Технология бурения свай под защитой обсадной трубы

Буронабивные свайные фундаменты с обсадными трубами

Согласно строительной технологии буронабивные сваи с обсадной трубой можно устанавливать своими руками на почвах с различной характеристикой. Они могут быть любой конструкции и иметь разные размеры. За счет длинных стержней достигается надежное зацепление с грунтом, благодаря чему фундамент из труб получается устойчивым и отлично удерживает конструкции любой тяжести.

Конструкция свай и метод их монтажа

Использование подобных металлических труб практикуют в строительстве нефтяных и водяных скважин для того, чтобы грунт со стен не осыпался внутрь пробуренного отверстия. Для таких же целей применяется обсадная труба для фундамента из свай, плотно входящая в грунт и удерживающая его, тем самым предотвращая обвал. Технология ее монтажа заключается в установке по секциям, зафиксированным друг с другом методом сварки или с применением специальных зажимов. По окончанию всех процедур секции подлежат демонтажу, однако, в некоторых случаях их оставляют в земле, о чем ставят отметку в строительной технической документации.

Технологический процесс устройства буронабивных свай с обсадной трубой

Устройство погружения обсадных элементов осуществляется гидродомкратами в момент проведения буровых работ по вращательному или ударному методу. Также технология позволяет забивать трубы или устанавливать их при помощи вибропогружения. Ударный способ заключается в заглублении обсадного элемента в грунт после или до забоя до установленного уровня – здесь все зависит от проходных характеристик грунта. Сборка секций или их добавление осуществляется до необходимого количества.

При вращательном способе бурения секция погружается в лидерную скважину, созданную по размеру обсадных элементов, и так процесс повторяется снова до тех пор, пока обсадная труба не погрузится до заданной отметки. После полной установки трубы необходимо очистить полость от остатков грунта при помощи все того же бура. Здесь на помощь придет штанга Келли, которая выступает в роли бура, но с тем лишь отличием, что под нагрузкой ее лопасти расширяются до установленных параметров, тем самым повышая эффективность опережающего бурения лидерных отверстий. В момент ослабления натиска лопасти возвращаются в исходную позицию, совпадающую с внутренним диаметром трубы для буронабивных свай. При подъеме бура шнек отбрасывает грунтовую массу из полости.

Устройство обсадных буронабивных свай

Монтаж и устройство свайного фундамента выполняется прямо на стройплощадке. В принципе, технология установки такой конструкции своими руками достаточно проста: в скважину необходимо опустить трубу, провести армирование и забетонировать. В длину такие конструкции могут составлять до тридцати метров при диаметре до полутора метров, хотя при усовершенствовании технического обеспечения длину можно удвоить, а сечение увеличить до 3,5 м. С такими параметрами несущая способность буронабивных опор будет составлять 500 т.

В большинстве случаев конструкцию заглубляют на 5 – 12 м при ее диаметре 25 – 40 см. Сборка металлических конструкций своими руками осуществляется по следующей схеме:

  1. На метр скважину наполняют бетонным раствором;
  2. проводится трамбовка раствора;
  3. обсадка постепенно приподнимается до того уровня, когда бетон опустится на 35 – 40 см;
  4. этот процесс необходимо повторять до полного заполнения стержня растворной массой.

Стенки лидерной скважины для обсадной трубы во время бурения становятся шероховатыми и рыхлыми из-за обвалившегося грунта, поэтому между отверстием и металлической конструкцией образуется просвет, который уплотняют раствором, а бетон, в свою очередь, просачивается в структуру грунта и делает ее более прочной. Такая технология имеет один недостаток, и заключается он в том, что вы не можете контролировать плотность бетонной заливки внутри длинного ствола. Этот минус может привести к размыванию подземными водами не схватившиеся участки смеси, если такие, конечно же, будут.

Скважину под фундамент из труб армируют только в верхней части, при этом арматурный каркас заглубляют в свежий бетон на 1,5 – 2 м. Наряду с обсадной трубой также используют сухой метод, подходящий для устойчивых и плотных грунтов, которые выдерживают нагрузку без разрушения стенок. Каркас устанавливается в скважину своими руками, и затем набивают растворную массу. Если буронабивные скважины утапливаются в слабые водянистые почвы без проведения обсадки, то их стенки нужно усилить глиняной обмазкой, плотность которой должна быть не менее 1,2 г/м3.

Другие типы трубных свай

В предыдущей части статьи мы рассматривали буронабивные сваи, но также существуют и другие их типы. В частном строительстве очень часто используется технология монтажа винтовых стержней в том случае, если планируется возведение легковесных построек. Их преимущество заключается в том, что они подходят для любого грунта, кроме скалистого, хотя и там можно пробурить скважины меньшего сечения. Более того, такой фундамент из труб без труда устанавливается при помощи рычагов вращения своими руками. Он может монтироваться на месте старой основы и снабжаться наголовниками, что является неоспоримым преимуществом, ведь деревянный дом можно приподнять домкратами и установить на новую основу.

Винтовая свая с обсадной трубой

Существует технология продления эксплуатационного периода металлических винтовых стержней, для чего их превращают в набивные, а полости заливают бетоном, который обязательно подвергают трамбовке. Такой прием поможет защитить опоры от коррозии. Подробнее о фундаментах на винтовых сваях.

Не менее часто, чем буронабивные, устраивают асбоцементные фундаменты, которые дополнительно снабжаются заглубленным или подвесным ростверком. Их монтируют там, где ландшафт характеризуется пучинистыми грунтами. Здесь технология также предусматривает бетонирование полостей, что придает основе прочности и увеличивает ее эксплуатационный период.

Подытожив изложенный материал можно с уверенностью сказать, что с применением трубобетонных свай за счет регулировки длины стержня удается решить проблему устройства фундамента на склонах, водянистых и оползневых грунтах. Но, несмотря на массу преимуществ, стоит помнить, что буронабивные сваи в процессе монтажа создают вибрацию с высокой амплитудой, поэтому они могут стать причиной повреждения возведенных поблизости строений.

Технология буросекущих свай

Об устройстве надежной ограждающей конструкции аналогичной «стене в грунте» по необычной технологии устройства буросекущих свай.

Что такое буросекущие сваи

Буросекущие сваи (БСС) относятся к виду буронабивных свайных опор, широко используемых для передачи значительных усилий на плотные слои грунта на большую глубину. В готовом виде фундамент похож на настоящую стену из сплошного бетона, расположенную в грунтовом массиве. В отличие от забивных свай, погружаемых ударными механизмами, БСС изготавливаются непосредственно в готовой скважине без применения динамических воздействий. Опоры устанавливают сплошными рядами, частично перекрывая каждый сегмент соседнего элемента.

Строительный котлован с ограждением стенок буросекущими сваями.

Созданной герметической конструкцией, как отсекающим барьером, защищают стенки котлована от осыпания почвы или конструкции фундаментов близлежащих сооружений от разрушения. Прочная и водонепроницаемая бетонная стена надежно выдерживает сдвигающие нагрузки от боковых земляных массивов и грунтовых пластов.

Сваи буросекущие относятся к виду классических набивных свайных опор с необычной схемой усиления внутренней полости арматурными каркасами.

Сферы применения

В промышленном и гражданском строительстве устройством буросекущих свай решается ряд задач, связанных с укреплением несущей способности фундаментов зданий и сооружений, расположенных в районах с плотной застройкой и в стесненных условиях в непосредственной близости от инженерных коммуникаций. Их применяют не только для ограждения котлованов, но и в других элементах с особыми условиями строительства:

  • Устройство опорных оснований ленточных фундаментов.
  • Стены подземных паркингов, складских помещений.
  • Укрепление стен и фундаментных оснований объектов, находящихся в аварийном состоянии или исторических памятников архитектуры.
  • Строительство подземных тоннелей железнодорожного полотна, автомагистралей, метрополитена, пешеходных переходов.
  • Возведение фильтрационных дамб, плотин и других гидротехнических сооружений.
  • Укрепление береговой линии и осыпающихся склонов.

Устройство защитного сооружения «стена в грунте» используется не только в строительстве. В экологии опоры БСС выполняют функцию надежного барьера, защищающего почвенный грунт от вредного воздействия промышленных отходов химического производства. Этим методом строятся стены шламонакопителей металлургических заводов, отстойников нефтеперерабатывающих комбинатов и других подземных сооружений хранения продуктов переработки крупных промышленных гигантов.

Такой же технологией пользуются в защите грунтов от горизонтальных смещений, возникновения оползней и деформации почвы от поперечных усилий.

Укрепление стен котлована в условиях плотной городской застройки.

Пошаговая технология

Установка буросекущих свай относится к разряду сложных технологических процессов, требующих предварительных расчетов и точной последовательности этапов работ. Выполнение полного комплекса технических условий гарантирует высокую результативность применяемой технологии.

В основе технологии БСС лежит принцип заполнения пробуренных скважин бетонной смесью. Для обеспечения прочности каждую вторую опору усиливают пространственным каркасом из стальных арматурных стержней. Размер поперечного сечения свайной конструкции составляет от 0,4 до 1,5 метров. Чаще всего применяют опоры сечением от 0.6 до 0,75 метра. Буросекущие конструкции устанавливаются на расстоянии, равном 90% диаметра, например, сваи диаметром 0,6 метра монтируют с шагом 0,6м х 0,9 = 0,54 метра.

Такой небольшой сдвиг при диаметре 60 см приводит к частичному перекрытию тела свай каждым последующим свайным элементом, это обеспечивает их сцепление между собой.

Размеры поперечного сечения, высота и глубина опирания буросекущей сваи зависят от особенностей проектного решения.

Подробный расчет свайных опор содержится в СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Последовательность выполнения работ:

  1. Подготовительные работы. На участке под застройку проводятся инженерно-геологические изыскания с составлением отчета о типе, категории грунтов, уровня залегания грунтовых вод, степени их агрессивности. На основании полученных данных разрабатывается проект, в котором определяются расчетные характеристики буросекущих свай.
  2. Разметочные работы. Особенность устройства стены в грунте заключается в том, что армирующие каркасы буросекущих свай размещают не в каждой скважине, а через одну опору. Чтобы понять тонкость такой установки, рекомендуется пронумеровать все сваи по порядку. Разметку мест бурения скважины проводят по прямой линии, на которой будут устанавливаться опоры на расчетном расстоянии.
  3. Процесс бурения начинается с погружения в грунт обсадной трубы. Вращательный шнек и обсадная труба, вращаясь в разные стороны, погружаются в грунтовый массив. Продвижение обсадной трубы производится с небольшим опережением, чтобы исключить попадания подземных вод в трубную полость.
  4. Последовательность бурения скважин. В начале производится бурение скважин для свай №1,3,5. После того, как первая и третья скважины пробурены, начинаются бурильные работы второй скважины, расположенной на второй линии между первым и третьим номером опор.
  5. Для формирования буросекущих свай четного порядка, по всей внутренней поверхности скважин устанавливаются пространственные арматурные каркасы, выполненные из стальной арматуры. Расчет диаметра арматурных стержней, их количество и шаг установки производится на стадии проектирования.
  6. Бетонирование. Заполнение скважины бетоном производится поэтапно: вначале бетонируются скважины № 1 и № 3, а затем свая с арматурой № 2.
Читайте также  Технология ремонта трубчатой печи

Аналогичную последовательность работ производят циклично на первой и второй линии свайных конструкций.

Технологическая последовательность устройства буросекущих свай.

Арматурные каркасы устанавливаются только в четные свайные опоры, так как у нечетных с каждой стороны отсекается 10 % от объема сваи.

Последовательность формирования буросекущих опор.

Особенности заполнение бетоном подготовленных скважин:

  • Обсадная труба, установленная в ствол скважины, постепенно заполняется пластичной бетонной смесью. Важно до окончательного схватывания бетонной массы вытащить из скважины конструкцию обсадной трубы. Нижняя часть – башмак, остается в скважине под массивом загруженной смеси.
  • Монтаж арматурного каркаса производится до заполнения полости сваи бетоном. Однако бывают случаи, когда арматуру загружают после закачки смеси. В этом случае для погружения каркаса применяют специальный вибрационный механизм.

По окончания формирования бетонной стены из буросекущих свай, по верхнему периметру выполняется горизонтальный бетонный ростверк. Этот пояс служит дополнительным усиливающим элементом, выравнивающим поверхность стены.

Устройство горизонтального бетонного пояса по верхнему периметру буросекущих свай.

На разных этапах бетонирования стволов буросекущих свай применяются марки бетона:

  1. Для заполнения скважин первой линии – М 300.
  2. Армированные скважины второй очереди – М 400.
  3. Железобетонный ростверк – М 250.

Отличие буросекущих свай от буронабивных и буроинъекционных

Буросекущие сваи являются модифицированной версией буронабивных свай (БНС). Чтобы разобраться в различиях этих разновидностей буровых опор рекомендуется воспользоваться сравнительной рисунком и таблицей основных характеристик этих свай.

Основные отличия буровых свай.

Таблица основных различий буросекущих и буронабивных свайных опор

Вид буровых свай Расстояние между сваями Армирование Расположение Основное применение
Буросекущие (БСС) Сплошная стенка с частичным перекрытием соседних опор Поочередное армирование, через одну сваю По периметру Ограждение котлованов, укрепление грунтовых откосов
Буронабивные (БНС) С интервалом Каждая свая По периметру и под отдельными несущими конструкциями Опоры под фундаменты

Часто буросекущие сваи сравнивают с опорными висячими опорами – буроинъекционными сваями (БИС), монтаж которых во многом похож на технологию буронабивных конструкций. Однако есть существенные отличия в технологии устройства этих разновидностей буровых свайных опор. Сваи (БИС) применяют при строительстве объектов с повышенными требованиями прочности висячих опорных конструкций и для исключения осыпания земляных стенок пробуренной скважины. Технологический процесс примерно происходит одинаково, но для буроинъекционных свай применяется специальная техника. После того, как скважина разбурится до проектной отметки, через внутреннюю полость полого шнека сразу подается пластичный цементный раствор. Такой метод устраняет риск обрушения стен скважины и попадания различных включений в тело сваи.

Пример устройства буросекущих свай:

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.

Буронабивные сваи

Большинство строителей сегодня принимают решение в пользу техники китайского производства, которая, обладая всеми характеристиками европейской, серьезно выигрывает в цене. Окупаемость китайских буровых настолько привлекательна, что привязанность к какому-то бренду отпадает в течение первых месяцев работы на установках китайского производства.

Немного истории

История свайного фундаментостроения, эволюция использования свай прошли через множество витков совершенствования технологий. А начиналось все с простых забивных деревянных свай.

Археологические раскопки на берегах Цюрихского озера показали, что сваи использовались человеком в глубокой древности – в эпоху неолита. Сначала они служили в качестве стоек, позволявших приподнять пол жилища над водой или землей. Римский архитектор и инженер Витрувий (I в. до н. э.) подчеркивал необходимость использования деревянных свай при строительстве на наносных или болотистых грунтах для передачи нагрузки от зданий на так называемый «материк». Позднее применение свай позволило возводить на слабых грунтах все более и более массивные сооружения.

Петр Первый использовал опыт голландцев, о чем свидетельствует его письмо к И. Коробову, в котором он дает указание изучить «манер голландской архитектуры, а особливо фундаменты» из-за схожести грунтов. В 1715 г. Петром издается приказ «О подготовке к сентябрю», где есть следующая цитата «…каждый против своего дома паженные сваи для обивки берегов, мерою трехсаженные, числом сколько против каждого двора оных бы столбов могло пойти». И в ноябре этого же года – новый приказ «Об окончании Санкт-Петербургскими жителями к будущей весне бития свай против домов своих, по берегам большой и малой Невы и протокам, под опасением отобрания тех дворов». Согласно ему каждый житель обязан был бить сваи, закладывать за ними связки фашинника и утрамбовывать землю на берегу напротив своего участка.

При капитальной реконструкции Дворцовой набережной в 1925 г. обнаружилось, что вся ее проезжая часть опирается на сплошное свайное основание.

Долгое время забивка свай осуществлялась вручную. Первое описание примитивного ручного копра относится к 1660 г. Изобретение станины с направляющими для бабы и присоединение для ее подъема различных приспособлений позволили увеличить мощность снаряда.

До 1838 г. применялись только забивные сваи. Со временем они модернизировались – изменялся материал, при забивке свай в гравелистые и твердые грунты для деревянных свай стали использовать железные башмаки. Наконечники свай имели разный вид в зависимости от свойств грунта. В. Карлович в монографии «Основания и фундаменты» (1869 г.) признает преимущества винтовых свай перед забивными при применении их в некрепких грунтах, так как «концы их передают давление на большую площадь».

Так, почти два века назад было положено начало использованию буронабивных и винтовых свай.

Современные технологии устройства буронабивных свай

    Сегодня классификация свай по способу заглубления приводится в действующем Своде правил СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов»:
  • забивные (вдавливаемые) железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые в грунт без его выемки или в лидерные скважины с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих, виброударных и вдавливающих устройств;
  • сваи-оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые частично или полностью бетонной смесью;
  • набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного отжатия (вытеснения) грунта; буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов;
  • винтовые; бурозавинчиваемые.
    Буронабивные сваи по способу устройства подразделяются на:
  • буронабивные сплошного сечения с уширениями и без них, бетонируемые в скважинах, пробуренных в глинистых грунтах выше уровня подземных вод без крепления стенок скважин, а в любых грунтах ниже уровня подземных вод – с закреплением стенок скважин глинистым раствором или инвентарными извлекаемыми обсадными трубами;
  • буронабивные полые круглого сечения, устраиваемые с применением многосекционного вибросердечника;
  • буронабивные сваи с уплотненным забоем, устраиваемые путем втрамбовывания в забой скважины щебня;
  • буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые путем бурения скважин с последующим образованием уширения взрывом и заполнением скважин бетонной смесью;
  • буроинъекционные диаметром 0,15–0,25 м, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания (инъекции) в них мелкозернистой бетонной смеси или цементно-песчаного раствора, или буроинъекционные с уплотнением окружающего грунта путем обработки скважин по разрядно-импульсной технологии;
  • буроинъекционные, устраиваемые полым шнеком;
  • сваи-столбы, устраиваемые путем бурения скважин с уширением или без него, укладки в них омоноличивающего цементно-песчаного раствора и опускания в скважины цилиндрических или призматических элементов сплошного сечения со сторонами или диаметром 0,8 м и более;
  • буроопускные сваи с камуфлетной пятой.

Почему именно буронабивным и набивным сваям большого и малого диаметра принадлежит пальма первенства? Ответ прост. Потому что только с их помощью удается решать сложный спектр конструктивных задач по устройству высокоэффективных свайных оснований. Только они делают возможным восприятие несущим слоем грунтов высоких (от 4000 до 25 000 кН) нагрузок от высотных зданий и сооружений. Эти виды свай широко используются при строительстве внутри застроенных территорий, поскольку, являясь щадящими технологиями, исключают вибрационные и динамические воздействия на конструкции расположенных в непосредственной близости к строительной площадке существующих зданий. В практике международного строительства известны примеры устройства свай в районах с распространением слабых грунтов с глубиной погружения до 75 м.

    Устройство буронабивных свай под защитой глинистого раствора выполняется станками вращательного бурения и включает в себя следующие операции:
  • бурение скважины с использованием трехшарошечного долота;
  • крепление стенок скважины глинистым (бентонитовым) раствором плотностью 1,15–1,3 г/см 3 , оказывающим гидростатическое давление на стенки скважины (при этом циркулирующий в скважине глинистый раствор выносит разрушенную породу на поверхность);
  • бетонирование – выполняется подачей мелкозернистого бетона через буровой став (при диаметрах скважин до 350 мм) или через бетонолитную трубу, опускаемую до забоя скважины.

Бетонирование ведут методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ), т. е. постепенно поднимая бетонолитную трубу. Обязательным условием является постоянное нахождение нижнего конца трубы ниже уровня поверхности бетона в скважине не менее чем на 1 м. Поступая в скважину, бетонная смесь вытесняет глинистый раствор.

Читайте также  Фазоинвертор из трубы пвх

В практике геотехнического строительства эта технология получила значительное распространение в связи с возможностью переоборудования под строительные цели отличающегося хорошей ремонтопригодностью и дешевизной (отсюда невысокие затраты на амортизацию) геологоразведочного бурового оборудования. Еще одним ее достоинством является отсутствие дополнительных осадок при ограниченном бурении скважин для устройства буронабивных свай в непосредственной близости от существующих зданий.

При устройстве свай большой длины (более 30 м) в процессе изготовления сваи возникает необходимость погружения армокаркаса в глинистый раствор, что сопровождается ослаблением сцепления арматуры с бетоном. Особого внимания в сваях, устраиваемых под защитой глинистого раствора, требует качество бетона (согласно СП при оценке прочности ствола сваи по материалу необходимо использовать дополнительные понижающие коэффициенты). Обычно в практике проектирования инженеры назначают нагрузку, передаваемую на устраиваемые по данной технологии сваи – не более 500 кН (для свай диаметром 350 мм).

Наиболее безопасным для окружающих зданий оказалось бурение со сравнительно небольшой частотой вращения рабочего органа и как следствие – со значительным крутящим моментом (такой вид бурения принято называть медленновращательным). Оно производится разными по конструкции рабочими органами на основе шнекового бура.

Шнековый бур для медленновращательного бурения представляет собой механический бурильный инструмент, имеющий в качестве породоразрушающего элемента бурильную головку и шнек для аккумулирования и транспортировки на поверхность разрушенного грунта. Шнековые буры чаще всего изготавливают с одной (однозаходный), реже с двумя (двухзаходный) шнековыми спиралями. Торцы шнека, подверженные значительному износу, наплавляют износостойкими сплавами. Породоразрушающая бурильная головка имеет либо плоские, либо круглые резцы, а иногда комбинацию тех и других. Резцы снаряжены твердосплавными элементами, которые значительно повышают их износоустойчивость. В процессе эксплуатации, по мере износа они подлежат замене.

При устройстве буронабивных свай в водонасыщенных грунтах наиболее надежной защитой от обрушения стенок скважин при бурении является использование обсадных труб.

Технология устройства свай под защитой обсадной трубы

Данная технология заключается в погружении инвентарной трубы с помощью вращателя и трубовкручивающего стола (осциллятора). Это подтверждает возможности данных свай нести высокие нагрузки от зданий или сооружений.

Следует отметить, что при бурении в слабых водонасыщенных грунтах обсадная труба вкручивается с опережением относительно уровня выемки грунта.

Таким образом формируется грунтовая пробка. Во избежание попадания грунта из-за трубного пространства внутрь скважины разницу хода между обсадной трубой и шнеком обычно принимают равной 3–4 м, иногда до 6–7 м (точно определяется ППР). В некоторых случаях при наличии напорных горизонтов подземных вод необходимо создание противодавления в скважине посредством заполнения ее водой или глинистым раствором. Использование обсадной трубы позволяет перекрывать горизонты плывунных грунтов, обеспечивать безопасность ведения свайных работ, контролировать параметры буровой скважины, гарантировать высокое качество заполнения скважины бетоном. Данный вид свай является наиболее популярным среди транспортных строителей и мостостроителей в силу его высокой надежности.

Для выполнения буронабивных свай по технологии бурения скважины под защитой обсадной трубы используются, например, буровые установки SANY – их обсадные трубы представляют собой секции труб, жестко соединенных между собой, толщина стенки обычно составляет 40 мм. Скорость проходки зависит от рабочих характеристик вращателя (прежде всего мощности) и конструкции бурового органа (зависит от вида грунта).

Преимуществами данной технологии являются следующие.

1. Отсутствие динамических и вибрационных воздействий на грунт, что делает возможным устройство свай вблизи существующих зданий и сооружений.

2. Высокая надежность современного оборудования позволяет безошибочно контролировать процесс бурения с достижением несущего слоя.

3. Возможность разбуривания или извлечения валунов.

4. Заполнение скважины производится через бетонолитную трубу, что исключает образование шеек при наличии в скважине арматурного каркаса.

5. В процессе бурения осуществляется прямой контроль соответствия фактических инженерно-геологических условий проектным, что позволяет исключить ошибки и найти оптимальное решение.

6. Возможность устройства уширения позволяет наиболее полно использовать несущую способность сваи.

При устройстве свай по данной технологии особое внимание необходимо обратить на то, что во время прохождения водонасыщенных грунтов, во избежание выпора грунта в скважине, необходимо создавать или грунтовую пробку большой длины, или избыточное давление с помощью воды или глинистого раствора. Принимая во внимание высокую производительность и возможность восприятия значительных нагрузок, проектные решения могут обеспечивать полное использование несущей способности свай по грунту. В качестве примера можно привести конструкцию использования системы «свая–колонна», что существенно минимизирует затраты на фундирование.

Технология устройства буронабивных свай

При строительстве любого здания достаточно важным моментом является правильный выбор типа фундамента. Во многом это зависит от особенностей почвы на участке строительства и плотности застройки. При большой вероятности сдвига грунта или при плотной застройке территории рекомендуется устанавливать фундамент из буронабивных свай в обсадных трубах.

  • Устройство буронабивных свай
  • Особенности использования буронабивных свай
  • Способы погружения обсадной трубы
  • Технология устройства буронабивных свай с использование обсадной трубы
  • Преимущественные моменты технологии

Устройство буронабивных свай

Чтобы сделать правильный и качественный фундамент с использованием названной выше технологии, необходимо знать, что такое буронабивные сваи. Кстати, ранее мы рассказывали, как сделать буронабивные сваи своими руками.

Буронабивные сваи – это сваи, забитые по особой технологии, которая предполагает бурение скважины и ее последующую заливку бетонным раствором с обязательным армированием металлическими прутьями. При строительстве частных загородных домов на участках с преобладанием слабого осыпающегося грунта в скважине дополнительно обустраивают опалубку (узнайте больше о том, как сделать опалубку вокруг дома). Если грунт устойчивый и плотный, а риск осыпания стенок опалубки минимален, то опалубку можно не устанавливать. При строительстве жилых домов или других зданий в больших масштабах во внимание принимаются соответствующие нормы и правила, поэтому в качестве опалубки используются обсадные трубы. В любом случае буронабивная свая представляет собой армированное бетонное тело.

Чаще всего армирование конструкций выполняется каркасами заводского производства продольно-поперечного типа. Горизонтальные элементы выполнены из рифленой арматуры диаметром от 12 до 20 мм, для изготовления вертикальных перемычек используется гладкая арматура диаметром от 8 до 15 мм. Сборка каркаса осуществляется с использованием электродуговой сварки. Готовое изделие покрывают составом, который предотвращает образование очагов коррозии на поверхности металла.

Для создания бетонного тела используется бетон марки М200-М300. Особенностью таких смесей является морозостойкость до 200 циклов замерзания и оттаивания и высокий класс водонепроницаемости.

Отличительной особенностью буронабивных свай является отсутствие ограничений по нагрузке. Несущая способность опоры определяется габаритами сваи и составом грунта ( потребуется геологическое исследование грунта под фундамент). Например, свая диаметром 10 см, установленная на гравелистом или песчаном грунте, способна нести нагрузку от 150 до 270 кг. Свая диаметром 50 см на аналогичном типе грунта выдерживает нагрузку от 5 до 9 тонн. При строительстве на участке с преобладанием мелкого водонасыщенного грунта одна свая диаметром 10 см может держать вес до 250 кг, в то же время свая диаметром 50 см способна противостоять нагрузке до 12 тонн.

В зависимости от конструкции буронабивные сваи делятся на два вида:

  • Сваи цилиндрической формы. Ствол в этом случае имеет одинаковое сечение по всей длине.
  • Сваи с расширенной опорной подошвой характеризуются большим диаметром трубы в нижней части. В этом случае конструкция отличается повышенной устойчивостью в грунте и большой грузонесущей способностью.

Разновидности буронабивных свай

Особенности использования буронабивных свай

По технологии обустройства буронабивные сваи делятся на несколько видов:

  • Опоры, формирующиеся без оболочки.
  • Опоры с постоянной оболочкой.
  • Опоры с извлекаемой оболочкой.

Первый вариант используют на плотных устойчивых грунтах, которые характеризуются тугопластичностью и твердостью. Чаще всего в таких местах риск осыпания грунта сводится к минимальному значению. Особое внимание следует уделить при этом общей протяженности сваи, она не должна превышать 30 метров.

Второй вид буронабивных свай подходит для строительства на глинистом и песчаном грунте или с преобладание супесей и высоким уровнем грунтовых вод. Советуем также ознакомиться с нашей статьей на тему: как построить фундамент на песчаном грунте.

Третий вариант идеален для проблемных грунтов с высоким риском осыпания стенок скважины. Установка обсадной трубы в этом случае предотвращает обрушение стенок и защищает полость от грунтовых вод. Буронабивные сваи с обсадной трубой устанавливают на местности, где имеют место оползневые грунтовые явления. Также названную технологию рекомендуется использовать в регионах, где грунт характеризуется сложным геологическим составом. Оптимальным вариантов можно назвать фундамент на буронабивных сваях в условиях повышенной стесненности.

Способы погружения обсадной трубы

Обсадные трубы погружают в грунт несколькими способами:

  • Ударное бурение предполагает погружение трубы в процессе бурения скважины. В зависимости от характеристик грунта труба может идти впереди забоя или после него. Наращивание обсадной трубы осуществляется по необходимости.
  • Вращательное бурение предполагает первоначальное прохождение скважины на длину одной секции и последующую установку трубы. Далее выполняется бурение следующего участка по аналогичному принципу и установка дополнительной секции обсадной трубы.

Этот процесс мы детальнее рассматривали в статье «Бурение скважин под сваи: техника и технология».

Технология устройства буронабивных свай с использование обсадной трубы

Монтажные работы по обустройству буронабивных свай с обсадными трубами требует предварительной подготовки необходимого оборудования и материалов. В частности речь идет о следующем:

  • Оборудование для бурения скважин.
  • Автоматизированная бетономешалка.
  • Глубинный вибратор для уплотнения бетонного раствора внутри обсадной трубы.
  • Устройство, с помощью которого будет осуществляться погружение и извлечение обсадной трубы.
  • Армирующий каркас из металлических прутьев (читайте также про армирование буронабивных свай).
  • При необходимости деревянные доски, из которых можно соорудить желоб для подачи бетонного раствора внутрь обсадной трубы.
Читайте также  Уход за духовой трубой

При недостаточном бюджете на строительство можно использовать ручные приспособления для бурения скважин и погружения обсадной трубы. Однако следует учесть, что в таком случае придется потратить много сил и времени.

Использование обсадной трубы

Все строительные процессы выполняются в несколько этапов. В случае с обустройством буронабивных свай все действия выполняются в определенной последовательности.

На первом этапе выполняется разметка свайного поля. Вначале определяют расположение угловых скважин, далее выполняют разметку торцевых стен. Чтобы правильно вывести прямой угол между стенами, можно воспользоваться правилом «египетского треугольника». В этом случае необходимо отмерить по одной грани 3 метра, по другой – 4 метра. Для получения угла 90 0 расстояние между этими точками должно составлять 5 метров. Также проверить правильность углов можно сверкой диагоналей, они должны быть равными.

Далее процесс предполагает доставку и установку оборудования, с помощью которого будет осуществляться бурение скважин.

Непосредственно процесс установки буронабивной сваи предполагает выполнение следующих действий:

  1. С помощью специального бурового оборудования бурят скважину заданной ширины и глубины.
  2. Используя другое оборудование, обсадную трубу погружают в грунт до определенной отметки. Если труба имеет недостаточную длину, то ствол наращивают аналогичным элементом. При этом в большинстве случаев используется резьбовое соединение.
  3. Грунт, осыпавшийся в полость трубы, извлекают.
  4. Внутрь обсадной трубы помещают заранее подготовленный каркас из арматурных прутьев.
  5. Полученную конструкцию набивают бетонной смесью с помощью специального подающего канала бетоносмесителя. Подача бетона осуществляется определенными порциями и сопровождается постоянной трамбовкой смеси. Это необходимо для удаления воздушных пузырьков из бетона.
  6. Завершающим процессом является посекционным извлечением обсадной трубы. В процессе подъема обсадной трубы происходит одновременное уплотнение бетонной массы благодаря ее возвратно-поступательным движениям.

Преимущественные моменты технологии

Установка буронабивных свай с извлекаемой обсадной трубой имеет несколько преимущественных моментов:

  • Скважина быстро и качественно набивается бетонным раствором.
  • Все проводимые мероприятия на любом этапе работ полностью безопасны.
  • Буронабивная свая характеризуется достаточно высоким несущим потенциалом.
  • Установка подобного вида опор может осуществляться в слабом грунте с высоким насыщением воды. При этом стенки скважины полностью защищены от осыпания грунта.
  • Использование технологии с обсадными трубами позволяет четко контролировать рабочий процесс на всем его протяжении, а также сопоставлять проектные геологические и инженерные условия с реальными значениями. в частности речь идет о возможности контроля над процессом бурения при достижении плотных несущих слоев грунта.
  • Подобная технология дает возможность в процессе бурения скважины доставать крупные камни и валуны.
  • При обустройстве буронабивных свай с обсадными трубами вибрационные и динамические колебания почвы полностью исключаются.
  • Эксплуатация опор, установленных по рассматриваемой технологии, возможна в любых климатических условиях.

Установка буронабивных свай

Установка буронабивных свай с использование обсадных труб является одной из высокоэффективных технологий. С ее помощью возводятся надежные, крепкие и долговечные конструкции.

Устройство труб для буронабивных свай и способы монтажа

В случае если почва на участке под застройку имеет склонность к пучению и подвижность в качестве фундамента используют свайную технологию. А в качестве надежного фиксирующего компонента используют трубы для буронабивных свай. Такие элементы представляют собой металлопрокат диаметром от 620 до 2500 мм. При этом трубные отрезки имеют специальное замковое соединение, что позволяет стыковать части металлических колонн в единую трубу нужной протяженности. Либо де для стыковки применяют технологию дуговой сварки.

  • Принцип формирования буронабивных свай
  • Особенности и положительные стороны такой технологии
  • Способы монтажа свай буронабивных
  • Способы бурения скважин под сваи

Принцип формирования буронабивных свай

Буронабивная свая представляет собой углубленную в грунт скважину определенной протяженности (в зависимости от проектных данных, которые выводятся путем определения особенностей почвы и общего веса будущего здания). Пробуренная скважина заполняется бетонной смесью, а в качестве формы для размещения бетона в скважине используется обсадная труба для буронабивных свай. На деле технология формирования опорных столбов под фундамент выглядит так:

  • На отмеченное место устанавливают специальные буровые установки и приступают к бурению скважины;
  • Затем в получившееся отверстие медленно вставляют трубу, стыкуя её по отдельным частям до получения обсадной колонны нужной длины.
  • Из полости установленной трубы извлекают весь грунт, отслеживая уровень его увлажненности на предмет наличия плывунов в выработке или подземных источников, которые могут размывать сваю.
  • Теперь приступают к заполнению обсадной колонны бетонным раствором. При этом раствор заливают не более чем на 1 м, после чего масса хорошо трамбуется.
  • Следующий этап — медленный подъем трубы до тех пор, пока уровень бетона в нижней её части не будет достигать 40 см.
  • В этой точке работ технология требует очередного этапа заполнения колонны раствором. Таким образом происходит набивание всей пустоты в грунте бетонной смесью.
  • На отметке 1,5-2 метра от поверхности земли проводят армирование колонны (сваи). Для этого в скважину, заполненную бетонным раствором, вставляют армирующие стальные пруты, которые выступают над поверхностью сваи для будущего сцепления их с ростверком.

Важно: при том, что сечение скважины в любом случае больше сечения обсадной трубы, бетонная смесь при подъеме колонны. Заполняет собой все пустоты и надёжно сцепляется с землей при помощи бетонного молочка. Таким образом происходит надёжное заполнение всего периметра скважины бетоном.

Единственный минус такой технологии в том, что оператор не может контролировать плотность и качество утрамбованного раствора. К тому же имеется риск размывания бетонной смеси грунтовыми водами.

Важно: если при выемке земли из тела выработки обнаружены подвижные воды или плывуны, то с целью защиты сваи от воздействия подземных вод монтируют буронабивные сваи под защитой обсадной трубы. То есть труба впоследствии не извлекается из грунта.

Особенности и положительные стороны такой технологии

Вышеприведенная технология и принципы устройства буронабивных свай с применением обсадных труб имеет ряд преимуществ:

  • Возможность монтировать опорные сваи под фундамент в ограниченном пространстве;
  • Высокая скорость набивки скважины бетонной смесью;
  • Возможность монтировать сваи, глубина которых может достигать 30 метров (а в некоторых случаях и до 60 метров) при диаметре до 3,5 метров с максимальной несущей способностью до 500 т.
  • Возможность устройства фундаментов в грунтах, чрезмерно перенасыщенных подземными водами, а также при подводном строительстве (монтаж мостов и пр.).
  • Исключение вибраций и колебаний почвы в месте монтажа свай.
  • Кроме того, монтаж буронабивных свай с обсадной трубой позволяет защитить скважину от обрушивания грунта в полость под сваю.

Способы монтажа свай буронабивных

В зависимости от типа и особенности грунта буронабивные сваи без обсадной трубы и с обсадной колонной могут монтироваться разными способами:

  • Сухой способ;
  • Способ, в котором используют специальный глинистый раствор;
  • Способ с использованием обсадной колонны.

В первом случае технология предполагает бурение скважин на глубину от 15 до 20 м по устойчивому грунту без излишних подземных вод по всей глубине скважины. Диаметр свай, монтируемых сухим способом, как правило, не превышает 1200 мм. При выполнении технологии сухого способа риск оползания грунта в полость скважины полностью исключен. Здесь почва сама держит стенки пробуренной скважины. Бурят тело скважины вращательным бурением при одновременной выемке земли. Затем в установленную трубу подаётся раствор, а труба вертикально перемещается и демонтируется секциями.

Второй метод , где применяется раствор на основе глин, идеально подходит для монтажа буронабивных свай по водонасыщенным грунтам. В этом случае глинистый раствор будет выступать в качестве фиксатора для отдельных слоев почвы в теле скважины. В качестве связующего вещества в этих целях используют определенный, приготовленный на месте бурения раствор бентонитовых глин, плотность которого составляет 1,15…1,3 г/см3. Смесь подается при одновременном бурении скважины по пустотелой штанге буровой установки. Глинистый раствор встречает сопротивление грунта. Благодаря этому смесь начинает подниматься под давлением обратно, смазывая стенки скважин, и кратковременно цементирует стенки обработанного и пробуренного тела выработки. Этот способ позволяет монтировать буронабивные сваи без использования обсадной колонны.

Устройство скважины с обсадной трубой описано выше.

Важно: заполнение скважины бетонным раствором должно выполняться одноэтапно, без перерывов в работе. Иначе крепость и монолитность сваи будет находиться под сомнением. Кроме того стоит помнить, что если сваи располагаются на расстоянии 1,5 метра друг от друга, то бетонирование скважин проводят через одну. Делается это для того, чтобы не повредить соседние забетонированные колонны. Пропущенные скважины бетонируют вторым заходом.

Способы бурения скважин под сваи

Чтобы осуществить набивной способ монтажа свай, профессионалы используют два метода бурения скважин:

  • Вращательный;
  • Ударный.

Первый способ используется при промышленном строительстве и в частном строительстве по упругим или твердым грунтам. Здесь буровая установка или простой шнек (в случае выполнения работ своими руками) вращательными движениями разрабатывает почву, поднимая её вверх по лопастям бура. Технология разработки скважины в этом случае выполняется гораздо быстрее по времени.

Ударный способ разработки скважины применяется по мягким песчаным грунтам. Здесь в качестве оборудования используется лебедка и стакан из отрезка трубы с острым нижним краем. При подъеме такого стакана и его резком опускании в почву острый нижний край трубы врезается в грунт, захватывая его. Затем стакан забивается ударным способом еще глубже. При полном или почти полном заполнении полости трубы землей стакан поднимают на поверхность и освобождают от грунта. Затем действия продолжаются до достижения нужной глубины скважины.

Важно: стоит отметить, что монтаж буронабивных свай достаточно трудоёмок, а поэтому используется в основном в промышленном строительстве.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: