Буронабивные сваи своими руками: технология устройства

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.

Содержание статьи

• 1 Технология
  • 1.1 Геологические изыскания и расчет
  • 1.2 Разметка
  • 1.3 Устройство свайного поля
    • 1.3.1 Бурение
    • 1.3.2 Опалубка
    • 1.3.3 Армирование
    • 1.3.4 Заливка
  • 1.4 Ростверк

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.

Пробы грунта.

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 своими руками. 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.

Рассчитать буронабивной фундамент своими руками можно по методике:

• 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.

Рекомендуем: Армирование ростверка свайного фундамента со схемами.

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.