Компоненты
Бур ТИСЭ состоит из:
- раздвижной штанги с рукояткой;
- двух режущих плоскостей;
- грунтозаборника;
- дополнительной металлической полоски;
- вертикальных «резцов» для рыхления почвы.
Чтобы изготовить бур ТИСЭ своими руками, понадобятся:
- металлическая штанга с рукояткой. Если скважины планируются делать более глубокими, необходима раздвижная конструкция с фиксатором;
- две половинки дисковой пилы;
- часть металлической трубы для создания грунтоприемника – ее диаметр будет равен диаметру скважины;
- металлическая пластина;
- три металлические петли и пруток, который будет управлять дополнительной частью бура – пластиной.
- сварочный аппарат.
Основные нюансы бура ТИСЭ
Для классических буровых свай (90% индивидуальных застройщиков называет их буронабивными) достаточно произвести операции:
- сделать в земле скважины постоянного диаметра;
- установить трубчатую или из рулонного материала (рубероид) опалубку;
- разместить внутри нее арматурный каркас ;
- и залить бетоном.
Поэтому применяется классическая конструкция ручного бура с двумя лопастями, отклоненными от горизонтали на 20 – 30 градусов. Инструмент продается в любом строительном или дачном магазине, при необходимости модернизируется (например, направляющее сверло в нижней части), чертежи имеются на сайтах и форумах.
Обычный ручной бур.
В сваях ТИСЭ используется расширение подошвы для повышения несущей способности. Поэтому обычным буром изготовить полусферу на забое скважины не представляется возможным. В принципе, индивидуальный застройщик может:
- изготовить самодельный бур большого диаметра (промышленность предлагает инструмент с лопастями 50 см диаметра максимум);
- пробурить широкую скважину;
- залить внутри нее подошву уширения нужной высоты;
- затем забетонировать тело сваи в трубе меньшего диаметра поверх этой бетонной площадки.
Технология сваи ТИСЭ.
Однако это резко снизит несущую способность конструкции – вместо висячей сваи, которая имеет высокую несущую способность за счет боковых сил трения, получится свая-стойка, даже при качественном уплотнении грунта в пазухах обратной засыпки.
Поэтому ниже приведена инструкция самостоятельного изготовления рабочего аналога бура ТИСЭ для приверженцев этой технологии.
Строительство фундамента ТИСЭ: пошаговая инструкция
Методика строительства конструкции популярна среди широкого круга застройщиков, так как имеется возможность выполнения работы собственными силами, без привлечения сторонних организаций. Поэтому, необходимо соблюдать технологию работ:
- разметка участка под сваи;
- бурение скважины на расчетную глубину;
- армирование свай;
- заливка скважины бетоном;
- бетонирование ростверка.
Разметка участка
Для проведения разметки на местности используется гидроуровень. Умение применять геодезические приборы, такие как, теодолит (для разметки горизонтальных углов на участке), нивелир (для выравнивания разметки по высоте) сократит время разбивки участка.
Из пиломатериала делается обноска, путем зарывания столбов, крепления между ними досок, рекомендуемой толщиной 0,5 см. Верхняя часть обноски располагается перпендикулярно осям здания, ее верх – это нулевой уровень. По приборам определяется направление оси, забивается гвоздь на обноске, натягивается шнур (леска, веревка). Пересечение шнура – это точка расположения сваи. Обноска после устройства фундамента демонтируется.
При проведении разметки необходимо пользоваться гидроуровнем
Технология бурения
- На отмеченных участках для монтажа свай нужно снять верхний слой дерна, сделать небольшое углубление (0,15 м на ширину диаметра бура).
- Произвести сборку бура, настроить его на проектную глубину.
- Осуществить бурение скважины. Конструкция бура подразумевает регулярное поднятие приспособления и освобождение грунтоприемника от почвы.
- Устройство пятки. По достижении требуемой глубины устанавливается откидной плуг, которым выполняется расширение основания скважины.
В процессе бурения необходимо соблюдать вертикальный уровень
Армирование свай
После подготовки скважины под заливку бетоном конструкцию укрепляют, проводя армирование. Для этого используют железные пруты диаметром 10-12 мм. Перед установкой арматура очищается от грязи, краски и коррозии, для улучшенной адгезии с бетоном. Получившаяся металлическая конструкция устанавливается в скважину.
Арматурный каркас необходим для усиления сваи
Заливка бетоном
Следующим этапом является заполнение скважин бетоном марки не ниже М300. Свая бетонируется поэтапно, отдельными частями, которые уплотняются специальным вибрационным устройством для исключения образования пустот. После заливки скважины, бетоном заполняется опалубка оголовка сваи высотой 0,2 м.
Бетонирование сваи проходит неспешно уплотняя раствор вибратором
Изготовление ростверка
Ростверк необходим для связи свай между собой, чтобы происходило одинаковое распределение нагрузки на опоры. Элемент фундамента не следует делать массивным, так как, его масса станет существенной нагрузкой для свай и увеличит расход бетона. Ширина ростверкового пояса должна быть соразмерна с шириной стены. Монтаж опалубки под конструкцию выполняется с учетом направления осей здания, нанесенных на обноску. Внутри формы монтируется гидроизоляция, затем насыпается песок и ставится арматурный каркас. Каждый слой бетона уплотняется. После набора прочности раствором, опалубка демонтируется. Получившаяся конструкция покрывается слоем гидроизоляции. Ваш фундамент готов.
Свайно-ростверковый фундамент ТИСЭ
Каждая из сторон строительного процесса стремится к сбережению финансов при минимальной потере в качестве продукции. При выборе вида основания здания, идеальным с точки зрения соотношения цены – качества станет фундамент по технологии ТИСЭ, который без сложностей монтируется собственными силами.
Виды конструкций и использование
Конструкцию инструмента можно менять по своему усмотрению. Например, помимо всего прочего, можно приделать специальный плуг для разрыхления грунта («клыки» или рипперы).
Для бура хватит и двух таких вертикальных «клыков». Только приделывать их нужно близко друг к другу и в горизонтальном положении – это остановит просыпание земли обратно, при этом грунт будет хорошо собираться.
Рипперы будут полезны для всех видов почв, но особенно они нужны для тяжелого грунта, когда очень острые режущие кромки не особенно актуальны.
Пожалуй, здесь больше актуален их наклон, чтобы собирать больше земли. Если в почве содержится много мелких камней, то между кромками делают большее расстояние, чтобы камни не забивались в устройство.
Для нормального сбора грунта у каменистых почв тоже нужны рипперы. Для почвы с большим содержанием глины также нужны рипперы.
Такой бур может справиться не только с камнями, но и с небольшими корнями деревьев.
Использовать такой инструмент достаточно легко. Сначала нужно отметить места бурения в земле, затем снять верхнюю часть, чтобы открылся грунт.
После этого нужно поставить бур на места, где будут скважины, и вращать по часовой стрелке. Во время этого действия происходит наполнение накопителя грунтом.
Периодически нужно доставать прибор и чистить его от земли. Когда нужный размер скважины будет достигнут, опускают рипперы и вращательными движениями расширяют отверстие внизу.
Затем в готовое отверстие ставят рубероидный стакан и арматуру, а потом заливают до верхней части скважины бетоном.
Ниже представлен чертеж использования бура.
Фото:
Однако, несмотря на простоту применения, в использовании такого устройства есть свои нюансы.
Например, чтобы фундаментный бур оставался на прежнем месте и не углублялся дальше, следует покрутить прибор в противоположную (против часовой стрелки) сторону.
Также следует контролировать наклон режущих кромок, чтобы земля сыпалась в накопитель.
Конечно, самодельный фундаментный бур имеет и свои минусы. К примеру, такой инструмент не сделает идеальные отверстия для свай, но это зачастую оказывается не очень важным, поскольку сваи прочно стоят и удерживают дом.
Кроме того, самодельный бур можно усовершенствовать способами, описанными выше и подогнать его под тип грунта.
Разумеется, готовый инструмент в чем-то превосходит приспособление, сделанное в домашних условиях.
Но очень немногим людям бур нужен постоянно – на нечастое использование самостоятельно сделанная вещь вполне подойдет.
Видео:
Для многих людей такой бур – большая находка, т. к. в нем задействовано не очень большое количество материалов, его относительно просто сделать самим.
Кроме того, такой способ вполне экологичен и безопасен для грунта и почвы, потому что не затрудняет движения пород.
Единственное, что может вызвать трудности при использовании такого бура и технологии – это необходимость утепления фундамента, чтобы будущий дом не промерзал.
Важный дисклеймер: Весь описываемый материал — лишь мой опыт. Это не правило «как надо делать», а лишь «как решил делать я». Но лично я люблю учиться на чужом опыте и чужих ошибках, ведь собственных не избежать, поэтому и решил написать такой отчет. Теперь можно к сути.
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.
Как производится заливка свай?
Для заливки скважин можно использовать бетон, приготовленный непосредственно на участке, или заказать для этих целей раствор на заводе.
Второй вариант позволяет существенно облегчить и ускорить процесс, но только в том случае, если все подготовительные работы будет закончены к моменту заливки.
Для этого придется подготовить армирующий каркас, представляющий собой связанную или сваренную конструкцию из металлических прутьев диаметром не менее 10-14 мм.
На одну скважину их потребуется 4 единицы длиной, превышающей глубину скважины на 150-200 мм – небольшой выпуск требуется для выполнения связки с ростверком.
Обязательным элементом является также и опалубка, в роли которой могут выступать рубероид, пергамин и другие рулонные материалы, одновременно служащие также и гидроизоляцией для конструкции.
Изготовить такую опалубку достаточно просто: достаточно свернуть из них трубу (можно использовать несколько слоев материала) и в таком состоянии аккуратно опустить в подготовленную скважину.
После этого можно приступать к заливке бетона, который рекомендуется провибрировать. При отсутствии специального глубинного оборудования допустимо использовать длинный шест.
Такая процедура является необходимой, так как позволяет избежать образования пустот в бетоне, а, следовательно, призвана обеспечить сваям нужную прочность и несущую способность.
После заливки бетона в скважину нужно выполнить бетонирование оголовка сваи – в этом случае для опалубки можно использовать различные пластиковые емкости или трубы с большим, чем свая, диаметром.
Устройство ростверка
Как правило, ростверк приподнимается над землей на 10-20 см, при этом не рекомендуется делать его массивным.
Связано это не только с заботой о кошельке застройщика, а прежде всего с тем, что слишком массивная конструкция является дополнительной нагрузкой на сваи.
Как правило, высота ростверка определяется толщиной наружных стен дома, при этом ширина конструкции также должна совпадать с аналогичным параметром стен, и особенно этот фактор следует учитывать, если планируется в дальнейшем отделка дома облицовочными материалами – их толщину также рекомендуется учесть.
Однако, в некоторых случаях (если позволяют геологические условия участка и требуется более мощный фундамент для тяжелого здания) в роли ростверка может выступать мелкозаглубленное ленточное основание.
Непосредственно устройство ростверка начинается с повторного выполнения обноски – специального мероприятия, при котором с максимальной точностью определяются все оси строения (первый раз такая операция проводится при разметке мест для скважин).
Такая необходимость возникает из-за того, что разметка перед бурением скважин не исключает искажений или отклонений от соответствующих осей, поэтому пренебрежение этим этапом строительства может привести к тому, что стены нового дома будут возведены не совсем ровно.
После этого нужно приступить к установке съемной опалубки, для которой можно использовать различные листовые материалы, а также к укладке армирующего каркаса.
Следует учесть, что в этом случае армирование производится в нижней части конструкции, при этом каркас обязательно связывается (или сваривается) с оголовками свай.
Утепление фундамента и цоколя снаружи дома. – здесь больше полезной информации.
Далее нужно за один раз выполнить заливку бетона — такое требование позволит получить монолитную конструкцию без швов.
Технология изготовления бура ТИСЭ
Прежде, чем сконструировать бур ТИСЭ, следует скачать фото оригинального инструмента автора Яковлева для образца. Из инструментов обязательно понадобится дрель и УШМ, из оборудования – сварочный аппарат. Материалы можно использовать разные, в зависимости от имеющихся в наличии обрезков и отходов металлопроката. Этот пункт будет уточняться для каждого узла самодельного бура ТИСЭ дополнительно.
Конструкция образца и наименование деталей
Чтобы не путаться в названиях, удобнее использовать терминологию автора разработки. На нижнем фото представлена оригинальная конструкция с обозначениями узлов, как их назвал Яковлев:
Устройство бура ТИСЭ с обозначением деталей и узлов.
Конструирование забуривающей головки
Чтобы упростить конструкцию забуривающей головки, можно отказаться от независимого вращения плуга при уширении забоя скважины. Это единственное отличие от оригинального инструмента автора. Для этого узла в домашних условиях можно применить различные материалы:
обод – сталь листовая, труба подходящего диаметра в соответствии с размером сваи;
Обод из листовой стали.
каркас – горизонтальная перекладина над ободом из профильной трубы 2,5 х 2,5 см (для облегчения веса бура без потери прочности силового каркаса рекомендуется толщина стенки 1,5 мм), боковые стойки, привариваемые к ободу, из листовой стали (пластины с заточенным режущим краем);
Каркас забуривающей головки из профильной трубы и заточенных пластин.
лезвия – разрезанный на 2 сегмента диск от ручной циркулярной пилы или листовой материал, край режущей кромки отогнут вниз на 2 см, половинки дисков наклонены относительно горизонтали на 20 – 30 градусов;
Положение лезвий в пространстве.
Ниже приведены чертежи авторского бура ТИСЭ:
Независимый узел вращения плуга.
Наш самодельный инструмент этого узла иметь не будет, что снизит трудоемкость процесса изготовления.
Штанга, рукоятка и удлинители
Чтобы вращать с поверхности фундаментный бур ТИСЭ было проще, минимальная длина рукояток рекомендуется 60 см в каждую сторону от вертикальной оси. Если глубина заложения сваи в пределах 1,7 м, можно приварить ручки к штанге.
Штанга с рукояткой.
При промерзании почвы на большую глубину в конкретном регионе эксплуатации лучше сделать рукоятку съемной для возможности наращивания штанг отдельными секциями из профильной трубы.
Наращиваемая штанга.
Откидной плуг
Для создания уширения на забое скважины конструкция должна иметь откидывающийся в горизонтальное положение режущий элемент. В оригинальном буре для этого используется Г-образный плуг, для самодельного инструмента обычно достаточно пластины из 2-3 мм листа.
Откидной самодельный плуг-расширитель.
Чтобы сделать его откидным, следует выполнить операции:
- приварить снизу два хомута из стальной полосы по схеме на верхнем фото;
- соединить шарнирно с ними тягу;
- закрепить противоположные концы хомутов к приваренной к штанге втулке (проще разместить ее внутри профильной трубы подходящего сечения) шпилькой.
Узел шарнирного крепления тяги к плугу.
Вторым концом тяга шарнирно фиксируется к обрезку квадратной трубы, надетой на рабочую штангу.
Узел фиксации тяги к профильной трубе на штанге инструмента.
В нормально положении этот элемент закреплен на штанге вверху, чтобы тяга притянула плуг в вертикальное положение параллельно оси бурения.
Фиксация плуга в вертикальном положении при бурении.
Оптимальной для супесей и суглинков считается форма ножей на нижнем фото.
Если порода содержит крупный гравий, зазор между режущими элементами следует увеличить. На песках, особенно пылеватых, эту щель можно уменьшить, наварив дополнительное лезвие, чтобы обечайка наполнялась полностью, и снизить количество подъемов инструмента.
Бурение скважины
При изготовлении отверстия в земле конструкция опускается на грунт, плуг фиксируется в вертикальном положении. После нескольких оборотов инструмента забуривающая головка наполняется породой, извлекается наружу, из нее вытряхивается почва. Процедура повторяется до достижения нужной глубины.
Изготовление бура ТИСЭ своими руками
Аренда или покупка фирменного оборудования непременно приводит к существенным материальным затратам. Поэтому частные застройщики всегда пытаются найти способ сэкономить какую-то часть средств.
При строительстве фундамента по технологии ТИСЭ можно самостоятельно изготовить инструменты для бурения скважин. Домашние мастера, которые уже пользовались самодельным буром, предлагают изготовить два приспособления. С помощью первого инструмента выполняют бурение основной скважины, второй инструмент используют для расширения подошвы.
В целом бур ТИСЭ состоит из следующих частей:
- Рукоять для вращения.
- Телескопическая штанга.
- Откидная лопатка для расширения подошвы.
- Грунтоприемник в виде стакана для забора почвы.
Кстати, ранее мы уже говорили о том, как сделать фундамент ТИСЭ своими руками.
Для изготовления первого инструмента понадобится кусок водопроводной трубы. Длина отрезка должна составлять примерно 15 см, диаметр – 21 см. На одном конце куска трубы снимают фаску, к другому концу приваривают специальное дно. Для изготовления дна берут старую пилу и разрезают ее на две части в виде долек апельсина. Площадку каждой дольки загибают и вырезают зубчики. Их высота должна составлять около 2 см, больший размер делать не рекомендуется., чтобы не затруднять вращение бура. Зубцы необходимо остро заточить. В центре трубы приваривают толстое сверло и шнек из шайбы большого диаметра.
Для сборки телескопической штанги можно взять профилированные трубы диаметром 20*20 мм и 25*25 мм. Для большей прочности рекомендуется усилить трубы, вставив внутрь дополнительную квадратную трубу сечением 16 мм.
В результате получается конструкция достаточно большой массы, однако такое приспособление без труда бурит тяжелую глину. Кроме того смазка стенок приспособления машинным маслом предотвратит налипание глины.
Второй бур имеет более сложную конструкцию. Основной стакан можно изготовить также из куска водопроводной трубы диаметром 21 см. однако для более легкого вынимания можно сделать стакан диаметром меньше примерно на 0,5-1 см. Высота основного стакана второго бура должна составлять 8 см. Аналогично первому случаю с одной стороны трубы снимают фаску, к другой приваривают дно с большим количеством просверленных отверстий. Такая конструкция дна предотвращает образование вакуума при подъеме бура с грунтом.
Умельцам полезно будет также почитать статью «Буронабивные сваи своими руками».
Самостоятельное изготовление бура ТИСЭ
В центре основного стакана следует приварить штангу из куска профильной трубы со стороной 2см и диной около 1 метра. Со стаканом труба соединяется через приваренный блок подшипников (два упорных и один радикальный). В процессе сборки необходимо проконтролировать, чтобы подшипники не выступали за верхний край основного стакана.
Затем берут уголок из прочной стали длиной около 25 см, к нему приваривают втулку, в которую в дальнейшем вставляют болт на 19 мм. Болт приваривают к штанге так, чтобы конструкция напоминала дверную петлю.
Далее на штангу надевают профильную трубу со стороной 25 мм, на которую также приварена втулка с болтом. К этой трубе приваривают уголок, располагая его в вертикальном положении рядом с ранее приваренным уголком. Затем в обоих уголках с помощью дрели или перфоратора делают отверстие диаметром не больше 8 мм и соединяют их. В результате должна получиться сплошная подвижная конструкция.
Теперь необходимо взять небольшой кусок совковой лопаты и подогнуть его край немного вниз. Полученное изделие должно напоминать плуг. Этот кусок металла приваривают к внутренней части второго уголка. С помощью такого приспособления будет осуществляться зачистка дна скважины. Для управления плугом необходимо закрепить прочный шнур или трос.
Также рекомендуем ознакомиться с нашим материалом на тему: как залить фундамент под дом своими руками.
Как устроен фундаментный бур ТИСЭ
Бур ТИСЭ, облегчающий выполнение работ, состоит из следующих элементов:
- рабочей рукоятки, предназначенной для передачи крутящего момента через металлический стержень на рабочий орган. Конструктивно рукоятка представляет собой стальную трубу квадратного, прямоугольного сечения, или цельный металлический профиль. С двух противоположных сторон вращательного механизма на расстоянии 50–55 см установлены обрезиненные рукоятки;
- стальной штанги, состоящей из двух секций. Раздвижные части, имеющие длину по 1,1 м, стопорятся с помощью зажима. Базовая часть штанги обеспечивает возможность ускоренного выполнения работ на небольшой глубине за счет уменьшенной массы устройства. При необходимости извлечения почвы на глубине до 1,8 м, применяется удлинительный элемент. Составные части штанги взаимозаменяемы, к каждой из них можно присоединить ручную рукоятку;
- почвенного накопителя радиусом 12,5 см, формирующего скважину соответствующего размера. Грунтоприемник выполнен в виде металлического цилиндра, оснащенного разрыхлительными резцами, специальными пластинами и направляющим стержнем. Конструктивные особенности грунтового накопителя обеспечивают свободное проникание разрыхленной почвы внутрь цилиндра и не позволяют шнековому механизму отклониться от вертикального положения;
- откидного ножа, шарнирно закрепленного в нижней части инструмента. Устройство предназначено для формирования в нижней части скважины сферообразного расширения, увеличивающего площадь опорной поверхности будущей колонны до диаметра 0,5–0,6 м. При погружении в грунт откидная лопатка поворачивается за счет собственной массы. Подъем шарнирно закрепленной режущей кромки осуществляется вручную с помощью металлического троса, конец которого закреплен на рабочей рукоятке.
Как работает фундаментный бур ТИСЭ
Расчет фундамента
Вычисления заключаются в подборе оптимального сечения, шага опор и глубины опирания. Для выполнения потребуется подготовить исходные данные:
- тип грунтов на участке;
- нагрузки от здания.
Расчет выполняют так же, как и для других буронабивных типов. Чтобы понять, какие почвы расположены на территории строительства, придется выполнить геологические изыскания. Для этого проводят ручное бурение или отрывают шурфы — глубокие ямы. Устройство фундамента ТИСЭ предполагает изучение почвы на глубину, которая на 50 см превышает предполагаемую отметку подошвы.
Для расчетов нужен не только тот слой, на который происходит опирание, но и все вышележащие. Свайный фундамент рассчитывается с учетом опоры на основание в нижней точке и с включением бокового трения.
Для сбора нагрузок от здания потребуется сложить массу всех его конструкций:
- фундаментов (предполагаемую);
- стен;
- перекрытий;
- перегородок;
- кровли.
