Преимущества и недостатки фундамента по технологии ТИСЭ

Фундамент ТИСЭ с ростверком, в каком случае применять, плюсы и минусы, технология возведения, виды ростверков. Мнение, что возведение надежного столбчатого фундамента для жилых домов всегда требует задействования спецтехники опровергает Технология индивидуального строительства и экологии. Буронабивные фундаменты ТИСЭ успешно закладываются своими силами практически на всех типах грунта и выдерживают вес любых малоэтажных построек.

Характеристики фундамента ТИСЭ

Фундамент ТИСЭ представляет собой конструкцию, которая формируется из ростверка, опирающегося на опорные столбы с расширенными концами в виде подошвы. Они не могут считаться традиционными сваями. Опоры для подобного фундамента погружаются на меньшую глубину, чем уровень промерзания почвы. Сваи отличаются от них отсутствием расширения в нижней части.

Преимуществом фундамента, созданного по технологии ТИСЭ, является его способность нивелировать существующие силы пучения. Они всегда возникают в межсезонье при замораживании или оттаивании грунта и могут стать причиной разрушения несущих конструкций здания.

Фундаменты ТИСЭ

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.

Плюсы и недостатки фундамента ТИСЭ

Строительство фундамента по технологии ТИСЭ имеет свои преимущества и недостатки.

Плюсы:

  • доступность;
  • экономия рабочей силы;
  • небольшое количество строительных материалов;
  • практически полная автономность строительных работ;
  • надежность.

Минусы:

  • невозможно сделать подвал размером во всю площадь дома;
  • необходимо оборудовать отмостку большой ширины;
  • поскольку работы ведутся вручную, бурение твердых или каменистых грунтов может вызвать определенные трудности;
  • для этого типа конструкции не подходят илистые, обводненные почвы и болотистые местности.

Несмотря на имеющиеся недостатки, данная технология строительства на сегодняшний день является наиболее экономичной и прогрессивной.

Используется в качестве сейсмоизоляции в сейсмоактивных районах

Технология возведения фундамента ТИСЭ с ростверком

Работам предшествует обязательный расчет схемы фундамента.

Количество, сечение и глубина заложения свай и параметры ростверка подбираются с учетом УГВ и несущих способностей грунта, уровня его промерзания, ожидаемых весовых нагрузок и плана постройки.

Но нормам опоры ТИСЭ закладываются на 20-30 см ниже глубины промерзания почвы, несущая способность одной сваи подбирается из таблиц по типу почвы, а количество – находится путем деления общего веса здания на полученную величину. При составлении схемы свайного поля опоры сначала ставят по углам и точкам пересечения с капитальными перегородками и лишь потом – равномерно под несущими стенами дома с шагом в пределах 1-3 м.

Незначительные неровности участка нивелируются ростверком, при уклоне свыше 10 ° фундамент с ростверком делается ступенчатым. После расчета конструкции и подготовки материалов работы ведутся по простой схеме:

Площадка очищается от мусора, верхнего слоя плодородной почвы и корней крупных растений.

С помощью арматуры, обносных досок и натянутого шнура проводится разметка мест бурения скважин и уровня ростверка. Колышки и арматура закладываются в центах всех будущих опор, со сверкой осей и диагональности.

С помощью ручного или бензинового бура подготавливаются скважины с расширениями в нижней части. Порядок работ на этом этапе зависит от типа почвы. Так, на глинистых или не осыпаемых грунтах вначале стоит пробурить все цилиндрические участки скважин и лишь потом, после смены насадки и предварительного полива скважин водой – бурятся расширения. На участках с высоким УГВ или рисками осыпания, наоборот, каждая опора подготавливается и по возможности бетонируется отдельно (в особо сложных случаях – с одновременной закладкой защитных рукавов из рубероида или плотного п/э).

Подготавливаются и опускаются в скважину четыре стержня или связанные каркасы из арматуры с профилированным сечением не менее 12 мм (отклонения в меньшую сторону или сокращение числа прутьев допускаются лишь при возведении ограждений или второстепенных построек). Длина арматуры при этом должна достаточной для будущей связки с ростверком.

Расширенная часть скважины заливается бетоном с маркой прочности не ниже М200. Насыпать на дно скважин песок при этом не рекомендуется.

В скважину опускается заранее подготовленный рулон из рубероида или аналогичных материалов, также выступающий выше уровня грунта как минимум на 10 см. Верхняя часть гибкой опалубки обвязывается проволокой и слегка засыпается грунтом или смесью песка и керамзита. Данный этап проводится без технологических задержек с предыдущим.

Бетоном заливается оставшиеся участки, после аккуратной выгонки воздуха длинным штырем опора оставляется в покое до окончательного отвердевания.

К монтажу ростверка любого типа приступают не ранее чем через 2 недели после заливки опор. Опалубку для самой распространенной ж/б конструкции собирают из досок с толщиной от 1 см и выше, саморезов и брусьев для нижних и боковых подборок.

Читайте также:  Как сделать свайный фундамент для бани своими руками

Арматура свай и будущего ростверка жестко связывается (но не сваривается) между собой, дно опалубки обязательно изолируется пленкой. При оптимальной схеме нижняя часть ростверка поднимается над грунтом на 15 см, верхняя – возвышается на 30-40 см, ширина ленты полностью совпадает с толщиной стен (включая прослойки будущего утеплителя).

Бетонирование ростверка ведут без перерывов, с выгонкой воздуха и стандартным уходом. К возведению стен приступают не ранее чем через 28 дней, вне зависимости от выбранного материала строительства.

Совет!! Если у вас не получается сделать расширение грунта для заливки с помощью специального бура (если говорить честно, то это процесс трудоёмкий), то можно сделать ямобуром лунку большего диаметра, залить пятку, потом выставить опалубку из труб или руберойда, залить сваю и обсыпать грунтом или лучше песком.

Свайные опоры ТИСЭ

Минус классических свай — при сильном пучении выталкиваются почвой. Во избежание такой ситуации, под опорой стали выполнять армированную бетонную подошву. Но траты на строительство параллельно растут, требуется большой объем земляных работ.

Выход — сваи ТИСЭ. Их конструкция у основы предполагает куполообразное утолщение. Котлован не требуется. Формирование расширения выполняется ножом. Его крепление производится к фирменному типу бура, создавая в полости земли расширенный купол. Технологический процесс введения свайной опоры в землю ничем не отличается.

Конструкция сваи ТИСЭ

Практика создания небольших расширений под сваю была. Выполняли круговые движения лезвием на длинном шесте. Делали микровзрывы. Новаторская идея — конструкция бура с открывающимся лезвием, поддающимся регулировке. Сделать расширение стало легче.

Положительные, отрицательные стороны

Свайная опора ТИСЭ имеет свои положительные и отрицательные качества.

Плюсы:

  • высокий уровень сопротивляемости силам пучения;
  • не требуется строительная спецтехника;
  • фундаментная нагрузка распределяется на большую площадь, уменьшая риск появления неравномерных усадок;
  • низкая себестоимость изделия при хороших эксплуатационных и технических характеристиках;
  • проектируется для капитальных строений разного уровня сложности. Разрешено использовать для зданий в три этажа;
  • небольшой объем выполнения земляных работ.

Если в проектной документации предполагается сооружение свайного цоколя, есть смысл применить опоры ТИСЭ. Объем работ увеличится незначительно. Но надежность основания дома повысится в разы. Если учесть, что сложно определить почву под каждый элементом сваи, предугадать пучение окажется сложно. Повышение надежности будет кстати.

Минусы:

  • «пятка» свайного элемента не поддается качественному армированию. Даже после опускания арматурного каркаса до упора, расширение не станет армированным. Появляется риск разрушения имеющего утолщения;
  • невозможность обустройства подвального этажа;
  • сложности с буром. Отличие конструкции: емкость с составным днищем. Пластины, формирующие дно, соединены с 4 лезвиями под углом. При вращении буровой установки наблюдается разрыхление почвы. Дно конструкции не сплошное. Земля попадает в корпус. Придется ее самостоятельно удалять.

Конструкция бура для сваи Технология обращения с буровой установкой:

  • произвели несколько оборотов бура вокруг своей оси;
  • вынули бур;
  • удалили накопившуюся землю;
  • снова ввели бур в почву и по аналогии.
Читайте также:  Замерзли в парилке? — утепляем фундамент бани!

Технология работы с буром Масса буровой установки небольшая — 7-8 кг. Но нужно учесть еще несколько килограмм почвы. Работы выполняются часто. Физически придется постараться. Утомительно будет однозначно.

Расчет фундамента

Перед началом практических работ необходимо выполнить расчет фундамента ТИСЭ с ростверком, в результате которого определяется количество свай.

  1. Рассчитывается общая нагрузка на фундамент. Учитывается вес строительных конструкций возводимого объекта, дополнительная нагрузка (снеговая, ветровая).
  2. Определяется несущая способность одной опоры. Эта часть расчетов без знаний о характеристиках грунта невозможна. Для решения вопроса не помешает обращение к сотрудникам архитектурного отдела городской администрации или в проектную организацию.
  3. Нагрузка здания делится на несущую способность одного столба, тем самым, получается расчетное количество свай.
  4. На схеме здания распределяются опоры. Вначале охватываются углы и пересечения стен, затем оставшееся количество распределяется по периметру на равных расстояниях друг от друга.

Несущая способность фундаментных столбов ТИСЭ в зависимости от вида грунта

Плюсы и минусы свайного основания

У каждого основания имеются плюсы и минусы. Это далеко не универсальный вариант для любого грунта. Не для каждого участка он подойдет. Зато стоит такое основание под частный дом не так дорого, как фундамент плита или заглубленный ниже точки промерзания жб ленточный аналог. В винтовом исполнении опора на сваях обойдется на 30–40%, а в буронабивном – на 20–25% дешевле.

Среди плюсов рассматриваемого варианта можно выделить:

  • Возможность устройства там, где классические варианты нельзя сделать из-за высокого УГВ, пучинистого грунта или большой глубины промерзания;

  • Высокая скорость и предельная простота работ при самостоятельном их выполнении;

  • Экономичность – выбрав фундамент на сваях, во многих случаях можно сэкономить до трети выделенных на обустройства опоры для дома средств;

  • Минимум земляных работ – для ленточного либо плитно-монолитного аналога копать земли придется в разы больше.

Минусы у свайного фундамента следующие:

  • Сложность проведения расчетов при проектировании;

  • Возможность применения только для легких зданий;

  • Необходимость утепления пола и невозможность устройства подвала.

Чтобы такое основание прослужило долго, подготовку его проекта лучше доверить профессионалам. Здесь очень важны тщательные исследования грунта и грамотные расчеты. Необходимо заранее предусмотреть, как поведет себя каждая свая в будущем под нагрузкой. Малейшая ошибка – ростверк и стены на нем поведет сразу же. В результате даже кровля из металлочерепицы или профнастила на крыше будет повреждена, не говоря уж о треснувших перегородках внутри здания.

Пример на забивных сваях

Второй важный момент – это ограничения по весу строения. Тяжелый керамический кирпич или бетон для коттеджа на свайном фундаменте брать точно не стоит. Здесь больше приемлемы каркасные либо пенобетонные технологии. Они позволяют возвести легкие стены, которые простоят на винтовых либо буронабивных опорах долго и без проблем.

И вообще, прежде чем выбирать тип основания под свой дом, следует тщательно изучить, что такое СИП-панели, кирпич, брус, бревно, газо- и пеноблоки со всеми их характеристиками и плюсами с минусами. Вес стройматериала стен сильно влияет на выбор вида фундаментного основания.

Технология бурения скважин

Тут стоит помнить, что скважин для свай придется бурить много, поэтому стоит сначала просверлить отверстие под внешний диаметр сваи и уже затем его расширить. Если грунт плотный или каменистый, то лучше с вечера в углубление залить воду. Она до утра немного размягчит почву и с утра бурить на склоне или на открытой площадке будет существенно легче.

Много времени всегда уходит на заливку раствора, ведь только на один столб с расширением в 60 см пойдет около 30 кг цемента, а раствор должен быть умеренно жидким и плотным. При расширении скважины органы управления должны стоять на одном месте, а вращаться только плуг с направляющими.

Как выполнить армирование несущей конструкции

Для начала нужно определиться с необходимой длиной стальной арматуры и только потом начинать ее гнуть. Как правило, всегда предусматривается 15 см запас. Этот запас идет на радиус изгиба и на зазор ростверка. Если принимать за стандартную длину столба 1,5 м, тогда для армирования нужно использовать два прута по 3,7 метра каждый.

Читайте также:  Возводим столбчато-ленточный фундамент своими руками

Затем нужно сделать гидроизоляцию опалубки. Для таких целей подойдет дешевый строительный рубероид. Его нужно порезать на куски, скрепить в рубашку и только потом опустить в пробуренную скважину. Бетонирование происходит максимально быстро, можно одновременно заливать несколько углублений. Учитывая, что бетона пойдет очень много, лучше сразу предусмотреть бетономешалку.

Бур системы Яковлева

Собственно говоря, идея создания объёмного оголовка в нижней части сваи-опоры не нова. Ещё в середине прошлого века многие частные застройщики пытались сформировать подобные буронабивные конструкции с помощью различных методик. В одних случаях, для заливки такой опоры выкапывались или бурились ямы с диаметром, равным нижней, расширенной части сваи. После установки опалубки и заливки опоры пространство вокруг неё засыпалось грунтом.

Бур Яковлева

Другой вариант устройства расширяющейся к низу опоры – раздельная заливка. Сначала бурится широкая скважина, затем заливается нижний оголовок. После его застывания в скважину устанавливают опалубку меньшего диаметра и заливают бетоном. После снятия опалубки скважина также засыпается грунтом или гравийно-песчаной смесью.

Эффективность таких методов не столь высока: насыпной грунт не может должным образом противостоять силам пучения. Поэтому проведение широкомасштабных землеройных работ при установке свай может привести к обратному эффекту – ещё большему ослаблению грунта.

Чтобы оставить вокруг опоры нетронутый слой грунта, частные застройщики шли на всевозможные ухищрения, вплоть до устройства микровзрывов на дне скважины.

Конструктивные особенности

С изобретением бура инженера Яковлева подобные сложные методики ушли в прошлое. Данное устройство позволяет индивидуальному застройщику быстро и без особых усилий сделать фундамент ТИСЭ своими руками. Сама конструкция приспособления весьма оригинальна. Бур состоит из следующих частей:

Бур системы Яковлева
  • Рукоятка. Предназначается для вращения и углубления бура в почву.
  • Штанга. Основная часть конструкции, к которой крепятся все остальные части механизма.
  • Фиксатор. Служит для регулировки длины штанги и глубины бурения.
  • Откидной плуг. Расположен он в нижней части штанги и предназначается для подрезания окружающего грунта после опускания бура на необходимую глубину.
  • Нож. Предназначается для заглубления бура в почву.
  • Накопитель. В него собирается разрыхлённый грунт из скважины.
  • Шнур привода. Служит для управления откидным плугом – его выдвижения в сторону и складывания к штанге.

Масса бура в зависимости от модели составляет от 7 до 9 кг. Диаметр получаемой скважины от 20 до 30 см, размер утолщения-подошвы порядка 60 см.

Схема работы буром Яковлева предельно проста. Штанга выдвигается на необходимую длину и фиксируется в этом положении стопором. Затем инструмент заглубляется в почву вращательным движением рукояти. Время от времени, когда накопитель заполняется подрезанным грунтом, бур поднимается из скважины и очищается. По достижении нужной глубины с помощью шнура управления откидывается плуг. В результате в нижней части скважины формируется расширенное пространство, после чего плуг складывается, а бур вынимается из полученного отверстия.

Недостатки

Среди недостатков работы с буром Яковлева указывается сложность бурения плотных грунтов – глинистых или содержащих галечник. В этом случае необходима хорошая физическая подготовка, поскольку вращение инструмента и частое его вынимание для очистки потребуют немалых усилий. Но в целом, применение данного механизма намного упрощает весь процесс устройства скважины с расширенной подошвой.

Стоимость оригинального запатентованного инструмента составляет от 5 до 10 тысяч рублей, но многие домашние умельцы конструируют подобные буры своими руками.

Фундамент по технологии ТИСЭ не боится морозов

Зато опора установлена по технологии ТИСЭ не боится мороза — нижняя расширенная пятка надежно фиксирует ее и замерзший грунт не сможет сместить ее. Так что между возведением фундамента и строительством самого здания может больше времени и Застройщик сможет лучше подготовиться к будущим этапам строительства. 

Эта технология не ограничивается только уменьшением затрат на строительство, но она позволяет строить энергосберегающие и экологически безопасные дома. В этой технологии является специально разработанная схема микровентиляции, где традиционная вентиляция «с перемешиванием воздушных масс» заменена на принципиально другую с эффектом «вытеснения» воздуха через конструкцию так называемых «дышащих стен».