Технология бурения скважин
Много времени всегда уходит на заливку раствора, ведь только на один столб с расширением в 60 см пойдет около 30 кг цемента, а раствор должен быть умеренно жидким и плотным. При расширении скважины органы управления должны стоять на одном месте, а вращаться только плуг с направляющими.
Как выполнить армирование несущей конструкции
Для начала нужно определиться с необходимой длиной стальной арматуры и только потом начинать ее гнуть. Как правило, всегда предусматривается 15 см запас. Этот запас идет на радиус изгиба и на зазор ростверка. Если принимать за стандартную длину столба 1,5 м, тогда для армирования нужно использовать два прута по 3,7 метра каждый.
Затем нужно сделать гидроизоляцию опалубки. Для таких целей подойдет дешевый строительный рубероид. Его нужно порезать на куски, скрепить в рубашку и только потом опустить в пробуренную скважину. Бетонирование происходит максимально быстро, можно одновременно заливать несколько углублений. Учитывая, что бетона пойдет очень много, лучше сразу предусмотреть бетономешалку.
Технология изготовления буронабивных свай с ленточным ростверком
В буронабивных сваях все опоры работают по раздельности, и это повышает вероятность неравномерных усадок так рискованно опасных для домов. Чтобы устранить такое разрушение стен, применяют железобетонный ленточный ростверк. Его различие находится в том, что армирование соединяет все опоры в целостный фундамент, отлично воспринимающий изгибающий момент.
Схема армирования буронабивных свай с ленточным ростверком
Последовательность монтажа ленточного фундамента с буронабивными сваями следующая:
- По периметру обвязки устраивается подушка из песка и щебня толщиной 20-30 см.
- Поверх устраивается опалубка из дерева на внутренние стенки которой укладывается рулонная гидроизоляция.
- Из стержней арматуры собирается каркас, укладываемый в опалубку, и прикрепляется к оголовкам арматуры свай.
- Заливка бетонным раствором ростверка в один приём с дальнейшим уплотнением и 30 дневным набором прочности.
Основные нюансы бура ТИСЭ
Для классических буровых свай (90% индивидуальных застройщиков называет их буронабивными) достаточно произвести операции:
- сделать в земле скважины постоянного диаметра;
- установить трубчатую или из рулонного материала (рубероид) опалубку;
- разместить внутри нее арматурный каркас ;
- и залить бетоном.
Поэтому применяется классическая конструкция ручного бура с двумя лопастями, отклоненными от горизонтали на 20 – 30 градусов. Инструмент продается в любом строительном или дачном магазине, при необходимости модернизируется (например, направляющее сверло в нижней части), чертежи имеются на сайтах и форумах.
Обычный ручной бур.
В сваях ТИСЭ используется расширение подошвы для повышения несущей способности. Поэтому обычным буром изготовить полусферу на забое скважины не представляется возможным. В принципе, индивидуальный застройщик может:
- изготовить самодельный бур большого диаметра (промышленность предлагает инструмент с лопастями 50 см диаметра максимум);
- пробурить широкую скважину;
- залить внутри нее подошву уширения нужной высоты;
- затем забетонировать тело сваи в трубе меньшего диаметра поверх этой бетонной площадки.
Технология сваи ТИСЭ.
Однако это резко снизит несущую способность конструкции – вместо висячей сваи, которая имеет высокую несущую способность за счет боковых сил трения, получится свая-стойка, даже при качественном уплотнении грунта в пазухах обратной засыпки.
Поэтому ниже приведена инструкция самостоятельного изготовления рабочего аналога бура ТИСЭ для приверженцев этой технологии.
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.
Виды грунтоприемников
Существует самые разные виды почв – сыпучие, каменистые, тяжелые и т.д. Соответственно работать приходится с тем видом грунта, на котором расположена строительная площадка. Чем сложнее почва, тем тяжелее на ней будет управляться с буром. Чтобы можно было облегчить и ускорить процесс, выпускаются накопители разных типов, предназначенные для тяжелых и легких почв. Поэтому, решив сделать бур Тисэ своими руками, следует учитывать эти особенности.
Так, если инструмент изготавливается для подготовки скважин на тяжелых грунтах, он должен иметь равномерно распределенные четыре вертикальных элемента в форме конуса. Клыки необходимы, чтобы можно было бурить разрыхленную землю с каменистыми включениями, размеры которых не превышают 5 см. Изготовленный своими руками бур Тисэ можно использовать на суглинистых и глинистых почвах — благодаря форме грунтоприемника, на поверхность меньше налипает земля.
Для изготовления скважин на легких сыпучих грунтах ручной бур лучше всего оборудовать клыками с пилообразной кромкой для более эффективного рыхления грунта. Благодаря тому, что между кромками расстояние ограничено, не происходит высыпание грунта. Таким образом, форма клыков зависит на каких грунтах будут проводиться работы. Материалы для самостоятельного изготовления
Главное, что желательно иметь при изготовлении своими руками бура Тисэ — чертежи или натуральный образец. Для начала следует подготовить такие материалы:
- Металлическую трубу. Ее диаметр должен быть 25-30 см. Размер зависит от диаметра отверстия под сваю для фундамента Тисэ.
- Труба для рукоятки.
- Электродуговой сварочный аппарат.
- Вещества, которые используют, чтобы защитить разбуриватель Тисэ от коррозии.
- Петли, пластины и прутья из металла.
- Детали, с помощью которых будет осуществляться фиксация всех элементов штанги.
- Круг с дисковой пилы.
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.
Характеристики грунтов, которые определяются в ходе шурфирования, можно посмотреть в СНиП 2.03.01-84, 2.05.03-84 или 2.06.06-85.
Сбор нагрузок на основание. Определяются как сумма всех конструктивных элементов дома (от кровли до фундамента) и временных нагрузок. Для расчета нагрузок необходим проект и смета по материалам. Лучше всего рассчитывать нагрузки, используя специальные программы, например, Foundation, Base 6.2 и пр. При строительстве небольшого легкого строения можно применять калькулятор типа “Вес-Дома-Онлайн v.1.0”. Также расчеты нагрузок можно произвести самостоятельно, основываясь на СНиП 2.01.07-85.
Зная характеристики грунта и суммарную нагрузку, которая будет оказываться на свайный фундамент можно приступать к его расчету по следующему алгоритму:
Расчет несущей способности. Чтобы упростить задачу и не делать сложных вычислений предлагаем воспользоваться таблицей, где указана несущая способность буронабивных опор разного диаметра в зависимости от типа грунта:
В таблице приведены данные несущей способности, рассчитанные на основании использования для буронабивных свай бетона класса В22,5. Если вы планируете использовать бетон, класс которого будет ниже, то несущая способность сваи уменьшится. Например, опора 30 см из бетона В22,5 в твердых песках будет воспринимать 3179 кг, а такая же свая из бетона В17,5 на 30% меньше, т.е. 2225 кг.
- Выбор сечения (диаметра). При выборе оптимального диаметра необходимо учесть, что сваи большого сечения потребуют не только много бетонной смеси, но более широких скважин и обсадных труб. Слишком узкие опоры просты в монтаже, но их количество будет больше. Для домов 6х6 рекомендуется выбирать диаметр 15-25 см. Под коттеджи из легких материалов – 30-40 см, из тяжелых – 40-50 см.
- Количество буронабивных свай. Для расчета количества свайных опор необходимо разделить суммарную нагрузку на несущую способность сваи выбранного диаметра.
- Расстояние между сваями. Расстояние можно рассчитать по формуле:
l – расстояние между буронабивными опорами; P – несущая способность сваи; Q – нагрузка на 1 пог.м основания.
Не используя формулу шаг свайных опор можно определить следующим образом: расстояние между элементами не должно быть больше 3-х их диаметров. При этом стоит помнить, что чем выше масса строения, тем меньше шаг свай. Минимальное расстояние может составлять 50 см.
Глубина залегания или длина свай. Определяется исходя из глубины, на которой расположены несущие грунты. Глубина забивки свай должна быть ниже уровня промерзания, даже если несущие пласты расположены выше. Сведения о глубине промерзания для своей местности можно узнать в Сети.
Пример расчета: Строительство коттеджа происходит в Московской области на песках средней плотности. Размер дома – 10 х 10 м, суммарная нагрузка – 60 тонн. Для устройства фундамента выбираем сваи сечением 30 см. Исходя из таблицы, находим, что несущая способность сваи будет 2473 кг. Количество опор будет составлять 60/2,4 = 24 шт. Расстояние между сваями будет 60-90 см. Длина свай с учетом уровня промерзания для Подмосковья и глубины залегания опорных пластов составляет 2,2 м.
Для составления схемы расположения свайных опор необходимо учитывать, что сваи должны находиться под каждым углом дома, вдоль несущих стен с выбранным шагом, а также под входной группой и тяжелыми конструкциями.
Преимущества и недостатки
Создание основания с помощью бура для фундамента, выгодный способ, позволяющий сохранить много времени на постройке свайного, столбчатого или ленточно-столбчатого фундамента. Несмотря на привлекательность идеи, о быстрой закладке фундамента, надо решить стоит ли тратить на бур деньги, или, возможно строительство такого фундамента не подходит для данной почвы.
Готовые ямы для заливки фундамента Преимущества:
- Простота, главное, что нужно знать для правильного использования – крутить по часовой стрелке и вовремя вынимать землю.
- Сокращение затрат времени на возведение фундамента столбчатого типа.
- Безопасность для экологии, при работе используется только сила тяжести и ручной труд для прокручивания устройства.
- Надёжность и максимально простое строение механизма позволяют не беспокоиться о дорогостоящем ремонте, только при частом использовании нужно затачивание режущих частей.
Недостатки:
- Цена варьируется от 3 до 5 тыс. рублей.
- Трудно использовать на каменистых почвах, приёмник может захватывать камни только диаметром до 5 см.
- Тяжело использовать на сухих, слежавшихся почвах, возможно, потребуется дополнительная подготовка по предварительному заливанию воды в ямки. На особо трудных местах использовать ручной механизм не представляется возможным.
Для чего он предназначен?
Фундаментный бур ТИСЭ предназначен для ручного бурения скважин диаметром 20 см, которые имеют уширение в нижней части, под столбчатые фундаменты. Диаметр уширения составляет от 40 до 60 см, оно необходимо для увеличения опорной площади фундамента и для противодействия силам морозного пучения. Бур имеет накопитель грунта цилиндрической формы, в нижней части которого есть режущие зубцы. Зубцы располагаются несимметрично для того, чтобы разрыхлять грунт на разном расстоянии от вертикальной оси скважины. Конструкция ТИСЭ отличается от конструкции традиционного садового бура отсутствием направляющего штыря, это снижает усилие, с которым надо нажимать на бур при работе с ним. Вертикальность бурения соблюдается за счет стенок накопителя грунта. Штанга бура ТИСЭ может складываться и раздвигаться: она состоит из двух труб квадратного сечения, положение которых фиксируется винтовым стопором. В сложенном состоянии длина штанги 135 см, в полностью разложенном – 225 см. Еще одно особенность конструкции бура ТИСЭ – это плуг – приспособление, позволяющее делать уширение внизу скважины. Он расположен над накопителем грунта и его положение регулируется от вертикального, до горизонтального. При вращении бура плуг срезает грунт со стенки скважины и тем самым делает уширение. Под тяжестью своего веса плуг стремится к горизонтальному положению и срезает грунт расположенный все ближе и ближе к дну скважины. Срезанный грунт попадает в накопитель, и его можно поднять на поверхность. Таким образом, с помощью ручного фундаментного бура ТИСЭ можно сделать скважину с анкерным расширением внизу в виде полусферы.
Ручной бур ТИСЭ можно использовать для бурения как сыпучих грунтов, так и плотных глинистых, он так же способен забирать в накопитель небольшие камешки до 4-5 см, которые могут попадаться в грунте.
При бурении скважины вглубь бур нужно вращать по часовой стрелке, при создании анкерного расширения – против. Если при работе плугом крутить бур по часовой стрелке, бур будет продолжать бурить еще и вниз, создавая ненужную нагрузку. Перед бурением нужно лопатой снять слой дерна. Начинать бурение можно обычным земляным буром – он бурит на меньшую глубину, но крутить его проще и получается быстрее. Затем с помощью бура ТИСЭ продолжить бурение на большую глубину. Раскладывать штангу бура лучше не полностью, а оставлять запас около десяти сантиметров, чтобы ее части не вывернулись из соединения. Бурение плотных грунтов (например, глинистого грунта) может быть довольно трудоемким, вращать бур при работе плугом еще сложнее, поэтому бурить лучше вдвоем, а рукоятку бура делать длиннее, чтобы увеличить крутящий момент.
В идеале анкерное расширение должно иметь форму полусферы, но на деле плуг все-таки не принимает полностью горизонтального положения. Если плуг уже близок к горизонтальному положению, наступает момент, когда его собственного веса не хватает, чтобы давить на грунт достаточно сильно для того, чтобы этот грунт срезать. В итоге плуг просто скользит по грунту. Так же не всегда удается достичь заявленного диаметра уширения, и вот почему. При работе плугом ось вращения бура не совпадает с осью скважины, из-за этого отклонения не получается добиться максимального диаметра анкерного уширения в нижней части скважины.
Плуг режущей кромкой упирается в стенку скважины и давит на нее. А поскольку сила действия равна силе противодействия, то с такой же силой он давит и в обратную сторону, т.е. от стенки на то место где он закреплен. Это приводит к тому, что бур немного отклоняется от вертикали. При этом накопитель грунта, который имеет такой же диаметр, как скважина, упирается в ее стенки и продавливает грунт в горизонтальном направлении. В итоге ось вращения бура не совпадает с вертикальной осью скважины, а гуляет из стороны в сторону при вращении, поэтому диаметр уширения оказывается меньше.
Есть несколько разновидностей буров ТИСЭ. Бур ТИСЭ-Ф – это фундаментный бур для бурения скважин с уширением до 60 см. Плуг этого бура имеет три положения для бурения уширения диаметром 40 см, 50 см и 60 см. Несколько упрощенный вариант ТИСЭ-2Ф позволяет бурить уширения диаметром 40 и 50 см. Садовый бур ТИСЭ-С применяется для бурения простых скважин без анкерного уширения внизу и на меньшую глубину – только до 1,9 м. Бур ТИСЭ-В для бурения скважины на воду имеет возможность наращивать штангу вставками из водопроводных труб 3/4″. Бур ТИСЭ-Р используется для расширения диаметра уже пробуренной скважины до 40 см. Сначала буром ТИСЭ-Ф бурится скважина диаметром 20 см, затем она используется как направляющая и с помощью ТИСЭ-Р расширяется.
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.
Область применения
Есть ряд случаев, когда желательно использовать именно буронабивные сваи:
- В среде города рядом с уже возведёнными объектами, где существует опасность разрушения окружающих построек вследствие проведения «тяжёлых» работ.
- На ограниченных пространством площадках, где сложно перемещать и устанавливать забивные сваи.
- При строительстве на склоне.
- На объектах, где на территории стройплощадки наблюдаются плотные грунты.
- Когда невозможно произвести забивку или вибропогружение свай из-за грунта естественного происхождения с часто попадающимися валунами.
Устройство буронабивного фундамента с ленточным ростверком в условиях плотной окружающей постройки Источник ekb-doma.ru
Электрический бур
При необходимости строительства скважин больших диаметров применяют электрический бур. Размеры буров для свайных фундаментов такого типа достаточно велики и позволяют производить отверстия диаметром более 50 сантиметров.
Устройство. Механизм представляет собой следующую конструкцию:
- Электрический двигатель
- С двух сторон к нему крепятся специальные ручки
- Вращающийся механизм зажима
Принцип работы: при включении устройства в сеть начинает работать двигатель. Он удерживается специальными рукоятками. Двигатель подает работу винтовому устройству вращения. Устройство выполняет необходимую работу.
Часто к электрическому буру прилагается набор дополнительных принадлежностей, облегчающих проведение работы.
В настоящее время существует большое разнообразие моделей оборудования. Они относятся к разным ценовым категориям, умеют разные характеристики и способы работы. Производители буров для фундамента рекомендуют совершать приобретение оборудования после установки точных подсчетов планировки здания, установки размеров и типа фундамента.
Также главный критерий выбора – мощность устройства. От нее зависит потребление энергии, время работы, ее качество и необходимость прилагать дополнительные усилия. Электрические инструменты, обладающие наиболее высокими характеристиками, способы в короткие сроки справиться с работой. Так, для бурения скважины с глубиной, составляющей 100 сантиметров, потребуется всего лишь 10 минут работы устройства. При этом также стоит учитывать диаметр будущего отверстия. Чем он будет больше, тем больше увеличивается время работы. В любом случае оно будет намного ниже, чем время работы ручного инструмента.
При выборе оборудования стоит отдавать предпочтения моделям с функцией самозаточки. Все режущие элементы должны иметь высокую степень остроты. Только электрические буры с такими параметрами способны справиться с неровностями грунта, камнями, корнями деревьев и т.д. Низкие параметры устройств способствуют их быстрой поломке при работах на сложных участках грунта.
Коротко о главном
Буронабивные сваи – заполненные бетонной смесью скважины с предварительным армированием. Этот вид фундамента получил большую популярность благодаря: простоте возведения, низкому влиянию на располагающиеся рядом здания, возможности постройки на осложнённых грунтах и склонах. Имеются множество методов изготовления конструкций свай, и их применение обуславливается залегаемым грунтом на стройплощадке.
Обсадные трубы для буронабивных свай представляю собой металлический каркас в виде трубы погружаемый в скважину и наполняемый бетонным раствором. Их установка целесообразна только при грунтах, не отличающихся устойчивостью из-за повышенной трудоёмкости и привлечением тяжёлой строительной техники.
Буронабивные сваи с ростверком – комбинированный тип основания из опорных свай в грунте и ростверка, передающего нагрузку на все сваи.
Буронабивные сваи с монолитным ростверком используются чаще всего в многоэтажном строительстве. В данном виде фундамента нужно дополнительно устроить тепло- и гидроизоляцию для создания подходящего микроклимата, и долговечности дома.
Буронабивные сваи с ленточным ростверком отлично подходят для постройки малоэтажного дома из любого материала. Благодаря тому, что армирование группирует все опоры в цельный скелет хорошо воспринимающий изгибающие моменты опоры, перестают работать по раздельности. Это не допускает вероятность неравномерных усадок.
Оценок 0
Применение бентонитового раствора при бурении скважин
Для увеличения эффективности бурения скважин под сваи в высокоплотных грунтах применяется бентонитовый (буровой раствор). Его использование позволяет уменьшить сопротивление почвы шнековому буру и повысить эффективность выемки выработанной породы на поверхность скважины. Также буровой раствор дополнительно укрепляет стенки (формирует на их поверхности твердую корку), тем самым препятствуя обвалам грунта.
Рис: Подача бентонитового раствора при бурении скважины под сваи
Бентонитовый раствор подается в скважину с помощью бурового насоса по внутреннему каналу полого шнека. Под давлением раствор размывает грунт на дне скважины, после чего поднимается вверх и выносит с собой выработанную шнеком почву.
Правильный выбор бура
Чтобы определиться с необходимым типом бура, следует внимательно проанализировать все характеристики будущей постройки. В варианте бурения отверстий под сваи с диаметром до 30 см для сокращения расходов целесообразнее использовать ручной инструмент
Однако, важно учитывать, что такой бур позволяет выполнять ямы с глубиной до 5-6 м. При больших требуемых значениях представленных характеристик рекомендуется применять электрическое оборудование
Бур ручного типа и принцип его обустройства
Для снижения трудовых и финансовых затрат при возведении свайного фундамента своими руками рекомендуются к использованию следующий ручной инструмент: буры серии БС марок «250» и «350», отличающихся друг от друга диаметром стержня.
Нелишним будет рассмотреть в сравнении с названными приспособлениями буры маркировки «ТИСЭ» с префиксами «Ф» и «Ф-М».
Представленные модели имеют ряд характерных признаков, обуславливающих их выбор:
- низкая стоимость;
- высокое качество бурения;
- прочность и термостойкость бура;
- использование инструмента без специальных теоретических и практических навыков.
Принцип устройства:
- рукоять для вращения и разворота;
- штанга с возможностью регулирования длины работ;
- механизм выведения излишков грунта;
- наконечник-лопатка.
Изготовление бура в домашних условиях
Использование приспособлений, выполненных своими руками, значительно позволяет сократить траты и поэтому набирает все большую популярность. В действительности, строительство – затратная процедура, поэтому любые способы сэкономить средства застройщиком буду только приветствоваться. Несмотря на видимую сложность буровой установки, процесс ее возведения довольно прост.
По опыту профессионалов, ручной бур, выполненный по технологии ТИСЭ – наиболее оптимальный инструмент для быстрого и качественного проведения бурильных работ. Для того чтобы полученное приспособление справилось с поставленной задачей, а также обеспечило его надежное продолжительное функционирование необходимо учесть следующие нюансы:
- для предотвращения углубления инструмента в грунт при его эксплуатации следует полости в форме полусфер изготавливать так, чтобы при вращении они двигались в обратном от земли направлении;
- для предотвращения захлебывания инструмента и оптимального вывода излишков грунта режущая пластина должна быть изначально изогнутого типа;
- впоследствии при формировании полусфер инструмента режущую пластину следует выпрямить.
