Бурение скважин для свайных фундаментов

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.

Это процесс изготовления скважин под заливку свай, которые будут опираться на более глубокие и твёрдые породы. Они обеспечат прочность и надёжность всей постройки.

Характерные особенности основания на сваях

Часто приходится выполнять строительство на глинистых или суглинистых, рыхлых с примесями перегноя и торфа почвах, а также насыщенных жидкостью грунтах. При таких характеристиках участка не рекомендуется выполнять капитальное строительство объектов. В этом случае идеальным вариантом будет изготовление свайного заливного основания, требующего бурения ям под фундамент.

Главная особенность такой конструкции — это необычный способ её изготовления. Прежде чем установить сваи, бурятся глубокие отверстия в почве, которые затем заливаются бетонным раствором. Глубина должна быть ниже слоя промерзания грунта и рассчитывается в соответствии с характеристикой местности и климата.

Специалисты советуют бурить до глинистого слоя. Предварительно нужно определить глубину его расположения и только после этого осуществлять процесс. Однако не рекомендуется слишком заглублять сваи.

Следовательно, перед тем как приступить к установке фундамента, нужно произвести подготовительный этап работ. В него входит такая процедура, как взятие пробы грунта на строительном участке для определения вида основания, которое будет оптимально подходить под этот объект.

При возведении конструкции не рекомендуется изготавливать подушки из песка во избежание вспучивания грунта. Причина запрета заключается в небольшой площади опоры. Такой метод только сократит несущую её способность.

Опытные строители, чтобы увеличить опорную поверхность сваи применяют очень простой метод. При заливании фундамента немного приподнимают опалубку, в которой помещён бетонный раствор, часть его выливается и благодаря этому получается более широкая поверхность.

Свайные фундаменты применяют в строительстве частных домов, гражданских, промышленных зданий и сооружений. Возведение таких конструкций по сравнению с другими видами не требует больших средств, поэтому считается экономически выгодным.

Технология процесса заключается в перенесении нагрузки с основания объекта на более твёрдый слой грунта, к которому проникают посредством бурения скважин с последующей заливкой бетона.

Преимущества и недостатки

Если площадка, предназначенная для строительства, расположена на мягком грунте или исключена возможность использования тяжёлой спецтехники, нужно применить бурение скважин под фундамент. Такая конструкция имеет свои преимущества:

1. Высокая степень несущей способности основания за счёт опоры на твёрдый почвенный слой.
2. Выдерживает нагрузки в несколько тонн даже на слабых нестабильных грунтах.
3. Доступная для многих стоимость технологии.
4. Возможность в довольно короткий срок качественно изготовить основание.
5. Возведение конструкции выполняется на небольших участках и в любое время года.
6. Задействуется минимальное количество техники.
7. Опоры устанавливаются как вертикально, так и под углом.
8. Нижние части свай располагаются ниже уровня промерзания почвы, что повышает устойчивость и прочность строящегося объекта.
9. Расход бетона значительно сокращается, если сравнивать с другими способами изготовления оснований.
10. Минимальный уровень вибрации при эксплуатации объекта.

При возведении буронабивного фундамента отсутствуют динамические воздействия на почву, поэтому строительство можно безопасно выполнять даже в условиях плотной городской застройки. Однако абсолютно идеальных технологий не бывает, не лишён недостатков и свайный фундамент:

1. Необходимость использования спецтехники, хотя и в небольшом количестве.
2. Контроль над выполняемым технологическим процессом.
3. Сложность в расчётах.
4. Прежде чем приступить к работам, необходимо сделать анализ почвы на участке под строительство. Качественно выполненный анализ позволит определить срок службы выбранного типа фундамента. Для этого потребуется консультация геологов.
5. Для изготовления свай необходимо выбирать только высококачественный материал.

В таких конструкциях ростверк располагается над землёй, поэтому нельзя сделать подвальные помещения или цокольный этаж. Нет смысла заполнять свободное пространство и обустраивать его, так как расход средств окажется не меньшим, чем стоимость самого основания.

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.

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.

Материал изготовления

Сейчас производство выпускает сваи из разных материалов. Приобретая изделия, нужно учитывать не только их рабочие характеристики, но также доступность цены, удобство монтажа.

Опорные изделия бывают:

1. Деревянные. В основном продажа предоставляет сваи из сосны и ели, реже из дуба, кедра, лиственницы. Древесину легко обрабатывать и во многих областях является самым доступным материалом. Но есть такие серьёзные недостатки, как малая прочность и предрасположенность к гниению. Поэтому сейчас они не востребованы. Их эффективно используют при сооружении строений с небольшим сроком службы. Диаметр опоры должен быть не менее 180 мм, а длина цельной сваи — не более 16 м. Если потребуется большая длина, можно срастить несколько стволов.
2. Стальные. Опоры могут быть самой разной конструкции. Обычно это цельнотянутая труба, толщина стенки которой 8−12 мм. Используются также сваи коробчатого сечения из двутавров. Для прочности стальные опоры заливаются бетонным раствором. Сейчас популярны среди покупателей винтовые сваи, внешне напоминающие саморез. Внизу с одной стороны наконечника расположена лопасть, благодаря которой упрощается вкручивание трубы в плотные слои грунта, также выполняет функцию удерживающего анкера. Опоры больших диаметров завинчивают при помощи специального оборудования. Если свая в диаметре не более 100 мм достаточно двух человек, чтобы установить сваю на место. В этом случае потребуется ворот. При необходимости опору можно просто выкрутить и использовать для нового свайного фундамента. Главное, чтобы она не подверглась коррозии, находясь в грунте. Благодаря форме винтовой сваи (в виде резьбы) повышается степень фиксации в почве и даже при малом диаметре основного ствола и слабом грунте опора способна выдерживать значительные нагрузки. Сталь характеризуется прочностью и долговечностью, однако, изделия не из дешёвых и к тому же восприимчивы к коррозии.
3. Железобетонные. Такие опоры способны выдержать наибольшее количество нагрузок по сравнению с аналогами из других материалов.

Опоры из железобетона бывают квадратной или круглой формы, сплошного или полого сечения с острым концом, облегчающим вход в грунт. Характеризуются прочностью, надёжностью, долговечностью. Однако имеют большой вес, необходима спецтехника для транспортировки и заглубления.

Способы бурения

Фундамент на сваях имеет несущую способность в 200−400 тонн, а более усовершенствованные строительные технологии повышают этот показатель до 600 тонн.

Применяются такие способы бурения:

1. Самостоятельное изготовление скважин. Потребуется лишь ручной бур и физическая сила. Это дешёвый метод, так как исключает использование дорогостоящей техники, но требует огромных физических усилий, к тому же не гарантирует достижения нужной глубины.
2. Изготовление скважин при помощи специальной техники. В этом случае процесс бурения значительно ускоряется. Сейчас существуют разные виды строительной техники, имеющие свои плюсы и минусы.

Одни из них подъезжают прямо к месту, где будет располагаться скважина, а другие модели при помощи специальной стрелы осуществляют бурение нескольких колодцев, не двигаясь с места. Основной минус такого способа — большие расходы на аренду техники.

Этапы возведения свайного фундамента

Самостоятельное изготовление основания на опорах вполне возможно. Такой вариант значительно сократит финансовые затраты и выполняется без привлечения специалистов. К тому же конструкция является универсальной и может использоваться под разные объекты и на любых грунтах. Строительство свайного фундамента должно проходить строго по проекту и с соблюдением последовательности, иначе конструкция будет ненадёжной:

1. Произвести расчёты будущего фундамента.
2. Очистить площадку, чтобы ничто не мешало процессу бурения.
3. Составить схему и сделать разметку расположения свай. Например, для каркасного сооружения достаточно будет фундамента по периметру с расстоянием между опорами 1,2 метра.
4. Бурение скважины. Здесь нужно определиться с видом бурения.
5. Укладка гидроизоляции в колодец — пергамина или толи, благодаря которым бетонный раствор не уйдёт в землю.
6. Для бурения потребуется спецтехника или оборудование, соответствующее выбранной технологии.
7. Установить в скважину армированный каркас на расстоянии 10 см от дна и боковых стенок.
8. Выполнить заливку колодца бетоном. Через каждые 30 см слой несколько раз проткнуть штыком, чтобы выпустить воздух из раствора.
9. После того как бетон застынет, начать обустраивать ростверк.

Для повышения прочности и надёжности свайной конструкции следует изготовить обвязку ростверком. Ростверк чаще делается из железобетона. Ширина его определяется исходя из веса, который на ней будет. Поэтапное выполнение работ по сооружению фундамента на сваях поможет без особых усилий и очень быстро соорудить фундамент на сваях.

Источник

Особенности и нюансы бурения скважин по установке свай

Все большим спросом в последнее время начинает пользоваться в строительном мире бурение скважин под сваи. Мероприятие необходимо для последующего монтажа свай, являющихся основой фундамента будущего здания. Свайный фундамент обладает многими преимуществами по сравнению с классическими бетонными технологиями и позволяет получить постройку высокого качества.

Такой подход к сооружению фундамента позволяет добиться уменьшения сроков стройки и сделать его выгодным. Свою действенность эта технология показала при сооружении домов в уже густо застроенных регионах. Она позволяет значительно снизить давление, оказываемое сооружением на грунт, избежать чрезмерных динамических нагрузок на фундаменты, находящихся рядом строений.

В местах, где почва является довольно неустойчивой, имеет низкую плотность и высокую рыхлость или наблюдается повышенная сейсмическая активность, использование свай является просто незаменимым и дает отличный и долговечный результат.

Основные технологии бурения

Бурение скважин для свай выполняется с помощью нескольких отличных между собой методов.

Выбор того или иного из них зависит от нескольких пунктов:

• финансовые факторы;
• характеристика грунта;
• тип используемых свай.

Применение рассматриваемой технологии сооружения фундамента допустимо только в том случае, если условия будущей работы соответствуют таким важнейшим критериям.

Поверхностный слой грунта слабое и рыхлое – глина разной пластичности, смесь глины и песка, растительный чернозем, земля с большими примесями указанных материалов, торфа, перегноя.

Сооружаемое здание обязано иметь относительно небольшие габариты и не требовать мощных технологий, как глубокого монолитного бетонного фундамента. Если же речь идет о частном доме среднего размера, деревянных постройках и тому подобных объектах, то бурение в этом случае приветствуется.

Рассматриваемый метод постройки подходит к местности, где регулярно происходит сезонное затопление грунтовыми водами.

Свайное строительство позволит выполнить гидроизоляцию в районе постройки, отвести воду на оптимальное расстояние, снизить разрушительный эффект потопов.

Достоинства и недостатки метода

Говоря о преимуществах создания фундаментов под буронабивные сваи, следует выделить несколько существенных пунктов.

Работы могут проводиться в любое время года, никаких сезонных ограничений в этом методе нет.

В некоторых случаях строители могут обойтись без использования специализированной техники, выполнив все необходимые действия своими руками. Такая ситуация упрощает строительные сметы.

Технология позволяет добиться экономии ресурсов и денежных средств. Нет нужды использовать большое количество раствора, заказывать машины с бетоном. Получаемое таким способом здание будет удерживать внутри помещений тепло.

Что касается минусов, то главными из них является невозможность соорудить здание большого размера и оборудовать подвальное помещение или цокольный этаж.

Как выглядит процесс бурения

Бурение скважин под буронабивные сваи нуждается в подготовительном этапе строительства.

Подготовка перед созданием скважины включает следующие пункты:

• По всему периметру будущего нахождения свайного фундамента обязан быть снят шар плодородного грунта на глубину 10–15 сантиметров.
• Площадка должна быть равномерно выравненная.
• Вокруг места будущих работ необходимо установить ограждение, чтобы защитить его от посторонних прохожих, транспорта.
• Оградка дополнительно будет служить для защиты строительных материалов, приспособлений и оборудования.
• Нужно проверить строительную площадку на присутствие уклона, выполнить разбивку осей свайного поля.
• Генеральный план застройки всегда имеет рекомендации проектировщиков относительно направления дождевых и талых вод в сторону ливневой канализации.
• Заранее нужно предусмотреть пути подхода буровой установки.
• При проделывании скважин для свай будет выделяться много лишнего грунта и земных пород.

Нужно подумать, куда они будут складироваться или чем и кем оперативно вывозиться.

Когда подобные шаги выполнены, начинается основной этап работы. Все манипуляции производятся согласно разработанному проекту, все свои и колоны здания обязаны соответствовать сетке рабочей документации.

Техники бурения

Существует большое количество технологий бурения скважин. Есть как компактные установки для ручной и полуавтоматизированной работы, так и специальная техника. В случае с серьезным строительством применяется второй вариант.

Шнековое бурение

Этим способом дешево и просто пробурить необходимые отверстия. Для его реализации используется специальный шнек – устройство с винтовыми лопастями, расположенными под углом, они в процессе бурения подминают грунт наверх.

Работа шнека циклична – его нужно периодически вытаскивать из грунта и прочищать от земли и загрязнений. За одну проходу он способен входить в землю на глубину до 10 метров. Скорость бурения здесь большая: 0,5–1,5 метра за минуту.

Бурение с использованием защитной обсадной трубы

Чтобы при бурении грунт не осыпался и не усложнял работу, особенно во время строительных работ с сыпучими материалами, а грунтовые воды не мешали процессу, используется специальная широкая обсадная труба. Уже внутри трубы функционирует обычный шнековый бур, совершающий бурение.

CFA-бурение

Прогрессивная технология – в скважину постепенно внедряется полый шнек, имеющий в свое конструкции канал для подачи бетона. Когда он достигает нужной глубины, через него пускается бетонная смесь. Скважина заполняется бетоном, а шнек постепенно поднимается на поверхность. Вся работа в этом случае выполняется всего за одну проходку. Работает в это время на строительной площадке минимальное количество рабочих.

Бурение скважин под сваи занимает немного времени, перед проведением работ сметный отдел проводит полную оценочную проверку земляных работ. Высотные здания требуют индивидуального расчета, предельного значения длины свай не существует. На показатели влияет климатическая зона, на которой находится строительство, функциональность здания, финансовая возможность строительной фирмы.

Видео по теме: Процесс бурения и бетонирования буронабивной сваи

Источник