Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой
Процесс монтажа буронабивных свай начинается с перебазировки на объект спецтехники. Для обустройства опор привлекается три типа установок:
- Буровая машина;
- Стреловой кран;
- Автобетоносмеситель.
После разметки свайного поля (точек бурения под сваи), буровая машина размещается на месте разработки скважины. Буровая оснастка приводится в рабочее состояние и выполняется проходка полости на глубину, идентичную длине первой секции обсадки. Далее шнек извлекается из скважины, установка фиксирует в несущем узле трубу и размещает ее в полости. Аналогичным образом устанавливается вторая секция обсадки, стыковка секций выполняется посредством резьбового соединения, после чего скважина углубляется до тех пор, пока верхний контур обсадной трубы не сравняется с уровнем грунта и процесс повторяется повторно.
Рис: Бурение с применением обсадной трубы
Важно: в процессе бурения шнековая колонна вращается внутри обсадной трубы. Сама обсадка углубляется за счет выемки грунта из под ее стенок, под воздействием собственного веса и прикладного воздействия вибрационного блока, оказывающего на трубу возвратно-поступательные нагрузки. После проходки полости на требуемую глубину шнековая колонна изымается из скважины и посредством стрелового крана в полость загружается арматурный каркас
По завершению установки каркаса в устье скважины устанавливается бетонолитная труба, через которую выемка заполняется бетоном. В процессе нагнетания смеси выполняется последовательный демонтаж обсадки скважины
После проходки полости на требуемую глубину шнековая колонна изымается из скважины и посредством стрелового крана в полость загружается арматурный каркас. По завершению установки каркаса в устье скважины устанавливается бетонолитная труба, через которую выемка заполняется бетоном. В процессе нагнетания смеси выполняется последовательный демонтаж обсадки скважины.
Рис: Установка арматурного каркаса в скважину
Для повышения прочностных характеристик буронабивной сваи производится уплотнение смеси посредством глубинных электровибраторов, которые удаляют из бетона образовавшиеся в нем полости воздуха. К последующей эксплуатации (обвязке ростверком) опора пригодна спустя 25-30 дней после заливки (данное время необходимо для набора бетоном проектной прочности).
Рис: Заполнение скважины под буронабивную сваю бетоном
Суть метода[править | править код]
Узкие и глубокие траншеи разрабатывают под защитой бентонитовой суспензии, которая оказывает избыточное гидростатическое давление на вертикальную поверхность, что способствует укреплению стен и оберегает траншею от разрушения.
Стена в грунте может возводиться глубиной до 40, а при использовании спецоборудования — до 60 метров, а ширина траншеи при этом может быть минимальной — от 0,4 до 1 м. Стена становится ограждающей конструкцией, а кроме того, может выполнять функцию несущего элемента подземных сооружений.
Метод может применяться в практически в любых нескальных грунтах, кроме рыхлых насыпных, текучих и плывунных. Наиболее эффективно использование метода в сложных гидрогеологических условиях при относительно неглубоком залегании водоупорных грунтов, a также вблизи зданий или их фундаментов.
Устройство буросекущей сваи
Главным отличием буросекущей сваи от буронабивной является сплошная установка с частичным перекрыванием и поочередным армированием.
Рис.1: Устройство буросекущей сваи
Буросекущая свая создается посредством использования обсадной трубы с отсоединяемым башмачным основанием. Ее внутренность заполняется бетонной смесью, после чего обсадной ствол извлекается.
Совет эксперта! Армирование объемным каркасом буросекущих сваи происходит через одну. Создание сваи происходит прямо в скважине без использования ударной силы. В некоторых случаях может применяться вибровоздействие.
Основным преимуществом буросекущих свай является возможность их создания прямо на строительном участке. По внешнему виду готовые буросекущие сваи похожи на монолитную сплошную стену. Таким образом, достигается высокая прочность и полное ограждение от проникновения подземных вод.
Области использования:
- Фиксирование сооружений подземного типа;
- Укрепление строящихся зданий с цокольными и подземными этажами;
- Защита аварийных построек;
- Строительство веток метрополитена;
- Строительство ограждающих стен речных каналов;
- Основание для ленточного фундамента;
- Участки плотной застройки со слабым суглинистым или глинистым грунтом;
- Гидрогеологическая функция, то есть защита подземной постройки от размыва подземными водами;
- Использование в гидротехнических объектах. Устройство буросекущего свайного фундамента для плотин разного назначения;
- Использование в промышленных объектах. Ограждение подземных химических, нефтеперерабатывающих и металлургических шлаконакопителей во избежание утечки опасных веществ с подземными водами.
Стандартный диаметр буросекущих свай равняется шестидесяти двум и семидесяти пяти сантиметрам. При установке метраж между центрами каждой из свай должен достигать девяноста процентов от основного диаметра свайного ствола.
Рис. 2: Буросекущие сваи (схема)
При строительстве массивных сооружений необходимо использовать железобетонные сваи длиной от десяти метров. Свайные столбы меньшего размера предназначены для построек легкого и среднего типа.
Совет эксперта! Глубина залегания буросекущей сваи должна быть больше уровня прохождения подземных вод, дабы избежать подмыва сооружаемой конструкции снизу. Также перед началом строительства необходимо провести химический анализ воды на предмет ее агрессивности к бетонной смеси.
Способы создания буронабивных свай
Каждый способ предусматривает предварительное формирование скважины. Если работы проводятся в условиях неустойчивого грунта, то дополнительно стенки закрепляют глинистым раствором (как правило, из бентонитовой или комковой глины).
Его нагнетают в лунку по буровой штанге или деревянному желобу с уклоном в 1 см на погонный метр. В результате на поверхности образуется прочная водостойкая корка. Следующие действия проводятся по аналогии с «сухой» технологией.
Технология изготовления буронабивных свай «сухим» способом
Актуален такой способ устройства буронабивного фундамента в устойчивом грунте. Почва может быть тугопластичной, глинистой с твердой или полутвердой консистенцией. В районах с грунтовыми или промышленными агрессивными водами применение не рекомендуется. Глубина скважины может составлять 30 м, диаметр 0,4-1,2 м.
Алгоритм действий выглядит следующим образом:
- Бурение. Метод выбирается вращательный. Техника оснащена шнековой колонной или ковшовым буром. При необходимости нижнюю часть скважины увеличивают специальным расширительным оборудованием или посредством взрыва под небольшим количеством залитого бетонного раствора. Последний вариант позволяет дополнительно уплотнить грунт.
- Армирование. Здесь могут быть использованы металлические трубы, отдельные стержни диаметром 12 мм или заранее собранный из прутьев каркас (узловые соединения оформляются вязальной проволокой). Выбор арматуры проводится в соответствии с нормативами в ГОСТе 34028-2016. Его размеры должны быть меньше окружности скважины примерно на 3-5 см. Длину рассчитывают с запасом относительно посадочного места в 30 см. Рассматривается также вопрос сплошного усиления будущей сваи либо частичного с выходом на ростверк. Выбор делают на основании планируемых нагрузок на основание со стороны почвы и здания.
- Бетонирование. Раствор заливают с помощью загрузочного бункера или оснастки автосмесителя. Для рабочей массы рекомендуется использовать бетон класса В15 с водонепроницаемостью от W6. Он должен соответствовать СНиП 2.03.01-84. Постепенно из скважины вытаскивают бетонолитную трубу. На ее приемной воронке монтируют вибраторы для уплотнения смеси. Последнее действие проводится в течение 5-10 минут каждые 0,5 метров залитого раствора.
- В завершение отливают головную часть конструкции. Это делают в специальном кондукторе.
Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой
Обсадные трубы используют для монтажа буронабивных свай в условиях любого грунта вне зависимости от расположения грунтовых или промышленных вод. Отдельные секции соединяют между собой путем стыковки с применением болтов или с помощью сварочного оборудования.
Допустимо устройство как временной, так и несъемной опалубки. Оставляют трубы в соответствии с нормативными документами, техническим обоснованием. Например, в случаях с оползнями, водонасыщенными почвами, на склонах, при высокой скорости подземных потоков (свыше 200 м/сутки).
Алгоритм действий по этой технологии выглядит так:
- Бурение. Для формирования скважины используют специальную установку с оснащением вращательного или ударного типа.
- Погружение обсадной трубы. Здесь задача выполняется двумя способами: гидродомкратами одновременно с бурением или путем забивания, вибропогружения.
- Армирование. Здесь варианты рассматривают по аналогии с «сухим» способом устройства свайного фундамента.
- Бетонирование проводится одновременно с удалением обсадных секций. Их перемещают вертикально, путем вращения или возвратно-поступательными движениями. В процессе дополнительно происходит уплотнение раствора.
- В завершение формируют головную часть кондуктором.
Существует технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой, которая называется фундэкс. Здесь добавлены особенности инъекционного способа: без ударного или вибрационного воздействия на грунт, диаметр до 0,6 м. Этот метод актуален для строительства в сейсмически непостоянных районах, в условиях плотной застройки.
Технология устройства буронабивных свай
Буронабивные сваи – особая технология и специальный метод в строительстве, который наиболее всего подходит и используется при высокой плотности застройки, что так характерно для мегаполисов и современных городов. Чаще всего, для устройства фундаментов используются забивные сваи и в определенных случаях их использование оптимально. Но устройство буронабивных свай имеет ряд своих неоспоримых преимуществ, таких как возможность проведения строительно-монтажных работ, в старой части города, где использование привычных технологий представляет существенную опасность для стоящих рядом сооружений и проходящих коммуникаций. Буронабивные сваи – это один из самых удобных способов организации фундамента строящегося здания. Диаметр свай, как правило, составляет 0,35 – 1,5 м. В большинстве случаев данную технологию устройства применяют при больших нагрузках, а также при глубоком залегании мало сжимаемых грунтов
Эта технология обеспечивает производство работ без ударов и вибраций, что особенно важно при изготовлении буронабивных свай вблизи существующих зданий и сооружений. Технология устройства буронабивных свай применяется – при больших сосредоточенных вертикальных и горизонтальных нагрузках, на строительных площадках со сложными геологическими и инженерными условиями, в стесненных условиях городской застройки, вблизи существующих зданий и сооружений в которых могут возникнуть деформации при забивке или вибропогружении
Буронабивные сваи выполняются по технологии:
- CFA (НПШ-непрерывного полого шнека);
- под защитой бентонитового раствора;
- под защитой обсадных труб погружаемых дрейтеллером;
- под защитой обсадных труб погружаемых и извлекаемых с помощью вибропогружателя.
Устройство буронабивных свай методом CFA (Continuous Flight Auger) или НПШ (Непрерывный Полый Шнек) – одна из наиболее распространённых за рубежом и постепенно обретающая популярность в России технологий. Суть метода заключается в том, что буровая колонна, состоящая из полых шнеков, погружается в грунт на проектную величину, при этом происходит выбуривание (подъём грунта посредством реборд спиральной навивки шнека) грунта на поверхность. Применение буронабивных свай выполненных по технологии CFA, за счёт заполнения под давлением пространства скважины бетоном, не допускает разуплотнения около свайного пространства. Основными преимуществами применения данного метода являются – высокая производительность – в 3-12 раз выше по сравнению с устройством свай с обсадной трубой. Разброс может быть вызван затруднениями в поставках бетона, арматурных каркасов и подготовкой площадки под буровую технику; – гарантированное уплотнение забоя и стенок скважины, как следствие более высокая несущая способность при тех же параметрах; – меньший уровень шума при производстве в сравнении с методом при использовании обсадной трубы, т.к. нет необходимости “сбрасывать” грунт со шнека; – экологичность, т.к
время работы буровой техники значительно сокращается, что немаловажно при работе в заселённых городских центрах. При устройстве буронабивных свай под защитой обсадных труб обсадную трубу опускают в скважину одновременно с выбуриванием грунта, что предотвращает осыпание рыхлых слоев породы
Обсадная труба настолько плотно прилегает к стенкам самой скважины, что позволяет избежать какой-либо деформации грунта. К трубам предъявляются достаточно строгие требования и в каждом конкретном случае труба должна быть четко установленного размера и диаметра. После бурения скважины на проектную глубину в нее опускается и монтируется заранее изготовленный арматурный каркас, затем происходит заливка бетона.
Виды и характеристики
Разные условия строительства обусловили наличие нескольких разновидностей буронабивных свай. Обобщенная характеристика приведена в таблице:
| № | Классификационный признак | Детализация |
|---|---|---|
| 1 | Конструкция | – цилиндрические;– с подошвой. |
| 2 | Технология устройства | – без оболочки; – снимаемая оболочка; – не снимаемая оболочка. |
| 3 | Устройство | – равномерного сечения; – с камуфлетной пятой; – буроинъекционные; – буросекущие. |
| 4 | Ростверк | – низкий; – обычный; – высокий. |
| 5 | Диаметр | 200-1000 мм. |
Более подробный обзор технических характеристик, приведенных в таблице.
1. По конструкции:
цилиндрические. Данный тип свай отличает правильная цилиндрическая форма и одинаковое сечение по всей длине изделия;
с подошвой. Опорная подошва позволяет повысить устойчивость опоры, и ее несущую способность. Визуально такую сваю отличает более широкая нижняя часть.
2. По технологии устройства:
без оболочки. Такой вариант является самым быстрым и наиболее экономичным из всех других. Однако его применение ограничено свойствами грунта. Буронабивные сваи без оболочки допустимо применять только в прочных, устойчивых к осыпанию грунтах, а также при минимальном уровне грунтовых вод;
снимаемая оболочка. Эту функцию принимает на себя обсадная труба, которая постепенно вынимается по мере заполнения скважины раствором;
неснимаемая оболочка. Случай аналогичный предыдущему, но обсадная труба остается в почве.
3. По устройству:
равномерного сечения;
с камуфлетной пятой (расширяющиеся к низу). Это позволяет увеличить площадь подошвы сваи и ее несущую способность. Используется на слабых грунтах. Чтобы получить пятку, взрывается полость в нижней точке скважины. Затем полость заливается раствором;
буроинъекционные. В данном случае бурят скважину небольшого диаметра, которую заполняют смесью цемента и отсева;
буросекущие. Это аналог технологии строительства фундаментов «стена в грунте». В этом случае расстояние между буронабивными сваями настолько незначительное, что получается сплошная лента из свай. По сути – это аналог ленточного фундамента, обладающий повышенной прочностью.
4. Ростверк
Конструктивно ростверк – это верхняя часть фундамента, благодаря которой нагрузки распределяются равномерно на сваи.
- низкий. Позволяет повысить несущую способность сваи благодаря тому, что ростверк помещается ниже уровня промерзания почвы;
- обычный. Расположен на грунте;
- высокий. Размещается на высоте 200-300 мм над уровнем грунта. Высокий ростверк незаменим при сложном рельефе местности.
5. Характеристики и размеры:
глубина заложения – до 40 метров;
диаметр – 250-1000 мм. Диаметр буронабивных свай зависит от веса будущей конструкции. Так в промышленном строительстве востребованными является размеры более 500 мм. Популярные в частном строительстве размеры, а также их несущая способность и расход бетона указаны в таблице:
несущая способность буронабивной сваи 200-400 т. (при изготовлении механизированным способом) и до 7 т. (при изготовлении своими руками);
минимально допустимое количество стержней арматуры – 6 шт. для промышленного строительства, и 4 шт. для частного;
минимально допустимая толщина продольных стержней арматуры – 18 мм. для промышленного строительства, и 8-12 мм. для частного;
толщина поперечных элементов – 4-8 мм. или листовой металл.
Размеры свай определяются проектом.
Буронабивные сваи с обсадными трубами
С целью осуществления монтажа фундамента на различных типах грунта независимо от климатического региона используются, буронабивные сваи с обсадными трубами.
Принцип обустройства буронабивных свай с использованием обсадных труб?
- Сперва наши специалисты установят буровой станок (не путайте его с копром) на ту точку, где будет буриться скважина.
- Мы производим погружение подготовленной обсадной трубы строго до проектной отметки и извлекаем осыпающийся грунт из полости.
- Теперь можно погрузить арматурный каркас в скважинную полость.
- Заливаем скважину (или набиваем) качественным бетоном из бетоносмесителя.
- Осуществляем извлечение обсадных труб согласно их секциям.
Что представляют собой обсадные трубы
Как в промышленном, так и в гражданском строительстве буронабивные сваи с обсадными трубами используются чаще всего для крепления газовых, нефтяных, водных и прочих скважин, поскольку они помогают удерживать со стен осыпание грунта.
Именно с такой целью обсадная труба может быть использована и для свай, ведь она полностью входит в пробуренное предварительно отверстие, соприкасаясь вплотную с грунтом, что полностью исключает возможность обвала.
Согласно технологии обсадная труба монтируется для буронабивных свай согласно секциям, фиксируемым друг с другом специальными фланцами, в которые вкручиваются пробки. Обсадная труба для устройства буронабивных свай отличается от обсадных труб для крепления газовых, нефтяных, водных и прочих скважин. Она имеет другие диаметры, конструкцию и толщину стенки.
Таблица параметров обсадных труб
| D1 наружний | D2 внутренний | Масса обсадной трубы (кг) по длине секции (м) | Толщина стенки | Число пробок | Высота пробки | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||||
| 620 | 540 | 440 | 800 | 1160 | 1510 | 1880 | 2220 | 40 | 8 | 38 |
| 750 | 670 | 540 | 960 | 1380 | 1825 | 2245 | 2630 | 40 | 10 | 38 |
| 800 | 720 | 580 | 1040 | 1500 | 1970 | 2420 | 2880 | 40 | 10 | 38 |
| 880 | 800 | 635 | 1150 | 1660 | 2170 | 2680 | 3185 | 40 | 10 | 38 |
| 1000 | 920 | 665 | 1435 | 2000 | 2500 | 3065 | 3635 | 40 | 10 | 38 |
| 1180 | 1100 | 880 | 1620 | 2360 | 3100 | 3840 | 4580 | 40 | 12 | 38 |
| 1300 | 1220 | 1020 | 1780 | 2500 | 3250 | 3990 | 4750 | 40 | 12 | 38 |
| 1500 | 1400 | 1660 | 2750 | 3840 | 5120 | 6260 | 7450 | 50 | 12 | 48 |
| 1680 | 1580 | 1740 | 3000 | 4300 | 5560 | 6820 | 8100 | 50 | 16 | 48 |
Когда обсадная труба установлена, согласно инструкции, обязательно следует очистить полость от грунта, что осыпался в ходе работ (производится такая операция с помощью того же шнека или ковшбура).
Методы и технологии, которыми обустраиваются буронабивные сваи с обсадными трубами
Подразумевает монтаж буронабивных свай с обсадной трубой одновременное выполнение сразу двух процессов непосредственно на стройплощадке. По замыслу изготовить и установить такую конструкцию совсем не сложно — после погружения в готовую скважину обсадной трубы, мы армируем и заполняем ее бетоном.
Технологические карты на устройство БНС с обсадной трубой
Технологическая схема устройства БНС.
Стадия 1. Бурение скважин и погружение обсадных труб
Технологическая схема устройства БНС.
Стадия 2. Монтаж каркаса
Технологическая схема устройства БНС.
Стадия 3. Бетонирование скважины
Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой
В сыпучих, обводненных, оползневых и неустойчивых грунтах скважину защищают обсадной трубой. Бур делает скважину равной диаметру обсадной трубы. Обсадную трубу под собственным весом, или вращением в сторону, противоположную шнеку, или механическим вдавливанием погружают в скважину на проектную глубину, вынимают бур и остатки грунта.
Рис. 4 Погружение буронабивных свай
Следующий этап – заполнение обсадной трубы бетоном – для бетонных свай или установка армирующего стального каркаса для железобетонных. Арматуру устанавливают по центру скважины с получением защитного слоя в 60 – 70 мм. Потом заливают бетонный раствор и уплотняют его. По ходу заполнения скважины обсадную трубу извлекают.
Если делают сваи-стойки, то под их опору уширяют нижнюю часть скважины. Этот грунт или удаляют специальным устройством до 1,5 – 3 диаметров скважины, или в камуфлетных скважинах уплотняют взрывом. В середине ХХ века для этого начали использовать электроимпульсный многократный гидроудар.
Сваи с лучевидным уширением.
Лучевидные уширения буронабивных свай могут быть получены разбуриванием или вдавливанием грунта. Для разбуривания используют буры-расширители (см. рис. , а) или уширители пантографного типа. Вдавливание грунта в стенки скважины выполняют специальными снарядами, снабженными плитами- штампами (см. рис. , б). Пантографный уширитель (рис. ) состоит из режущего механизма и грунтосборника. Режущий механизм представляет собой систему с шарнирно-соединенными лопастями, закрепленную на конце буровой штанги. После погружения уширителя в забой скважины к буровой штанге прикладывают вдавливающее усилие, под действием которого режущие лопасти наконечника раздвигаются. Затем, вращая штангу, начинают резание грунта. Для отбора срезаемого грунта под режущим механизмом монтируется цилиндрическая бадья. Днище бадьи имеет зачистные ножи. Недостатком буров-расширителей и пантографных уширителей является цикличность процесса, при котором до 30% времени занимают спускоподъемные работы.
Рис. Разбуривание грунта уширителем пантографного типа:
Разметка расположения свай
Разметка мест погружения свайных столбов осуществляется на основе предварительно обустроенных линий главных осей здания, которые формируются посредством натяжения бечевки между забитыми в грунт досками обноски.
Рис.: Схема свайного поля
Совет эксперта! В процессе разбивки свайного поля положение главных осей постоянно контролируется, поскольку даже малейшее отклонение оси, в результате сдвига обноски, приведет к ошибкам в отсчете расстояния и, как следствие, неправильной разбивке всего поля.
Разметка вертикального уровня свайных столбов (высоты оголовков свай), производится на основании базисного репера, высота которого «привязывается» к ближайшим местам государственной нивелировки (высотным отметкам на стенах уже существующих зданий). Базисный репер на строительном участке устанавливается в месте, защищенном от усадки и передвижения почвы.
Рис.: План разбивки свайного поля
Разметка мест погружения свай выполняется с помощью обноски, устанавливаемой по периметру свайного поля на расстоянии в 3 метра от главных осей здания. С помощью мерной ленты на обноске по проектному шагу размечаются внутренние оси свайного поля (линии погружения свай). Между обноской по точкам разметки натягивается мягкая проволока.
Места пересечения проволоки внутри свайного поля указывают на точки погружения свай, которые переносятся на грунт с помощью отвесов. В местах забивки свайных столбов устанавливаются арматурные стержни.
Рис.: Разметка свайного поля
Технология Double Rotary
Способ Double Rotary подразумевает применение двух вращательных элементов, один из которых, верхний шнек, полый внутри. Мобильная буровая установка производит пробуривание скважины с одновременным вращением, с помощью нижнего держателя, против часовой стрелки обсадной трубы. Отсюда следует, что ствол обсадной трубы окольцовывает скважину раньше, чем в нее попадает грунтовая вода. Застывание бетонной смеси происходит в лучших условиях и получившийся бетон отличается высоким качеством. Следовательно, буросекущие сваи образуют абсолютно водонепроницаемую стену против подземных вод.
Совет эксперта! С помощью технологии Double Rotary свая погружается на глубину до двадцати двух метров при диаметре в сто два сантиметра. Общий наклон стен скважины практически отсутствует. Также на слабых грунтах при подаче бетона под давлением увеличивается конечная плотность свайного столба.
Плюсы технологии Double Rotary:
- Применение на разных грунтах;
- Большая производительность, заключающаяся в установке двадцати четырех свай за смену;
- Точность расположения секущих свай с проверкой бортовым компьютером;
- Подача бетонной массы под давлением, что гарантирует высококачественное заполнение тоннеля.
голоса
Рейтинг статьи
