Чем бурят сваи под фундамент

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

Бурение под сваи

Устойчивость зданий обеспечивается надежным фундаментом. Среди различных видов фундаментных оснований широко распространен свайный тип, обеспечивающий долговечность строений на проблемных почвах и в сейсмически активных зонах. Для сооружения свайной основы применяются буронабивные сваи длиной более 15 метров. Быстрое бурение свай происходит за счет применения специальной техники. Извлекается грунт, затем производится монтаж арматуры и нагнетание в полость бетонного раствора. Рассмотрим детально, как осуществляется монтаж свай по данной технологии.

Бурение свай – назначение и последовательность действий при выполнении буровых работ

Бурение скважин под сваи – проверенный на практике технический прием, предназначенный для решения следующих задач:

• строительства новых фундаментных оснований, обладающих повышенной устойчивостью к подвижкам проблемного грунта;
• укрепления фундаментных основ ранее построенных зданий и повышение устойчивости строительных конструкций.

Серьезная особенность технологии – возможность выполнения бурильных мероприятий на протяжении круглого года. Процесс бурения не оказывает отрицательного влияния на фундаменты рядом находящихся строений. Формирование каналов в грунте и монтаж свайных опор – стадии общего процесса по созданию свайной фундаментной основы. Важно соблюдать непрерывность операции и придерживаться требований технологии.

На фундаменты рядом находящихся строений процесс бурения не оказывает отрицательного влияния

Работы по бурению каналов и монтажу свай выполняются по следующему алгоритму:

• производится установка специального оборудования для буровых работ;
• выполняются мероприятия для обеспечения неподвижного состояния техники;
• бурится скважина заданной глубины и диаметра в зависимости от требований проекта;
• консервируется поверхность шурфа глиной или опускается инвентарная труба;
• устанавливается и фиксируется в пробуренном канале арматурный каркас для фундамента;
• заливается подготовленной бетонной смесью полость с арматурной решеткой.

При выполнении буронабивных мероприятий учитывайте следующие моменты:

• используйте проволоку для армирующих конструкций диаметром 8-14 мм;
• применяйте марочный бетон из цемента марки М400 или М500;
• не допускайте осыпания породы в пробуренный шурф;
• осуществляйте бетонирование на протяжении 8 часов после бурения.

Учтите, что срок использования бетонной смеси и пробуренной скважины ограничен. Через небольшое время бетон и полость в грунте становятся непригодными для дальнейших работ. В течение смены следует армировать и бетонировать сформированные полости под буронабивные сваи.

Бурение скважин для свай – применение специальной техники и оборудования

Для выполнения шурфов в грунте под буронабивные опоры свайного фундамента используются различные приемы:

Применение бурильных машин позволяет за ограниченное время выполнить увеличенный объем работ

• применяется специальное оборудование, которое самостоятельно передвигается на строительной площадке с помощью пневматических колес или гусениц. Использование промышленных установок для бурения позволяет за ограниченное время выполнить увеличенный объем работ. Специализированное оборудование позволяет бурить скважины глубиной более 40 метров диаметром до полутора метров;
• используются ручные устройства для выполнения цилиндрических полостей в грунте. Конструктивные особенности ручного инструмента позволяют формировать в нижней части скважины конические полости, увеличивающие площадь опорной поверхности. Диаметр рабочего органа ручных буров составляет не более 30 см. Ручные устройства активно применяются в области частного домостроения.

Применение бурильных машин, отличающихся увеличенной производительностью, позволяет сократить продолжительность бурильных работ и значительно сэкономить денежные средства. Бурильные установки монтируются на мощные автомобили, что позволяет оперативно перемещаться для выполнения поставленных задач.

Для ускоренного формирования шурфов используются следующие виды бурильных машин:

• буровая установка для бурения скважин под сваи;
• бурильно-крановая установка с гидроприводом и лопастным буром;
• сваебойно-бурильная машина с гидравлическим управлением.

По принципу действия мобильные установки для бурения делятся на следующие типы:

• агрегаты, оборудованные цельным шнеком, который наращивается по мере погружения в шурф;
• установки с бурильным рабочим органом и трубчатой оболочкой для подачи бетонного раствора в полость.

Выбирая оборудование для решения конкретных задач, учитывайте сложность поставленной задачи, объем бурильных работ, а также диаметр и длину скважин под свайные опоры.

Бурение под сваи буронабивные – технология бурильных работ

Процесс бурения шурфов для установки свайных опор представляет собой комплекс мероприятий, включающий следующие этапы:

• подготовительные работы, связанные с геодезическими изысканиями и переносом координат расположения опор на строительную площадку;
• доставку к месту работ необходимых материалов, а также бурильной техники, которая размещается согласно требованиям проектной документации;
• непосредственное выполнение бурильных мероприятий с выходом на предусмотренную проектом глубину и монтажом армирующего каркаса;
• установку, при необходимости, обсадной трубы и заполнение сформированной полости бетонным раствором.

После набора бетонным раствором эксплуатационной твердости свайная опора готова к дальнейшей эксплуатации. Данная технология применяется для постройки свайного фундамента, предназначенного для малоэтажных строений каркасного типа и зданий из бруса и оцилиндрованных бревен. Остановимся более детально на специфике подготовительных работ и подробно рассмотрим применяемые методы бурения.

Строительство буронабивных свай: подготовительные мероприятия

Бурению шурфов предшествует определенная подготовка, в процессе которой выполняются следующие работы:

Комплекс мероприятий представляет собой процесс бурения шурфов для установки свайных опор

• разрабатывается проектная документация на строящийся объект. В прилагаемой к проекту технологической карте содержатся сведения по формированию каждого канала и всего свайного поля;
• готовятся необходимые инструменты, оборудование и материалы для выполнения бурильных мероприятий. Выбор применяемого оборудования зависит от метода бурения, размеров сваи и состояния грунта.

На проектном этапе также учитывается расчетная нагрузка, величина которой зависит от особенностей строения.

Подготовительные мероприятия включают следующие работы:

• удаление по всей площади стройплощадки верхнего слоя почвы, толщина которого составляет 15-20 см;
• планировку свайного поля будущего фундамента с учетом всех необходимых проектных требований;
• установку по периметру рабочей площадки ограждений, ограничивающих доступ посторонних лиц к месту работ;
• разбивку фундаментной площадки согласно документации с последующей проверкой высотных отметок;
• формирование щебеночной подушки по площади участка для беспрепятственного передвижения бурильного оборудования;
• укладку железобетонных панелей, облегчающих перемещение по стройплощадке тяжелых бурильных установок;
• оборудование системы откачки воды, необходимой для промывки скважин и извлечения почвы;
• подключение осветительных установок, облегчающих выполнение работ в темное время суток;
• размещение на строительной площадке бурильной техники и обеспечение ее фиксированного положения.

После завершения подготовки доставляются к месту работ материалы, необходимые для выполнения бурильных мероприятий.

На стадии проектирования выбирается технология бурения для решения конкретной конструктивной задачи

Каким способом сооружаются сваи буронабивные – специфика технологии

Бурение скважин для свай осуществляется различными методами:

• с помощью стандартного лопастного шнека, оснащенного усиленным наконечником;
• с использованием наращиваемой инвентарной трубы, состоящей из отдельных секций;
• комбинированным способом, предусматривающим шнековое бурение с последующей подачей бетона в полость.

Каждый способ формирования скважин имеет свои особенности. Рассмотрим их более детально.

Бурение свай с помощью технологического оборудования шнекового типа

Приведенный метод выполнения бурильных работ предусматривает применение специальной бурильной техники, оснащенной стандартным шнеком. Рабочий орган представляет собой продольный стержень с расположенными по винтовой линии лопастями и хвостовиком с усиленным наконечником.

Оптимально подобранный шаг винтовых лопастей, а также угол наклона витков обеспечивают ускоренное извлечение выработанного грунта на нулевую отметку.

Главные особенности функционирования оборудования, оснащенного стандартным лопастным шнеком:

• увеличенная до 120 см/мин скорость проходки скважины рабочим органом;
• циклическое погружение и подъем шнекового устройства с извлечением осевшей почвы;
• возможность прохода за один прием без подъема лопастного шнека скважины глубиной 8-10 м.

Конструктивные особенности рабочего органа и функциональные возможности оборудования позволяют с помощью шнекового бура сформировать полость в нижней части канала. Увеличенная площадь опорной площадки и конусообразная форма полости обеспечиваются с помощью расширительного устройства, погружаемого одновременно со шнеком. На заданной глубине шарнирный механизм изменяет угловое положение насадки, которая формирует в нижней части шурфа расширение заданной формы и размера. Это позволяет увеличить нагрузочную способность буронабивной сваи.

Определенный тип свай и технологию их погружения выбирают в зависимости от данных инженерно-геодезических и геологических изысканий

Бурение скважин для свай по стержневой технологии с бетонированием

Данный способ бурения позволяет выполнять и бетонировать полость в грунте. Используется оборудование со стержневым рабочим органом, конструкция которого позволяет подавать бетонную смесь через канал в трубе шнека.

Применяемое технологическое оборудование и рабочий инструмент позволяют:

• формировать за смену множество скважин, суммарная длина которых достигает 350-400 м;
• погружать рабочий орган в почву при выполнении бурильных операций на глубину 30-40 м;
• обеспечить диаметр канала, сформированного при погружении стержневого инструмента, в диапазоне 50-100 см и выше;
• постепенно наращивать длину секций лопастного шнека до достижения заданной глубины шурфа;
• нагнетать в скважину с помощью специальной насосной установки подготовленную бетонную смесь;
• поднимать рабочую мачту одновременно с подачей бетонной смеси в пробуренную полость.

В процессе нагнетания бетонного раствора уплотняются стенки скважины, что положительно влияет на прочностные характеристики канала. Арматурный каркас погружается в скважину методом вдавливания или с помощью вибропогружателя. Указанный метод бурения позволяет значительно сократить строительный цикл по сооружению свайного фундамента за счет совмещение операций по бурению и бетонированию.

Бурение под сваи буронабивные с защитой части скважины с помощью труб

Технология выполнения бурильных мероприятий предусматривает возможность использования инвентарных труб для защиты поверхности канала, сформированного в грунте.

Инвентарная труба – это специальная бурильная оснастка, которая состоит из следующих составляющих:

• отдельных трубчатых секций, которые легко соединяются с помощью замков. Длина каждого элемента не превышает 6 м;
• режущей головки с зубчатой поверхностью. Насадка изготовлена из твердосплавного материала и крепится в нижней части трубы.

Процесс бурения осуществляется по следующему алгоритму:

1. Выполняется скоростная проходка грунтового массива буром. При вращении и погружении в скважину рабочего органа грунт постепенно извлекается из сформированного канала.
2. Одновременно с бурением в почву вдавливается инвентарная труба. Металлическая оболочка защитной трубы затрудняет проникновение в скважину подземных вод и не допускает обрушения стенок шурфа.

После завершения операций по формированию углубления выполняются следующие операции:

1. Осуществляется извлечение на нулевую отметку шнекового бура.
2. Производится откачка воды, проникшей через грунт в шурф.
3. Постепенно опускается в скважину арматурная решетка.

Завершается процесс формирования буронабивной сваи закачкой предварительно подготовленной бетонной смеси в сформированную в земле полость. Для непрерывной подачи бетонного раствора используется специальное оборудование.

Технология позволяет выполнять бурильные работы на проблемных грунтах, характеризующихся повышенной концентрацией влаги, а также на сухих почвах.

Подводим итоги

Используя различные технологические приемы, профессиональные строители выполняют бурение под сваи буронабивные. Свайные опоры обеспечивают прочность фундаментной основы и повышают устойчивость строительных конструкций. Для обеспечения качества бурильных работ следует соблюдать требования технологии и руководствоваться требованиями проектной документации. Применение промышленных бурильных установок позволяет сократить продолжительность строительных мероприятий и выполнить увеличенный объем работ.

Источник