Технология бурения скважин под сваи для фундамента

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.

Инструменты

Техника для свайного бурения может быть очень разнообразной. В большинстве случаев для этой цели применяют транспорт с колесным, шнековым или гусеничным движителем.

Чтобы оформить скважину под сваю, используют:

• универсальные бурильные установки для скважин;
• сваебойные бурящие агрегаты;
• бурильно-крановые комплексы.

Различия между ними вообще и между отдельными моделями в частности определяются, прежде всего, уровнем производительности, спецификой управляющих органов и величиной создаваемых скважин. По стоимости работ и по доступности для непрофессионалов трудно найти аналоги ручного бура.

Низкая производительность оправдывается тем, что не нужна дорогостоящая техника и подготовленные специалисты. А вот в тех ситуациях, когда скорость важна или почвы очень сложные, стоит использовать ямобур. Крепление подобных аппаратов производится на колесные и гусеничные платформы. Если условия непростые, приходится привлекать даже узкоспециализированную технику.

Упростить выполнение работ в одиночку помогает разбуриватель. Усиленная конструкция популярной версии «ТИСЭ» позволяет сделать увеличенную пяту в самой нижней точке. В результате основание уходит ниже полосы промерзания, и при одинаковой несущей характеристике расход раствора сокращается в 3-4 раза относительно альтернативных технологий. Кроме того, для идентичного по свойствам фундамента придется поставить меньше свай, чем обычно, да и диаметр их будет сокращен.

Техника, применяемая для бурения скважин под сваи

Бурение скважин для свай обеспечивает необходимую прочность несущих опор. Техника для бурения свай подразумевает применение специального оборудования. Это могут быть как полностью автоматизированные устройства, которые способны выполнять большой объем работы,  так и относительно небольшие мобильные буровые установки, которые работают по принципу простого вращательного бурения. Часто такие установки монтируются на колесный или гусеничный ход и представляют собой полнофункциональные машины для свайных работ.

В соответствии с техникой выполнения работ МБУ разделяются на некоторые разновидности:

• Установки для выполнения бурения сплошным шнеком, для чего они имеют специальную наращиваемую буровую колонну, не имеющую внутреннего канала.
• Специальная установка для CFA-бурения. Она имеет внутреннюю полость, которая служит для подачи бетонной смеси в скважину.

Эксплуатационные параметры МБУ постоянно растут и оптимально удовлетворяют потребности современного строительства. Данные установки могут бурить скважины до 50 метров глубиной, что открывает возможности для погружения в грунт максимально возможных составных опор. Диаметр свай варьируется от 100 до 800 мм.

Для свайного основания при частном домостроении часто применяют ручной инструмент для создания скважин. В данной категории изделий существуют свои особенности, важные при выборе модели:

1. Диаметр рабочих лопастей данных буров составляет до 300 мм, поэтому их невозможно применять для скважин под большие сваи, да это и не рационально – в данных работах применяют крупногабаритные установки.
2. Ручные буры не имеют фиксированной ручки – вместо этого конструкцией предусмотрено наращивание штанги по мере погружения бура в грунт.
3. Буры могут создавать как цилиндрические скважины, так и углубления с расширением в нижней части.

При выполнении буровых работ значительных масштабов применяется специализированная буровая техника. Данное оборудование, как правило, устанавливают на крупные грузовики, такие как Урал, КАМАЗ или КрАЗ.

Техника для бурения скважин под сваи

Буровая машина для бурения скважин под буронабивные сваи является обязательным оборудованием для выполнения работ по созданию скважин. Данная техника обеспечивает высокую продуктивность и сокращение затрат времени и денег на возведение основания.

Особенности бурения скважин под сваи

Технология бурения для решения конкретной конструктивной задачи выбирается на стадии проектирования. В зависимости от данных инженерно-геодезических и геологических изысканий выбирают определенный тип свай и технологию их погружения. В некоторых ситуациях выбор свайного типа основания рекомендован. К таким ситуациям относятся следующие:

Особенности бурения скважин под сваи

1. Наличие грунта на участке со слабым верхним слоем. Это может быть глина или суглинок в пластичной разновидности. Также песчано-глинистый грунт, часто избыточно наполненный водой.
2. При строительстве строения, которое не имеет жестких ограничений по типу фундамента. Особенно если конструкция легкая и не требует особо прочного основания.
3. Климатические условия участка застройки подразумевают периодическое затопление места.

Особенностями фундамента является возможность выхода на плотные горизонты, которые обладают достаточными несущими характеристиками. Сокращение затрат на строительство основания при выборе свайной технологии позволяет сэкономить на всем строительстве. Для возведения свайного основания нет сезонных ограничений и часто его строят в неблагоприятные периоды для других типов (зима, поздняя осень).

Плюсы и минусы

Такая технология имеет ряд преимуществ, но есть и недостатки, о которых надо знать, чтобы правильно принимать решения по работам. Главный плюс лидерного бурения в том, что оно применимо даже на самых плотных грунтах. Это позволяет вести строительные работы на севере, зимой в сильные морозы и на самых сложных поверхностях, естественно, соблюдая технологию и все правила строительства. Такой метод позволяет пробурлить любую нужную глубину для установки сваи.

Лидерная скважина обеспечит идеальное вертикальное расположение железобетонного стержня, а это весьма важно при строительных работах, чтобы не было отклонений. Устанавливать сваи в лидерные отверстия можно даже при небольшом расстоянии от рядом стоящих зданий – и это еще одно преимущество такого метода

Лидерное бурение не воздействует на основы соседних сооружений. Кроме того, такая технология значительно экономит время и физические усилия. Единственный недостаток таких работ – это высокая их стоимость, поскольку это сопровождается дополнительными финансовыми расходами на заказ спецтехники и геодезические исследования.

Именно на основании геодезических исследований главный проектировщик должен составить проект производства работ, согласовать его в соответствующих инстанциях и только в этом случае, соблюдая все требования СНиП, приступить к работам. На стоимость таких работ влияет глубина бурения: 1 погонный метр может стоить и несколько сотен рублей. Заранее определить цену сложно, поскольку это зависит от типа грунта и тех объемов, что предстоит выполнить. Надо учитывать, что подвоз оборудования также связан в финансовыми затратами и зависит от расстояния до объекта. В итоге эти работы могут стоить до нескольких десятков тысяч рублей. Но без них не обойтись в некоторых случаях.

К минусам относят и многочисленные согласования для получения разрешения на эти работы, а также то, что лидерное бурение осуществляют только специалисты. Но эти недостатки (если можно их так назвать) вполне покрывают те положительные моменты, которые дает результат такого метода установки железобетонных свай. А то, что лидерное бурение производят практически без земляных работ, и это можно сделать даже на ограниченной территории, делает такой способ очень популярным в современном строительстве.

Устройство ростверка

Ростверк на сваях

При сооружении буронабивного фундамента с ростверком своими руками необходимо принять решение – будет ли он висячим или заглубленным?

Если вы выбрали первый вариант, то вам необходимо обеспечить зазор между нижней поверхностью ростверка и землей, равный 200-300 мм. В случае устройства заглубленного ростверка он должен быть погружен в грунт на 200 мм.

При строительстве деревянной постройки – бани, например – роль ростверка может выполнять нижний венец сруба. Но чаще всего сваи связывают в единую конструкцию железобетонной лентой.

Заливку ростверка производят в опалубку. Предварительно в нее устанавливают армирующий каркас, состоящий из верхнего и нижнего поясов, соединенных между собой вертикальными стержнями. Под нижний пояс подкладывают деревянные пластины толщиной 30-50 мм.

Схема буронабивного фундамента с ростверком:

Таким способом обеспечивается нормативное требование, согласно которому металл в ж/б конструкциях должен быть защищен 3-5-ти сантиметровым слоем бетона.

Преимущества и достоинства

Данный фундамент дает увеличение несущей функции, что обеспечивается при помощи свайного опорного элемента

Преимущества свайного фундамента в отличие ленточного выражаются в следующих качествах:

• Данный фундамент дает увеличение несущей функции, что обеспечивается при помощи свайного опорного элемента;
• Минимальное потребление бетонного раствора;
• Придает прочности и надежности строительному объекту, которые не зависят от количества этажей;
• Способность монтажа в перпендикулярном и наклонном положении;
• Отсутствие вибрационных волн на поверхности;
• Достаточно низкая стоимость работ.

Сборка ложкового бура

Нужно подготовить трубу, толщина стенок которой не меньше 5 мм. На боковой стенке делают разрез. Его ширина зависит от типа грунта: чем он более рыхлый, тем меньше зазор. Нижний край трубы скругляют с помощью молота. Эта кромка изгибается так, чтобы образовался спиралевидный виток. С этой же стороны фиксируют сверло большого размера. С другой стороны крепят ручку.

Ложковый бур включает в себя длинный стержень из металла с цилиндром на конце. В цилиндре имеются 2 составные части, которые расположены вдоль или в виде спирали. По нижней части цилиндра расположена острая обрезающая кромка.

Фундамент на сваях

Применение свайного фундамента в строительстве предоставляет возможность осуществлять возведение строений и зданий на местах, сугубо не предназначенных под эти цели. Под это подходит водная гладь, заболоченные участки и иные земельные наделы, подверженные увеличению уровня грунтовых вод.

В случае возведения такого типа оснований используются сваи, которые размещаются в грунте в месте предполагаемого строительства. Далее обустроенный фундамент оборудуется поперечными связующими балками и происходит дальнейшая установка дома. Рекомендации по его обустройству довольно просты, в связи с этим пользуются значительной популярностью при строительстве своими руками на земельных наделах нестандартного типа путем использования свайного бура.

Буроинъекционные сваи

По своей сути буроинъекционные сваи ничем не отличаются от буронабивных. Разница лишь в технологии устройства. При буроинъкционном методе устройства свай бурение выполняется шнеком (буром) с осевой продольной полостью. После погружения бура на проектную отметку его начинают извлекать из скважины с одновременной подачей бетонной смеси под давлением. По окончании извлечения бура (шнека) получают скважину, заполненную бетоном. На завершающем этапе в неё вдавливается арматурный каркас.

Этапы технологии устройства буроинъекционных свай.

При такой методике к бетону предъявляют повышенные требования в части его состава и подвижности. Более жестким должен быть и каркас. Эти сложности с лихвой окупаются тем, что в данном случае можно избежать необходимости применения дорогостоящих обсадных труб. Их «извлекаемость» — хороший предлог для широкой дискуссии. В грунтах мягкопластичной консистенции после срока, необходимого для набора бетоном прочности, происходит «налипание» массы грунта на внешние стенки трубы, в результате чего извлечение по факту зачастую становится либо невозможным, либо требует очень мощного крана.

Вследствие необходимости бетононасоса и применения бура (шнека) с осевой полостью, этот «подвид» свайной технологии не нашел широкого распространения в частном строительстве.

Как сделать надежную конструкцию?

Чтобы буровая установка для скважин была надежной и позволяла выполнять буровые работы на профессиональном уровне, необходимо приобрести ряд элементов, изготовленных в заводских условиях с использованием высокоточной техники. Понадобится приобрести:

• вертлюг;
• буровую штангу;
• лопастной бур;
• мотор-редуктор;
• мотопомпу с рукавом;
• шланг для подачи бурового раствора.

Раму для монтажа этого оборудования можно изготовить самостоятельно из прочной стали.

На схеме наглядно изображено устройство заводской малогабаритной буровой установки с вертлюгом, буровой штангой, буром, электромотором, лебедкой, насосом и т.д.

Вертлюг необходим для передачи движущего момента от мотора-редуктора к буру, а также для подачи промывочного раствора. В корпусе вертлюга находится подвижная часть, на которой закреплены буровые штанги. Через специальный герметичный патрубок подается промывочная жидкость. Хотя конструкция этого элемента сложностью не отличается, от качества его выполнения зависит срок эксплуатации всей буровой установки. Из-за высоких нагрузок для изготовления вертлюга следует использовать высокопрочную сталь, соблюдая при этом минимальный зазор между движущимися элементами устройства. Некачественный вертлюг выйдет из строя после изготовления нескольких скважин.

Буровую штангу выбирают в зависимости от типа бурения (ударное, вращательное, с промывкой и т.д.). Штанга может иметь круглое или шестигранное сечение. Она передает движущий момент непосредственно к буру. В процессе работы штанга опускается вниз и ее необходимо наращивать. Для соединения используются специальные замки со специальной конической или трапециевидной (прямоугольной) резьбой, обеспечивающей максимально надежное соединение. По внутреннему сечению штанги в скважину подают жидкость, которая размягчает грунт и позволяет производить бурение более быстро и успешно.

Бур — это рабочий элемент, предназначенный для размельчения грунта. Для профессионального использования подходят специальные трехлопасные буры, которые вращают циклическим методом. Диаметр бура может варьироваться в пределах 80-350 мм. Изготавливают этот элемент из качественной стали, в которую вплавлены высокопрочные пластины, например, ВК-8. На твердых грунтах рекомендуется использовать бурение в несколько проходов. Сначала производят так называемое разведочное бурение 80-миллиметровым буром, затем скважину проходят бурами большего диаметра, пока отверстие не достигнет необходимых размеров.