Буронабивные сваи своими руками: пошаговая технология устройства

Время на прочтение: 8 минут(ы)

Строительство фундамента не всегда означает, что вам неминуемо потребуется арендовать спецтехнику и нанять большую строительную бригаду. Яркий пример «DIY-подхода» в этой области — буронабивные сваи. Технология применяется в случаях, когда технически невозможно или неоправданно дорого возводить другие виды оснований.

В этом материале мы разберем, как сделать буронабивные сваи своими руками, какие материалы и инструменты понадобятся, и, главное, какие вопросы задавать специалистам при заказе фундамента на буронабивных сваях «под ключ», чтобы он не доставил вам проблем в обозримом будущем.

Буронабивные сваи — это фундамент, который заливается непосредственно на строительной площадке. В отличие от готовых забивных или винтовых свай, их изготавливают прямо на месте, в пятне застройки: сначала бурение скважины на проектную глубину, затем – послойное бетонирование арматурного каркаса прямо в этой самой скважине.

Как это работает:

1. Бурение скважины. Специальной установкой или ручным буром создается отверстие в грунте диаметром 200–400 мм и глубиной ниже уровня промерзания (от 1,5 до 3 метров). В слабонесущих грунтах для защиты стенок от обрушения используется обсадная труба.
2. Армирование. В готовую скважину опускается связанный из рифленой арматуры каркас. Он приподнимается строителями над дном на 5–10 см с помощью пластиковых фиксаторов, чтобы арматура полностью оказалась в бетоне и не контактировала с грунтом.
3. Бетонирование. Скважина заполняется бетоном марки М250–М300. Бетон подается через трубу-хобот снизу вверх, чтобы не было расслоения смеси и не образовались пустоты. После застывания получается свая с несущей способностью до 4–6 тонн.

Буронабивные сваи широко распространились среди самостройщиков благодаря относительно простой технологии устройства. Их удобно использовать при строительстве на небольших участках и для усиления уже существующего фундамента. Помимо этих сценариев, факторами выбора в пользу буронабивных свай являются:

• Слабые и водонасыщенные грунты. Если на участке торфяник, плывун или водонасыщенная глина, лента может треснуть от сил морозного пучения. Буронабивная свая проходит сквозь нестабильные слои и опирается на несущие породы, находящиеся ниже глубины промерзания.
• Перепады высот. Ростверк выводится в идеальный горизонт без дорогостоящих и трудоемких земляных работ по срезке грунта или подсыпке.
• Наличие валунов или строительного мусора. Механика процесса предусматривает дробление и выемку грунта, а если порода сильно замусорена, свая защищается обсадной трубой из стали.
• Строительство вблизи зданий. В отличие от забивных свай, буронабивные не создают ударных вибраций, которые могли бы повредить фундамент соседнего дома, бани или забора.
• Тяжелые конструкции. Кирпичные дома, беседки с массивной печью-барбекю, гаражи — буронабивные сваи выдерживают колоссальные нагрузки благодаря глубокому залеганию и монолитной структуре.

Выбор в пользу буронабивных свай делается также и благодаря ряду серьезных экономических и технических преимуществ перед «золотой классикой» бетонных фундаментов — лентой и плитой.

• Высокая несущая способность. Несущая способность буронабивной сваи складывается из двух слагаемых: сопротивления грунта под пяткой и силы трения бетона по всей длине. Одна свая диаметром 300 мм, заглубленная на 2,5–3 метра, способна воспринять нагрузку от 4 до 6 тонн.
• Экономия бетона и опалубки. Буронабивной фундамент — один из самых материалоэффективных. Вы заливаете бетоном только полезный объем тела сваи. Для плиты 6×6 м толщиной 30 см потребуется около 11 кубометров бетона. Для четырех буронабивных свай 300 мм — около 2–2,5 кубометров бетона.
• Долговечность. Срок службы правильно выполненного буронабивного фундамента составляет 50–100 лет и более. Заглубление ниже точки промерзания. Свая опирается на плотные, неподвижные слои грунта. Бетон не подвергается циклам замораживания-оттаивания, арматура защищена от коррозии толстым слоем бетона.

Буронабивные сваи предлагают балансное решение между инженерной стороной вопроса и экономической. Вместо того чтобы заливать бетоном весь участок под плиту или рисковать с забивными сваями в частной застройке, вы получаете точечные, прочные опоры, совершенно ничем не рискуя.

Для того чтобы правильно рассчитать буронабивные сваи под свой проект, вы можете применить пошаговый алгоритм для самостоятельной оценки параметров будущего фундамента еще до обращения к подрядчику.

Разметка и сбор данных. Начнём с анализа участка и проекта. Вам нужно зафиксировать четыре ключевых параметра:

• Общий вес постройки. Сложите вес всех материалов — стен, крыши, пола, печи, мебели, и добавьте эксплуатационную нагрузку +30% к массе конструкции.
• Тип грунта. Разные типы грунтов ведут себя под нагрузкой кардинально по-разному. Ошибка в оценке грунта приведет к тому, что свая либо просядет, либо будет вытолкнута морозным пучением.
• Глубина промерзания. Для средней полосы России отметка составит около 1,2–1,5 м. Главный принцип — свая должна опираться на твердый грунт, который залегает ниже этой отметки.
• Уровень грунтовых вод. Если УГВ на участке меньше 1,5 метров, при бурении вода будет активно прибывать в скважину. Любые попытки залить бетон без обсадной трубы обернутся выброшенными на ветер деньгами и гарантированным браком.

На начальном этапе выполняется разметка точек установки свай на участке: углы постройки и промежуточные точки с шагом 1,5–2,5 метра, все точки пересечения капитальных стен, а также зоны концентрации нагрузок — места под будущие печи, лестничные марши или тяжелые перегородки.

Выбор диаметра свай и глубины. В этом пункте речь идёт о двух главных параметров, от которых зависит несущая способность сваи.

• Диаметр. Чем больше диаметр, тем выше нагрузка, которую выдержит свая. Для легких каркасных построек и беседок достаточно 200–250 мм. Для кирпичных домов или конструкций с тяжелой печью — 300–400 мм.
• Глубина. Свая должна пройти слой промерзания и опереться на плотный грунт. Точную цифру покажет пробное бурение на участке или полноценное геологическое исследование.

Ориентировочная несущая способность одной сваи (для суглинка средней плотности):

• Диаметр 200 мм, глубина 2 м = около 2 тонн
• Диаметр 300 мм, глубина 2,5 м = около 4–5 тонн
• Диаметр 400 мм, глубина 3 м = около 8–10 тонн

Расчет количества свай. Чистая математика — это лишь первый шаг к итоговому расчёту. Реальное количество свай определяется схемой их расстановки под несущими стенами и углами. Для того чтобы посчитать приблизительное количество буронабивных свай можно воспользоваться упрощенной формулой:

Количество свай = общий вес постройки (с запасом 30%) ÷ несущая способность одной сваи

В качестве примера рассчитаем необходимое количество свай под бытовку 3х6 метров с каркасными стенами и кровлей из профнастила:

• Вес конструкции = 1,8 тонны (деревянный каркас, обшивка, утеплитель, односкатная крыша).
• Эксплуатационная нагрузка = 0,8 тонны.
• Запасом +30% = 3,4 тонны.
• Буронабивные сваи 200 мм, глубина 1,5–2 м = несущая способность – 1,5–2 тонны.
• Считаем: 3,4 ÷ 1,5 = 2,26
• 4 угла + 2 промежуточные опоры по длинным сторонам для бытовки 3×6 м нужно не менее 6 свай для равномерного распределения нагрузки и предотвращения провисания нижней обвязки.

Расчет бетона и арматуры. Объем бетона на одну сваю рассчитывается по формуле объема цилиндра: V = 3,14 × R² × H, R — радиус сваи, H — глубина. Свая диаметром 300 мм (R = 0,15 м) и глубиной 2,5 м потребует 3,14 × 0,15² × 2,5 = 0,18 кубометра бетона на одну сваю. На 8 свай уйдет около 1,5 кубометров бетона.

Что касается арматуры: на одну сваю обычно уходит 3–4 прутка рифленой арматуры диаметром 10–12 мм, связанных поперечными хомутами через каждые 30–40 см. Длина прутка = глубина сваи + выпуск 30–40 см для связки с ростверком.

Опалубка и обсадная труба. При расчете бюджета не забудьте про дополнительные материалы:

• Обсадная труба. Понадобится, если грунт сыпучий или в скважине стоит вода. Ее диаметр должен быть равен диаметру сваи или чуть больше. Длина = глубина скважины + 20–30 см запаса.
• Опалубка. Потребуется только для ростверка (если он железобетонный). Для легкого деревянного или металлического ростверка опалубка не нужна.
• Песчано-щебёночная подушка. Укладывается на дно каждой скважины (15–20 см) — обязательный элемент, который не даст бетону просесть в грунте.

Самостоятельно рассчитать буронабивные сваи для легкой постройки (беседки, навеса, хозблока) реально, если вы понимаете принципы расчета и не экономите на пробном бурении. Для тяжелых капитальных строений расчет обязательно должен выполнять профессиональный инженер-конструктор с привязкой к геологии участка.

Для заливки буронабивных свай своими руками вам просто необходимо грамотно подготовиться. Наличие правильного инструмента, во-первых, ускорит работы и, во-вторых, увеличит вероятность, что вы не допустите критических ошибок в процессе. Итак, составим список необходимого.

1. Инструменты для разметки и земляных работ

• Рулетка (10–20 м) и строительный шнур-причалка.
• Деревянные или металлические колышки для разметки точек бурения.
• Строительный уровень пузырьковый или лазерный нивелир.
• Ручной садовый бур, мотобур или аренда ямобура.
• Штыковая лопата для снятия верхнего слоя дерна.

1. Материалы для армирования и опалубки

• Рифленая арматура класса А500С. Диаметр 10–12 мм или 12–14 мм.
• Вязальная проволока диаметром 1,2–1,6 мм.
• Пластиковые фиксаторы – «стульчики» или «звездочки».
• Обсадная труба при необходимости: канализационная рыжая ПВХ-труба (диаметр 110–160 мм), асбестоцементная или стальная труба.
• Рубероид или гидроизол для гидроизоляции верхней части сваи.

1. Материалы и инструменты для бетонирования

• Бетон марки М250 или М300 (класс В20–В22.5). Можно заказать готовый с миксера или замешивать самостоятельно из цемента М400, песка и щебня (фракция 20–40 мм).
• Глубинный вибратор для уплотнения бетона (или инструмент для ручного штыкования).
• Емкость для замеса.
• Воронка.

1. Средства индивидуальной защиты (СИЗ)

• Плотные рабочие перчатки.
• Защитные очки.
• Спецодежда и закрытая обувь.

Составьте этот список в виде чек-листа и проверьте его наличие перед началом работ — это простое правило спасет вас от простоев. Как только вы замешали раствор или приняли миксер, у вас есть 1,5–2 часа на заливку. Если в этот момент вы обнаружите, что не хватило вязальной проволоки или сломался бур, бетон начнет схватываться в корыте.

Устройство буронабивного фундамента состоит из нескольких последовательных этапов. Рассмотрим весь процесс от разметки участка и бурения скважин до того, как залить буронабивные сваи бетоном.

Снимите верхний слой плодородной почвы на глубину 15–20 см в зоне будущего фундамента. С помощью колышков, шнура-причалки и рулетки вынесите оси здания. Обязательно проверьте диагонали прямоугольника. Если они равны, углы идеально прямые. В точках пересечения осей вбейте короткие колышки или арматурные штыри — так вы обозначите центры будущих скважин.

Установите бур строго вертикально в намеченную точку. Используйте строительный уровень, прикладывая его к штанге бура с двух перпендикулярных сторон. Начинайте бурение, периодически вынимая инструмент для очистки от грунта.

Скважина должна проходить ниже глубины промерзания грунта, которую вы установили с помощью геологического исследования или карты с нормативными глубинами промерзания для вашего региона. Если бур идет туго и вытаскивает плотную, однородную породу — вы достигли цели.

Для беседок и бытовок достаточно ручного бура или бура ТИСЭ с расширителем на конце для увеличения площади опоры. Для строительства фундамента для дома лучше использовать мотобур или арендовать малогабаритную буровую установку.

На дно готовой скважины засыпьте 10–15 см песчано-щебеночной смеси и утрамбуйте её черенком лопаты или длинным штырем. Если грунт сыпучий или в скважине стоит вода используйте обсадную трубу. Она должна плотно сесть на дно и выступать над поверхностью земли на 15–20 см.

Вяжите арматурные каркасы заранее. Соберите все каркасы на ровной площадке рядом с объектом — так будет удобнее для вас и быстрее в целом. Чтобы еще больше ускорить процесс вязки сделайте шаблон — простое приспособление из двух досок, чтобы быстро гнуть хомуты арматуры под один размер.

Опустите в скважину заранее связанный каркас. Каркас не должен касаться дна или стенок скважины. Используйте пластиковые фиксаторы («стульчики» или «звездочки»), чтобы обеспечить защитный слой бетона 3–5 см со всех сторон. Верхние концы арматуры должны выступать над обрезом трубы на 30–50 см.

Подавайте бетонную смесь в скважину порциями по 30–40 см. Для удобства используйте самодельную воронку из разрезанной пластиковой канистры или специальную хобот-трубу, чтобы бетон не падал с высоты и не расслаивался.

После каждой порции обязательно штыкуйте бетон длинным прутом арматуры или используйте глубинный вибратор. Штыковать бетон нужно для того, чтобы выгнать пузырьки воздуха и предотвратить образование раковин внутри тела сваи. Заполняйте скважину до самого верха или до проектной отметки на обсадной трубе.

Накройте верхушки залитых свай кусками рубероида или полиэтиленовой пленкой, чтобы предотвратить быстрое испарение влаги и растрескивание бетона. В жаркую погоду поливайте верхушки водой 1–2 раза в день в течение первой недели.

Полную нагрузку на сваи можно будет давать только через 28 дней, когда бетон наберет 100% проектной прочности.

Буронабивные сваи с ростверком — это продуманная инженерная система, которая адаптируется под любые условия участка. Для большинства дачных построек — беседок, бань, каркасных домов, домов из газобетона до 2 этажей — они являются вполне целесообразным решением.

Связка свай ростверком строго обязательна: для малоэтажных объектов чаще всего используют ленточный ростверк, который равномерно распределяет нагрузку между опорами. Обсадные трубы применяются по реальной необходимости — на сыпучих грунтах или при высоком уровне залегания грунтовых вод.

В конечном счете, буронабивные сваи могут обеспечить в конкретных условиях баланс цены и надежности: быть экономичнее монолитной плиты, но гарантировать сопоставимый срок службы вкупе с защитой от сил морозного пучения. Главное правило — не экономить на качестве бетона, глубине бурения и правильном армировании.

Да, для легких построек — беседок, бань, хозблоков — вполне реально. Однако для капитального дома настоятельно рекомендуется привлекать специалистов, которые привлекут геологов, инженеров для расчётов, малогабаритную буровую установку и гарантируют все плюсы профессионального подхода.

Для стандартного одно- или двухэтажного каркасного дома оптимальный диаметр — 200-250 мм. Если участок стоит на слабых грунтах (торфе, водонасыщенной глине), или вы запланировали обустроить печное отопление с тяжелым каменным очагом, то диаметр рекомендуется увеличить до 300 мм для запаса прочности.

Буронабивная технология универсальна и идеально подходит для сложных условий: пучинистых глин, торфяников, плывунов и участков с большим перепадом высот. Единственное строгое ограничение — скальные породы, которые невозможно пробурить стандартным садовым или шнековым оборудованием без дорогостоящих алмазных коронок.

Несущая способность напрямую зависит от диаметра и глубины залегания твердого несущего слоя. В среднем, одна свая диаметром 200 мм выдерживает около 2 тонн нагрузки, а диаметром 300 мм — от 4 до 6 тонн, чего с избытком хватает для любого малоэтажного частного строительства.

Разделите общий расчетный вес постройки (с запасом 30% на снег, мебель и ветер) на несущую способность одной выбранной сваи. Однако математический минимум всегда корректируется конструктивной схемой: сваи обязательно устанавливаются в углах здания, на пересечении несущих стен и под зонами точечных нагрузок — печью, лестничным маршем.