Бурение скважины под опору

Рисунок 138. Разметка опор с использованием обноски

После устройства обноски приступают к наметке центров будущих опор фундамента. Для этого надо натянуть нити по линии центров опор (Рисунок 133,138). В соответствии с рассчитанным шагом опор с применением отвеса намечают центры опор фундамента, куда забивают заметные небольшие колышки из дерева или металлического прутка. Точность указания центра опоры в боковом направлении – 1 см, а вдоль ленты-ростверка – 10 см. л

Из личного опыта

Пригласил на устройство фундамента двух работяг. Под моим контролем сделали обноску, наметили столбы. Своих забот у меня было много, поэтому оставшуюся часть работы я контролировал частично (проверял расширение опор внизу). Отлили опоры, приступили к разметке опалубки под ростверк. Оказалось, что линию опор по одной стороне дома они закосили на 20 см! В плане разбивка опор напоминала прямоугольную трапецию. Почему? "А там были корни деревьев", – объяснили невозмутимые жители Средней Азии.

Вышел из положения. Откорректировал положение дома, сохранив его размеры; допустил нецентральное расположение опор относительно ростверка, считая, что его жесткая рама с этим справится. Ширину ростверка пришлось увеличить с учетом расположения "косых" опор.

Бурение цилиндрической части скважины выполняется фундаментным буром ТИСЭ-Ф со снятым плугом (Рисунок 139, а).

Рисунок 139. Создание опоры с применением фундаментного бура ТИСЭ-Ф:
А – бурение скважины; Б – расширение скважины; В – установка арматуры опоры; Г – заполнение скважины бетоном и закладка толевой рубашки; Д – разбивка опор; 1 – фундаментный бур; 2 – скважина; 3 – откидной плуг; 4 – арматура; 5 – толевая рубашка; 6 – фундаментная опора

Перед началом бурения точно вокруг намеченного центра опоры лопатой "на штык" делают углубление под размещение накопителя грунта. Для контроля глубины бурения на полностью раздвинутой штанге бура можно краской сделать отметку соответствующую намеченной глубине бурения.

Глубина бурения на строительной площадке с уклоном задается от поверхности грунта у намеченной скважины, а не от какой-то общей для всего строения горизонтальной плоскости.

Рисунок 140. Обрушение
скважины при высоком
уровне грунтовых вод

Бурение осуществляют вращением бура по часовой стрелке. По мере заполнения накопителя грунта бур поднимают и опорожняют. Если грунт сухой и жесткий, то одновременно разбуривают несколько скважин, каждую из которых периодически штыкуют прутком арматуры или остро заточенной лопатой. После заполнения скважин водой твердый грунт размягчается и легче разбуривается.

Наличие в грунте камней может создать для застройщика определенные проблемы. Камни до 5 см бур свободно "проглатывает". Камни большего размера приходится извлекать иным путем – расшатывать их прутком арматуры, доставать мотыгой или тяпкой. Если не доходя до глубины промерзания 0,5 м попался большой валун, то расширение скважины можно выполнять непосредственно над ним. Если же валун оказался выше, то эту скважину следует заполнить грунтом, уплотнить и пролить водой, а затем приступить к бурению новой. В этом случае общую разбивку опор менять не следует. Допустимо местное уменьшение-увеличение шага до 0,5 м (Рисунок 129, в).

Сложности в работе возникнут и при высоком уровне грунтовых вод. Но они будут сказываться только при заполнении скважины бетоном. Следует учитывать, что в скважине с расширенной нижней частью вода может вызвать обрушение свода над расширением (Рисунок 140). Поэтому заполнять скважину бетоном в этом случае лучше всего сразу после бурения.

При высоком уровне грунтовых или паводковых вод закладку фундамента лучше осуществлять летом или осенью, когда верховодка уйдет.

Для уменьшения усилий, прикладываемых к рукояткам бура, некоторые застройщики удлиняют их.

Как правило, это приводит к скручиванию штанги бура, что исправить невозможно.

Для повышения эффективности бурения иногда приходится отгибать переднюю режущую кромку вниз, увеличивая тем самым "задний угол" резанья.

Образование в скважине полусферической полости выполняется плугом, который закрепляется на буре в одном из трех положений (Рисунок 139, б). Расширение диаметром 60 см – основная позиция плуга, предназначенная для создания опоры высокой несущей способности (Рисунок 136, в). Если строение легкое (щитовой дом, веранда, гараж), то расширение диаметром 50 см будет достаточным (Рисунок 136, б). Если опора создается под крыльцо или ограждение, то возможен диаметр 40 см (Рисунок 136, а). Расширение скважины осуществляется при вращении бура по часовой стрелке, без вертикального нажима на рукоятки. Бур можно вращать и против часовой стрелки, но от попадания грунта под накопитель он начинает подниматься вверх, "всплывать", затрудняя работу с плугом, упирающимся в свод сферической полости.

В процессе работы расширение скважины похоже на воронку. Снятый грунт по стенкам воронки скатывается в накопитель грунта, который опорожняется с каждым подъемом бура.

Когда расширение скважины выполнить сложно, то стоит вспомнить приемы, облегчающие этот процесс.

– Если штангой бура описывать коническую траекторию, то расширение скважины выполняется в более мягком режиме (Рисунок 141).

– На отдельных этапах разбуривания серьгу стопорного механизма можно снять со штанги. В этом случае двухзвенник будет как бы продолжением шнура, который управляет плугом (Рисунок 142).

Рисунок 141. Расширение скважины. Бур вращают по конической траектори

Рисунок 142. Расширение скважины, серьга снята со штанги

Рис 144. Долбёжный инструмент для разделки скважины в зоне расширения

– Если грунт слишком жесткий, то расширение необходимо выполнять в два перехода. Сначала работают с меньшим расширением (диаметр 40 или 50 см), а затем выполняют окончательное расширение, перед которым лучше сначала углубить скважину на 10 см (Рисунок 143)

– Если грунт слишком жесткий, то расширение можно выполнять, чередуя работу с плугом и работу с самодельным долбежным инструментом (пруток арматуры 12 – 14 мм с приваренной отогнутой лапкой из листа толщиной 3 – 5 мм) (Рисунок 144). На таком грунте выполнять расширение максимального диаметра нецелесообразно, т. к. несущая способность столба со средним диаметром и так достаточно высока. Лучше уменьшить шаг фундаментных столбов и, соответственно, увеличить их количество.

Рисунок 143. Расширение скважины в два приема: А – расширение малым диаметром; Б – окончательное расширение

Продолжительность бурения одной скважины с расширением сильно зависит от грунта. На песке это займет не более 30 минут, на глине – около 1,2 часа, а на жесткой глине – не менее 1,5…2 часов.

Армирование опоры – та подготовительная работа, которая может выполняться до начала строительства. Наиболее распространенный вариант арматуры для столбов – две скобы диаметром 10 – 12 мм (Рисунок 139, в). Их удобно гнуть трубой, заложив свободную часть прутка в узкую щель (Рисунок 145). Армирование опоры может выполняться с использованием отдельных прутков, связанных наверху друг с другом проволокой или веревкой. Верхняя часть арматуры может выступать за верхний обрез опоры, хотя в дальнейшем это может несколько затруднить устройство ленты-ростверка.

Рисунок 145. Изготовление арматуры опоры

Внимание

Если участок имеет уклон больше 10%, то арматуру следует выпустить в тело ростверка и не менее чем на 20 см. Жесткое соединение опоры с ростверком исключит возможность их отклонения при подвижках почвы.

Арматурой может служить и свернутая арматурная сетка (проволока 5 – 6 мм с ячейкой 100 – 150 мм).

В качестве арматуры можно применить практически любой длинномерный материал (угольники, железные полосы или прутки…).

Трубы использовать не рекомендуется. При высоком уровне грунтовых вод вода попадёт в полость трубы и, расширяясь при замерзании, создаст в массиве бетона растягивающие напряжения, способные разрушить его структуру. Если трубы находятся близко к краю опоры, то отслаивание бетона неизбежно (Рисунок 146). В дальнейшем образованные трещины будут насыщаться водой, разрушение бетона продолжится, а сама арматура; потеряв сцепление с бетоном, выключится из работы.

Рисунок 146. Разрушение бетона около арматуры: 1 – бетон; 2 – труба; 3 – лед

Если у застройщика кроме труб ничего нет, то располагать их следует ближе к середине поперечного сечения опоры. Для нормальной работы в бетоне на концах труб должны быть какие-нибудь выступающие элементы (резьбовые муфты, приваренные пластины или прутки…).

Рисунок 147. Срез опоры
без арматуры от действия
вертикальной нагрузки

Главное – арматура должна быть очищена от грязи, толстого слоя ржавчины, смазки и краски. Обычный тонкий налет ржавчины не помешает. Для проведения очистки подойдет стальная щетка или эквивалентная насадка на дрель. Очистка выполняется для обеспечения хорошего сцепления металла с бетоном.

Какой длины должна быть арматура?

Основное ее назначение – не дать пучинистым грунтам оторвать расширенную часть опоры. Исходя из этого, верхняя законцовка арматуры должна быть выше расширенной части не менее чем на 0, 7 м, т.е. высота петли – около 1,2 м.

Хотя армирование столбов необходимо, не следует излишне беспокоиться по этому поводу. После загрузки фундамента домом арматура столбов практически выключается из работы, так как растяжение, на которое она рассчитана, исчезает.

По полностью её игнорировать не следует. Арматура нужна и для того, чтобы фундаментный столб от сжатия не срезался (Рисунок 147).

Между прочим, такой, срез может возникнуть и в том случае, если при заполнении скважины бетоном кусочек гидроизоляции из полиэтиленовой пленки случайно оторвется или подвернется, оказавшись где-то в середине бетонного массива.

Основное правило при любом армировании: арматура должна быть в теле бетона не ближе 3 – 4 см от боковой поверхности (столба). Это необходимо и для защиты стали от влаги, и для полноценного включения арматуры и бетонного массива в совместную работу.