Оборудование для технологии ТИСЭ
Найти инструмент для выполнения работ по данной методике можно на строительных рынках, в специализированных магазинах и на сетевых площадках. Предлагается два вида буров — ТИСЭ — Ф и ТИСЭ – ФМ, каждый из которых имеет три рабочих диаметра — 200, 250, 300 мм. Первый вид имеет одну разбуривающую лопасть. Второй, более производительный, — две. Стоит он не намного дороже. Оба вида успешно применяются как для строительства фундамента, так и для некоторых сельхозработ на участке.
Чем больше диаметр, тем больший вес выдерживает конструкция. Свая 200 мм имеет основание 500мм. Опора 300мм — 600мм. Нетрудно посчитать, насколько экономичным оказывается применение данного способа. Площадь круга 300 мм равна приблизительно 70700 мм². Если же основание имеет значение 600 мм та цифра увеличивается до 282800 мм². Практически при удвоении диаметра площадь увеличивается в 4 раза.
Схема бура ТИСЭ — Ф300
Стандартная комплектация
Производитель предлагает готовый к использованию инструмент. Основное изделие состоит из следующих элементов:
- Рукоятка для вращения.
- Набор штанг. Основная и дополнительная секция, позволяющая регулировать глубину бурения.
- Грунтоподъемник. С его помощью собранная почва поднимается наверх.
- Бур с откидным механизмом для производства расширения.
Основной комплект может быть дополнен чехлом, запасными частями и элементами опалубки. С помощью оборудования ТИСЭ решаются все вопросы строительства фундамента. Возможная глубина скважины равна 2, 3 м при выполнении расширения у основания. Без последней операции можно создать отверстие до 3 м. Бур выполнен по особой технологии и промыкается в телескопической штанге после прохода плуга. По достижении заданной глубины выдвигается режущая часть, которая выполняет расширение.
Механизм сбора позволяет эффективно доставить отработанный грунт на поверхность. В последнее время увеличился спрос на дополнительный привод. Многие продавцы предлагают комплектовать устройство бензиновым двигателем, который существенно снижает трудоемкость. Затраты окупаются скоростью выполнения операция, меньшим утомлением исполнителя и не слишком существенно снижают экономическую выгоду при использовании технологии ТИСЭ.
Комплектация бура
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.
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.
Область применения
Строительство фундамента ТИСЭ
Данные преимущества свайного фундамента ТИСЭ и определяют область его использования. Это слабые болотистые почвы, а также глинистые, суглинистые и супесчаные грунты с высоким уровнем насыщения влагой. Именно такие почвы наиболее подвержены зимнему вспучиванию.
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.
Расчет фундамента
На этом этапе важно найти правильное расположение свай, просчитать их общее количество. Максимальное расстояние между единицами – 3 м
При разметке территории в масштабе определяют проекцию внутренних стен. На местах их сопряжения с несущей фасадной частью также обязательно устанавливается свая. Для облегчения расчета опытные мастера пользуются следующей формулой — средняя масса на 1 м2готового дома составляет такие значения в зависимости от материала изготовления:
- строения из кирпича и блоков — 2400 кг:
- пенобетон, газобетон — 2000 кг;
- каркасные, деревянные дома не более 1800 кг.
Несущая способность сваи диаметром 250 мм по технологии ТИСЭ варьируется в зависимости от грунта от 1,5 до 5 тонн. Точный расчет сможет сделать только специалист высокой квалификации. Но приведенной выше информации может быть достаточно, чтобы, используя эти значения, по минимальным показателям самостоятельно спроектировать фундамент. Каркасный дом площадью 100 м2 при строительстве на рыхлом грунте необходимо возводить на сваях в количестве приближающемся к 100. Распределяют их максимально равномерно по всему периметру и проекции простенков внутри здания. Если грунт надежный, то количество свай смело можно уменьшать вдвое. Приведенные примеры даны для варианта, когда выполняется фундамент ТИСЭ с ростверком. Опорные основы требуют меньшего количества свай. Ленточный фундамент, конструкция из бетонных балок, плит, заглубленных в почву, берет на себя часть массы дома.
Расчет свайно-ленточного фундамента Источник stroy-dom-pravilno.ru
Основные плюсы и минусы использования свайных фундаментов ТИСЭ
Технология строительства домов на свайных основаниях ТИСЭ получила широкое распространение в частном домостроении, и причин для этого достаточно много.
Такой фундамент:
позволяет возводить здания любого назначения и с использованием различных строительных материалов. Рекомендуемая этажность строения при этом составляет 3 этажа;
обладает высокой способностью к сопротивлению силам пучения грунта;
наличие мощного монолитного ростверка из бетона обеспечивает равномерное распределение нагрузки на несущие конструкции;
предполагает выполнение небольшого объема земляных работ, справиться с которым можно без привлечения спецтехники;
невысокая стоимость возведения надежного основания. Связано это как с меньшим количеством используемых материалов, так и сравнительно небольшим объемом работ;
высокие темпы строительства;
возможность использования пространства под домом для прокладки коммуникаций, подвод и подключение которых можно производить практически на любом этапе строительства и даже во время эксплуатации здания.
Фундамент по технологии ТИСЭ имеет преимущества не только перед монолитным ленточным основанием, но и перед свайным, которое в некоторых случаях является единственно возможным выбором.
Связано это с тем, что на проблемных грунтах достаточно сложно спрогнозировать «поведение» каждой отдельной сваи в результате воздействия на нее сил пучения и других факторов.
Свая ТИСЭ может считаться лишенной такого недостатка, так как, обладая мощной «пятой», она имеет надежную и стабильную опору, площадь которой значительно больше (диаметр расширения составляет 600 мм), чем у обычной конструкции.
Некоторые сложности и недостатки технологии ТИСЭ
Но, несмотря на преимущества, использование технологии ТИСЭ:
- имеет ограничения (или вовсе не рекомендуется) на болотистых и илистых грунтах. Наличие плывунов на участке также является существенным ограничением для ее применения;
- не позволяет устройство полноценного подвала под домом, хотя эрзац-версия допускается;
- представляет определенную сложность на каменистых почвах, так как вести на них работы ручным способом достаточно проблематично: потребуется большая физическая сила, заменить которую можно использованием бура с механическим приводом;
- предполагает устройство увеличенной (более широкой) отмостки.
Существуют также и некоторые технологические сложности, и прежде всего это невозможность выполнения армирования расширения сваи.
Другая сложность связана с тем, что используемый разбуриватель ТИСЭ имеет оригинальную конструкцию, а принцип его работы основан на том, что он производит сверление, взрыхляя почву.
Поэтому возникает проблема, связанная с тем, что периодически требуется поднимать бур на поверхность и освобождать его от грунта, который скапливается в специальной емкости.
Формование стеновых блоков
Приготовленная жесткая смесь закладывается в форму с установленными вкладышами — пустотообразователями и уплотняется ручной трамбовкой. Излишки смеси удаляются скребком под верхний уровень вкладышей. Распалубка производится сразу после уплотнения. Небольшие выступы у дна формы охватывают нижний ряд блоков, препятствуя смещению. Тем не менее, через 4 -5 рядов все же лучше проверить отвесом вертикаль и положить армирующую сетку.
Армирование гибкими связями диаметром 6 мм из базальтовых волокон, их закладывают в каждый стеновой блок при его формировании.
Полный цикл формования одного блока занимает 5 — 7 минут. Таким образом, с одной опалубкой за день можно отформовать до 80-100 блоков. Разумеется, удобнее работать вдвоем или втроем: один месит, другой подносит смесь, третий формует блоки, и работа спорится. Если в конце рабочего дня стенку затереть, то она не потребует оштукатуривания: можно сразу шпатлевать и красить. А это — существенная экономия труда и средств.
Две стены и гибкие связи образуют жесткую и устойчивую конструкцию | Пеноизол дает утепление, как 3 метра кирпичной кладки |
Закупка материалов для свай.
Позвонил на ближайшие бетонные заводы. Хотелось ведь купить самых лучших ингредиентов для бетона, но в дальнейшем оказалось не все так просто.
На первом заводе мне сказали, что песка мне они не привезут, впрочем как и щебня. Вернее они конечно могут, но шаландой в 30м3. Зато узнал все о их бетоне.
Выходные прошли без толку и я подумал, что если я и дальше буду так тормозить то строиться придется долго. С утра на следующих выходных позвонил в другое место и договорился, что через час мне уже привезут и песок сеяный и щебень гранитный фракция 5–20 по 10 кубов.
Я едва дошел до участка, как позвонил водитель, привез щебень. Выгрузил в указанном месте без проблем и уехал за песком. Щебень отличный не то, что мой предыдущий с кучей пыли и с плохой геометрией (сильно лещадный).
У нового щебня еще и геометрия близкая к кубической форме.
С песком было все гораздо хуже. Песок тяжелее и Камаз застрял намертво, причем упершись в кучу с щебнем. Какого черта водитель вообще туда заехал, не понятно. Пришлось выгружать прямо там. На песок накинули полиэтиленовую пленку, чтобы отделяла его от щебня и водила выгрузил кузов.
Пустой грузовик кое–как смог выползти из образовавшейся колеи и уполз.
Не знаю где водила взял этот песок. Менеджер уверял меня, что они делают из него бетон и песок просеянный. Не знаю через, что они его там просеяли, но песок оказался не сеяный и содержал множество камней размером до апельсина.
Сделал свой анализ песка. То бишь набрал пол литровой банки песка. Залил доверху водой. Взболтал и оставил на 15 минут. Содержимое банки четко разделилось по фракциям.
Далее берем линейку и измеряем толщину слоев. Потом переводим в проценты. Анализ конечно очень приблизительный, но представление о песке дает. У моего песка получилось около 4-6% глины (в зависимости от места пробы).
Хреновато для хорошего бетона. Буду просеивать. Должен получиться нормальный песок, так как в остальном он хорош. Довольно крупный. Предстоит лишняя работа, но сам виноват. Чистого (совсем без примеси глины) песка мне и не обещали, а то что не сеяный так сам лоханулся, покупал без документов.
Далее была закупка арматуры. Вот тут я офигел. Заказал арматурную сетку и шести метровую арматуру разного диаметра сразу на сваи, ростверк и цокольное перекрытие. А да еще 48 метров полосы на забор, чтобы сетка не провисала, хотя она и так не провисала вопреки предсказаниям всех.
Получилось около трех тонн. Я офигел ее разгружать, хорошо помог водила. Покидав арматуру и сетку, как попало, мы распрощались. Потом я еще три часа укладывал это все в ровные стопки, разделяя арматуру по диаметру.
На очередные выходные решил закупить цемент М500д0 20 мешков для начала, рубероид и по мелочи.
В субботу лил дождь, а в воскресение с утра прошел дождик, потом было сыро для грузовика и поздновато для заказа. Не хотелось мочить цемент и планы пришлось пересмотреть. Надо в отпуск.
Монтаж основания своими руками
После сбора данных по результатам гидрогеологический изысканий переходят к расчету фундамента, который позволит выбрать оптимальные параметры для конструктивных элементов. Имея на руках проект и чертежи можно приступать к строительным работам.
Расчет материала
Чтобы найти потребность в сваях, нужно знать общий вес дома и несущую способность одной опоры. Нагрузка от конструкции складывается из таких параметров:
- Веса стен, перегородок, перекрытий, кровли и пристроек.
- Полезной нагрузки, учитывающей массу людей, предметов интерьера и тяжелого оборудования (величина принимается равной 150–180 кг на м2 площади всех перекрытий).
- Массы снежного покрова (средняя величина по региону, равная 100–300 кг на м2 кровли).
Найденное значение умножается на коэффициент надежности (1,1–1,4) и делится на грузоподъемность одной сваи. Таким образом находят необходимое количество свай. Чтобы рассчитать шаг, периметр конструкции делят на количество опорных элементов. Шаг должен быть в пределах 1,5–2,5 м по СНиП. Точки размещения опор наносят на чертеж по контуру, начиная с углов.
Глубина закладывания фундамента должна быть на 20–30 см ниже уровня промерзания грунта (по результатам геологических исследований). Высота зазора между ростверком и уровнем земли, согласно технологии ТИСЭ, должна составлять 30–45 см (зависит от количества осадков и степени морозного пучения грунта). Высоту свай рассчитывают, исходя из этого зазора, добавляя к нему минимум 10 см – размер погружения опорного элемента в тело ростверка.
Ширину ростверка выбирают по толщине несущих стен, но не меньше диаметра свай, нависание над которыми допускается до 10 см. Высоту ростверка выбирают в пределах 30–60 см, учитывая климатические условия в регионе.
Чтобы найти потребность в бетоне, необходимо рассчитать общий объем фундамента. Для этого разбивают силовую конструкцию на простые фигуры. Объем одной опоры находят по формуле:
где H и R – высота и радиус сваи соответственно, а 10% – запас на пяту.
Объем одной стороны ростверка находят путем перемножения высоты и опорной площади. Полученные значения суммируют и добавляют запасом 5-7%.
Сложности при бурении
Камни размером больше 5 см нужно расшатывать и извлекать с помощью лома. Большие валуны не достают, а закапывают шурф и разрабатывают новую скважину рядом с проектной точкой.
При работе с сухой почвой может возникнуть другая проблема – осыпание стенок. В этом случае в шурф увлажняют водой, благодаря чему грунт уплотняется и лучше держит форму.
Как формировать расширение?
Для устройства расширения на дне скважины используют бур, оборудованный плугом, который можно выставлять в два положения – на 50 и 60 см. Выработанная почва попадает в грунтоприемник и по мере накопления извлекается.Движения плугом осуществляют по часовой стрелке, не прикладывая вертикальных усилий, чтобы не допустить чрезмерное углубление шурфа.
Работая с высокоплотным грунтом не обойтись без дополнительного инвентаря – прута с загнутым концом для разрушения твердого пласта земли. С этой целью можно также использовать мотыгу или плоскорез.
В таких геологических условиях допускается уменьшение диаметра пяты, так как несущая способность и так будет достаточно высокой.
Армирование и заливка бетоном
Перед бетонированием в скважину обязательно помещают армокаркас для придания жесткости конструкции, а выступающие над поверхностью арматурные пруты на следующем этапе строительства будут использованы для жесткой связки опор с ростверком.
Для заливки используют бетон прочностью М250–300. Вначале заливают пяту, затем помещают в скважину опалубку из свернутого в трубу листового рубероида, который должен выступать над поверхностью на высоту, равную значению надземной части опорных элементов.
Окружность в верхней части трубы обвязывают проволокой и укрепляют конструкцию щебнем, чтобы его стенки не разошлись под давлением раствора.
Расчет контура фундамента
Перед постройкой сооружения, вне зависимости от его типа, необходимо рассчитать параметры опор, которые в будущем станут основой для фундамента по технологии ТИСЭ.
Расчет будет включать в себя определение:
- глубины бурения;
- количества опор;
- шага(?между опорами, столбами).
Суть самого простого способа расчета контура фундамента заключается в вычислении несущей способности грунта.
В первую очередь, рассчитывается общий вес будущей постройки. Для этого необходимо знать массу всех составляющих здания – стен, полов, перекрытий, крыши и т. д.
Затем необходимо вычислить эксплуатационную нагрузку, т. е. вес мебели, техники, людей. Пренебрегать эксплуатационной нагрузкой ни в коем случае нельзя.
Еще один обязательный показатель – нагрузка снежного покрова. Он будет различным для разных регионов страны.
Несущая способность почвы и свай зависит от типа грунта, величины его сопротивления. Эту информацию можно получить из нормативных строительных документов.
Подходит практически для всех типов грунтов – от мелкого песка до тяжелой глины
Последний этап расчета фундамента – определение необходимого количества столбов, а также шага между ними.
Расчет контура фундамента
Перед началом устройства фундамента необходимо сделать разметку и расчет. Разметку производят при помощи; колышек, рейки, лески, рулетки и водного уровня.
Первым делом на месте будущей стены забиваются рейки, с запасом в 2 метра и к ним крепится леска.
Для определения первого угла отступается 1 м от рейки и забивается колышек, от него на длину стены забивается второй колышек. Рейки устанавливаются для нулевой точки опорной конструкции ТИСЭ для определения верхней точки ростверка применяется водный уровень.
Внутренний периметр ростверка определяется по рулетке, на ширину ростверка от внешнего края забивается внутренний периметр соединенный леской. Затем производится разметка под скважины. Можно определить середину между краями ростверка и натянуть леску, а по ней отмечать места для скважин.
Бурение скважин
Бур для скважин фундамента ТИСЭ.
В местах, где находятся отметки, копают на пол штыка ямки и бурят скважины. Бурение производят специальным инструментом фундаментный бур ТИСЭ. Этот инструмент ручной и состоит из рукоятки, штанги из двух секций, бура, накопителя грунта и откидной лопатки. Регулировка глубины производится штангой, грунт забирается и рыхлится грунтоприемником, а откидной лопаткой расширяется основание скважины.
Минус в бурении скважин заключается в том, что после бурения скважины нужно расширить ее основание, а для этого приходится перестраивать бур. Для оптимизации бурения, по советам специалистов, следует набурить несколько скважин, а затем расширить, это отнимет меньше времени, чем перестраивание бура.
Во время бурения бур со штангой вращаются, на штангу надевается откидная лопатка и прикрепляется шпилькой к грунтоприемнику. Подъем лопатки производится шнуром, а спуск под давлением своего веса. После расширения скважин производится армирование и заливка.
Бурение скважин.
Армирование свай
- Сваи армируются для того чтобы повысить их прочность. После того как зальются бетоном арматурные пруты свая получается железобетонной.
- Для армирования свай применяют арматуру диаметром 10-12 мм, для ростверка используется более тонкая арматура.
- Армирование и заливка свай делается отдельно, так как с каркасом свай необходимо связать каркас ростверка.
- Заливка свай производится частями, после каждой части бетона в скважину опускают вибратор и производят уплотнение.
Заливка ростверка
- С помощью ростверка сваи соединяются. Таким образом нагрузка на сваи распределяется равномерно.
- Опалубка монтируется по технологии ТИСЭ. Внутрь опалубки закрепляется гидроизоляция – это необходимо для удержания в растворе цементного молочка.
- На дно опалубки насыпается песок и устанавливается каркас из арматуры, крепят с расстоянием до стенок 5-7 см. Заливка ростверка обязательно уплотняется виброплитой или глубинным вибратором.
- Залитый фундамент остается затвердевать, после этого опалубка снимается и удаляется песок.
