его наполнителям можно узнать из этой статьи), что приводит к заложению дополнительного запаса по надежности и, соответственно, еще большему расходу бетона.

Классификация и конструкция буронабивных свай

Наиболее полную классификацию буронабивных свай содержит Свод правил под обозначением СП 50-102-2003. Он описывает проектирование разных видов фундаментов на основе свай.

Сваи набивные по способу изготовления делятся на:

  • устраиваемые погружением инвентарных труб, на конце которых металлический «башмак» или заостренная пробка из бетона, которые остаются в скважине, а труба вынимается при постепенном заполнении внутреннего пространства труб бетоном;
  • устраиваемые виброштампованием в скважине заложенного бетона, который уплотняют заостренной на конце трубой с вибропогружателем;
  • конусную или пирамидальную скважину выштамповывают в грунте и заполняют бетонным раствором.

Рис.1 Буронабивная свая

По устройству буровые скважины делятся на:

  • равномерного сечения и с расширением снизу;
  • круглого сечения с использованием вибросердечника из нескольких секций;
  • с уплотнением забоя трамбовкой крупного щебня;
  • с камуфлетной пятой (расширением внизу), получаемой взрывом заряда в нижней точке скважины и засыпаемой сверху раствором – полость после взрыва заполняется сыплющимся из скважины бетонным раствором;
  • буроопускные с камуфлетной пятой – в скважину с камуфлетной полостью, заполненной не затвердевшим бетоном, погружают обычную железобетонную сваю;
  • буроинъекционные (инжекционные) – в скважину небольшого диаметра инжектируют бетонный мелкозернистый раствор на основе цемента и каменного отсева;

Рис. 2 Погружение буронабивных свай

  • буроинъекционные – после бурения скважины через полый шнек подают под давлением бетонный раствор и понемногу вынимают шнек;
  • сваи инъекционные типа РИТ – грунт уплотняют по технологии импульсных разрядов;
  • сваи-столбы – бурят скважины с уширением или без него и производят поочередно укладку раствора из цемента и песка и бетонных призматических или цилиндрических элементов.

Фундамент и его площадь: расчеты

Сегодня известно, что от площадей опоры и фундамента зависит количество используемых буронабивных свай. Следовательно, нужно произвести не просто точный расчет, но и экономный, так как при использовании определенной площади, фундамент тем самым способствует значительному уменьшению количества буронабивных свай.

Пример расчетов буронабивных свай:

В установке будут использоваться буронабивные сваи диаметром 30 см и расширение не менее 50 см. Отсюда: подошва каждой опоры должна быть равной: S = 4, 13 * 40*40 / 8 = 1950 см2. Таким образом произведен правильный и точный расчет.

Если же нагрузка на какую-либо часть фундамента будет 100 тонн и радиус равен 4, то просто в вышенаписанную формулу необходимо поставить: R=F/(S*n). В данной формуле n – количество опор, результат будет равен 13 (13 опр). От сюда в абсолютной точности видно, каким образом n – количество опор зависит от площади и точности расчета. Следует учесть, что опоры будут также оказывать давление на площадь – грунты, поэтому опоры также следует включить в нагрузки.

Схема конструкции буронабивной сваи.

Фундамент и его площадь: расчеты

Одна опора обладает большой прочностью, и в некоторых случаях использовать нужно всего 8 опор для крепления строительного объекта – здания. Одна опора способна выдержать целое здание на самом деле. Но так как тяжесть со всей территории не перейдет в то место, где закреплена эта опора, необходимо ставить больше. Если площадь – поверхность земли будет идеальной для возведения какого-либо здания, если грунт на территории будет одним и тем же, то для здания не потребуется много опор, что снизит расходы.

Далее производится подсчет объема опоры, где ее длина равна 2 метра и диаметр = 33 сантиметров, то объем равен, следовательно, 0,13 кубических метров. При средних показателях одна опора будет оказывать давление на грунт массой 366 кг, все 12 опор будут оказывать давление в 5,4 тонн. Если же необходимо произвести более крупное сооружение, и территория-площадь позволяет сделать это, то давление будет значительно выше, однако и распределение будет тогда равномерным. Для этого случая потребуется множество опор или же так называемая “сеть”, которая используется исключительно при возведении крупных зданий. Данный материал не выгоден и является высокотехнологичным, использование находит крайне редко.

Фундамент и его площадь: расчеты

Далее следует рассчитать объем бетонной смеси (сложностей в данном процессе никогда не возникнет, даже при использовании простейших формул).

Приготавливать бетонную смесь лучше на самом участке возведения дома, так как это обойдется в несколько раз дешевле.

Фундамент и его площадь: расчеты

Виды буровых опор

Фундамент на сваях значительно отличается от других видов оснований: линейных, монолитных и остальных массивных фундаментов.

Если такие конструкции способны передавать нагрузку по периметру здания или по всей площади (в случае с монолитами), то сваи передают нагрузку непосредственно в месте опоры и на боковые поверхности скважин.

В зависимости от того, какая именно часть несёт основную нагрузку, различают два вида опор:

  1. Свая-стойка. Такая конструкция опирается на твёрдый слой почвы, нагрузка передаётся грунту в месте опоры.
  2. Висячая свая. Этот вид выдерживает нагрузку благодаря окружающей её почве.

Большая часть оснований изготавливаются из висячих буронабивных свай, так как твёрдый слой почвы располагается на большой глубине.

Читайте также:  Глубина ленточного фундамента для дома из пеноблоков

По технологии изготовления опоры бывают двух видов:

  1. Буронабивные. В пробуренную скважину устанавливается каркас из арматуры и слоями по 30 см заливается бетон при помощи рукава с выпуском воздуха и уплотнения.
  2. Буроинъекционные. Отличается от первого вида способом бетонирования. Раствор закладывается посредством полого шнека под давлением.

Внимания заслуживает технология бурения скважин для фундамента с применением обсадной трубы. Такой способ изготовления свай используется на небольших площадях и на плывущем грунте. Обсадная труба сдерживает давление земли, не позволяя ей двигаться и осыпаться.

По мере углубления скважины труба устанавливается секциями, сваренными между собой или скреплёнными специальными зажимами. По окончании процесса она демонтируется или остаётся на месте, заполняется бетонным раствором и после затвердения становится монолитной опорой.

Трубы для обсадки изготавливаются из таких материалов:

  • легированная сталь;
  • пластик;
  • полипропилен;
  • асбестоцемент.

Обсадная труба подвергается внутреннему растяжению, а также внешнему давлению. Следовательно материал должен соответствовать такого вида нагрузкам.

Столбчатый фундамент.

Этот вид фундамента является очень популярным при строительстве каркасных зданий или домов из дерева. но только при условии, что не предусмотрен подземный уровень.

Основным несущим элементом являются столбы, установка которых производиться под всеми внешними углами строения, а также на линиях пересечения несущих стен. Кроме того, также под несущими стенами, если их длина превышает 3 м, устанавливаются дополнительные столбики. которые способствуют перераспределению нагрузки и обеспечивают стабильность и надежность как фундамента, так и возведенного на нем дома.

Размер сечения столбов, как правило, определяется расчетными данными, зависящими от нагрузки, а также выбранным материалом. Важным конструктивным элементом столбчатого фундамента является рандбалка (железобетонная, металлическая или деревянная ), которая служит для устройства ростверка. выполняющая роль равномерного распределителя нагрузки от дома на все столбы.

Столбчатый фундамент под дом.

Столбчатый фундамент.

Столбчатые фундаменты, так же как и ленточные, могут быть двух видов:

В случае возведения монолитного варианта марка бетона для фундамента частного дома должна соответствовать классу В10-В25. При строительстве двухэтажных зданий необходимо армирование, а для одноэтажных – решается индивидуально в зависимости от веса здания, материала из которого оно возводится, состояния грунтов.

Для сборных столбчатых фундаментов могут использоваться:

  • керамический кирпич;
  • природный камень, в том числе бутовый;
  • железобетонные или асбестовые трубы;
  • бетон для заливки в подготовленные и армированные скважины.

В том случае, если рассматривается вопрос о том какой фундамент под баню лучше. то можно остановить свой выбор на использовании дерева – обработанных стволов дуба, лиственницы или сосны.

Деревянный столбчатый фундамент под дом.

Столбчатый фундамент.

Несмотря на то что стоимость такого фундамента, по сравнению с ленточным, ниже на 30-50%. из-за необходимости привлечения спецтехники не пользуется популярностью для капитальных строений в 2-3 этажа, хотя для возведения легких зданий, для которых не требуется большой глубины заложения, а все работы можно выполнить своими руками, является вполне рациональным выбором.

Кроме того, необходимо точно соблюдать пропорции цемента и песка для фундамента. так как экономия за счет использования более дешевых материалов в этом случае неуместна.

Следует учитывать, что все виды столбчатых фундаментов подвержены сильному воздействию сил пучения, поэтому их допускается использовать лишь на стабильных, неподвижных грунтах.

Кроме того, важно не оставлять их на длительное время без нагрузки, особенно в зимнее время, так как под воздействием разрушительных грунтовых сил, их может просто выдавить.

Идеальный фундамент для строительства дома в сложных условиях.

Комбинированный фундамент ТИСЭ. по своему типу является столбчато-ленточным. Он незаменим на сложных грунтах при возведении тяжелых зданий от двух этажей. Например, в условиях, когда глубина промерзания грунта настолько большая, что строительство ленточного основания является нерентабельным, а столбчатый просто не справиться со своей задачей.

В качестве ростверка для этого фундамента, на уровне грунта изготавливается опалубка под изготовление ленточного монолита.

Столбчатый фундамент.

Фундамент под дом тисэ своими руками.

Но важно учитывать, что требуется придерживаться принципа одновременной, но поэтапной заливки бетоном: сначала столбы, затем лента.

Для изготовления скважин под столбы используется бур ТИСЭ. представляющий собой устройство, состоящее из двух штанг и режущей чаши. Продвигаясь за счет вращения в глубину грунта, он постепенно раскладывается и формирует в нижней части скважины куполообразное уширение.

Именно благодаря такой конструктивной особенности, достигается дополнительное усиление конструкции фундамента, которое, естественно, сказывается на прочности всего дома. В зависимости от расчетных нагрузок, могут использоваться буры нескольких размеров, отличающиеся между собой длинной штанги, диаметром плуга объемом накопителя для грунта.

Защита информации

Компания ведёт эффективную многоуровневую работу по защите персональных данных клиентов, защищённости финансовых операций в системе при работе с ПК или мобильных устройств. Предоставляет услуги по защите клиентов от взлома и кражи информации:

  • качественная сертифицированная защита web-сервиса и хостинга (пройдена официальная аттестация на соответствие условиям безопасности данных);
  • защита от DDoS-атак для клиентов разного уровня пользования: от корпоративных компаний до индивидуальных лиц (IP-адреса круглосуточно защищены оборудованием ARBOR и другими системами безопасности);
  • защита финансовых операций и персональных данных: шифрование, подтверждение смс-кодом, и сообщение об изменениях путём смс-оповещений. Для использования удобного сервиса необходима регистрация, но она не займёт много времени и сэкономит его впоследствии. При возникновении любых вопросов или проблем с регистрацией обратитесь к онлайн-консультанту. Делайте свою жизнь комфортнее, освобождая место для важного, доверяя рутину надёжным специалистам и проверенным системам!

Стоит отметить, что при возникновении любых проблем и вопросов взаимодействия с личным кабинетом, абоненты компании могут обратиться в Горячую линию.