Технология бурения скважин под сваи для фундамента

Достоинства и недостатки свайных конструкций

Свайно-ростверковый железобетонный фундамент отличается по стоимости: он гораздо дешевле (примерно на 20-30 %) классического ленточного. Экономия достигается за счет минимального объема земляных работ и значительно меньшего расхода основных материалов – арматуры и бетона. Это является его основным преимуществом.

Другие достоинства:

• Скорость строительства – за счет минимального объема, а иногда и полного отсутствия земляных работ требуется значительно меньше времени на его сооружение.
• Возможность устройства в любое время года – погодные условия никак не отразятся на качестве и надежности основания.
• Возможность самостоятельного проведения работ – для вкручивания свай необязательно наличие специализированного оборудования, так как это можно сделать и вручную силами 2 человек.
• Возможность устройства на участках со сложным рельефом.
• Прокладка коммуникаций возможна уже после сооружения фундамента.

Рисунок 2. Разновидности свай для фундаментов

Бюджетный вариант опорных свай своими руками

Если вы планируете поставить на дачном или придомовом участке забор, построить небольшой сарай или установить вольер, то можно использовать для этих целей универсальную основу, на изготовления которой потребуется минимум времени и средств.

Установив такие столбики, вы сможете использовать их в качестве опорных свай, к которым можно будет потом приварить профильную трубу и сделать что-то наподобие ростверка. А можно просто сделать столбы для установки забора из круглой трубы или профиля, приварив вот такую металлическую крышку.

В общем, данная технология универсальна и ее можно без проблем адаптировать под разные строительные задачи — многим, думаю, будет интересно узнать о ней побольше. Поэтому не будем напрасно терять время, а сразу же перейдем к делу. Рассказывать буду по порядку, в последовательности выполнения работ.

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.

Конструкция и варианты «мясорубок»

«Мясорубки» – это ручной инструмент, состоящий из электрического или гидравлического привода с креплением на оголовок сваи и системы рычагов для фиксации инструмента и передачи момента на сваю.

Требования к приводу

В качестве привода рационально выбрать дрель достаточной мощности. В отсутствии на площадке электричества потребует передвижного генератора.

Мощность дрели должна быть не менее 2 кВт;
Важно также, наличие реверса и изменение скорости вращения.

Конечно, можно использовать гидромотор. Но дрель купить проще, и проще заменить если сломается. И переносная гидростанция, нужная для работы мотора, пригодится вам где-то еще едва ли.

Если вы решили использовать вместо дрели другие двигатели, они должны быть не хуже.

Требования к редуктору

Редуктор нужен в конструкции чтобы увеличить момент на оголовке сваи и уменьшить обороты:

• Редуктор должен выдерживать крутящий момент не менее 4500 Нм;
• Передаточное отношение должно быть больше 1:60.

Выбирая УКМ отдавайте предпочтение конструкциям на подшипниках.

Так же обратите внимание на удобство смены смазки. Рекомендуется замена смазки после монтажа 20 свай

После приобретения, хорошо набейте редуктор новой смазкой (а там ее будет мало). Рекомендуется заменить смазку на долее подходящую: например, на пластичную смазку для ШРУСов.

Переходник

Переходник выглядит, как 2 крепления-адаптера (для дрели и редуктора) и раму соединяющую их воедино. Как на фото:

Цель: чтобы редуктор относительно дрели не проворачивался. Иначе при работе придется держать и дрель, и редуктор.

Насадка, рычаги и прочее

Наш сваекрут будет передавать крутящий момент на сваю через насадку. Усилия на оголовок значительные и возможно смятие сваи. А это брак.

Есть два варианта насадки: внутренняя и внешняя. Отличаются лишь тем, что вставляестя или надевается насадка на сваю.

У насадки должно быть отверстие куда будет вставляться палец. Хорошо сделать это отверстие овальным.

Чтобы вращалась свая в грунте, а сваекрут, к раме нужно приделать рычаг. У рычага может быть шарнир, позволяющий качаться вверх-вниз, но не вправо-влево. Это нужно для удобства закручивания высоких свай и управления с земли без помостов.

Кстати! Будет интересно узнать: Как залить фундамент своими руками

Механизмы для погружения забивных свай

Молот для забивки свай

Железобетонные опорные стойки для фундаментов отличаются высокой прочностью, долговечностью и высокими техническими характеристиками (свая устойчива к кручению, изгибу), однако для устройства свайного поля требуется множество специальных механизмов, включая машины для доставки опор к месту монтажа.

Процесс забивки происходит с помощью специальных свайных молотов, для передвижения которых к строительной площадке используются тяжелые машины и механизмы: гусеничный кран, тросовый и гидравлический экскаватор. Свайные опоры длиной до 10 метров забивают в грунт специальные машины – самоходные сваебойные установки, которые выполняют весь технологический цикл по подъему, установке, транспортировке опорных элементов к месту монтажа, непосредственной забивки опорных элементов в грунт.

Способы погружения железобетонных опорных стержней в грунт значительно отличаются ввиду применения различных технологий.

При погружении свай используется различное оборудование.

Копер

Копер для забивки свай

Копер – принцип погружения в грунт при помощи сваезабивателя состоит в нанесении серии ударов молотом по отдельной опоре, выставленной в определенном положении. Непосредственная забивка осуществляется при помощи молота, которые классифицируются по методу погружения:

• Дизельный молот – работа этого оборудования основана на сгорании дизельного топлива. Молот имеет ударную часть – специальный поршень с головкой, при подъеме которой в наивысшее положение, в цилиндр поступает топливная смесь. При падении молота в нижнее положение, в цилиндре происходит сгорание части топливной смеси. Энергия направляется к свае, в результате чего происходит поступательное забивание опоры в грунт, далее процесс повторяется.
• Гидромолот – это оборудование работает на гидравлическом приводе, который обеспечивает движение ударной части молота вверх и вниз. Использование оборудование с гидравлическим приводом позволяет следить за силой и частотой ударов, которые гидромолот наносит по отдельной опоре.

Устройство свайного поля вблизи существующей жилой застройки целесообразно проводить с помощью гидравлического молота, это позволит выполнить работы в максимально щадящем режиме.

По мере погружения свайных опор в грунт в результате ударов молота, часть грунта вытесняется на поверхность, остальной грунт уплотняется в стороны и вниз от свайного стержня. Зона уплотнения почвы вокруг отдельных опор распространится на расстояние, равное от 2 до 3 диаметров свайного стержня.

К молоту подбирается подходящий наголовник, который служит для закрепления отдельных опор и предохранения верхней части свай от механических разрушений от контактных ударов молота.

Наголовник имеет внутреннюю полость, которая должна идеально соответствовать размерам и конфигурации оголовка сваи. При работе машины по забивке свайных опор, наголовник помогает равномерно распределить удар по всей площади опорного элемента. Посмотрите видео, как забивает сваи Копер КГ-12М:

Вибропогружатель

Вибропогружатель свай

Вибропогружатель – погружение в грунт отдельных свай происходит совсем по другой схеме, нежели при работе копра. Машины работают по принципу создания вибрирующего момента вдоль оси свайной опоры. На оголовке закрепляется специальное устройство, которое состоит из вращателя и пригруза со смещенным центром тяжести. Питание машины осуществляется от электродвигателя или гидропривода.

Машины для установки и погружения стержня сваи создают вибрацию, под действием этих сил складываются необходимые условия для погружения ствола в грунт. Работа вибропогружателя с наголовником приводит к суммированию вертикальных сил, которые воздействуя на свайную опору, помогают ее погружению в грунт, обеспечивая необратимые разрушения структуры грунтов.

Установки для вдавливания свай

Сваевдавливающая установка

Сваевдавливающая установка – машины работают по принципу плавного вдавливания железобетонных стержней свай в определенном месте в толщу почвы. При достижении плотных слоев грунта, может использоваться серия ударов по сваям, необходимых для погружения опор до проектных отметок.

Технология вдавливания свай позволяет выполнять работы вблизи зданий без нанесения вреда и повреждений конструкциям существующих построек.

Разметка свайного поля

Для разметки свайного поля своими руками следует определить необходимое количество свай. Общую нагрузку не сложно определить, зная габариты и материал (его удельный вес) будущего сооружения. Несущая способность стандартных свай известна, указывается при маркировке, а при необходимости ее можно найти в справочных материалах. Разделив первую величину на вторую и округлив результат в большую сторону для страховки, получаем искомое количество опор.

Разметка свайного поля на участке.

При большом количестве свай их расположение проще предварительно изобразить схематично, корректируя эскиз при необходимости, после чего перенести разметку на участок.

Эскиз свайного поля.

При проектировании свайного поля учитывают, что:

• Расстояние между соседними опорами в любом направлении не должно быть менее 3 м (в противном случае будет наблюдаться провисание обвязки).
• В обязательном порядке сваи устанавливаются по углам сооружения и по его периметру.

На местности разметку производят, устанавливая на месте опор арматуру и соединяя ее шпагатом (исключить провисание). В процессе контролируют расстояние рулеткой и положение разметочных элементов при помощи уровня.

Бурение с промывкой скважины

Промывка скважины применяется для двух целей: охлаждения бурового оборудования и вымывания частиц разрушенного грунта. В качестве жидкости может выступать, как техническая вода, так и специальные буровые растворы.

В основном растворы используют при большой глубине выработки, когда по ходу движения могут встречаться различные природные пласты: водные, газовые, нефтяные. Эти пласты должны остаться нетронутыми, поскольку в случае их смешивания, есть риск загрязнения верхних водоносных слоев. Поэтому, когда идет бурение, вся скважина заполнена буровым раствором определенной плотности, который не дает пластам проникнуть внутрь разработки.

При роторном бурении скважины применяют прямую и обратную подачу промывочной жидкости.

Во время прямой подачи жидкость из резервуара подается насосом в буровую колонну на долото с отверстиями. Жидкость попадает на дно забоя и вместе с разрушенной почвой поднимается по кольцевому каналу – промежутку между колонной и стенками скважины – и оттуда в очистительный комплекс.

Во время обратной подачи вода самотеком поступает в скважину, а выбрасывается наверх по бурильной трубе под действием сильного обратного давления, создаваемого насосом или эрлифтом.

Второй способ считается более эффективным по нескольким причинам:

1. Высокая скорость бурения. Насос в этом случае отсасывает жидкость из забоя, а не вдавливает её;
2. скважина лучше очищается, ведь насос откачивает с жидкостью весь шлам;
3. в качестве жидкости можно использовать обычную воду, поскольку не нужно никаких добавок для размыва частиц грунта.

К минусам обратной очистки можно отнести высокую стоимость оборудования.

Как завинтить винтовые сваи. Самостоятельный монтаж фундаментов на винтовых сваях.

Это маленькое руководство содержит исключительно практический опыт, который, надеемся, поможет вам закрутить винтовые сваи своими руками, сэкономив приличную сумму и получив солидный повод гордиться собой.

Инструменты для завинчивания

Для завинчивания свай необходимо двое рабочих. Идеальный вариант — это два монтажника и ещё один человек, который будет контролировать со стороны вертикальность расположения винтовой сваи, линию ряда и т. д.

Поскольку сваи чаще всего приходится подрезать, то без электричества не обойтись, а если его нет, то потребуется генератор.

Завинчивание

Выставляем сваю в угол. Крепим к ней магнитный уровень и продеваем через неё лом. В начале рычаги не нужны, на первоначальном этапе большого усилия не требуется.

Неравномерное воздействие приведёт к ещё большему смещению сваи. Когда два человека крутят, один постоянно контролирует вертикальный уровень, чтобы, если надо, сразу же вносить коррективы в рабочий процесс.

Эта методика увеличивает время работ, но позволяет контролировать смещение сваи, чего никак нельзя сделать, рассчитывая лишь на свой «глаз-алмаз». Однако могу вас огорчить — идеально не получится. Всё равно возникают моменты.

Заключение

Для облегчения завинчивания винтовых свай (особенно большой длины) советуем вам ознакомится с устройством приспособления для завинчивания винтовых свай.

Бурение с обсадной трубой

Схема прокладки обсадной трубы

Технология бурения с защитой обсадной трубой используется в условиях плотной застройки и горизонтального движения грунта. Обсадная труба держит давление породы, не позволяя стенам осыпаться, двигаться, засыпать отверстие.

В процессе бурения труба погружается в готовый тоннель секциями, скрепленными между собой при помощи сварки или специальных зажимов. После завершения процесса труба демонтируется или остаётся в проектном положении, наполняется бетонной смесью и после отвердения становится единым целым. Метод погружения обсадной трубы называется вращательным или шнековым бурением. Порода, разрушенная поверхностью шнековой колонны, выносится на поверхность стальной спиралью, или ребордой.

Трубы для обсадки производят из следующих материалов:

• легированные и углеродистые стали;
• полипропилен;
• асбестоцемент;
• пластик.

Обсадная труба испытывает растяжение, внутренне и внешнее давление. Материал трубы должен эффективно противостоять этим нагрузкам.

Особенности завинчивания винтовых свай мясорубкой

Мясорубка

Мясорубка — это ручное приспособление, включающее в комплекте электро или гидравлическую трансмиссию с креплением на свайный оголовок. Применяют схему рычагов для крепления инструмента и передачи вращающего момента. Устройство получило название от УМК (усилителя крутящего момента) грузовика для баллонного ключа, который именуют мясорубкой.

В виде привода берут дрель нормальной мощности (2 кВт), бурение организуют с применением мобильного генератора электричества. Дрель должна быть с реверсом, обеспечивающим обратные повороты. Вместо нее можно взять гидродвигатель, но первый вариант экономнее, также пригодится мотобур, если есть.

Редуктор увеличивает поворотный момент на наголовнике стержня и уменьшает число оборотов. Регулятор должен держать крутящий момент не меньше 4500 Нм, при передаточном соотношении 1:60. Усилитель кручения предпочитают на подшипниках, а смазку меняют после закручивания партии из двух десятков винтовых стоек. Приобретают на 1 сваю больше для пробного завинчивания.

Технология строительства свайного фундамента ТИСЭ

Перед тем, как приступать непосредственно к строительным работам по возведению фундамента на участке застройки, нужно выполнить расчет фундамента, чтобы определить, сколько и каких свай понадобится для устройства надежного подсчитать количество свай, вы можете прочитать в публикации Расчет количества свай фундамента, где пошагово описан весь алгоритм расчета. После того, как количество свай подсчитано, можно приступать непосредственно к выполнению работ по строительству фундамента.

Устройство фундамента ТИСЭ, как и любого другого, начинается с разбивки его осей на местности. Для этого выполняются следующие работы:

• разбиваются оси будущей постройки;
• устанавливается обноска;
• натягиваются нити из шпагата;
• в характерных точках устанавливаются вешки (колышки).

Разметку удобно выполнять с помощью лазерного дальномера.

Контроль разметки выполняется с помощью измерения диагоналей между противоположными углами будущей постройки. Если все углы прямые, то длина диагонали будет равна квадратному корню из суммы квадратов прилегающих к углу сторон (теорема Пифагора). Давайте рассмотрим следующий пример. Строение имеет одну стену длиной 3 м и другую 4 м. Определяем сумму квадратов сторон:(3х3 + 4х4) = 25После этого находим квадратный корень из получившегося числа:√25 = 5Измеряем расстояние по диагонали между противоположными углами. Если и по одной диагонали и по другой оно равно 5 м, то значит, разметка выполнена того, как оси будущего свайного фундамента намечены, нужно разметить места, где будут непосредственно располагаться сами сваи, и выполнить производится специальным буром ТИСЭ-Ф, имеющим конструктивные особенности в виде специального плуга, позволяющие сделать уширение в нижней части каждой выглядит бур ТИСЭ-Ф и схема выполнения бурения, показано на рисунке ниже:

Отверстие под заливку одного столбика следует делать ниже глубины промерзания грунта в районе строительства, чтобы в зимний период сваи не заложения фундамента определяется по следующим строительным нормам и правилам (СНиП):

• СНиПа «Основания зданий и сооружений»;
• 23-01-99 «Строительная климатология».

Промерзание почвы зависит не только от значения зимних температур в определенной местности, но и от типа грунтов на участке. Так, например, глинистые грунты промерзают значительно меньше, чем более рыхлые песчаные или глубину промерзания для разных районов можно определить по приведенной ниже таблице:

Как выполняется закручивание вручную

Планируя закручивание винтовых свай вручную, важно оценивать собственные силы. Массивные основания для большого загородного коттеджа потребует привлечение техники

Небольшие бытовые постройки, летний домик или веранду можно выполнить своими руками, видео покажет этапы проведения подобной деятельности.

Необходимые для выполнения работ инструменты

Решив закручивать их самостоятельно, потребуется подготовить:

• Шпагат.
• Рулетку.
• Металлическую арматуру (прутья).
• Лом.
• Выступающие в качестве рычагов две трубы.

Решив выполнить работы, закручивая винтовые сваи самостоятельно, в первую очередь потребуется внимательно отнестись к их выбору. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение готовым изделиям, выполненным давно зарекомендовавшими себя на рынке производителями из надежных металлических сплавов.

Надежное вкручивание, выполняется только в случае проведения расчета длины металлической арматуры. Они должны доходить на глубину, расположенную ниже уровня промерзания почвы.

Проведение разметки свайного поля

Узнавая, как закрутить винтовые сваи своими руками, важно определиться с местом проведения работ и определить площадь будущего строительства. В зависимости от площади основания возводимого здания определяется количество свай

Разметка свайного поля

При маркировке готовых свай на маркировке обязательно указывается их несущая способность. За счет этого для установки будущего строения потребуется только рассчитать на основании этих данных их количество. В расчетах используются данные о будущем удельном весе создаваемого строения и его габариты.

Проект, на основе которого можно будет закрутить винтовые сваи своими руками, должен учитывать следующие обязательные требования:

1. Расстояние между опорами не должно превышать три метра, это позволит избежать провисания обвязки.
2. Вкручивать их обязательно нужно по углам будущего сооружения и по его периметру.

Эти условия необходимо учитывать для установки опор и будущего вкручивания винтовых свай своими руками. Далее, проводится установка опор, которые соединяются шпагатом. Разметочные элементы проверяются с помощью строительного уровня.

Как далее провести самостоятельную установку винтовых свай?

Проведение работ все-таки проводится с помощью хотя бы одного или двоих помощников. А также работу упростит созданная также своими руками самая простая рычажная конструкция. Для её создания:

• Вставляется лом в отверстие, существующее на изделии.
• Длину рычага увеличивают надеваемые на лом трубы.

Такие винтовые опоры будут использовать два работника, выполняющие закручивание винтовых свай вручную. Самому владельцу будущего строения или еще одному из его помощников желательно осуществлять контроль с использованием магнитного уровня. Такая проверка выполняется несколько раз во время установки. Первая проверка уровнем выполняется перед началом ввинчивания и далее её желательно осуществлять после каждого поворота на 360о. Это обеспечит выполнение вертикального размещения сваи.

Порядок проведения ввинчивания свай с использованием подручной техники

Облегчить процесс и вкрутить свои надежно поможет использование подручной техники. Для этого достаточно узнать, как закрутить винтовую сваю своими руками с помощью дрели и минимального дополнительного набора инструментов.

В этом случае для закручивания потребуется:

1. Дрель.
2. Редукторный гайковерт.
3. Болты и прочный крепеж.

Для повышения жесткости может использоваться прокладка швеллера, что повысит жесткость и предотвратит деформацию. В этом варианте выполнения работ закручивать винтовые сваи одному также проблематично. Желательно выполнение работ с помощью 2-3 помощников. Специализированная машина в такой ситуации не потребуется и вкрутить можно надежно и быстро.

Использование дрели и редуктора ускоряет завинчивание винтовых свай в грунт

Вкручивая сваи винтовые с использованием техники важно контролировать вертикальное завинчивание винтовых свай с использованием магнитного строительного уровня

На какую глубину важно погружать опоры

При создании данного фундамента большая роль уделяется глубине погружения винтовых опор. Вводимые в грунт ввинчиванием, они закручиваются до того момента, когда грунт начинает оказывать максимальное сопротивление при введении свай. Работа продолжается до того момента, пока оборудование позволяет продолжать ввинчивание сваи. Если работы будут прекращены ранее, отсутствие нагрузки на плотный слой грунта станет причиной возможного проседания фундамента под весом строения.