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.
Особенности технологии
Аббревиатура ТИСЭ расшифровывается как «технология индивидуального строительства и экология». Данная строительная методика была разработана и запатентована инженером Р.Н. Яковлевым, который, кроме самой технологии, создал также и специальный рабочий инструментарий – ручной бур с ножом особой формы.
Весь метод рассчитан на выполнение работ непрофессионалами – владельцами участка, своими руками без привлечения бригады квалифицированных строителей.
Сваи-столбы
Данная методика является по своей сути гибридной, вобравшей в себя плюсы столбчатых и свайных технологий. Чисто технически она относится к буронабивным, так как возведение фундамента ТИСЭ производится при помощи заливки бетона в заранее пробуренную скважину.
Отличительной особенностью сваи ТИСЭ является то, что она имеет своеобразную конструкцию с расширением в её нижней части. Подобного расширения не имеют другие сваи, предназначенные как для забивки, закрутки, так отливаемые по буронабивной методике. Данное расширение-подошва играет роль опорного основания и сближает сваю Яковлева с опорой столбчатого фундамента. Оно увеличивает площадь опоры каждого столба, уменьшая тем самым показатели удельного давления постройки на грунт.
Устройство фундамента ТИСЭ
Из-за того, что устройство опор производится исключительно с помощью мускульной силы человека, они обладают ограниченной несущей способностью. На нём не рекомендуется устанавливать чересчур массивные постройки – кирпичные дома или здания из монолитного железобетона.
Отлично подходит фундамент ТИСЭ для каркасного дома, также на нём можно установить гараж, баню или иное не слишком массивное строение. Помимо распределения давления веса здания на грунт, подошва сваи играет также роль своеобразного якоря.
Расширенное основание столба-опоры образует прочную сцепку с грунтом, препятствующую выдавливанию столба силами морозного пучения.
Область применения
Силы морозного пучения – принятое в строительстве обозначение свойства пропитанного влагой грунта при замерзании резко увеличиваться в объёме, образуя на поверхности земли твёрдые бугры. Силы пучения обладают настолько большой мощью, что способны сломать или выдавить на поверхность тяжёлые бетонные конструкции незаглублённых фундаментов.
Обычно при строительстве домов на водонасыщенных грунтах для борьбы с эффектом вспучивания применяются различные дорогостоящие технологии.
- Устройство эффективной дренажной системы. Дренаж предназначается для отвода грунтовых вод от основания здания. Работы связаны с проведением обширных земельных работ, выемкой грунта, укладкой отводных труб, заполнением траншей крупнофракционным материалом и т.д. Минус устройства дренажа – большие затраты времени и сил, а также высокие финансовые расходы.
- Использование в качестве несущей опоры для дома монолитной плиты. Мелкозаглублённый фундамент-плита заливается поверх песчано-гравийной подушки, смягчающей давление мёрзлого грунта. Отсутствие жёсткой сцепки основания с почвой дают ему возможность «плавать» – подниматься и опускаться вместе с грунтом, избегая деформаций и разрушения. Недостатки фундамента-плиты: он предназначается для небольших строений с малой массой. Если же необходимо возведение габаритных построек, например, двухэтажного жилого дома, то расходы на заливку плиты основания возрастают в геометрической прогрессии.
- Применение свай в качестве несущих опор. В данном случае свайная технология является наиболее предпочтительной. Сваи заглубляются ниже уровня промерзания почвы, что уменьшает силы пучения, воздействующие на основание здания. Заглублённые сваи позволяют оптимизировать процесс строительства на сложных грунтах, ускоряя и удешевляя работу благодаря отсутствию дорогостоящих землеройных работ. Но данная технология также имеет свои недостатки: в отдельных случаях сваи могут выталкиваться промёрзшим грунтом. Происходит это от того, что, замерзая, расширившийся грунт схватывает верхнюю часть сваи и увлекает её за собой вверх.
Технология ТИСЭ позволяет избежать возможного выдавливания сваи. Расположенное внизу расширение упирается в лежащие выше слои почвы, и мёрзлый грунт, поднимаясь вверх, просто скользит по поверхности сваи. Основное условие: ТИСЭ фундамент должен быть заглублён ниже уровня промерзания почвы, иначе опора будет попросту выдавлена снизу.
Фундамент ТИСЭ под дом
Данный показатель может иметь разные значения для каждого региона. Узнать уровень промерзания для определённого города можно из сводных таблиц СНиП.
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.
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
Читайте также:
Расходы на столбчатый фундамент ТИСЭ своими руками
Вот моя смета расходов на ТИСЭ (дом 100 кв.м.): — Трубы оцинкованные вентиляционные диаметром 250 мм 40 шт. (нарезаны в нужный размер от 50 до 100 см, т.к. на участке уклон) = 7800 руб. — Арматура 40 прутков арматуры по 11,7 метра, каждый разрезан на 6 кусков по 1,95 метров = 6700 руб. — Цемент 2 тонны = 10000 руб. — Пластификатор С-3 15 кг. = 1000 рублей — Шпильки и гайки с шайбами для свай — 2200 рублей — Рубероид 10 шт — 3000 рублей — ОПГС 15 тонн — 14000 рублей (можно заменить на 5 тонн щебня, получится дешевле) — Вибратор глубинный = 2500 — Бетономешалка — (дали просто так на первое время, потом пришлось брать в аренду, а так добавляйте 250 рублей в сутки или 7-10 тысяч рублей за покупку — цены на 2015 год, сейчас уже наверняка подороже). Итого: 48 тысяч рублей + бетономешалка. Если обобщить, то 50 тысяч + своя работа. С наемной силой около 100 тысяч.
Напоминаю о наших услугах — разработаем техническое задание на строительство дома для ваших строителей или вас, разработаем качественный проект каркасного дома недорого, а также привезем для вас Изоплат финского производства в любой регион.
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.
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.
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.
Заполнение бетоном
Если уровень грунтовых вод невысокий, никаких проблем не возникает: заливаете, обрабатываете вибратором. Все.
Если уровень грунтовых вод высокий, пятку можно заливать сразу после того, как ее сформировали. Нужно будет только вставить арматуру. Ее тогда вяжете до начала бурения. Заливку основной части скважины можно оставить «на потом».
Выставив арматуру и опалубку начинают заливать бетон
Если воды много и прибывает она быстро, понадобится большой мешок из плотной пленки с дыркой внизу. Вставляете его в скважину и льете бетон. Так как он плотнее, он вытесняет воду. Залив пятку, вытаскиваете мешок. Он пригодится для следующих свай.
В видео ниже продемонстрирована технология строительства фундамента со сваями ТИСЭ и высоким ростверком.
Что такое фундамент ТИСЭ и сфера его применения
По своей конструкции фундамент ТИСЭ относится к свайным основаниям. От классической версии он отличается тем, что имеет специальное расширение сферической формы в нижней части опоры, которое образует своеобразную «пяту».
Другим отличием можно считать наличие ростверка, представляющего собой ленточную монолитную конструкцию, которая служит как для объединения свай, так и для равномерного распределения нагрузки на несущие конструкции.
При этом в зависимости от геологической обстановки на участке монолитный ростверк, представляющий, по сути, импровизированное ленточное основание, может заливаться в опалубку, установленную, как правило, на высоте 100-200 мм от уровня земли.
Необходимость приподнять ростверк над землей связана с тем, чтобы минимизировать или полностью исключить воздействие на него сил от пучения грунта.
Но в некоторых случаях, например, на песчаных грунтах, допускается устройство ростверка в виде мелкозаглубленного основания.
Появление технологии напрямую связано с разработкой специального бура, позволяющего легко подготавливать скважину под заливку свай с расширением на конце.
При этом главная привлекательность этой технологии для частного застройщика была связана с тем, что объем работ и их трудоемкость по устройству фундамента для дома, сарая, бани и других построек являются сравнительно небольшими.
При этом справиться с такой задачей мог практически каждый владелец загородного участка: или самостоятельно, или с привлечением двух-трех помощников.
Использование технологии ТИСЭ позволяет возводить надежный фундамент, не подверженный воздействию негативных факторов, например, таких как высокий уровень грунтовых вод и пучение почвы.
Наличие расширения на конце сваи, нижний край которой уходит ниже уровня промерзания в грунт, позволяет обеспечить надежность и стабильность зданиям, фундамент которых возведен с использованием технологии возведения фундаментов ТИСЭ.
Кроме того, на участках с большой глубиной промерзания строительство ленточного основания является весьма затратным и трудоемким.
Возводить дома и здания с фундаментами ТИСЭ можно практически на любых грунтах, и именно из-за такой особенности такое основание считается универсальным. Единственным ограничением могут стать участки с плывунами.
