Буріння під фундамент застосовують тоді, коли несуча здатність поверхневих ґрунтів недостатня для запланованого будівництва. Замість того щоб знімати слабкий ґрунт і замінювати його, буронабивна паля передає навантаження від будівлі на глибші, міцніші шари, що лежать нижче зони промерзання і нижче нестабільних наносів. Це дозволяє зводити споруди на торф’яниках, насипних ґрунтах, схилах і в умовах щільної забудови, де інші рішення або неможливі, або надто дорогі.
Від звичайних забивних паль буронабивні відрізняються технологією: свердловину спочатку бурять, потім армують і бетонують. Немає удару, немає вібрації. Це принципово важливо при реконструкції, добудові поряд з існуючими спорудами та будівництві у міській забудові.
Коли потрібне буріння під фундамент
Рішення про буронабивні палі приймають на підставі геологічних умов ділянки, а не за аналогією з сусідніми об’єктами. Ситуації, де такий фундамент обґрунтований:
Слабкі та стискувальні ґрунти. Торф, мулисті відкладення, насипні ґрунти, пухкі піски з водою — всі вони дають велику нерівномірну осадку при поверхневому навантаженні. Паля проходить крізь слабкий шар і спирається на щільний пласт нижче.
Високий рівень ґрунтових вод. Якщо вода стоїть близько до поверхні, влаштування традиційного заглибленого фундаменту потребує складного водовідведення. Буронабивна паля вирішує питання без осушення котловану.
Реконструкція та добудова. Поряд з існуючим будинком вібрація від забивних паль може пошкодити конструкції. Буріння — беззударний метод, який не передає динамічних навантажень на сусідні фундаменти.
Схили та перепади рельєфу. На схилах або при нерівномірному рельєфі ділянки паловий фундамент дозволяє вирівняти проектну відмітку, не зрізаючи ґрунт і не влаштовуючи масивних підпірних стінок.
Багатоповерхове та важке будівництво. Для об’єктів з великими навантаженнями — виробничі будівлі, склади, багатоповерхові будинки — буронабивні палі є стандартним рішенням незалежно від якості ґрунту.
Технологія виготовлення буронабивних паль
Буріння свердловини
Свердловину бурять шнеком або ковшем ротаційним буровим верстатом. Діаметр і глибина визначені проектом. У стійких ґрунтах стовбур тримає форму без кріплення. У нестійких пісках і пливунах стінки укріплюють одним із двох способів: обсадною трубою, яку занурюють одночасно з бурінням і вилучають після бетонування, або бентонітовим розчином, який створює тиск на стінки і запобігає обвалу.
На скельних ділянках або при наявності щільних валунів застосовують пневмоударне буріння — ту саму технологію DTH, що і при бурінні водозабірних свердловин. Детальніше про роботу в скельних породах: буріння по граніту.
Армування
У свердловину опускають арматурний каркас — зазвичай просторову конструкцію з поздовжньої арматури і хомутів. Каркас виступає вище рівня паль на довжину, достатню для зв’язки з ростверком або плитою фундаменту. Захисний шар бетону забезпечується пластиковими або бетонними фіксаторами, щоб арматура не торкалася стінок.
Бетонування
Бетон подають через трубу від забою вгору методом підводного бетонування або вертикально переміщуваною трубою (ВПТ). Бетонолитна труба занурена у вже укладений бетон, і свіжий бетон витісняє шлам і воду знизу вгору, а не змішується з ними. Це гарантує однорідність стовбура без порожнин і розшарувань.
Вилучення обсадної труби
При обсадному методі трубу вилучають після заповнення свердловини бетоном, обертаючи і підтягуючи гідравлічним вібратором або домкратом. Бетон у цей момент має бути рухливим, щоб заповнити простір за трубою, але вже достатньо в’язким, щоб не обвалитись.
Типи буронабивних паль і конструктивні рішення
| Тип | Умови застосування | Особливість |
|---|---|---|
| Без кріплення стінок | Стійкі глини, суглинки вище рівня ґрунтових вод | Найпростіший і найдешевший варіант |
| З обсадною трубою | Пливуни, піски, ґрунти нижче РҐВ | Труба захищає стовбур під час бетонування |
| З бентонітовим розчином | Великі діаметри, глибокі свердловини | Розчин утримує стінки без металу |
| CFA (безперервний шнек) | М’які і середні ґрунти, висока швидкість | Бетон подають через порожній шнек, труба не потрібна |
| Паля з розширеною п’ятою | Щільні ґрунти з добрими несучими характеристиками | Камуфлетна розробка дна підвищує несучу здатність |
Конструктивно паловий фундамент буває двох типів. Паловий ростверк — це горизонтальна залізобетонна балка або плита, що об’єднує голови паль і розподіляє навантаження від стін. Безростверковий варіант — палі стоять як самостійні опори під колони або як рядний фундамент із суцільним перекриттям.
Діаметри, глибини та несуча здатність
Типові діаметри буронабивних паль для цивільного будівництва: 300, 400, 500, 600, 800 мм і більше. Для приватних будинків найчастіше використовують 300–500 мм, для промислових об’єктів — 600–1200 мм. Максимальний робочий діаметр обладнання Center Engineering Company становить 315 мм, що відповідає задачам приватного та малоповерхового будівництва.
Глибина залягання визначається геологічним розрізом: паля має пройти крізь слабкі шари і увійти у несучий пласт не менш ніж на 1–2 діаметри. На практиці для приватного будинку це зазвичай 5–12 м, для промислових об’єктів — 15–30 м і більше.
Несуча здатність однієї палі розраховується за ДБН В.2.1-10 і залежить від діаметра, глибини, характеристик ґрунту бічної поверхні і п’яти. Остаточне значення перевіряють пробним навантаженням або статичним зондуванням. Замовник не повинен приймати несучу здатність «зі стелі»: розрахунок виконується проектантом на підставі даних вишукувань.
Що зробити до початку робіт
Буріння під фундамент без геологічних даних — це ризик, який часто коштує дорожче за самі вишукування. Мінімальний склад підготовчих робіт такий.
Інженерно-геологічні вишукування. Для будь-якого об’єкта капітального будівництва (клас наслідків СС1 і вище) вони обов’язкові згідно з ДБН А.2.1-1:2014. Вишукування показують склад і потужність кожного шару, рівень ґрунтових вод, фізико-механічні характеристики ґрунтів, наявність просадних або пучинистих зон. Детальніше: інженерна геологія.
Проект фундаменту. На підставі геологічного звіту проектант визначає тип, кількість, діаметр і глибину паль, схему розташування, конструкцію ростверку. Це не формальний документ, а інструкція для бурового підрядника.
Розбивка осей. Перед бурінням геодезист виносить осі паль у натуру і фіксує відмітки. Зміщення навіть на 5–10 см від проектного положення може змінити характер роботи палі і створити ексцентриситет навантаження.
Під’їзд і майданчик. Бурова машина важка: мінімальна несуча здатність під’їзних шляхів від 15–20 тонн. Якщо ґрунт м’який, потрібні щити або підсипка щебенем. Це треба врахувати заздалегідь.
Типові помилки замовників
Буріння без геологічних даних. Підрядник бурить на «стандартну» глибину 6 або 8 м, а несучий пласт виявляється на 12 м або взагалі лежить в іншому місці. Результат: нерівномірна осадка або повторне буріння.
Заниження кількості паль заради економії. Якщо відстань між палями більша за розрахункову, навантаження на кожну зростає і можливе руйнування ґрунту між палями. Ростверк не компенсує нестачу несучих елементів.
Бетонування в мороз без підігріву. При температурі нижче +5°C бетон набирає міцність вдвічі повільніше, а при замерзанні до набору марочної міцності — руйнується. Зимове буріння можливе, але потребує організації прогріву або використання бетону з протиморозними добавками.
Скорочення часу витримки перед навантаженням. Розпалубку й навантаження ростверку розпочинають не раніше ніж бетон набере 70% проектної міцності (зазвичай 14–28 діб). Прискорення цього терміну без контролю міцності небезпечне.
Неправильне обрізання голів паль. Голову палі обрізають до проектної відмітки відбійним молотком або алмазним диском, не зачіпаючи арматуру. Якщо арматуру пошкодити або обрізати занадто коротко, зв’язка з ростверком буде неповноцінною.
Від чого залежить вартість
Ціна буронабивних паль формується з кількох складових, і орієнтуватись лише на вартість метра буріння без решти параметрів некоректно.
Діаметр і глибина визначають об’єм бетону і тривалість роботи верстата. Тип ґрунту впливає на швидкість проходки і зношення інструменту: глина й суглинок дешевші за пісок з водою або скельний прошарок. Наявність ґрунтових вод вимагає обсаджування або бентоніту, що підвищує вартість на 30–60% порівняно з роботою в сухому ґрунті. Доступність майданчика впливає на витрати на мобілізацію техніки. Кількість паль впливає на питому вартість: чим більший об’єм, тим нижча ціна за одиницю.
У загальну вартість фундаменту входять також геологія, проектування, геодезія, улаштування ростверку, гідроізоляція. Підрядник, що пропонує ціну лише за «метр буріння», не включаючи ці роботи, формально виглядає дешевше, але фактично кошторис зростає в процесі.
FAQ
Чим буронабивна паля відрізняється від забивної?
Забивна паля виготовляється на заводі і занурюється в ґрунт ударом або вібрацією. Буронабивна виготовляється безпосередньо в ґрунті: спочатку бурять свердловину, потім армують і бетонують. Буронабивна не передає вібрації на навколишній ґрунт і підходить для роботи в умовах щільної забудови.
На якій глибині буронабивна паля спирається на несучий шар?
Глибина залежить від геологічного розрізу конкретної ділянки. Несучий шар може залягати на 4 м або на 20 м — без геологічних вишукувань це невідомо. Саме тому вишукування є обов’язковою першою стадією для будь-якого пального фундаменту.
Чи можна бурити під фундамент поряд з існуючим будинком?
Так, це одна з головних переваг методу. Буріння не передає ударних навантажень, тому використовується при реконструкції, добудові прибудов і підсиленні існуючих фундаментів. Важливо дотримуватись мінімальних відстаней до існуючих конструкцій, визначених проектом.
Які ґрунти найбільш проблемні для буронабивних паль?
Найскладніші умови: пливуни (насичені водою піски, що течуть при зменшенні тиску), крупні валуни і скельні прошарки на середній глибині, а також карстові зони. Кожен з цих випадків вимагає окремого технічного рішення.
Чи потрібен проект для буронабивного фундаменту приватного будинку?
Для об’єктів класу наслідків СС2 і вище проектна документація обов’язкова. Для малих об’єктів СС1 вимоги спрощені, але навіть там відсутність розрахунку ставить під ризик безпеку конструкції.
Скільки часу займає буріння під фундамент?
Для приватного будинку на 10–20 паль діаметром 300–400 мм буріння зазвичай займає 1–3 дні. Улаштування ростверку і набір міцності бетону додають ще 3–4 тижні до можливості навантаження фундаменту.
Чи можна бурити взимку?
Буріння взимку технічно можливе. Обмеження стосуються бетонування: при температурах нижче +5°C потрібний підігрів суміші або протиморозні добавки, а також утеплення голів паль до набору міцності.
Висновок
Буронабивна паля вирішує задачу, яку стрічковий або плитний фундамент вирішити не може: вона передає навантаження від будівлі крізь слабкі шари на міцний ґрунт нижче. Технологія дозволяє будувати на торфах, пісках, в умовах щільної забудови і на складному рельєфі. Але ефективність методу напряму залежить від якості геологічних даних, правильного проекту і дотримання технології виконання робіт на кожному етапі: від буріння до набору міцності бетону.
Звертатися до профільного підрядника варто ще на стадії вибору типу фундаменту, а не після того як геологія показала проблему. Правильно підібраний тип паль і грамотно розставлена схема дозволяють заощадити на кількості паль і об’ємі бетону без зниження надійності конструкції.
Рішення від Center Engineering Company
Center Engineering Company виконує буріння під палі та сваї для цивільного та промислового будівництва. Повний цикл робіт включає інженерно-геологічні вишукування, що дають реальні дані про ґрунт конкретної ділянки, і проектування відповідно до цих умов. Компанія працює з об’єктами підвищеної складності, зокрема в скельних і обводнених ґрунтах.
Детальніше про суміжні напрями: чому геологія для будівництва важлива, промислове буріння свердловин. Про компанію: про Center Engineering Company.
Маєте проект або ділянку зі складним ґрунтом? Зв’яжіться з нами для консультації щодо типу фундаменту та обсягу геологічних вишукувань.
Джерела та нормативні документи
- ДБН А.2.1-1:2014 «Інженерні вишукування для будівництва»
- ДБН В.2.1-10-2009 «Основи та фундаменти споруд» (зі змінами)
- ДСТУ Б В.2.1-27:2010 «Пальові фундаменти. Основні положення»
- EN 1536:2010 Execution of special geotechnical work — Bored piles
