Технология фундамента

Надежное основание для вашего дома: пошаговая инструкция строительства ленточного фундамента

Ленточный фундамент является самым распространенным основанием сооружений разного типа, чему способствует его универсальность. Несмотря на повышенную трудоемкость и определенную сложность, его можно возвести своими руками.

Технология строительство ленточного фундамента (глубокого заложения и мелкозаглубленный) для дома требует соблюдения специфических правил и порядка работ.

Технология: подробная пошаговая инструкция изготовления своими руками

Как же правильно заливать ленточный фундамент? Рассмотрим процесс строительства поэтапно.

Подготовка земельного участка

Строительство дома начинается с подготовительных работ, когда необходимо осуществить следующие шаги:

1. Инженерно-геологические исследования. Их целью является определение состава грунта и его несущей способности, а также глубина залегания грунтовых вод. Проводятся исследования путем бурения скважин и отбора образцов. Полученные результаты учитываются при расчетах основных параметров фундамента постройки.
2. Проведение расчетов и составление плана. Определяется заглубление фундамента.
3. Установка ограждения. Оно может представлять собой временную ограду по всему периметру дома или забор, который останется и после завершения строительства.
4. Подготовка подъездных путей. Надо учитывать, что строительство может осуществляться в любую погоду, а использовать, возможно, придется грузовой автотранспорт, землеройную и подъемную технику. Один из самых простых вариантов – засыпка слоя щебня средней фракции.
5. Очистка стройплощадки от мусора и растительности. Пни деревьев выкорчевываются.
6. Выравнивание площадки.

Особенности возведения на неровном участке, уклоне

Определенные проблемы вызывает строительство на участках с неровным рельефом и на склонах.

Для того чтобы заложить ленточный фундамент на таких участках, нужно на них обеспечить отвод водных потоков, стекающих сверху. Для этого делается временная дренажная система.

Перед стройплощадкой копается поперечная, перехватывающая канава, которая будет собирать стоки. От нее делаются отводные канавы, проложенные по обоим краям участка, отводящие водные потоки от стройплощадки.

Важно учитывать, что этот дренаж является временным (только на период строительства), т.к. канавы нельзя прокладывать слишком близко к фундаменту. Окончательная дренажная система обустраивается уже после заливки основания.

Как делать разметку?

Следующий важный подготовительный этап – разметка фундамента. Прежде всего, обеспечивается привязка строящегося дома к существующим объектам. Минимально допустимые расстояния определены СП 30-102-99 и СП 53.13330.2011.

В частности жилой дом должен располагаться не ближе 3 м к соседнему участку и 5 м от проезжей части улицы. Расстояние между строениями – не менее 6 м.

С учетом «красных линий» уточняется местонахождение дома, и начинается непосредственная разметка:

1. Разметка производится по оси (средней линии) ленты фундамента. В одном из углов вбивается колышек, а от него прочерчивается направление фасадной стены.
2. По правилу «египетского треугольника» строится правильный прямой угол (вершина – вбитый колышек, а одна из сторон – прочерченная линия фасада). Правило основано на соотношении сторон в прямоугольном треугольнике 3:4:5 (катеты – 3 и 4 условные единицы, гипотенуза – 5). Прочерчивается направление смежной стены (2-ой катет треугольника).
3. На отмеченных линиях отмеряется длина соответствующих стен. Вбиваются колышки, определяющие расположение 2-го и 3-го углов дома. В этих углах опять строятся прямые углы по правилу «египетского треугольника». Пересечение 2-х новых линий (катетов) дает 4-ый угол дома.
4. Разметка правильного прямоугольника проверяется путем сравнения диагоналей. Их разница не должна превышать 1 см.
5. Контур бетонной ленты отмечается канавками на поверхности земли по всему периметру. Это позволит рационально копать траншею.

При рытье траншеи повредится разметка ленты, а потому она переносится за границы траншеи. Для этого устанавливается обностка, составляемая из вертикальных стоек, удаляемых от вбитых угловых кольев на расстояние 1-1,5 м по диагонали. Расстояние переноса должно быть строго одинаковым во всех углах. Обычно для обностки применяются деревянные рейки.

На высоте цокольной части дома между стойками натягивается шнур по всему периметру дома. Он формирует четкий прямоугольный контур фундамента, и становится ориентиром для проведения последующих работ.

Если план фундамента дома не имеет правильной формы, то вначале, все равно, строится прямоугольник, а затем вносятся необходимые коррективы. Так, например, обеспечивается Г-образная или трапецевидная форма.

После разметки несущих, внешних стен размечаются внутренние перегородки, под которыми также возводится фундаментная лента. В месте примыкания вышеуказанным способом строятся прямые углы. Расположение перегородок соответствует плану дома.

Определенные проблемы создает неровный рельеф участка. Здесь придется использовать нивелир. С его помощью размечаются точки на стойках обноски по высоте так, чтобы натянутый шнур формировал строго горизонтальную плоскость.

Подготовка траншеи

Рытье траншеи может обеспечиваться землеройной техникой или производиться вручную, в зависимости от размеров дома и заглубления фундамента. Важный ее параметр – глубина. Она равна сумме заглубления бетонной ленты и толщины подушки, гидроизоляции и утеплителя.

Для обустройства глубокозаглубленного фундамента глубина выбирается на 20-30 см ниже уровня промерзания грунта.

Для мелгозаглубленного ленточного фундамента (МЗЛФ) глубина зависит от свойств грунта.

• для непучинистых грунтов с глубиной промерзания до 2 м и для слабопучинистых, твердых грунтов с промерзанием до 1 м – заглубление на 0,4-0,5 м;
• для непучинистых грунтов с глубиной промерзания до 3 м и для слабопучинистых, твердых грунтов с промерзанием до 1,5 м – заглубление на 0,7-0,8 м;
• при больших глубинах промерзания – минимальное заглубление составляет 0,9-1 м.

Параметры регламентирует СНиП II-Б 1-62.

При рытье траншеи для ленточного фундамента следует соблюдать такие правила:

• ширина траншеи превышает ширину ленты на 50-60 см в каждую сторону;
• в плотных грунтах (глина, суглинок) можно формировать вертикальные стенки траншеи, в песчанике и супеси необходим их уклон на 8-12 градусов для исключения осыпания;
• дно траншеи уплотняется и выравнивается, что позволяет избежать перерасхода материалов;
• через каждые 50-70 см проходки делаются промеры глубины траншеи.

После завершения землеройных работ на дно траншеи засыпается подушка. Она составляется из слоя песка толщиной 30-50 см и щебня (гальки) толщиной 10-20 см. Укладка начинается с засыпки песком с увлажнением и уплотнением. Затем, формируется щебневый слой, который тщательно утрамбовывается и выравнивается. Общая толщина подушки составляет 40-70 см. Ширина ее должна превышать ширину бетонной ленты.

Поверх подушки укладывается геотекстиль и гидроизоляция. Для нее, чаще всего, используется толстая полиэтиленовая пленка или рубероид. Укладка обеспечивается в 2 слоя. Можно применить иные битумные материалы (технониколь, бикрост и т.п.).

Монтаж опалубки

Качество ленточного фундамента во многом зависит от правильности установки опалубки для заливки бетона. Она изготавливается из листовых материалов (фанера, ОСБ, металл, пластик) или обрезной доски шириной не менее 20 см и толщиной более 2 см.

Работа по монтажу осуществляется в таком порядке:

1. Из выбранного материала (чаще всего, доска хвойных пород) сбиваются щиты. Их высота должна превышать высоту фундамента на 5-7 см. Зазор между досками – не более 2-3 мм.
2. По всей длине траншеи с 2-х сторон вбиваются деревянные колья с шагом, не превышающим длину щитов.
3. Щиты устанавливаются в 2 ряда, параллельно друг другу и закрепляются на кольях. Расстояние между щитами строго соответствует ширине бетонной ленты (с учетом гидроизоляции).
4. Дополнительное укрепление опалубки обеспечивается откосами снаружи и горизонтальными распорками внутри конструкции.
5. Верхний край опалубки тщательно выравнивается с помощью строительного уровня.
6. На стенках опалубки изнутри закрепляется гидроизоляция, исключающая утечку влаги из раствора и самого раствора через щели щитов. Обычно применяется рубероид. Можно использовать геотекстиль.

По ходу установки опалубки в ней делаются продухи в виде закладок из пластиковых труб или короба. В дальнейшем через них можно вводить в дом инженерные коммуникации.

Армирование

Для придания требуемой прочности фундаменту необходимо армирование бетонной ленты металлическими элементами. Оно обеспечивается с помощью непрерывного по всему периметру армирующего каркаса.

Он монтируется из нескольких горизонтальных слоев стальной арматуры, связанных в единую конструкцию вертикальными стержнями.

Для МЗЛФ достаточно уложить 2 яруса, для ЗЛФ в зависимости от глубины может монтироваться 3 и более слоев на расстоянии 50-70 см друг от друга.

Горизонтальные слои формируются из 2-х параллельно уложенных арматурных стержней диаметром 12-16 мм. Вертикальные элементы изготавливаются из стальной арматуры диаметром 10-12 мм. При соединении их между собой сварка не применяется. Оно обеспечивается с помощью стальной вязальной проволоки.

Армирующие ярусы должны быть удалены от края бетона на расстояние не менее 3 и не более 8 диаметров арматуры. Обычно удаление составляет 5 см. При монтаже важно соблюдать принцип непрерывности армирующего каркаса по всему периметру фундамента.

Заливка бетона

Заливка бетона в опалубку осуществляется с учетом следующих нюансов:

1. Бетонирование обязательно производится в один прием, непрерывно, но слоями по 20-30 см с уплотнением вибратором. Предыдущий слой не должен «схватиться» (отвердеть) для исключения появления воздушных прослоек и границ между слоями. Должна сформироваться монолитная масса по всей высоте и длине ленты.
2. Раствор не должен сбрасываться с высоты более 120 см. Для удовлетворения этого требования монтируются специальные желоба для подачи бетона.
3. После завершения заливки обеспечивается надлежащий уход за бетоном. Для исключения быстрого испарения влаги фундамент укрывается пленкой. В течение 3-5 суток обеспечивается периодическое увлажнение. При необходимости осуществляется подогрев.

Важно обеспечить непрерывность процесса бетонирования, а это возможно только при использовании бетономешалки нужного объема или заказа готового раствора и доставки его бетоновозом. Опалубка снимается после полного отвердения бетона, т.е. не ранее через 10-14 суток.

Гидроизоляция

После демонтажа опалубки необходимо обеспечить защиту фундамента от воздействия влаги. Гидроизоляция может накладываться путем обмазывания, оклеивания, оштукатуривания или закрепления объемного покрытия. Наиболее эффективными оказываются комплексные методы. Важно, чтобы гидроизоляция образовывала непрерывный герметичный слой по всей поверхности стенок фундамента.

Один из наиболее распространенных вариантов реализуется следующим образом. Вся поверхность стенок бетонной ленты (снаружи и внутри сооружения) обмазывается битумом или битумной мастикой.

Сверху укладывается рубероид, причем с перекрытием полос 10-15 см. Сверху можно осуществить штукатурку с введением в раствор специальных добавок.

При проведении обратной засыпки зазора между фундаментом и стенками траншеи необходимо использовать только непучинистый грунт. Глина в этом случае не подходит. Снижает пучинистость песок.

Утепление

Теплоизоляция ленточного фундамента продлевает его срок службы и позволяет создать теплый подвал. При необходимости она накладывается на стенки бетонной ленты до монтажа гидроизоляции.

В качестве утеплителей, чаще всего, используются листы и плиты из:

• пенопласта,
• пенополистирола,
• пенополиуретана,
• пенополиэтилена,
• или маты из минеральной ваты.

В последнем случае повышаются требования к гидроизоляции. Можно использовать современные рулонные теплоизоляционные материалы.

Фото подборка процесса строительства ленточного фундамента:

Технология строительства ленточного фундамента

Одним из самых популярных типов фундамента при частном домостроении стал ленточный. Он позволяет возводить достаточно массивные здания, как с подвалом, так и без него. Существует два типа ленты — сборная и монолитная. Для выполнения работ предпочтительнее использование монолитного варианта, поскольку он не требует сложной грузоподъемной техники.

Преимущества и недостатки

Свое распространение монолитная конструкция получила благодаря серьезному списку положительных качеств:

• возможно устройство на нестабильных грунтах;
• высокая надежность;
• возможность обустройства подвала;
• высокая несущая способность;
• возможность самостоятельного строительства.

К недостаткам можно отнести:

• ограниченную область применения, не подходит для строительства на болотистых почвах;
• высокую стоимость по сравнению со столбчатыми фундаментами или в некоторых случаях монолитной плитой.

Виды ленточного фундамента

В зависимости от глубины заложения можно выделить три типа ленты:

• незаглубленная;
• мелкозаглубленная;
• заглубленная.

Первые два применяются для легких строений, третий тип может выдержать на себе нагрузку от каменного дома достаточно большой этажности.

По типу сечения различают ленточные фундаменты прямоугольного и т-образного видов. Т-образная лента способна выдерживать большие нагрузки и применяется для каменных зданий.

Устройство фундамента

Технология заливки ленточного фундамента делится на несколько этапов, к которым относятся:

• конструкторские работы;
• разметка местности и вынос осей;
• разработка грунта;
• устройство подушки под фундамент;
• опалубочные работы;
• армирование;
• заливка бетонной смеси;
• уход за бетоном в процессе набора прочности;
• распалубочные работы.

Чтобы построить дом без ошибок необходимо тщательно изучить все стадии строительства фундамента.

Разработка чертежей и расчеты

При возведении зданий массовой застройки эти работы выполняют инженеры-конструкторы. Они производят в полной мере расчеты по несущей способности и жесткости. Для частного дома можно упростить этот этап. На нем достаточно выполнить эскиз ленты и правильно подобрать ее тип. Чтобы это сделать, можно воспользоваться таблицей.

Тип фундамента	Область применения
Незаглубленный	Каркасные одноэтажные дома при расположении грунтовых вод близко к поверхности земли, легкие подсобные постройки, террасы, навесы, беседки
Мелкозаглубленный прямоугольного сечения	Каркасные и деревянные здания не более 2 этажей при условии расположения грунтовых вод на глубине более 1 м от поверхности земли
Мелкозаглубленный т-образного сечения	Каркасные, деревянные дома, здания из пенобетонных блоков, возможно строительство кирпичного одноэтажного дома
Заглубленный прямоугольного сечения	Индивидуальные дома из любых материалов
Заглубленный т-образного сечения	Многоквартирные жилые дома, здания общественного назначения

Глубина заложения определяется исходя из глубин промерзания грунта и наличия подвала. Если предусмотрен подвал или техническое подполье, высоту ленты назначают в зависимости от планируемой высоты помещения.

Также необходимо обращать внимание на уровень грунтовых вод в почве. Если он достаточно высок, нужно рассмотреть малозаглубленную конструкцию. Для строительства кирпичных зданий при высоком УГВ использую заглубленные фундаменты, но предусматривают их надежную гидроизоляцию и устройство дренажа.

Вынос проектного решения на местность

После того как выбран тип конструкции и созданы все эскизы или чертежи дома, можно приступать к разметке участка. Перед ее началом необходимо очистить территорию от мусора и посторонних предметов. Далее снимают верхний плодородный слой почвы, толщиной в среднем 150 мм. После этого можно приступать непосредственно к разметке в следующем порядке:

• обозначение внешних углов дома колышками и проверка расстояния между ними;
• соединение угловых колышков с помощью шнура или реек;
• проверка углов;
• сверка диагоналей дома;
• вынос внутренней поверхности наружных стен;
• разметка внутренних стен и их проверка методом углов и диагоналей.

Разработка грунта

После того, как основные размеры будущего строительства вынесены на местность, можно приступать к разработке грунта. Она может быть выполнена двумя способами:

• рытье траншей для зданий без подвала;
• отрывка котлована для зданий с подвалом.

Плодородный слой земли убирается полностью.

Второй вариант более трудоемок, но позволяет максимально использовать полезную площадь помещений дома. Разработку грунта можно выполнять вручную или с помощью землеройной техники. Глубина отрывки определяется исходя из суммы глубины заложения фундаментов и толщины подушки под них (далее о подготовке под ленту рассказано подробнее).

Траншеи под ленту.

Выкапывание траншеи или котлована начинают с нижнего угла, что позволяет контролировать ровность дна. Стенки должны быть ровными, не осыпаться. В зависимости от типа почвы при отрывке траншей определенной глубины может понадобиться раскрепление ее стенок. В среднем это значение находится в пределах 1-1,5 м. Это значит, что устройство заглубленных фундаментов требует принятия дополнительных мер безопасности на строительной площадке.

В процессе строительства необходимо периодически проверять глубину отрывки и ровность дна.

Подготовка дна выемки

Независимо от того, как разработан грунт (котлован или траншея), необходимо дополнительно выровнять его с помощью подушки под фундамент. Она выполняет следующие функции:

• выравнивание поверхности;
• правильное распределение нагрузки от фундамента на грунт;
• дренажная система.

Устройство подушки под фундаменты возможно из следующих материалов:

• песок;
• гравий;
• щебень;
• шлак.

Для песчаной подготовки монолитного фундамента применяют крупную или среднюю фракцию. Мелкий песок в процессе эксплуатации даст усадку. Помимо основных функций песчаная подушка также предотвращает появление сил морозного пучения в непосредственной близости от ленты.

Толщину песчаной подготовки принимают от 30 до 50 см. При насыпных грунтах толщина подушки может доходить до 1,5-2 м, так как выполняется замена основания с плохими характеристиками. Во время укладки необходимо помнить о послойном уплотнении подушки. Его можно выполнять следующими способами:

• вибрирование (лучший способ);
• проливка водой;
• уплотнение под грузом.

Использование песчано-гравийной смеси позволяет увеличить несущую способность, но повышает затраты на процесс строительства монолитного фундамента. При решении использования щебня в качестве подушки лучше выбирать гранитный материал с величиной фракции 20-40 мм.

Самым нежелательным материалом для подготовки основания монолитного фундамента является шлак. Он имеет очень низкую цену, но не обеспечивает высокой надежности и может быть опасен для человека.

Опалубочные работы

Опалубка для фундамента может быть съемной и несъемной. В качестве несъемной, которая существенно уменьшает трудоемкость процесса, могут применяться следующие материалы:

• бетон;
• металл;
• пенополистирол.

Пенополистирол (пеноплекс и пенопласт) отлично подойдут для незаглубленных и мелкозаглубленных конструкций. Он обеспечивает им дополнительное утепление при промерзании грунта.

В качестве съемной опалубки используются многоразовые щиты заводского изготовления или деревянные доски. При самостоятельном возведении здания применение щитовой опалубки экономически невыгодно. Также можно использовать листы влагостойкой фанеры.

Монтаж опалубки производят по предварительной разметке. Для деревянной конструкции сначала собирают каркас из колышков и горизонтальных направляющих, к которым и будут закрепляться доски или листы фанеры. После завершения установки для предотвращения протечек внутрь укладывают полиэтиленовую пленку.

Применение пенополистирола упрощает опалубочные работы, поскольку внутренний и внешний щиты уже соединены между собой, остается только собрать ленту по типу конструктора.

Армирование

Армирование ленты производится с помощью объемных каркасов. В большинстве случаев применяется два ряда продольной арматуры, но при большой высоте фундамента возможно армирование в большее количество рядов. Для усиления конструкции используют пруты диаметром 8-16 мм, которые назначают по расчету. Их длину подбирают исходя из геометрических размеров ленты, но необходимо предусмотреть защитный слой из бетона по 20-30 мм с каждой стороны, то есть стальная арматура не должна доходить до наружной поверхности конструкции на 2-3 см.

Обратите внимание на то как армирован угол, не просто пересекающимися прутками, а по специальной схеме анкеровки.

Для фиксации стержней в проектном положении желательно использовать пластиковые фиксаторы.

Приспособление для гибки арматуры в полевых условиях.

Соединение стержней арматуры сваркой имеет меньшую трудоемкость по сравнению с вязкой, но не рекомендуется к использованию, т.к. уменьшает прочность арматуры. Для небольших зданий возможно сваривание продольных прутов, но на углах все равно нужно использовать вязальную проволоку диаметром 3-4 мм.

Так же обратите внимание как армировано сопряжение П-образным хомутом.

Заливка бетонной смеси

Для фундамента достаточно использовать бетон М 200 — М 300. Для массивных кирпичных зданий высотой в несколько этажей может потребоваться более прочный бетон. Бетон может быть заводского и собственного изготовления. Более качественное основание получится из заводской смеси, поскольку на стройплощадке сложно соблюсти технологию приготовления. Работы могут проводиться двумя способами:

• непрерывный;
• послойный.

Непрерывный способ обеспечивает большую надежность конструкции. Если в работе необходимо сделать небольшой перерыв, ее выполняют послойно.

Важно! Верхнюю границу слоя нельзя разравнивать, для более надежного сцепления с последующей заливкой она должна иметь неровности.

При заказе готовой смеси работа не должна вызвать трудностей. Раствор подается бетономешалками, из которых с помощью специальных рукавов укладывается в опалубку, разравнивается и уплотняется вибрированием.

Лоток может потребоваться для заливки фундамента миксером.

По возможности монолитные работы проводятся при температуре от +15 до + 25ᵒС. Если необходимо залить фундамент в холодный период прибегают к помощи специальных модификаторов и обогреву места строительства.

Уход за бетоном во время набора прочности

Во время твердения необходимо обеспечить нормальный температурно-влажностный режим. Для предотвращения появления небольших трещин на поверхности необходимо периодически увлажнять бетон. После заливки лента накрывается мешковиной или полиэтиленовой пленкой, чтобы предотвратить испарение влаги и неравномерное застывание бетона.

К процессу увлажнения необходимо приступить не позднее чем через 12 часов после заливки, при жаре или сильном ветре не позднее чем через три часа. Далее обильное увлажнение производится каждые 2 часа в жару или при ветре и каждые 3 часа в пасмурную погоду. В ночное время суток требуется увлажнять бетон не менее двух раз. Поливку не выполняют при температуре ниже +5ᵒС. Для обычного бетона продолжительность ухода составляет одну неделю.

Завершение работ по выполнению монолитной ленты

Бетон набирает полную прочность в течение 4 недель. При использовании съемной опалубки ее можно снимать в среднем по истечении десяти дней, но при наличии достаточного количества времени лучше дождаться полного застывания монолита. Допустимое время распалубочных работ зависит от температуры наружного воздуха.

• при среднесуточной температуре +20ᵒС — 1 неделя;
• при среднесуточной температуре +10ᵒС — 2 недели;
• при низких температурах сроки набора необходимой прочности могут достигать 6 недель.

После удаления опалубки выполняют гидроизоляцию. При устройстве ленточного фундамента требуются три типа защиты от влаги одновременно:

• вертикальная;
• горизонтальная;
• отмостка.

Вертикальная выполняется с помощью обмазочных или наплавляемых материалов по наружной поверхности заглубленной части фундамента. Горизонтальная из направляемых материалов по обрезу монолитной ленты. Отмостка предотвращает проникновение дождевой влаги к конструкции. После завершения всех работ ниже нуля выполняют обратную засыпку грунтом или песком.

Соблюдение технологии возведения ленточного фундамента и внимательное отношение ко всем этапам позволит гарантировать долгий срок службы конструкции и отсутствие ее преждевременных повреждений.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Ленточный фундамент: как делать своими руками

Типов фундаментных оснований для строительства частных малоэтажных домов существует немало. Но чаще всего под отечественными коттеджами обустраивается вариант в виде железобетонной ленты под несущими стенами. Ведь чтобы сделать ленточный фундамент своими руками, необходимо лишь владеть минимальными навыками по смешиванию бетона и следовать инструкциям. Технология устройства такой основы несложна, потому-то ее и выбирают так часто для самостоятельного исполнения.

Содержание

Что это такое?

Конструктивно ленточный фундамент – это конструкция из железобетона, созданная по периметру будущего строения для перераспределения нагрузки на грунт. Используется подобная опора для возведения жилых домов, гаражей, надворных хозпостроек, бань, гаражей и даже заборов. Сделать самому ее не сложно.

Так он выглядит

Однако при строительстве такого основания крайне важно придерживаться определенных правил и рекомендаций. При несоблюдении технологии изготовления ленточного фундамента о долговечности самой опорной конструкции и здания на ней можно будет забыть. Долго они не простоят.

Сезонное вспучивание грунтов, воздействие влаги на бетон без гидроизоляции, неправильно рассчитанные нагрузки – причин для разрушения ленточного основания, на котором уже стоит дом, множество. Все их необходимо заранее предусмотреть и учесть, иначе поврежденное либо полностью разрушенное строение придется возводить заново.

Виды и типы фундамента

По глубине заложения он бывает МЗЛФ (мелкозаглубленным) и просто заглубленным. В первом случае бетонный пояс под малоэтажный дом закапывается всего лишь на 200–400 мм в землю, а во втором – заглубляется до полутора метров (ниже уровня промерзания земли).

Если грунты на стройплощадке скалистые, а грунтовые воды залегают глубоко, то лучше выбрать дешевый и небольшой по объему бетона мелкозаглубленный вариант. На пучинистых, с высоким УГВ и песчаных участках для дома делать придется более мощную и дорогую опору. Нередко смета на подобную основу для жилища выходит такой, что приходится вообще выбирать иной тип основания.

Схема стен с МЗЛФ

Конструктивно ленточное ж/б основание бывает:

Первый вид выполняется путем заливки армированного пояса из железобетона. Второй вариант выкладывается из специальных фундаментных блоков заводского изготовления (ФБС) либо кирпича.

Плюсы и минусы ленточного фундамента

У него есть три несомненных достоинства

Предельная простота устройства – с заливкой бетона и кладкой блоков справится любой начинающий строитель (есть пошаговая инструкция – чтобы все построить правильно, ей надо просто следовать шаг за шагом);

Универсальность – на подобные основания можно ставить кирпичные, пенобетонные и каркасные дома, а также коттеджи из бруса, обычного либо оцилиндрованного бревна;

Способность выдерживать большие нагрузки как снизу от грунта, так и сверху от веса коттеджа и всего что в нем.

Ленточное основание из железобетона прослужит долгие годы, даже если для возведения стен дома взяты не легкие газобетонные блоки, а тяжелый полнотелый кирпич. По стоимости оно уступает лишь винтовым сваям, однако по надежности в большинстве случаев превосходит их.

Среди недостатков подобного фундамента можно выделить:

Обязательность тщательного анализа грунтов на стройплощадке;

Необходимость применения подъемной техники (в случае использования ФБС);

Длительный срок выдерживания бетона не менее 3-х недель (при выборе монолитного варианта);

Невозможность закладки на сильнопучинистых и обводненных грунтах.

Пошаговая инструкция – фундамент своими руками

Толщина и высота ленты рассматриваемого основания, а также глубина ее заложения подбираются на основе анализа грунта, климатических условий местности и этажности возводимого дома. Не имея познаний в данной сфере, этот этап проектирования лучше доверить профессионалу. Существует немало нюансов и требований ГОСТов, которые обязательно необходимо соблюсти.

А вот создавать опору под свой дом по уже готовому проекту вполне можно и самостоятельно. Но чтобы не допустить ошибок, лучше всего делать ленточный фундамент самому с пошаговой инструкцией, которая приведена ниже. В ней описаны все тонкости строительства подобной конструкции для типового одноэтажного коттеджа.

Этапы работ

Первый этап – разметка и земляные работы. Независимо от глубины заложения подошва должна опираться на прочные пласты грунта. Это могут быть глины, супеси, каменистые наслоения либо суглинки. Обычно они скрыты под дерном и слоями обычной земли. Все это придется срыть и убрать, прежде чем начинать возводить основание дома.

Подготавливаем участок, распределяем основные материалы: артматуру, утеплитель, доски для опалубки

Для разметки участка понадобятся колышки, рулетка и бечевка. Если грунт плотный, то из стенок вырытой траншеи получится отличная опалубка. Надо будет лишь нарастить ее потом сверху. Если же почва рыхлая и постоянно осыпается, то траншею придется копать несколько больше по ширине, чтобы внутри ямы можно было выставить опалубочные доски.

Второй этап – подготовка подушки. Дно выкопанной траншеи выравнивается песком и мелким гравием. Этот песчано-гравийный слой следует тщательно утрамбовать, поливая водой по мере насыпки. В высоту он должен получиться в пределах 10–30 см. Эта подушка служит для перераспределения и снижения точечных нагрузок на ленточный фундамент снизу при сезонном вспучивании грунта.

Поверх подушки можно положить утеплитель — это позволит избежать пучения от промерзания грунта

Третий этап – выставление опалубки. Здесь понадобятся бруски сечением от 30 до 40 мм и доски толщиной 15–20 мм либо ламинированное ДСП. Создаваемая для бетонного основания дома опалубка обязана будет впоследствии выдержать немалую массу заливаемого в нее бетона. Делать ее следует прочной и надежной. Если после заполнения бетонной смесью она разрушится, то все придется начинать заново.

Выставляем опалубку из досок

Если грунтовые воды на стройплощадке залегают высоко, то железобетону потребуется гидроизоляция. Сверху на уровне цоколя дома она обычно делается обмазочной. А для защиты той части основания, что остается в земле следует в траншею по бокам и на дно уложить рубероид. Он надежно защитит бетон от избыточной влаги в почве на стадии его застывания и после.

Четвертый этап – укладка арматуры. Для армирования обычно применяют стальные стержни в 14–16 мм сечением и тонкую перевязочную проволоку. Скрепить арматуру также можно электросваркой. Но в этом случае необходим опыт работы со сварочным аппаратом и он сам. Плюс при выполнении сварки надо быть готовым к появлению в дальнейшем коррозии металла.

Вариант вязки арматуры

Внутри траншеи в итоге должен сформироваться каркас из арматуры с ячейками в 25–30 см. Причем укладывается он так, чтобы сталь со всех сторон оказалась закрыта заливаемым бетоном. В противном случае металл начнет неизбежно ржаветь, дом тогда долго точно не простоит.

Вот так должна выглядеть опалубка до заливки

Между утеплителем и арматурой необходимо оставить 5 см пространство

Пятый этап – заливка бетона либо выкладка ФБС. Если фундамент для возводимого дома решено обустраивать по блочной технологии, то это сильно ускоряет процесс его строительства. Здесь не придется делать опалубку и ждать почти месяц до завершения схватывания бетона.

Однако опора на фундаментных блоках обойдется дороже, нежели монолитный аналог. Плюс для них придется траншею рыть большего размера по ширине. Для распределения нагрузок для нижнего ряда кладки ФБС делаются с расширяющимся основанием.

Если для устройства опоры выбран монолитный вариант, бетон следует заливать сразу по всей поверхности. Никаких разрывов по длине и никаких слоев по высоте. Монолит на то и монолит. Дом должен стоять на надежном основании.

Гвоздями можно отметить границу заливки в опалубке

При самостоятельной подготовки бетонной смеси надо смешать цемент, песок и щебень в пропорциях 1:3:3. Но лучше изначально заказать готовый раствор с маркой М300 и выше.

Помогаем лопатой и мастерком равномерно распределить бетон

При заливке бетона крайне важно следить, чтобы внутри него не образовалось пустот. Для выполнения уплотнения есть специальные вибромашины. Однако можно также воспользоваться отрезком арматуры для протыкания залитой массы и выпускания из нее воздуха.

Проходимся вибратором по залитому бетону, чтобы устранить пустоты

Заливка фундамента закончена

Шестой этап – гидроизоляция и отмостка. К гидроизоляционным работам разрешено приступать через 3–4 дня после заливки бетона. До полного его схватывания требуется порядка трех недель. Но обрабатывать мастикой пусть еще и не полностью застывший ленточный фундамент для дома можно уже начинать.

Также по всему периметру строения потребуется сделать отмостку для отвода дождевой воды подальше от его стен.

Готовый фундамент с цокольными рядами кирпича

Использование для строительства домом

Такая опора без проблем выдерживает частные дома высотой в два-три этажа. Для возведения на ней коттеджа можно выбрать клееный брус, бревно, пеноблок либо керамические блоки. Нужно лишь грамотно исследовать грунт и правильно рассчитать все нагрузки. В завершении фундамент не помешает облицевать для дополнительной защиты от непогоды. Для этого идеально подойдет натуральный камень или клинкерная плитка для фасада. Но можно выбрать и более простой в монтаже и недорогой профнастил либо сайдинг.

Монтаж разных типов фундамента

Монтаж фундамента — важный этап строительства, от которого зависят надежность и длительность эксплуатации жилых домов, административных и производственных зданий. Чтобы основание смогло выдержать оказываемую возводимым объектом нагрузку, необходимо правильно выбрать технологию его сооружения и рассчитать все параметры. Особую сложность представляет возведение фундамента для частного дома или хозяйственных построек своими руками, поскольку требует наличия специальных навыков и знаний.

Особенности выбора фундамента

На этапе выбора технологии возведения основания для дома необходимо оценить состояние грунта на строительной площадке, глубину его промерзания и уровень расположения подземных вод. Для этого можно воспользоваться специальными справочниками, где указана информация для разных регионов, или провести геологические исследования своими силами, выкопав несколько шурфов глубиной до 2 м.

На основании полученных данных выбирают вид фундамента и глубину его заложения, которая составляет:

• на непучинистых грунтах — не менее 0,5 м;
• на глинистых почвах — от 0,5 м до 1 м в зависимости от глубины промерзания;
• на пучинистых грунтах — не менее глубины промерзания.

При монтаже основания необходимо учитывать характеристики будущего здания

Во всех случаях следует защитить основание от разрушающего воздействия влаги, для чего используют дренажную систему, которая обеспечивает эффективный отвод атмосферных и подземных вод. При выборе основания для возведения дома или хозяйственной постройки своими руками, необходимо также учитывать:

• габаритные размеры и количество этажей;
• необходимость использования подвалов;
• назначение и срок службы сооружения;
• величину нагрузки на фундамент;
• наличие инженерных коммуникаций на строительной площадке.

Не менее важным фактором являются и финансовые возможности владельцев будущей недвижимости.

Виды фундаментов

Чтобы построить фундамент, нужно определиться с технологией его возведения. Различают следующие виды оснований для домов и различных сооружений:

• ленточные;
• столбчатые;
• плитные;
• свайные.

Каждый вариант имеет свои конструктивные особенности, преимущества и недостатки. Чтобы выбрать, какой из них лучше, нужно проанализировать характеристики оснований с учетом параметров возводимого дома и особенностей грунта на участке.

Ленточный

Представляет собой заглубленную в землю полосу определенной ширины и высоты из железобетона или типовых блоков, проложенную по периметру здания.

Такой вариант фундамента целесообразно использовать при строительстве своими руками одноэтажных или двухэтажных домов из кирпича или бетона или подземного гаража. Востребован он и при возведении объектов на участках со смешанным грунтом, где велика вероятность неравномерной осадки.

Ленточные основания отличаются простотой сооружения и высокой несущей способностью, но требуют наличия спецтехники для смешивания бетонного раствора и значительных материальных затрат.

Столбчатый

Строительство столбчатого фундамента своими руками заключается в установке опор по углам возводимого дома и в местах пересечения стен. Чтобы избежать горизонтального смещения и создать единую конструкцию, столбы соединяют обвязочными балками. Столбчатый фундамент лучше выбирать при строительстве легких зданий на неподверженных пучению грунтах.

Плитный

Основание в виде плиты используют при сооружении зданий выше двух этажей на слабых грунтах.

Монтаж монолитного фундамента своими руками выполняют на строительной площадке, заливая бетон класса В15 или В25 в предварительно подготовленную опалубку. Для увеличения прочности и повышения несущей способности основание армируют.

Монолитный фундамент не склонен к появлению деформаций и трещин, но отличается высокой стоимостью и трудоемкостью.

Свайный

Его сооружают с помощью свай, объединяя их ростверком. Такое основание сооружают на участках, где на большую глубину залегают рыхлые и слабые грунты. Установка свай позволяет закрепить фундамент в более прочных слоях и обеспечить правильное распределение нагрузки.

На подмываемых территориях и участках с илистым и просадочным грунтом нельзя возводить ленточный или столбчатый фундамент.

Процессы монтажа типов оснований

Сооружение ленточного основания

Монтаж фундамента в виде железобетонной ленты выполняют в несколько этапов. Сначала очищают площадку от мусора и проводят разметку с помощью колышков и шнура, фиксируя расположение главных осей основания.

Ленточное основание достаточно просто сделать своими руками от опалубки до заливки бетонного раствора

Затем роют траншею своими руками или с привлечением специальной техники и выполняют следующие работы:

• подчищают и уплотняют дно котлована;
• сооружают подушку из песка или крупного гравия, которую для лучшего прилегания проливают водой и трамбуют;
• укладывают гидроизоляцию, препятствующую обезвоживанию бетона при высыхании;
• из досок или других подручных материалов изготавливают опалубку и устанавливают ее по периметру, очищая от стружек и мусора;
• проверяют вертикальность стен опалубки с помощью уровня.

Для жесткости элементы опалубки, сделанной своими руками, фиксируют распорками. Можно также использовать для заливки бетона и готовые конструкции. Затем устанавливают каркасы из арматуры и заполняют опалубку бетонной смесью, оставляя отверстия для коммуникаций дома. Чтобы исключить пустоты в основании, бетон заливают слоями 15-20 см, уплотняя каждый с помощью деревянной трамбовки.

Спустя 7-10 дней, когда фундамент набирает до 70% от планируемой прочности, опалубку снимают и проводят гидроизоляцию.

При сооружении ленточного основания не следует заливать раствор с высоты более, чем 1,5 м. Это может привести к расслоению бетона и снижению прочности фундамента.

Рекомендуем посмотреть видео о том, произвести заливку ленты основания своими руками.

Монтаж столбчатого фундамента

При сооружении столбчатого основания своими руками на подготовленной площадке срезают грунт на глубину от 10 до 30 см, выравнивая бугры и подсыпая грунт в образовавшиеся ямы. Для контроля горизонтальности поверхности используют строительный уровень. Затем выполняют следующие операции:

• размечают расположение столбов, которые должны находиться в местах пересечения стен;
• по наметке роют ямы и устанавливают в них опалубку;
• закладывают вертикальную арматуру таким образом, чтобы она выступала над столбами на 10-15 см;
• заливают в опалубку бетон, уплотняя каждый слой.

Посмотрите видео, подробно показывающее процесс монтажа столбчатого основания.

После набора прочности столбы соединяют обвязкой. В качестве опор для дома можно также использовать конструкции из кирпича или природного камня высокой прочности. Для небольших построек в виде бань, сараев и летних дачных домиков лучше выбрать столбы из дерева, обработав их перед установкой антисептиками.

Столбчатый фундамент не рекомендуется использовать на участках со сложным рельефом и большими перепадами по высоте.

Возведение монолитного основания

Установка фундамента в виде монолитной плиты проводится на предварительно подготовленной площадке, которую очищают от мусора. Затем в зависимости от габаритных размеров и конфигурации дома размечают расположение основания и выкапывают траншею своими руками или с помощью средств малой механизации. Глубина котлована должна совпадать с уровнем закладки фундамента.

Далее выполняют следующее:

• уплотняют дно траншеи;
• делают подушку из песка и трамбуют ее, исключая пустоты;
• заливают котлован тонким слоем бетона;
• укладывают гидроизоляцию и арматуру;
• заливают бетон таким образом, чтобы концы арматуры выступали над монолитной плитой.

Чтобы фундамент дома равномерно набирал прочность, его лучше проливать водой при сухой погоде и укрывать во время дождя.

Установка свайного фундамента

Перед монтажом основания на сваях нужно определиться с видом опор. Для сооружения жилых домов на участках со сложным рельефом лучше использовать винтовые сваи, диаметр которых подбирают с учетом предполагаемой нагрузки. В качестве оснований для небольших хозяйственных построек или ограждающих конструкций можно выбрать опоры из дерева.

Посмотрите видео о том, как производится монтаж свайного основания своими руками.

Как построить фундамент на винтовых сваях? Сначала намечают расположение опор и забивают колышки. Затем выполняют следующее:

• делают по наметке небольшие углубления;
• устанавливают винтовые опоры, закручивая их с помощью специальных приспособлений или отрезков трубы, используя их в качестве рычагов;
• проверяют совпадение надземных частей свай и выравнивают их, срезая лишнее болгаркой.

Чтобы обеспечить устойчивость опор, их заливают бетонным раствором. Кроме винтовых свай, при сооружении основания своими руками можно также использовать буронабивные и комбинированные. Для высоких домов с тяжелыми перекрытиями выбирают железобетонные опоры.

Сваи устанавливают строго вертикально, располагая их таким образом, чтобы лопасти находились ниже уровня промерзания грунта.

Технологи колонкового бурения скважин

Здесь вы узнаете:

• Сфера применения колонкового бурения
• Достоинства и недостатки колонкового бурения
• Дополнительные аспекты
• Принцип и технология работы
• Бурильный инструмент при колонковом способе
• Этапы процесса
• Технологические особенности процесса

Колонковое бурение скважин – один из самых производительных способов прохождения породы с сохранением целостности керна. Рассмотрим инструмент и буровые установки для колонкового бурения, преимущества и недостатки.

Сфера применения колонкового бурения

Колонковое бурение – метод, позволяющий с наибольшей точностью определять глубину расположения кровли и подошвы грунтовых слоев, а также глубинную отметку зеркала грунтовых вод.

Колонковая буровая технология широко применяется в таких отраслях:

• Водоснабжение в промышленной и частной сфере. Бурение скважин для частного водоснабжения, организация водозабора целых поселков или городских кварталов эффективно выполняется колонковым бурением благодаря тому, что бур легко проникает на большие глубины. Колонковый снаряд способен поднять практически любую разрушенную породу кроме водонасыщенных и рыхлых несвязных грунтов (песков, гравия, гальки);
• Геологоразведка в горнодобывающей промышленности. При проходе горной породы происходит точечное воздействие на грунт по радиусу вращения. Другими словами, снарядом, конструктивно напоминающим трубу, выбуривается цельный массив горных пород без нарушения их структуры и состояния.
• Строительство. Проведение инженерно-геологических исследований для изучения физико-механических свойств грунтов, состояния пород. Колонковая технология предоставляет возможность с высокой точностью выявить УГВ и отобрать пробы воды для изучения их агрессивности по отношению к бетону.

В ходе колонкового бурения извлекается керн – столбик грунта или смежных грунтовых слоев. Керн характеризуется цельной естественной структурой, что обеспечивает проведение всестороннего анализа изучаемой породы. Бурение колонковой трубой позволяет с наивысшей точностью определить глубину залегания породы с целью изучения.

Колонковое бурение скважин обеспечивает целостность извлекаемого керна, что способствует качественному изучению породы. Одновременно с тем производится наиболее качественная чистка забоя от разрушенной породы

Использование колонкового бура в строительстве существенно облегчает и ускоряет процессы. В подготовленное колонковым буром отверстие легко забивается свая либо монтируется готовая железобетонная конструкция. Колонковое бурение позволяет создавать цилиндрические отверстия в кирпичных и бетонных конструкциях.

Достоинства и недостатки колонкового бурения

Эта технология может применяться для пород 12-й категории. Используется она как под углом, так и перпендикулярно грунту.

К достоинствам способа можно отнести тот факт, что технология осуществляет вынос на поверхность кернового материала. Это позволяет определить состояние геологии в данной местности, что поможет обосновать наличие или отсутствие здесь месторождений полезных ископаемых.

Важным преимуществом технологии считается и то, что скорость работы очень высока.

Кроме того, выделяют следующие преимущества:

1. Объем бурения с использованием промывки технической воды достигает 85%.
2. Использование в составе раствора активных эмульсий позволяет удерживать стенки скважины в первоначальном состоянии, что немаловажно для работы.
3. Технология довольно экономичная. При работе энергетические затраты меньше, чем в других случаях, так как осевые нагрузки меньше и процесс осуществляется периодами.
4. Метод применим при работе с любыми породами.

Колонковое бурение имеет также несколько недостатков:

1. При использовании его под углом в трещинах породы может возникнуть заклинивание керна. Это приведет к необходимости его выбивания, для чего используется колонковая труба.
2. Кроме того, в ходе процесса колонка затупляется очень быстро, так как она сильно перегревается при работе с твердыми породами.
3. Малое сечение бурения. В связи с этим использование мощных погружных насосов исключается.

Дополнительные аспекты

Подобная технология в частной жизни чаще всего применяется перед тем, как начать шнековое бурение скважин на воду, поскольку этот вариант самый надежный из существующих, он всегда дает результат в 100%. Небольшой диаметр (до 160 мм) позволяет работать достаточно быстро. Таким образом, за смену может быть преодолено от нескольких метров до нескольких сотен метров в зависимости от пород.

Нередко вместо промывки водой используется продувка воздухом, т.к. это значительно дешевле и эффективнее. Такой способ не может быть использован только в одном случае, а именно если присутствует вода в самой толще.

Использование колонковой технологии позволяет работать почти со всеми типами пород на глубине до 1000 м, и во время всего процесса на поверхность подается каждый следующий срез пласта.

После завершения подобной деятельности шнековое бурение скважин на воду осуществляется довольно легко и быстро, т.к. направляющий ход уже имеется. К тому же большим плюсом будет точное знание всех сложных моментов, для которых можно использовать специальные коронки, что опять же ускоряет рабочий процесс.

Иногда используется шнеко-пневматическое бурение, причем подобные методы обладают максимально высоким КПД. Их ограничение связано лишь с жидкостями, т.к. в этом методе снова используется сжатый воздух, которым взвешивается порода для скорейшего ее удаления.

Принцип и технология работы

Технология колонкового бурения применяется для исследовательских работ. Для этих целей подойдёт классические автомобильные шасси на которое устанавливают бурильную установку, но на сложных рельефах могут использоваться и специальные машины. Например, устройства на гусеничном приводе или даже специальные системы, которые используют исключительно для бурения.

Станок колонкового бурения работает на высоких оборотах с момента запуска и до завершения технологического процесса. Это обусловливает тот факт, что колонки для скважины быстро изнашиваются под воздействием высоких нагрузок. Впрочем, скорость вращения можно регулировать, например, если надо пройти участок с мягкими породами, что склонны к осыпанию.

Для продления её жизнеспособности применяются специальные устройства, которые снижают вибрационные действия. Колонковый способ предполагает обязательную процедуру промывки. Буровой станок колонкового бурения использует для этих целей воду или специальные растворы, которые способствуют защите скважины от разрушений и обвалов.

Алмазное устройство осуществляет бурение только по краю. Внутренняя порода заполняет ствол шнека и поднимается на поверхность. Колонковый способ предполагает, что все используемые в работе инструменты соответствуют соосности формируемой скважины.

Буровой станок колонкового бурения способен работать с высокопрочными породами. Более того, в таких условиях он даже производительнее стандартных матричных или шарошечных долот, так как прилагает меньше усилий для разработки аккуратных отверстий в грунте.

Установки для колонкового бурения на автомобильном шасси

Для этих целей необходим специальный твердосплавный инструмент. Алмазное породоразрушающее устройство подлежит замене или восстановлению в случае потери своих физических кондиций. Новую коронку перед использованием следует обработать бурильным долотом. В некоторых случаях достаточно просто заменить кольцо с резцами на коронке.

После того, как механизмы бурового станка колонкового бурения выполнили свою миссию, в работу включаются шнековые машины, которые завершают процесс бурения скважины.

Бурильный инструмент при колонковом способе

В качестве грунторазрушающего устройства применяется специальный инструмент с твердосплавными режущими частями или алмазными вставками.

Бурильная коронка с твердосплавными сменными резцами для колонкового бурения.

На кольцеобразном корпусе из легированной стали крепятся специальные замки для установки режущих пластин из твердого сплава. Пластины крепятся винтами и, по мере износа или притупления, заменяются на новые. На корпусе выполняется трапецеидальная многозаходная резьба для установки на бурильную колонковую трубу.

Конструкция коронки и технология способа бурения позволяет проходить самые твердые скальные породы при сохранении достаточной производительности. Этому способствует также применение воды или глинистого раствора в процессе проходки ствола. Кроме назначения выноса продуктов бурения из скважины, эти среды работают и как смазывающе-охлаждающие жидкости.

Принцип колонковой методики

Основным элементом при колонковом бурении является разрушающая режущая деталь, установленная на подошву колонковой трубы. Называют ее коронкой. Для проходки скальных пород применяют особые коронки, оснащенные алмазными резцами.

Именно алмазная коронка обеспечивает практически беспрепятственное прохождение бура на большую глубину при проходке водозаборных выработок на известняк. То есть при разработке скважин, заглубленных в коренные породы, в трещинах которых в результате многовековой конденсации формировались запасы наиболее чистой подземной воды.

Горная порода разрезается с помощью коронки, вращающейся на высоких оборотах. Скорость вращения бура можно регулировать в зависимости от плотности разрабатываемого грунта. Коронка “вырезает” грунт только по краю своеобразного цилиндра, центральная часть которого продавливается в колонковую трубу.

Для извлечения керна буровой снаряд поднимают на поверхность. Захваченный им грунт буквально выдувают из колонкового бура струей воздуха, поданной в верхнюю часть трубы. Процесс выдува ускоряют, простукивая снаряд кувалдой.

В процессе колонкового бурения выбуренный конусообразный сегмент горной породы проталкивается в колонковую трубу. Для его извлечения колонковый снаряд достают из ствола путем разбора колонны бурильных штанг. Керн выдувают и выколачивают из трубы.

Колонковые буры при прохождении прочных пород обладают большей производительностью, чем матричные и шарошечные долота. Это обусловлено высокой скоростью вращения бура, благодаря чему снижается степень прикладываемых усилий на разработку.

Вдобавок, долота полностью разрушают породу, которую нужно будет “вычерпывать” желонкой или подавать воду с напором для промывки забоя. По сути придется дважды, а то и трижды проходить один и тот же отрезок: сначала разрушать, затем расчищать. Колонковая технология позволяет пройти и расчистить забой за один прием.

Станки и буровые установки

Выбор станка или буровой установки определяется назначением скважины и ее диаметром. Популярность способа колонкового бурения обуславливает производство буровых установок и станков во всем мире. Тяжелые трактора, грузовики и вездеходы подходят для установок, предназначенных для разведочного бурения.

Использование тяжелых гусеничных тягачей позволяет производить работы по колонковому бурению скважин в районах с бездорожьем, поверхностным заболачиванием, нестабильным рельефом

Чаще всего бурильное оборудование монтируется на классические автомобили марок МАЗ, КАМАЗ, Урал. Однако есть варианты монтажа и на более легкую технику, которая применяется для бурения скважин на воду в частном строительстве.

При ручном вращательном бурении колонковую трубу заменяет его исторический предшественник – стакан. Этот снаряд представляет собой укороченный вариант колонковой трубы с заостренной кромкой на подошве. Стакан вручную или с использованием мотобура закручивают в землю и извлекают на поверхность все, что в него набилось.

Для механизации ручного бурения неглубоких скважин и формирования лунок для установки оград и опор ЛЭП применяются бензиновые и электродвигатели. Они сообщают вращающие движения шнеку или колонковой трубе

Этапы процесса

Проходка скважин колонковым способом осуществляется с промывкой для удаления бурового шлама или без нее. В первом случае в состав оборудования установки включается насос высокого давления, что усложняет технологический процесс, но делает его более эффективным.

Бурение состоит из следующих этапов:

1. Подготовка площадки под размещение станка. Место забуривания очищают от мусора и посторонних предметов, выравнивают поверхность до горизонтального состояния.
2. Проходка шурфа для раствора и отвода потока жидкости. Яма располагается поблизости от будущей скважины и выкапывается на глубину ≥2 м. В тех же целях используют сварные баки или другие емкости.
3. Монтаж буровой установки, ее оснастка и сборка инструмента. Верхняя труба закрепляется во вращателе станка.
4. Бурение. Снаряд проникает в грунт за счет вращения и осевого давления, передаваемого на армированный торец коронки. Одновременно на забой скважины нагнетается вода или промывочный раствор.
5. Разгрузка керноприемника. В зависимости от применяемой технологии, действие выполняется с извлечением буровой колонны или без этой операции, если оснастка установки предполагает работу со съемным керноприемником. Извлекают породу из трубы, помогая высвобождению образца легкими постукиваниями молотка по корпусу цилиндра.
6. Возврат колонны или носителя керна в скважину и продолжение бурения с чередованием операций до достижения проектной глубины выработки.

Состав промывочной жидкости зависит от многих факторов, основные из них — тип применяемой коронки и состояние пересекаемых слоев породы. При алмазном бурении используют специальную эмульсию, в других случаях — глинистый раствор. Пересекая песчаный грунт, для укрепления стенок выработки в раствор добавляют жидкое стекло.

Замена мокрому удалению бурового шлама — выдувание его из скважины при помощи сжатого воздуха, подаваемого на забой выработки. Участки с неустойчивыми породами проходятся с применением обсадных труб.

Технологические особенности процесса

В процессе углубления возможна регулировка частоты вращения бура. Нужно отметить, что слои осадочных горных пород бур легко преодолевает на низких оборотах. А вот при прохождении коренных скальных пород требуется повышение частоты вращения. При колонковом способе бурения можно проходить пласты различного состава и любой твердости.

Необходимо учитывать тот факт, что буровая установка должна располагаться на подготовленной выровненной горизонтальной площадке. Угол проходки можно регулировать в случае, если диаметр разрабатываемого отверстия скважины не превышает 1 метра. Затем вертикальность выработки поддерживается обсадной колонной.

Обсадные трубы можно использовать повторно, если сразу после проходки извлечь их из выработки. Колонковая труба – снаряд многоразового использования, чего нельзя сказать о коронках. Для бурения в осадочном горизонте их требуется не меньше двух, а то и более. При сооружении скважины на известняк предсказать число стертых коронок с точностью невозможно.

Чтобы продлить срок службы алмазной коронки после ее установки или замены дно скважины необходимо обработать долотом. Эта мера значительно увеличит скорость проходки

Буровую установку можно монтировать на автомобильную технику с высокой грузоподъемностью либо на гусеничную спецтехнику в случае проведения работ в условиях сложного рельефа. Более легкую мобильную технику можно использовать при бурении колонковым способом скважин на воду.

Колонковое бурение скважин

Колонковое бурение скважин является одним из самых старых методов. На сегодняшний день он мало распространен, так как при таком способе бурения используется забойный инструмент малого диаметра. Его диаметр может составлять максимум 150 мм, то есть скважина получится узкой. Это ограничивает возможности по оборудованию скважин, делает практически невозможной установку фильтров диаметром, который соответствовал бы водоподъемному оборудованию.

Колонковый метод довольно часто применяют для бурения разведочных скважин с большой глубиной и бурения бесфильтровых скважин, которые актуальны для скальных пород. Колонковый метод подойдет для бурения артезианских скважин.

При использовании такого метода бурения стоит помнить, что впоследствии скважины могут существенно расширяться, поэтому недостаток способа не является ключевым при выборе технологии.

Особенностью такого метода является тот факт, что вращающийся бур, который выполнен в форме кольца, разрушает породу только по краям забоя. При этом разрушенная порода вымывается нагнетаемой в колонну буровых труб водой, делается это при использовании специального насоса с промывочной жидкостью.

Внутренняя часть устройства, которая называется керн, находится внутри труб, во время бурения она периодически поднимается на поверхность.

Для проведения колонкового бурения скважин используют специальные установки типа УКБ, а также станки с различными техническими показателями. Главным преимуществом колонкового бурения является то, что все использованное оборудование самоходное, поэтому участие оператора в процедуре сведено к минимуму.

Достоинства и недостатки колонкового бурения

Эта технология может применяться для пород 12-й категории. Используется она как под углом, так и перпендикулярно грунту.

К достоинствам способа можно отнести тот факт, что технология осуществляет вынос на поверхность кернового материала. Это позволяет определить состояние геологии в данной местности, что поможет обосновать наличие или отсутствие здесь месторождений полезных ископаемых.

Важным преимуществом технологии считается и то, что скорость работы очень высока.

Кроме того, выделяют следующие преимущества:

1. Объем бурения с использованием промывки технической воды достигает 85%.
2. Использование в составе раствора активных эмульсий позволяет удерживать стенки скважины в первоначальном состоянии, что немаловажно для работы.
3. Технология довольно экономичная. При работе энергетические затраты меньше, чем в других случаях, так как осевые нагрузки меньше и процесс осуществляется периодами.
4. Метод применим при работе с любыми породами.

Колонковое бурение имеет также несколько недостатков:

1. При использовании его под углом в трещинах породы может возникнуть заклинивание керна. Это приведет к необходимости его выбивания, для чего используется колонковая труба.
2. Кроме того, в ходе процесса колонка затупляется очень быстро, так как она сильно перегревается при работе с твердыми породами.
3. Малое сечение бурения. В связи с этим использование мощных погружных насосов исключается.

Другие особенности технологии колонковое бурение скважин

Данный метод активно применяется на разведочных и артезианских скважинах, он обеспечивает небольшой диаметр скважины и довольно приличную глубину. Особенность метода состоит в кольцевом разрушении породы, то есть при бурении из грунта вымываются его остатки благодаря использованию промывочной жидкости.

Раствор для промывки подается в специальную колонну, для этого, как правило, используют высокомощные грязевые насосы. Создание скважины осуществляется путем воздействия вращательного движения устройства для бурения.

В качестве данного устройства может быть использована твердосплавная или алмазная коронка, которая и внедряется в грунт. Метод используется преимущественно для бурения скважин под воду в однородных породах, но может быть использован и при работе с трещинами.

В ходе технологии из новой скважины выводятся примеси и остатки – песок, грунт, мусор. Иногда колонковое бурение скважин вместо промывки использует продув воздухом. Этот вариант предпочтительнее, так как он более экономный, в связи с отсутствием необходимости приобретать промывочные жидкости.

Технологии колонковое бурение скважин на выставке

Каждый год в Москве стартует выставка «Нефтегаз», посвященная отрасли химической промышленности и нефтедобычи. На ней будут представлены современные технологии бурения и улучшения работы для создания нефтяных и газовых скважин.

Мероприятие носит международный характер, оно позволяет существенно улучшить отрасль в стране.

На экспозициях будут представлены разработки ведущих инженеров из многих стран мира, они продемонстрируют новейшие технологии использования оборудования, в том числе технологии колонковое бурение скважин, а также само инновационное оборудование.

Способы бурения скважин: колонковое, роторное, шнековое

Устройство водозаборной скважины сопряжено с применением различных методов бурения. Рыхлые и насыщенные водой грунты извлекают с помощью желонки. Для проходки по глинистым и скальным породам используют способы бурения скважин, основанные на вращательном принципе.

В работе задействованы механизмы, позволяющие производить разработку грунтов различных типов и на разную глубину.

• Виды буровых способов
• Специфика колонкового бурения
  • Используемое оборудование и инструменты
  • Технология колонкового бурения
  • Веские достоинства и недостатки
• Особенности шнекового бурения
  • Задействованное оборудование и инструменты
  • Технология шнекового бурения
  • Плюсы и минусы применения шнека
• Характеристика роторного бурения
  • Применяемое оборудование и инструменты
  • Своеобразие роторной технологии
  • Достоинства и недостатки роторного бурения
• Какой способ бурения выбрать?
• Выводы и полезное видео по теме

Виды буровых способов

Ранее бурение водоносных скважин для личного пользования осуществлялось в основном ручным способом. Это было трудоёмкий и длительный процесс, поэтому не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться наличием собственного источника водоснабжения. Постепенно механизированное бурение вытеснило ручные методы благодаря значительному облегчению и ускорению процесса.

Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда отработанный грунт убирается из скважины при помощи механизмов и гидравлическим, когда он вымывается водой, поданной под напором или самотёком.

Различают три основных способа механического бурения:

• Вращательный (грунт разрабатывается вращением).
• Ударный (бурснаряд разрушает грунт ударами).
• Вибрационный (грунт разрабатывается высокочастотными колебаниями).

Вращательный способ считается самым высокопроизводительным, в 3-5 раз превышающий по эффективности ударный и в 5-10 вибрационный. Кроме этого вращательный способ самый недорогой и доступный, его нередко применяют в качестве основного метода ручного бурения.

В свою очередь вращательный способ бурения, широко применяемый для сооружения скважин на воду, подразделяется на три основных вида бурения:

• колонковое;
• шнековое;
• роторное.

Каждый вид вращательного бурения имеет свои особенности и выполняется специально предназначенным для этого оборудованием. Рассмотрим эти виды бурения более подробно, определим, в чём их различия и какой метод необходимо применять в каждом конкретном случае.

Специфика колонкового бурения

Колонковое бурение — механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы. Буровой снаряд для колонкового бурения представляет собой толстостенную металлическую трубу.

Вверху колонкового бурового снаряда расположено приспособление для присоединения штанг, необходимых для наращивания буровой колонны. Внизу — коронка, вид которой подбирается в зависимости от категории подлежащего бурению грунта.

При проходке колонковым методом грунт разрушается кольцеобразной коронкой. Внутренняя часть керна при этом сохраняется в не разрушенном виде. Для облегчения процесса бурения по твердым и полутвердым суглинкам, глинам, скальным породам на забой подается промывочная жидкость.

Шлам с забоя иногда удаляют промывкой — нагнетанием в ствол выработки большого количества воды. Чаще всего промывку заменяют продувкой сжатым воздухом, поставляемым компрессором внутрь трубы. Данный тип бурения позволяет бурить скважины глубиной до 1000 метров и диаметром от 8 до 20 см.

Механическое колонковое бурение производится буровыми установками типа ЗИФ, УГБ, УКБ, монтированных на автомобили типа КАМАЗ, КРаЗ, трелевочные тракторы и т.д. В варианте для ручного бурения колонковую трубу укорачивают, называют колоколом или стаканом. С последним, перевернутым вверх дном предметом обихода, конструктивно схожа колонковая труба.

Бурение колонковым способом используется в следующих случаях:

• геологоразведка полезных ископаемых;
• бурение разведочных скважин;
• устройство водоносных скважин любой глубины, в том числе безфильтровых скважин в скальных породах.

Для устройства частных скважин на воду в некоторых случаях колонковый способ используется перед тем, как начать шнековое или роторное бурение, выполняя одновременно разведывательную и подготовительную роль.

В устройстве частных скважин колонковое бурение используется в комплексе с ударно-канатным. Глинистые слои проходят колонковой трубой. Пески неплотного сложения, гравий и галечник с песчаным заполнителем, которые не задерживаются в колонковой трубе, извлекают из ствола желонированием.

По эффективности колонковый метод несколько уступает шнековому способу бурения водозаборных скважин. Шнеком бурят быстрее, но он не позволяет полностью освободить ствол от пробуренной породы. Их редко используют в паре. А уж если приведется, то шнеком проходят первые несколько метров.

Используемое оборудование и инструменты

Для колонкового бурения используются следующие инструменты:

• буровые коронки из алмазного или другого твёрдосплавного материала (сталь, вольфрам, победит);
• колонковая труба;
• труба для отвода шлама;
• штанги, требующиеся для наращивания буровой колонны;
• муфтовые соединения, переходники между трубами, промывочный сальник.

При бурении в скальных породах буровая коронка быстро изнашивается и подлежит замене. Материал коронки — дорогостоящий, выдерживающий колоссальные нагрузки, наибольшее распространение получили алмазные буровые варианты. Все используемые в процессе бурения инструменты должны соответствовать соосности, т.е. располагаться ровно относительно оси бурения.

Технология колонкового бурения

Главная особенность колонкового бурения — прохождение породы с полным её сохранением в колонковой колонне. Т.е., при работе бурильного оборудования коронка по кольцу разрушает грунт, который по мере заглубления проталкивается в колонковую трубу и удерживается в ней за счет собственной плотности. При извлечении наполненной трубы из ствола выработки, ее освобождают от керна путем простукивания кувалдой.

Поэтапный процесс колонкового бурения выглядит следующим образом:

• бурильную коронку соединяют с колонковой трубой;
• колонковая труба соединяется со штангами, которые наращиваются по мере углубления;
• верхняя штанга закрепляется в буровом станке;
• бурильный станок вращает буровую колонну и постепенно «ввинчивает» ее в грунт;
• колонковая труба постепенно наполняется керном — заклинившим в ее полости грунтом;
• после проходки 50 — 70 см буровая колонна извлекается на поверхность, штанги по очереди отсоединяются до тех пор, пока не извлечется колонковая труба;
• трубу освобождают от выбуренной породы;
• опорожненный снаряд снова опускают на забой, наращивая буровую колонну штангами.

Действия производятся в описанном порядке до тех пор, пока скважина не вскроет водоносный горизонт и не заглубится на 50 см в нижележащую водонепроницаемую породу.

Если фиксация верхнего водоносного горизонта не является целью проходки, то верхние слои можно бурить с промывкой. В этом случае насос продаёт промывочный раствор через шланг внутрь труб. Затем раствор выносит выработанный грунт на поверхность.

Веские достоинства и недостатки

В сравнении с ударно-канатным и роторным способом механического бурения колонковое производится довольно быстро, значительно сокращая время проведения работ. Главный его недостаток — невозможность подъема рыхлых грунтов и насыщенных водой галечников. Медленно продвигается по скальным породам, для проходки валунов требуется долото.

К достоинствам колонкового бурения относят:

• высокую производительность и возможность бурить скважины глубиной свыше 100 м;
• сокращение нагрузок на бурильное оборудование за счёт разрушения глинистой породы, сравнимым с ее вырезанием;
• возможность применения мобильной буровой установки компактных габаритов.

Колонковое бурение — один из самых скоростных методов устройства водозаборных выработок. Скважину на песок с его применением можно пройти за один рабочий день.

Особенности шнекового бурения

Этот тип бурения сегодня наиболее часто используется при устройстве водоносных скважин в частных хозяйствах. Особенностью шнекового бурения является то, что разрабатываемая порода полностью удаляется из створа скважины без привлечения дополнительного оборудования. Метод напоминает ввинчивание, позволяет бурить на глубину и одновременно удалять ненужный грунт.

Используемый для бурения инструмент называется шнек. Представляет собой металлический стержень с лопастями. Завинчиваясь в грунт, шнек разрушает породу, которая задерживается на его лопастях. Из-за специфики конструкции шнеком невозможно полностью освободить забой от отвала. Поэтому его в основном применяют для проходки верхних слоев.

Бурение с использованием шнека не требует больших усилий и финансовых затрат, поэтому сфера применения данного способа достаточна широка: геологоразведочные скважины, прокладка коммуникаций, устройство буронабивных скважин и частично бурение на воду. Его сейчас активно применяют для устройства абиссинских колодцев, чтобы не забивать полностью скважину-иглу в плотный грунт, а слегка облегчить процесс погружения ствола в заранее разрушенную породу.

Метод подходит для разработки водоносных скважин глубиной до 30 м на мягких и рыхлых грунтах и до 20 м на средне-плотных. После проходки шнеком и установки обсадки, ствол скважины обязательно очищается желонкой от неизвлеченной породы.

Шнек категорически не подходит для работы в скальных породах! Его используют для частичной проходки скважин до 120 м, при этом данный метод комбинируется с другими: роторным, ударно-канатным, колонковым.