Сваи ТИСЭ
Основной недостаток классического свайного фундамента состоит в том, что при сильном пучении опору может просто вытолкнуть. Но так как сама идея очень привлекательна — строится быстро при минимуме затрат — на сложных грунтах стали делать внизу сваи подошву — прямоугольную армированную пластину. Но при таком варианте сразу в разы возрастал объем земельных работ: под каждую сваю необходимо копать котлован размерами больше планируемой подошвы. Зато здание стоит нормально даже на грунтах с сильным морозным пучением.
Свайный фундамент по технологии ТИСЭ имеет куполообразное утолщение в основании каждой опоры
Под сваи, сделанные по технологии ТИСЭ создают похожее утолщение. Но рыть котлованы не нужно. Это расширение формируется при помощи специального ножа, который крепится к фирменному буру. Этот нож и формирует расширенный купол. Далее вся технология почти в точности повторяет процесс возведения свайного или свайно-ростверкового фундамента.
Ранее расширения тоже практиковались, но делать их пытались при помощи микровзрывов или поковыряв лезвием на длинном шесте. Основное новшество в технологии ТИСЭ — это бур с открывающимся регулируемым лезвием. С его помощью сделать расширение подошвы намного легче.
Как работать буром ТИСЭ
Достоинства и недостатки
Фундаменты ТИСЭ быстро набирают популярность: при минимальных дополнительных затратах получается более надежный фундамент. Итак, его достоинства:
- повышенная сопротивляемость силам пучения;
- нагрузка от дома передается на большую площадь, что уменьшает возможность возникновения неравномерных просадок;
- невысокая себестоимость при хороших характеристиках;
- может быть спроектирован для домов из разных материалов, до 3-х этажей в высоту;
- малый объем земельных работ.
Порядок изготовления сваи ТИСЭ
Если для вашего дома рекомендован свайный или свайно-ростверковый фундамент, есть смысл сделать сваи ТИСЭ. При небольшом увеличении объема работ вы получаете значительное повышение надежности. Ведь свайные фундаменты не любят проектировщики за то, что узнать, что за грунт находится под каждой опорой невозможно. Потому и спрогнозировать, насколько надежным и стабильным будет фундамент, не получится. А фундамент ТИСЭ имеет более широкую опору, что снижает риски. Предсказать по прежнему ничего нельзя, но большая площадь распределения нагрузки — это всегда хорошо.
Тем не менее, есть и недостатки. Главный: пятку сваи ТИСЭ нельзя хорошо армировать. Можно опустить арматурный каркас до самого низа, но расширение армированию не поддается. Потому остается возможность того, что это утолщение разрушится.
Сваи ТИСЭ — основа свайно-ростверкового фундамента ТИСЭ
Есть еще один недостаток, но уже из практики применения бура: им работать нелегко. Сама конструкция интересна. Это не лопасть, обернутая вокруг стержня, а некоторая емкость, с составным дном. На пластинах, которые формируют дно, приварены четыре лезвия, поставленные под углом. Когда вы вращаете бур, они взрыхляют землю. Так как дно не сплошное, грунт попадает в корпус, откуда его нужно вынимать.
Порядок работ такой: покрутили несколько раз бур вокруг своей оси, вынули, вытряхнули грунт. Снова опустили в ямку, провернули несколько раз, и т.д. Технология несложна, но работа утомительная. Сам аппарат весит 7-9 кг, плюс грунт. Поднимать, опускать его нужно часто. В общем, утомительно. Плюс — не нужны механизмы. Минус — работа в физическом плане нелегкая. Особенно если грунт каменистый или из плотной глины.
Инструменты для технологии ТИСЭ
Р. Яковлев вместе с технологией предложил и специальный инструмент, которым бурятся скважины под буронабивные сваи. Это бур ТИСЭ-ф. Чисто конструктивно это обычный бур с грунтоприемником, в нижней части которого установлен откидной плуг ручного управления.
Это приспособление располагается вдоль штанги бура. И когда бурится основной ствол скважины, он не мешает. Дойдя до требуемой глубины, обычно это ниже уровня промерзания земли, ручка плуга отпускается, и его свободный конец под собственным весом начинает перемещаться с вертикального положения в горизонтальное относительно шарнира, который расположен рядом с лезвиями бура. То есть, плуг совершает движение по сегменту окружности, равной четверти. При этом свободный конец перемещается сверху вниз. Как только лезвие достигнет горизонтального положения, можно считать, что подошва выбрана.
Это самая простая конструкция, изобретенная инженером. Сегодня буры – это усовершенствованные модели с незначительными изменениями и улучшениями, которые облегчают бурение. Стандартная длина штанги – 1,1 м. К ней добавляется 2-метровый удлинитель на случай, если уровень промерзания грунта больше 2 м.
Устройство буронабивных свай
Несущая способность буронабивной сваи
Фундамент буронабивной ленточный
Где можно использовать
Ограничения по типам и материалам зданий нет: можно делать фундамент ТИСЭ под деревянные, каркасные, кирпичные и блочные здания. Этажность — до трех.
По грунтам ограничения такие же, как и при использовании свайных фундаментов: необходимо чтобы сваи передавали нагрузку на грунт с нормальной несущей способность. Чтобы решить, можно или нет использовать ТИСЭ, необходимо геологическое исследование участка в том месте, где планируется строительство.
Из чего состоит свая ТИСЭ
Так как основание сваи расширено и сопротивление силам выталкивания больше, эту технологию можно использовать на пучнистых грунтах. Но при этом нужно считать: ближе, чем на 1,5 метра ставить сваи нет смысла. Если поставить ближе, одно расширение подошвы будет перекрывать другое. С другой стороны, диаметр сваи больше 30 см тоже не сделаешь — бура такого нет. Если несущей площади при таких параметрах не хватает, использовать нужно другой тип фундамента.
Буронабивные сваи без расширения
Буронабивной фундамент — подвид свайного фундамента. Название этот фундамент получил не просто так, а благодаря принципу выполнения — монтаж свай выполняется способом заливки бетоном отверстий, пробуренных в грунте. Для этого изначально по площади будущей постройки пробуриваются отверстия, в которые заливаются новые сваи из бетона. Несущая способность зависит от диаметра сваи, чем свая больше, тем она лучше. Диаметр подбирается в соответствии с нагрузкой будущего дома.
Буронабивные фундаменты в Московской области активно используют в малоэтажном частном строительстве — для каркасных, канадских из СИП-панелей и деревянных домов и др. построек.
Буронабивные сваи можно монтировать в тугопластичных грунтах. Использование буронабивного фундамента даёт возможность удешевить строительство. Исключения для этого вида фундамента — скальная, каменистая почвы.
Преимущества буронабивного фундамента:
- Срок монтажа меньше срока монтажа ленточного фундамента.
- Высокое качество, надёжность. Это долговечный фундамент, срок службы которого около 100 лет.
- Возможность применения на сложных грунтах.
- Не требуется применение специального оборудования.
- Низкая стоимость.
Стоимость — от 2500 руб. за 1 сваю. ( Диаметр 200мм, заглубление 1700мм, армирование, бетон М300).
Отзывы о фирменном буре
Основные вопросы застройщиков связаны с тем, насколько реально можно бурить скважины вручную, используя фирменный бур. Глядя на видео, кажется, что задача эта нелегкая. Но вот несколько отзывов.
У меня на участке грунт разный получается: где суглинок, где плотная глина, причем такая, что только топором и рубить. Я сначала думал взять мотобур в аренду, но решил попробовать сразу буром. И ничего, не очень тяжело. В результате решил, что мотобур несильно ускорит процесс, потому все 40 штук и сделал руками. За день получалось 5-6 2-х метровых скважин. Они бурились легко, а вот с расширением приходилось тяжко: там уже плотный грунт у меня, проворачивал с открытым лезвием с трудом.
Олег, Харьков
Я купленный бур ТИСЭ доработал: приварил дополнительные зубья, вместо веревки, что раскрывает лезвие, приспособил прут — теперь на него давить можно, а не только тянуть. И самое главное — удлинил ручку, чтобы можно было вдвоем его крутить. Пока бурили расширения, скрутили его на 90°, но зато работать стало не в пример легче. В общем-то я доволен.
Николай, Красноярск
Расчет фундамента ТИСЭ
Методика расчета ничем не отличается от расчета в общем случае. Рассчитывается нагрузка от дома, а затем сравнивается с общей несущей способностью планируемого количества и диаметра свай.
Сначала на плане дома расставляете сваи. Они обязательно должны быть в углах и в местах примыкания простенков. Если расстояние между сваями получается больше 3 метров, между ними ставят промежуточные. Так расставляете на плане все опоры, придерживаясь правила:
- минимальное расстояние — 1,5 метра;
- максимальное 3 м.
Затем рассчитываете нагрузку от дома. Для этого сначала необходимо посчитать вес дома (все стройматериалы + мебель, сантехника, тяжелая бытовая техника).
Усредненные нагрузки от разных типов узлов дома
Если говорить усреднено, то для зданий из кирпича или ракушняка на каждый квадрат площади можно брать 2400 кг, из легких строительных блоков (пенобетон, газобетон и т.п.) — 2000 кг, из древесины и каркасники — 1800 кг. По этим усредненным нормам можно предварительно ориентироваться. Если же вы решите все считать серьезно, нужно будет соблюдать всю методику: считать, материалы стен, перекрытий, кровли, отделки и т.д. Так как технологии и материалы могут использоваться разные, расхождения тоже могут быть значительными.
Полученное значение умножаем на поправочный коэффициент — 1,3 или 1,4. Это запас прочности. Полученная цифра — это нагрузка, которую нужно будет передать через сваи.
Теперь по таблице подбираете, какой диаметр должна иметь свая, чтобы она смогла передать необходимый вес.
Несущая способность свай разных диаметров в различных грунтах
Если планируемое количество колонн с расширением выбранного диаметра может передать требуемую нагрузку, вам переделывать ничего не нужно. Если передаваемая масса слишком мала, необходимо или увеличить количество свай или сделать «пятку» большего диаметра.
Фундамент ТИСЭ: порядок работ
В самой методике ТИСЭ есть некоторые рекомендации:
- Сваи заглублять примерно на 20 см ниже уровня промерзания для региона.
- Для армирования сваи используют четыре прута ребристой арматуры диаметром 10-12 мм. Располагать прутья нужно не ближе, чем 4 см от края.
- Если уклон участка больше 10%, выпуск арматуры необходимо связать с ростверком.
- Ростверк использовать или высокий — приподнятый на 150 мм над грунтом, или делать свайно-ленточный фундамент с мелкозаглубленной лентой. Второй вариант используют для тяжелых зданий, передать вес которых посредством свай невозможно, тогда делают ленту, которая увеличивает площадь передачи.
Схема армирования свайно-ростверкового фундамента с железобетонным ростверком (свайно-ленточного)
- Не стоит делать на дне скважины песчаную подсыпку: она не будет иметь нормальной плотности и работать не будет.
- Чтобы опора была надежной, применяйте вибраторы для бетона. Ручное вибрирование при помощи стержня арматуры неэффективно. Если в хозяйстве такого устройства нет, возьмите в аренду на время заливки фундамента: прочность повышается значительно.
- Опалубку для сваи делаете из толя, рубероида или пергамина, свернутого в трубку. Лучше чтобы она имела несколько слоев (2-3). Их скреплять ничем не нужно: скрутили чуть меньше, чем диаметр, вставили. Высота этой опалубки — на 15 см выше уровня грунта независимо от того есть уклон на участке или нет. Этот торчащий кусок желательно присыпать песком или грунтом, и уплотнить его вокруг. Это не даст развалить толь при заливке бетона.
Фундамента ТИСЭ — подвид свайно-ростверкового фундамента. И технолоигя его изготовления ничем не отличается. Вся разница в процессе бурения. Других нет. Порядок работ и технология изготовления свайно-росветкового фундамента описаны тут. А в этой статье лучше дадим несколько практических советов.
Сложности при бурении
Если грунт сильно сыпучий — мелкий песок — стенки скважины могут осыпаться. Чтобы этого не произошло, налейте воды. Песок уплотнится и будет держать форму. Вода поможет и в том случае, если грунт очень сухой и плотный. Пробурив несколько десятков сантиметров, залейте в скважину воду. Она размягчит грунт, его можно будет порубить лопатой или другим приспособлением, а потом вынуть при помощи бура.
Пробурить скважины под фундамент ТИСЭ своими руками нелегко, но возможно даже в одиночку
Сложности создают мощные корни деревьев и кустов. Их нужно порубить. Для этого топорище приваривают (прикрепляют) к рукоятке. Резко опуская его в лунку, измельчают корни.
Как формировать расширение
После достижения проектной глубины скважины к буру прикрепляют плуг. Он может фиксироваться в двух положениях: для формирования пятки в 50 или 60 см. Плуг привязывается к веревке.
Это плуг, за счет которого формируется куполообразное расширение
Опускаете бур вниз, веревка натянута, плуг прижат. Веревку отпустили, он под собственным весом опускается вниз. Начинаете вращать (идет тяжело — режущая поверхность большая), лезвие разрезает грунт, формируя утолщение.
Вращать можно и по часовой стрелке и против. Если по часовой, то старайтесь вниз не давить: углубляться не нужно. При вращении против часовой происходит только разрезание грунта без углубления, но возникает другая проблема: грунт ссыпается под бур, выталкивая его вверх.
Оптимально порядок работ такой: прокрутили несколько раз против часовой стрелки. Как почувствовали, что лезвие уперлось в свод, делаете несколько обороть по часовой стрелке, набирая в корпус бура срезанный грунт. Вытаскиваете бур, высыпаете грунт. Повторяете несколько раз, пока не сформуется расширение (грунт перестанет набираться).
На твердых грунтах работа с раскрытым плугом может быть проблематичной. Тогда можно формировать расширение поэтапно. Сначала выставить плуг на самое маленькое расстояние, потом его увеличить до нужного размера.
Технология строительства
Технология строительства фундамента по технологии ТИСЭ в принципе ничем не отличается от технологии сооружения обычного свайного фундамента, но имеет ряд особенностей. Поэтому следует подробнее рассмотреть, как сделать свайное фундаментное основание ТИСЭ.
Верхние части опор соединяются между собой общим бетонным ростверком. Он служит для придания жёсткости свайной конструкции и одновременно – для опоры несущих стен дома. Перед началом работ нужно произвести планировку – выравнивание участка, и удаление верхнего органического слоя почвы.
Конструкция фундамента ТИСЭ
Разметка
Первым шагом производится разметка участка в соответствии с проектом строительства. Для этого следует натянуть по три осевых линии из шпагата или проволоки для каждой стены. Центральный шпагат служит для обозначения мест установки свай, а два крайних – границы опалубки ростверков. Натягиваются осевые линии при помощи стоек-обносок, которые представляют собой горизонтальные доски с двумя стойками, заглубляемыми в грунт.
Обноски должны устанавливаться на расстоянии не менее 1,5 от будущей стены, чтобы не мешали работе. По этой же причине высота их должна быть на 10 – 20 см выше будущей заливной конструкции.
Расстояние между опорами обычно принимается за 1 – 1,5 м, но при строительстве небольших по массе строений вполне возможно увеличить этот шаг вплоть до устройства опор только по углам строения. В местах бурения при помощи штыковой лопаты намечаются лидер-лунки, в которые будет заглубляться бур.
Бурение
Следующий этап – устройство скважин по системе Яковлева. В соответствии с показателями промерзания грунта устанавливается необходимая длина штанги бура. В итоге её длина должна быть больше этого показателя как минимум на 0,5 м. Инструмент вставляется в лидер-лунки и начинает заглубляться вращательным движением по часовой стрелки. Время от времени его следует поднимать наружу, чтобы удалить из скважины грунт.
Делать это нужно достаточно часто, так как после накопления в скважине слишком большого количества срезанного грунта вынуть бур наружу будет затруднительно.
После достижения нужной глубины высвобождается откидной плуг, и бурение продолжается. При устройстве расширяющейся пяты плуг также следует время от времени складывать, а инструмент поднимать и освобождать накопитель. Глубина расширения должна составлять от 40 до 50 см. Таким образом, в нижней части скважины образуется цилиндрическая выемка диаметром 60 см и высотой полметра.
Принцип работы бура Яковлева
Армирование и заливка
Перед заливкой бетона производится армирование скважины. Для большей жёсткости он должен быть объёмным – состоять из 3 или 4 стержней, соединённых между собой перемычками. Для армирования можно использовать как стальные, так и стеклопластиковые прутки толщиной 10 – 16 мм. Верхняя часть каркаса должна возвышаться над уровнем заливки – к ней в дальнейшем будет крепиться каркас ростверка.
По установке каркаса следует приступить непосредственно к заливке бетонного раствора в скважину. Для этого нужно использовать бетон марки не менее М-400. Бетон более низких показателей прочности применять для свайных опор не рекомендуется.
Каждая свая непосредственно после заливки должна быть тщательно провибрирована. Это даст возможность удалить из толщи бетона пузырьки воздуха и уплотнить раствор. В результате состав заполняет всё пространство скважины и становится более прочным.
После застывания свайных опор поверх них устанавливается опалубка под ростверки. Ростверк представляет собой монолитную бетонную балку, соединяющую между собой все сваи каждой стены. Внутри опалубки ростверка также монтируют объёмный каркас и соединяют его посредством сварки с армированием опор. Последним шагом производится заливка бетоном ростверка.
Соблюдая описанные технологии, каждый индивидуальный застройщик может своими руками соорудить свайный фундамент по технологии ТИСЭ. Это позволит с минимумом финансовых и временных затрат построить надёжное несущее основание на самых сложных грунтах.
