Буронабивной свайный фундамент своими руками

Расчет и устройство буронабивного фундамента своими руками с монолитным ростверком

Буронабивные сваи по степени надежности практически ничем не уступают другим опорам при строительстве домов малой этажности. Это один из наиболее надежных методов устройства фундаментов на почвах, подвергающихся сезонному пучению. Получаемые конструкции гарантируют целостность и прочность основания и, соответственно, стен возводимого дома.

Возведение такого основания своими руками целесообразно применять в таких случаях, когда невозможно возвести другие виды фундаментов. Его логично использовать, если несжимаемый слой расположен очень глубоко, например, при выполнении строительных работ на заболоченных участках или прочих ослабленных грунтах.

Затраты на буронабивной фундамент с ростверком под кирпичный дом можно считать оправданными, когда строительство ведется на местности со значительным уклоном. Также специалисты рекомендуют применение этого вида основания для сооружения облегченных деревянных или каркасных зданий.

Технология установки свай

Устройство фундамента этого вида включает сверление скважин и их дальнейшую заливку бетонной смесью. Для высверливания применяются ручные, электро/бензиновые буры. Менее трудоемкий этап подготовки скважин – привлечение специальной техники для бурения.

Процесс засверливания скважин под сваи можно выполнить и своими руками с помощью ручного мотобура, установив подходящий диаметр наконечника.

Прочность каждой сваи увеличивают каркасом из арматуры: внутрь пробуренных отверстий опускают 3−4 армирующих элемента с сечением 10−12 мм.

Специалисты советуют выполнять горизонтальную перевязку элементов каркаса на случай эксцентричных нагрузок или сдвигающих усилий. Для перевязки рекомендуется применять гладкую арматуру с сечением 6−8 мм, и шагом приблизительно в 1 метр.

В этом случае, армирующие стержни будут выполнять функцию связки сваи и железобетонного ростверка. То есть, находящаяся над землей и заглубленная части фундамента будут объединены в единое целое. При устройстве ростверка стержни должны выступать из оголовка сваи.

Помимо перечисленного выше, каркас из арматуры не допустит возможные разрывы и деформации из-за влияния морозного пучения.

Частичная и полная опалубочная конструкция

Далее, выполняется установка опалубки в пробуренную скважину. Но, ее функцию может выполнять сам грунт, если он достаточно плотный и не обсыпается. Тогда выставляется только верхняя часть опалубочной конструкции для выполнения оголовков свай.

Итак, опалубкой может быть сам грунт, пробуренный наконечником в 200−250 мм на 90 и до 150 мм в глубину, с принятым в расчет состоянием почвы. Если же вследствие особенностей почвы ее приходится раскапывать, то в качестве опалубки можно брать металлические или асбестоцементные трубы соответствующего сечения. При устройстве буронабивного основания своими руками, можно свернуть рубероид, превратив его в подобие трубы.

Для того чтобы не допустить выдавливания буронабивного фундамента во время сезонного вспучивания, его оголовник, который располагается на полметра (и более) ниже уровня земли, необходимо заизолировать чехлом из кровельной стали из оцинковки, несколькими слоями пленки или толем.

Этот чехол специалисты называют «рубашкой», которую советуют делать на всю глубину сваи. Аргументация выполнения этого действия следующая. Приподнимающийся грунт «скользит по установленной защите или приподнимает его, оставляя само основание неподвижным». Помимо этого, «рубашка» не дает цементному молоку стечь в грунт, соответственно, не снижаются прочностные характеристики бетона.

При сооружении каркаса нужно принять меры, которые не допустят его сдвига и соприкосновения арматуры с почвой. Для этого можно своими руками установить временные деревянные подпорки или клинья. Их можно будет удалять по мере заполнения скважины.

Перед укладкой бетона требуется выполнить расчет отметки нижнего края ленточного фундамента, или, говоря по-другому, ростверка. Для этого потребуется использование нивелира или строительного гидравлического уровня.

Укладка бетона

После того как процесс бурения завершен, сооружена опалубка и каркас, можно выполнять заливку бетонной смеси. Бетон укладывается слоями с поэтапным уплотнением – штыковкой. Для этого подходит только «тяжелый» раствор. Этот термин подразумевает использование следующих «тяжелых» заполнителей:

• кварцевый песок;
• щебень/гравий (прочных пород).

Бетонирование каждой буронабивной сваи выполняется непрерывно. Это означает, что временной промежуток между укладкой каждого слоя не должен превышать 1 часа. Процесс полного схватывания бетона завершается по истечении 28 дней, после чего можно нагружать полученную фундаментную конструкцию.

Применение буронабивной технологии в частном строительстве

Технология возведения буронабивных конструкций проста и подходит для устройства фундамента своими руками. Строительная индустрия имеет в своем распоряжении разнообразные виды буров под скважины с различным сечением. Их применение помогает выполнить бурение скважин до нескольких метров глубиной.

Диаметры свай также могут быть разные: от 15 до 40 см. Так называемая технология ТИСЭ предполагает использование специального бура, при помощи которого можно бурить скважины 20 см в диаметре с расширением в основании (до 40 или 60 см). Таким образом, достигается увеличение площади опоры, не позволяющей пучению вытолкнуть сваю.

Существуют также специальные механизмы (ямобуры, мотобуры и прочие) которые могут существенно облегчить выполнение этапа установки опор.

Недостатки и довод в пользу буронабивной технологии

Считается признанным факт, что основным недостатком этой технологии является невозможность сделать точный расчет, когда именно достигается необходимый несжимаемый слой, способный выдержать давление сваи.

Для того чтобы избежать досадных ошибок, скважины бурят до 1,5−2 метра, то есть, достигая точки ниже уровня промерзания, где почва имеет более плотную структуру. При низком показателе УГВ расчет несущей способности грунта соответствует 6 кг на 1 см².

Для индивидуальных застройщиков эта технология выглядит довольно привлекательно. В отличие от ленточного или монолитного типа, где укладывается сразу весь требуемый объем бетонного раствора, сваи можно укладывать поэтапно. При заливке одной опоры объем укладываемого бетона несоизмеримо меньше, чем при монолитном, что облегчает процесс подготовки и заливки. Поэтому выполнение этих работ можно сделать своими руками.

Расчет и место установки свай

На этапе разработки проекта производится расчет точного количества опор и их расположение. Опорные элементы устанавливают рядами по разметке стен дома, в его углах, в местах пересечениях стен и между таковыми.

Расчет расстояния между опорами определяется общим весом возводимой конструкции: чем она тяжелее, тем большее количество элементов и с меньшим расстоянием между собой они будут устанавливаться.

При этом учитывается минимально допустимое расстояние – не менее трех диаметров сваи. Причина этому такова, что если опоры располагать чаще, их несущая способность снижается.

Примерный расчет при диаметре свайной опоры в 40 см, допустимое расстояние будет равно 120 см (40х3). В процессе выполнения работ по установке своими руками, следует проверять уровень оголовков – они все должны выступать на равную величину. В дальнейшем, на них будет возводиться сам дом.

Расчет несущей способности

Чтобы подсчитать требующееся количество опор, нужны два показателя − вес конструкции и несущая способность отдельно взятого элемента. Расчет прочности одной свайной опоры зависит от марки используемого бетонного раствора. Так, при изготовлении сваи из М 100, она выдерживает 100 кг на 1 см². При сечении 20 х 20 см, площадь будет равна 400 см², а опора сможет выдержать до 40 т.

Таким образом, несущая способность грунта намного меньше, чем у самой сваи. Согласно этому, расчет точного количества элементов и несущей способности всей свайно-ростверковой конструкции невозможен без учета прочности грунта. Ранее был приведен расчет для заложения опоры ниже уровня промерзания. Но при изменении сечения, совершенно другой будет площадь и несущая способность свайно-ростверкового основания.

Ростверк – объединяющий состав свайно-ростверковой конструкции, повышающий устойчивость основания. При выборе устройства свайного фундамента без него, потребуется расчет, который сможет гарантировать, что все элементы устанавливаются на достаточную глубину. Тогда можно быть уверенным, что конструкция не просядет, и не будет «выдавлена» влиянием сил морозного пучения.

Источник

Как своими силами сделать фундамент на буронабивных сваях

Экономически эффективно устройство буронабивных свай только на глинистых грунтах при низком уровне УГВ, залегании несущего пласта, не ниже 3 м. Уже при 5 м бурение скважин диаметром от 0,5 м становится дороже изготовления свайно-винтового фундамента или плавающей плиты.

Технология

Изначально в литературе и строительстве четко различали сваи по методу их погружения:

• свая-опора – опалубка монтируется на дно шурфа/котлована, после распалубки бетонная конструкция засыпается;
• свая-столб – в скважину устанавливается композитный, деревянный, ж/б элемент;
• буроинъекционная – подача в скважину малого диаметра бетона с мелким наполнителем под давлением;
• набивная – скважина изготовлена не бурением, а уплотнением грунта специальным инструментом, армирована, залита бетоном;
• буровая – бетоном наполняется пробуренная скважина с установленной внутри арматурой;
• забивная – ж/б изделие вдавливается, вбивается либо погружается вибрационным способом.

В настоящее время устройство буронабивных свай в частном домостроении ведется по буровой методике, и называть такие сваи нужно — буровые, но среди индивидуальных застройщиков прижилось название буронабивная свая. Поэтому мы будем далее использовать прижившееся понятие – буронабивные сваи, но имейте ввиду, что с профессиональной точки зрения, данное название не правильное.

Геологические изыскания и расчет

Согласно своду строительных правил СП 24.13330 в отношении свайных фундаментов, для любого коттеджа обязательными операциями геологических изысканий являются бурение и зондирование. Разведочная скважина необходима для отбора образцов грунта с разных глубин. Тип зондирования (динамическое или статическое) выбирают, исходя из конкретных условий проекта.

При наличии техногенных, рыхлых, органических, слабых, просадочных грунтов разведочная скважина должна пройти их насквозь. В отличие от дорогостоящего геологического изыскания (бюджет от 30 тысяч рублей) существует технология пробного вкручивания винтовой сваи. В этом случае определить толщину каждого пласта и состав почвы не получится. Но можно определить глубину залегания пласта с несущей способностью.

Если она не превышает 3 м, в проект можно заложить сваи-столбы, при расчетах учитывать только сопротивление грунта под пятой сваи. В формулу сопротивления грунтов на боковой поверхности подставить минимально возможный коэффициент, обеспечив запас прочности фундамента.

• вычисление сборной нагрузки – вес всех конструкционных, облицовочных материалов (перекрытия, облицовки, стены, стропильная система, кровля), мебель, ветровая + снеговая нагрузка;
• определение несущей способности сваи – в зависимости от диаметра, длины сваи, расчетного сопротивления грунтов в разных слоях.

После чего, останется поделить нагрузку на несущую способность для получения количества свай. Затем производится корректировка с учетом геометрии здания:

• нечетное количество свай округляют до четного;
• обязательным условием является расположение свай в сопряжениях стен и по углам;
• не рекомендуется шаг свыше 3 м.

В нормативах СП 24.13330 существует пункт 15, в котором оговаривается специфика проектирования свайных фундаментов для малоэтажной застройки:

• диаметр буровых свай может быть снижен до 30 – 60 см при плотно утрамбованном механическим способом забоем (нижняя часть скважины);
• допускается диаметр буроинъекционных свай 15 – 35 см;
• разрешены металл-бетонные (укладка смеси внутрь несъемной опалубки-трубы) сваи диаметров 159 – 325 мм.

В примечаниях к этому пункту указано:

• для уплотнения забоя применят щебень фракции 10/20 мм и выше, втрамбовывая его вибратором;
• сваи-колонны заглублять минимум на 2 м;
• просадочные грунты можно не прорезать насквозь при расчетных просадках в пределах 15 см.

Также необходимо обеспечить нормальную эксплуатацию конструкций, расположенных над нулевым уровнем. В инструкции ВСН 01-76 во всех примерах для малоэтажных зданий заложена продольная арматура диаметра 10 мм (вертикальные стержни) периодического сечения, соединенная в цилиндрические каркасы кольцевыми фиксаторами.

Схема свайного поля.

В зависимости от используемой технологии бетонирования минимальный диаметр сваи составляет 50 см (бутобетон), 40 см (бетон), 30 см (железобетон). Глубина скважины для заливки буровой сваи выбирается при расчете. Если расчетное сопротивление грунта под подошвой сваи недостаточно, снижается шаг свайного поля либо увеличивается диаметр. Однако следует помнить, что изготовить в земле отверстие мотобуром или ручным инструментом больше 50 см в диаметре невозможно – отсутствует необходимая оснастка. Аренда спецтехники сведет на нет эффективность свайного фундамента с точки зрения бюджета строительства.

Разметка

В зависимости от того, какой диаметр свай заложен в проект, технология разметки свайного поля несколько отличается. Для ямобуров и ручного инструмента существуют ограничения по диаметру:

• без проблем можно пробурить отверстия 40 см, подобная оснастка имеется у большинства производителей бурового инструмента;
• фрезы, шнеки диаметром 50 см выпускает всего несколько производителей (например, Смерч КО2-5 с производительностью 2 м/ч, возможностью крепления буровой головки 095-251050-41);
• если диаметр скважины превышает этот размер, шурф придется выкапывать вручную, опалубка монтируется внутри него, после распалубки можно проконтролировать качество заливки, произвести наружную гидроизоляцию.

Разметка свайного поля.

Поэтому специалисты рекомендуют упрощенную методику разметки свайного поля:

• разметка оси стены парадного фасада – первый угол 5 м от красной линии улицы, 3 м от границы участка, второй параллельно улице;
• разметка двух торцевых стен – прямой угол находится методом равностороннего треугольника (катеты 3 м, 4 м, гипотенуза 5 м);
• сверка диагоналей – размеры отрезков должны совпасть с точностью до 10 мм;
• установка обносок – конструкция в виде скрепленных горизонтальной перемычкой (длина 40 – 60 см) колышков выносятся на 0,5 – 0,7 м за периметр здания, по осям протягиваются шнуры, отдельно монтируются обноски для внутренних несущих стен по аналогичной технологии;
• разметка скважин – отвесом отмечаются центра угловых свай в местах пересечения осевых шнуров, затем рулеткой откладываются расстояния, равные расчетному шагу свай, отмечаются центра остальных скважин;
• дополнительная разметка – при необходимости выемки грунта из шурфов устанавливаются дополнительные обноски (0,8 м от оси внутрь, наружу).

При производстве земляных работ достаточно снять осевой шнур, натянуть его позже при монтаже опалубки. После заглубления шурфов на 0,5 м дополнительные обноски можно полностью демонтировать.

Устройство свайного поля

Если диаметр сваи соответствует оснастке ручного или мотобура, в местах отметок на грунте производится бурение чуть ниже проектной отметки (0,2 – 0,4 м). На дно скважины укладывается песок (уплотнение водой) либо втрамбовывается щебень. После чего, можно монтировать опалубку, собирать армокаркас, устанавливать его внутрь, заполнять опалубку смесью.

Если для крупноформатных свай отрыты шурфы, имеет смысл расширить подошву, увеличив несущую способность сваи. Для этого монтируется опалубка высотой 10 – 20 см, заливается плита. Такое строительство полностью аналогично с изготовлением столбчатого основания. Может применяться щитовая или трубчатая опалубка для укладки бетона.

Бурение

Технология изготовления отверстий в земле классическая – используется ручной шнековый, ложковый бур или инструмент с мотоприводом. По мере заглубления наращивается рабочий орган, периодически удаляется разрыхленная порода.

Свайный фундамент экономичнее плитных и ленточных аналогов, поэтому для индивидуальных застройщиков была разработана технология ТИСЭ. Ложковый ручной бур позволяет, не только изготовить скважину, но и создать уширение в нижней части. Это позволяет снизить шаг свайного поля и сократить расход бетона.

Опалубка

В зависимости от проектных расчетов для буронабивных свай из бетона может использоваться опалубка нескольких типов:

• цилиндр из свернутого куска рубероида – если диаметр не превышает 50 см;
• асбоцементная труба – является прочной оболочкой, практически не снижает несущую способность, добавляет прочность изгиба, сжатия;
• полимерная труба – НПВХ для легких сооружений, полиэтиленовая для коттеджей.

В последнем варианте шаг свайного поля придется увеличить, поскольку снижается несущая способность сваи, за счет уменьшения боковых сил трения. Зато, полимерный материал обеспечивает защиту бетона от влаги, резко снижаются выдергивающие усилия при вспучивании грунта. Для больших диаметров буронабивных свай в предварительно отрытых шурфах чаще всего используется щитовая опалубка по аналогии со столбчатым фундаментом.

Несъемная трубчатая опалубка устанавливается по уровню проектной отметки. Съемную опалубку лучше приподнять на 5 – 7 см выше этого уровня, чтобы облегчить разравнивание оголовка сваи.

Армирование

В арматурном каркасе должно использоваться от 4 вертикальных стержней диаметром от 10 мм.

Шаг горизонтальных хомутов (изогнутое из арматуры 6 – 8 мм кольцо) составляет 0,4-0,6 м. Конструкция армокаркаса представляет собой цилиндр, связанный из вертикальных прутков, соединенных горизонтальными хомутами. В верхней части прутки должны выступать из бетона на 20 – 40 см для связки с ростверком.

Арматурный каркас для свай должен состоять как минимум из четырех прутков.

Технология бутобетонной заливки осложняет использование армокаркаса. В этом случае его делают коротким, устанавливают в оголовочную часть сваи, заливаемую без бутового камня (обычно верхние 0,5 м). Толстые прутки (от 12 мм) рекомендуется изгибать под прямым углом для связки с арматурой ростверка заранее, так как сделать это после распалубки, не повредив фундамент, очень сложно.

Заливка

Для укладки смеси внутрь опалубки должна использоваться марка бетона В22,5 и выше. В зависимости от технологии бетонирования должны выполняться требования:

• для товарного бетона – прочность щебня 50 – 60 МПа, содержание фракции 5/20 мм 25%, песка 25%, осадка конуса 21 см, цемента от 340 кг на куб продукта;
• для бутобетона – размеры щебня в пределах 15 см, забутовка нижней части (верхние 0,5 м заполняются без бутового камня), содержание бута не больше 30%.

Технология укладки смеси в скважину предусматривает установку на устье загрузочной воронки. В противном случае возможно обрушение грунта, неравномерность диаметра бетонной конструкции по высоте, изменение характеристик сваи. При использовании бутобетонной технологии камни и смесь укладываются в фундамент поочередно.

Утапливать крупный наполнитель необходимо насадкой глубинного вибратора. Запрещены перерывы больше 10 минут между вибрированием и подачей следующей порции смеси.

Запрещено применять кирпичный бой, не соответствующий по водопоглощению и морозостойкости дробленой горной породе (гравий, гранит, доломит).

Ростверк

Технология монолитного ростверка предпочтительнее для свайного поля. При висячем ростверке опалубка устанавливается следующим способом:

• палуба – нижний щит укладывается в H-образные стойки, оголовки свай должны заходить внутрь ростверка на 2 – 4 см, что соответствует защитному слою для арматуры, с которой связываются загнутые из свай стержни;
• боковые щиты – крепятся к палубе и боковым частям стоек, верхняя кромка должна быть выше проектного уровня на 2 – 5 см;
• элементы усиления – чтобы опалубка сохраняла стабильную геометрию, используются деревянные перемычки либо затяжка боковых щитов шпильками.

Опалубка для ростверка с уложенным арматурным каркасом.

В отличие от ленточного фундамента, технология ростверка не допускает прохождения сквозь него коммуникаций. Инженерные системы запускают под фундамент, минимум в 0,5 м от свай. Если выдержать указанное расстояние не представляется возможным, трубопровод укладывают в обойму, бетонируют в траншее на длину, равную трем диаметрам сваи в каждую сторону.

Технология наземного ростверка самая простая:

• нижняя палуба отсутствует;
• для укладки бетона достаточно опереть на грунт боковые щиты, укрепив их укосинами, распорками.

Однако в этом случае фундамент могут разрушить силы пучения, пытающиеся зимой поднять балки ростверка. Во избежание этого под ними вынимается плодородный слой на глубину 10 – 20 см, траншея заполняется песком. После распалубки песок удаляется из-под ростверка, пространство защищается листовым материалом, чтобы предотвратить заполнение землей при случайном осыпании. Такое свободное пространство гарантирует защиту от сил пучения.

При мелкозаглубленном ростверке удалять песок после распалубки очень неудобно – приходится откапывать фундамент с двух сторон. Поэтому применяется другая технология – 5 см слой пенопласта с минимальной плотностью. Во время вспучивания грунтов этот материал сжимается, позже частично восстанавливает форму.

По приведенной технологии домашний мастер самостоятельно построит фундамент из буронабивных свай с ленточным ростверком без ошибок. Технология позволяет сэкономить 30 – 40% бюджета в сравнении с прочими фундаментами.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник