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.
Если работы ведутся в зимний мороз, то требуется сделать временное утепление конструкции. Это необходимо для обеспечения правильных условий набора прочности бетону.
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.
Стоит отметить, что при строительстве на проблемных грунтах выбирают трубы только из стального металлопроката. Это прописано в регламенте СНиП 0.02.03-85. Такой материал способен выдерживать разные нагрузки. Срок службы составляет порядка 50 лет из-за подверженности основы коррозионным процессам.
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 и стадии сооружения буронабивной сваи
Купить шпунт Ларсена Расчет буронабивных свай Испытания буронабивных свай Буронабивной фундамент под ключ
В стесненных условиях (в городе, на территории производственного комплекса, под землей) где возведение новых сооружений требует особой деликатности, чтобы не повредить уже существующим постройкам и коммуникациям, востребована технология буронабивных свай.
«Арктик Гидро Строй» выполняет проектирование буронабивных свай в Москве и Московской области, с возможностью выезда в другие регионы.
Разберемся, почему это самый деликатный метод монтажа фундаментов и почему мы советуем своим заказчикам применять именно эту технологию при устройстве оснований зданий.
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:
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 900 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:
- С помощью специального бурового оборудования бурят скважину заданной ширины и глубины.
- 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.
- Грунт, осыпавшийся в полость трубы, извлекают.
- Внутрь обсадной трубы помещают заранее подготовленный каркас из арматурных прутьев.
- 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.
- Завершающим процессом является посекционным извлечением обсадной трубы. В процессе подъема обсадной трубы происходит одновременное уплотнение бетонной массы благодаря ее возвратно-поступательным движениям.
Бетонировании свай методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ)
При бетонировании свай методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) применяются бетонолитные трубы герметичной конструкции из секций с быстроразъемными стыками с внутренним диаметром 250…325 мм. Суть метода заключается в следующем:
| № | Порядок работ |
| 1 | Перед началом работ бетонолитную трубу собирают, проверяют на герметичность и размечают по длине. |
| 2 | Перед опусканием бетонолитной трубы проверяют отметку дна скважины лотом, затем опускают бетонолитную трубу, используя для этого разметку так, чтобы ее низ возвышался над дном скважины на 20…30 см и опирают ее на обсадную трубу. |
| 3 | Производят первоначальное заполнение бетонной смесью из бетонолитной трубы:
|
| 4 | После освобождения предохранительной пробки от закрепления следят за опусканием бетонной смеси в воронке и когда уровень бетонной смеси в воронке достигнет горловины, продолжают ее подачу. |
| 5 | Укладку бетонной смеси ведут из условий обеспечения заполнения не менее 4 м скважины в час; после заполнения очередных 4 м производят демонтаж секций обсадных и бетонолитных труб. |
Укладку бетонной смеси при большой глубине сваи допускается осуществлять в несколько этапов, неизбежно вызываемых технологическими перерывами, связанными с извлечением (демонтажем) отдельных секций бетонолитных и обсадных труб.
При бетонировании высота укладки бетонной смеси до начала подъема обсадной трубы должна задаваться возможно большей, но такой, чтобы уложенный бетон не начинал схватываться до подъема обсадной и бетонолитной трубы. Во всех случаях высота столба бетона в скважине на каждом этапе должна не менее чем на 2 м превышать низ ножевой секции обсадной трубы.
В течение всего процесса бетонирования обсадным трубам придается возвратно-вращательное движение во избежание их засасывания.
Для уплотнения бетонной смеси и обеспечения лучшего контакта бетона с грунтом извлечение трубы производится поступательными и вращательными движениями с последовательным подниманием ее на 20…30 см и опусканием на 10-15 см.
В процессе производства работ постоянно контролируют следующие параметры:
| № | Параметры |
| 1 | подвижность бетонной смеси |
| 2 | интенсивность укладки |
| 3 | уровни бетонной смеси в бетонолитной трубе и в скважине |
| 4 | уровни нижних концов бетонолитной и обсадной труб с целью соблюдения их минимальных заглублений в бетон |
| 5 | в зимних условиях температуру смеси и температуру наружного воздуха |
| 6 | объем фактически уложенного бетона в сваю для сравнения с проектным значением |
Контроль прочности бетона, укладываемого в скважину, осуществляют путем отбора проб бетонной смеси из каждой поступающей на строительную площадку партии смеси. Согласно п. 2.1. ГОСТ 1810-86 в партию включают бетон, формируемый на одном технологическом комплексе из бетонной смеси одного номинального состава по одной технологии в течение не менее одной смены. Набор прочности осуществляется в тех же условиях, что и в стволе сваи.
Для определения действительной несущей способности буронабивных свай проводят статические испытания вдавливающей нагрузкой или применяют динамический метод. Масса ударной части молота для динамических испытаний доходит до 25 т при несущей способности свай до 4000…4500 тс.
Для определения сплошности буронабивных свай применяют ультразвуковые, акустические и прочие неразрушающие методы контроля. Они позволяют обнаружить дефекты типа разрывов и неоднородностей с размерами до 10% от диаметра, а также определить фактическое положение подошвы свай.
В фундаментах мостов применяют забуриваемые стальные трубы диаметром 1…1,5 м с последующим заполнением их бетоном. Такие конструкции могут использоваться в свайных ростверках, а также в безростверковых опорах.
Стальные трубы погружают с помощью буровых машин, например, КАТО 50 THC, которые одновременно вдавливают стальную трубу и с помощью ударного грейфера извлекают грунт из ее внутренней полости. После погружения стальной трубы её заполняют бетоном, а при необходимости армируют каркасом.
БЕТОНИРОВАНИЕ СКВАЖИНЫ
- Бетонирование буронабивной свай выполнять методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) пластичным бетоном класса *. Перед началом бетонирования лотом проверять отметку дна скважины. Если глубина скважины оказалась меньше, чем измеренная после окончания бурения, то ковшевым буром произвести дополнительную зачистку забоя скважины.
- Подготовка скважины к бетонированию включает:
— измерение и занесение в журнал отметки забоя скважины;
— подготовку строп для перемещения звеньев бетонолитной и обсадной труб;
— установку обсадного стола (в случае необходимости) краном на обсадную трубу;
— сборку звеньев бетонолитной трубы с внутренним диаметром 245 мм. Низ бетонолитной трубы должен быть на 30-50 см выше забоя скважины. Стыки звеньев бетонолитной трубы должны быть герметичны.
- Бетонирование начинать после заполнения приемной воронки бетонной смесью.
- Перерывы в бетонировании сваи, за исключением технологических до 20-30 минут, не допускаются, т.к. приводят к образованию дефектов.
- После подачи бетонной смеси в бетонолитную трубу выполнить замер расстояния от верха обсадной колонны до поверхности бетона. Если расстояние от низа обсадной трубы до поверхности бетонной смеси более 8,0 м, то следует демонтировать верхний элемент (4,0 м) обсадной трубы.
- При демонтаже бетонолитной трубы нужно учитывать, что ее нижний конец поднимается на длину убираемых элементов и еще временно на 1,0 м (при двухметровых элементах). При этом необходимо, чтобы нижний конец был постоянно заглублен в бетонную смесь.
- При завершении бетонирования скважины необходимо удалить загрязненный слой бетонной смеси. Произвести замер уровня заливки, при необходимости довести верх сваи в уровень проектной отметки. При этом разрешается использовать дозированную подачу с автобетоносмесителя.
- Нештатные ситуации:
— при задержках бетонирования колонну обсадных труб необходимо периодически вращать во избежание схватывания поверхности трубы с твердеющей
бетонной смесью;
— закупоривание бетонолитной трубы устранять путем ее встряхивания;
— если закупоривание трубы не устранено, а также при прорыве воды в
— бетонолитную трубу через низ трубы из-за ее выдергивания из бетонной смеси, следует извлечь и промыть бетонолитную трубу. Колонну из оставшихся в скважине звеньев обсадной трубы демонтировать или приподнять обсадной стол так, чтобы уровень бетонной смеси в скважине оказался на 2,0-2,5 м выше зубьев ножевой коронки. Затем опустить буровой инструмент на поверхность бетона и выбурить его на глубину 1,0 м. После этого опустить бетонолитную трубу так, чтобы ее низ был на 30 см выше зубьев ножевой коронки, после чего выполнить бетонирование оставшейся части скважины.
Все операции по бетонированию сваи должны отражаться в «Журнале бетонных работ», заполняемом на строительной площадке, а также в «Акте скрытых работ». Исполнитель передает их Заказчику при сдаче исполнительной документации.
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:
- На метр скважину наполняют бетонным раствором;
- проводится трамбовка раствора;
- обсадка постепенно приподнимается до того уровня, когда бетон опустится на 35 – 40 см;
- 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.
Технология устройства буронабивных свай с ростверком
Термин «ростверк» происходит от немецких слов «Rost» – решётка и «Werk» – строение. Это часть свайного фундамента – рама из армированного бетона или сплошной плиты на оголовках свай.
Ростверк бывает:
- низкий – полностью помещен в грунт, его верх на уровне грунта или ниже.
- повышенный – нижняя часть на уровне грунта;
- высокий – подошва много выше грунта.
Для устройства ростверка в оголовках свай оставляют выходящие из бетона стержни арматуры. К ним присоединяют горизонтальные арматурные стержни. Арматурный каркас должен быть двухъярусным: нижний на 50 мм от низа ростверка, верхний – на 50 мм ниже верхнего среза. Эти 50 мм бетона защищают арматуру от коррозии.
Рис. 5 Устройство буронабивных свай с ростверком
Следующий шаг – изготовление и установка опалубки. Ширина ростверка должна быть не менее толщины стены, а высота определяется расчетом по нагрузке от здания. Готовая опалубка заливается бетоном и уплотняется. Набор прочности не менее 15 суток. При низких температурах срок увеличивают.
Обсаживание скважин
При сооружении буронабивных свай обсадные трубы оставляют в шурфе или извлекают полностью во время заполнения скважин бетонным раствором.
Буровые работы проводят двумя методами:
- ударным — когда разработка шурфа скважины ведётся при резком вхождении одной обсадной трубы в почву с последовательным подсоединением очередных деталей;
- вращательным — вначале проходят лидерную скважину, соразмерную с длиной одной секции инвентарной обсадной трубы, а затем помещают в неё само обсадное изделие. Следом забуривают ещё один участок, наращивают и погружают очередной элемент.
Важно! Обсаживание, удерживание и извлечение колонн во время сооружения буронабивных свай выполняется с помощью обсадного стола. Его фиксируют к основе буровой технике и подключают к её гидросистеме
Несколько преимуществ в защите буронабивных свай обсадной конструкцией
- Воздействие сил динамического и вибрационного характера аккумулируется в зоне забуривания и не наносит никакого вреда массиву близлежащих участков.
- Надёжные современные разновидности буровых станков позволяют точно контролировать момент достижения кровли несущего слоя и параметры скважин.
- Появляется возможность уширять подошвенную часть буронабивной сваи для полного использования её несущей способности.
- Обеспечивают условия для контроля соответствия факта геофизических условий на объекте с данными в проекте.
Процесс сооружения БНС
После того, как скважина будет заглублена до уровня проектной отметки в её устье устанавливают опорную рамку, затем зачищают забой, проверяют состояние и параметры ствола, устанавливают армокаркас и бетонируют сваю.
Подачу бетона внутрь скважины выполняют с помощью инвентарных бетонолитных труб. В момент заливки бетонной смеси в скважину происходит постепенное извлечение обсадных труб. При этом они совершают большое количество возвратно — поступательных и лёгких круговых движений, чем обеспечивают уплотнение бетонной массы.
Устройство завершают формовкой инвентарным кондуктором головы буронабивной сваи.
Применение для скважин на воду
При бурении скважин на воду применяется три вида обсадных труб: пластиковые, стальные и асбоцементные. С целью экономии финансовых средств и упрощения монтажа рекомендуется использовать пластиковую обсадку (ПВХ либо НВПХ).
Монтаж обсадной трубы выполняется при обустройстве водяных скважин на любую глубину. Погружение обсадки выполняется по завершению бурения полости. Используются составные трубы, стыкующиеся посредством резьбового соединения.
Диаметр обсадной трубы и самой скважины подбирается исходя из требуемой продуктивности источника. Сечение обсадки должно быть таким, чтобы в ней можно было расположить дренажный насос. Нижние секции обсадной колонны выполняются из перфорированных изделий, отверстия которых перекрываются сетчатым фильтром.
Ведется множество споров о том, какие трубы для обсадки скважин на воду лучше использовать – стальные, асбоцементные либо пластиковые. Ключевым недостатком металлических изделий является склонность к коррозии, которая может стать причиной характерного привкуса ржавчины и наличия осадков в воде, для очистки которых придется покупать недешевое фильтрующие оборудование, да и сами железные изделия стоят гораздо дороже аналогов.
Обсадные трубы из асбоцемента – бюджетное решение, недостатки которого заключаются в большой толщине стенок, что уменьшает полезный объем скважины, а также сомнительная санитарная пригодность (существуют исследования, указывающие на то, что асбоцемент является канцерогеном).
В целом, асбоцементные изделия можно применять для обсадки скважин при соблюдении следующих условий:
- при обустройстве артезианской скважины (такая труба не может иметь перфораций, что делает невозможным обустройство фильтрующей колонны в скважинах на песок);
- при наличии гигиенического сертификата на изделие.
По совокупности эксплуатационных качеств лучше всего для скважин на воду подходит пластиковая обсадная труба. Такие изделия просты в монтаже, дешевы, устойчивы к коррозии и долговечны (срок эксплуатации до 50 лет).
Пластиковая обсадка для скважин на воду
Для изготовления пластиковых обсадных труб может применяться четыре вида материалов:
- ПВХ – поливинилхлорид;
- нПВХ – непластифицированная разновидность поливинилхлорида;
- ПНД – полиэтилен низкого давления;
- ПП – полипропилен.
Наиболее востребованными являются изделия из НПВХ. В отличие от стандартных ПВХ изделий, трубы НПВХ классифицируются как напорные – они имеют большую механическую прочность и устойчивость к деформациям, что позволяет применять их в скважинах глубиной до 300 м.
Пластиковые обсадные трубы из ПВХ и НПВХ для скважин на воду производятся в следующие типоразмерах:
- Диаметр 90 мм, толщина стенки 5 мм;
- ДУ 110, толщина 6.3 мм;
- ДУ 125, толщина 7.6 мм;
- ДУ 140, толщина 10 мм;
- ДУ 165, толщина 12 мм.
Чаще всего применяются трубы диаметром 90 и 125 мм, поскольку под такой размер выпускается большая часть современных скважинных насосов.
Секции трубы (длина 3-12 метров), в зависимости от конструктивных особенностей, могут стыковаться в обсадную колонну двумя способами – с помощью резьбы либо раструба. Наибольшую надежность и герметичность обсадки обеспечивает резьбовое соединение, которое легко собирается своими руками, однако изделия с резьбой стоят дороже аналогов с раструбом.
Ведущим отечественным производителем полимерных обсадных труб из ПВХ и НПВХ является компания “Кормелл”, которая поставляет на рынок продукцию всех распространенных типоразмеров. Помимо фирмы “Кормелл” также хорошо зарекомендовала себя продукция компаний “СПТ”, “Бикс” и “Омега”.
Конструктивное устройство
Буронабивные сваи представляют собой цилиндрические конструкции, основу которых составляет металлический каркас и бетонный наполнитель. В ряде случаев предусмотрена установка обсадной трубы.
Арматурный каркас для буронабивных свай состоит из продольных и окружных армирующих элементов значительного диаметра. Для усиления конструкции некоторые производители используют помимо окружностей из арматуры еще и армирующие полосы из листового металла толщиной 4-8 мм.
ГОСтов, которые регламентируют изготовление буронабивных свай, на данный момент не существует. Отдельные элементы регламентированы, но в целом производители руководствуются ТУ и проектом, в котором содержатся основные требования к конструкции сваи. Основными документами для разработки проекта являются СП 24.13330.2011 и СНиП 2.02.03-85. Расчет буронабивных свай (их количества и параметров) осуществляется индивидуально для каждого конкретного случая. Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net
Разновидности набивки свай
Этапы сборки буронабивной сваи Устраивают сваи по принципу стены в земле. Ствол роют гидравлическим грейфером под защитой бентонитовой смеси. Бетон не расслаивается в бетонолитных коллекторах и не смешивается с грунтовой жидкостью, которая бывает в проходах при бурении. Бетонирование проходит равномерно до низа скважины, при этом шлам выходит на поверхность.
Популярные методы набивки свайных стоек:
- бурение в инвентарной обсадной капсуле;
- ударно-канатное забуривание;
- способ непрерывного полого шнека;
- завинчивание обсадной оболочки;
- вибропогружение полой колонны;
- выемка грунта под защитой глинистой смеси.
Пример расчета буронабивного свайного фундамента
До начала работ следует определить требуемое количество опорных элементов и их диаметр.
При выполнении расчетов следует учитывать тип и характеристики грунта на участке, уровень залегания грунтовых вод и глубину промерзания. Для частного дома эти показатели можно определить самостоятельно, пробурив скважину.
Минимальный диаметр буронабивных свай при длине элемента менее 3 м должен составлять 30 см.
Исходные данные для расчета:
- дом из кирпича, толщиной наружных стен 640 мм;
- внутренняя несущая стена толщиной 380 мм, длиной 8 метров;
- размер дома 7×8 метров;
- высота этажа 3 метра.
Расчет нагрузок на фундаменты выполняем с учетом удельного веса используемых при строительстве материалов и конструкций.
Таблица 2. Удельный вес основных материалов.
Материал | Масса кг/м3 |
Кирпич | 1800 |
Железобетон | 2400 |
Пиломатериал сосна | 500 |
Металлическая черепица (кг/м2) | 70 |
Сбор нагрузок
- Стены:
Масса стен = 7м (длина) × 2 + 8 м(ширина) × 2 × 3(высота) × 0,64 (толщина стены) + 8 × 3 × 0,38 (внутренняя стена) × 1800 кг/м3 (плотность кирпича) × 1,2 (К – поправочный коэффициент) = 116 294,4 кг.
- Монолитные перекрытия:
Масса перекрытий = 7 м (длина) × 8 м (ширина) × 0,12 (толщина) × 2400 (удельный вес монолитного железобетона) ×1,3 (К) = 20 966 кг.
- Крыша двускатная деревянная:
Масса крыши = 7,5 м3 пиломатериала × 500 кг (удельный вес древесины) = 3 750 кг.
- Кровля:
Масса кровли = 7 × 8 × 1,3 (наклон ската) ×70 кг (вес 1м2 металлочерепицы) = 5 096 кг.
- Железобетонный ростверк:
Под кирпичные стены толщиной 64 см принимаем ростверк из монолитного армированного бетона сечением 60 см× 50 см. Длина ростверка равна длине несущих стен
Масса ростверка = 7×2+8×2 +8 × 0,6 × 0,5 × 2400 (удельный вес железобетона)×1,2(К) = 32 832 кг.
Вес дома с ростверком = 116 294 + 20 966 + 3750 + 5096 + 32 832 = 178 938 кг.
Расчет несущей способности сваи
Для устройства фундамента частного дома изготавливаем сваи диаметром 30 см, длиной 2 метра.
Площадь сечения сваи S = πR² =3.14 × 15² = 706 см2.
Для заливки свай используем бетон В12,5, прочностью 261,8 кгс/см2.
Несущая способность одной сваи =706 × 16,05 = 11 331 кг.
Необходимое количество свай = 178 938 / 11 331 = 16 штук.
Шаг свай = 38/16 = 2,37 м.
При расчете следует руководствоваться СП «Свайные фундаменты»
Для более точного расчета следует учитывать удельный вес всех строительных материалов и конструкций.
Преимущества буронабивных свай:
- Процесс строительства малошумный, что позволяет устанавливать сваи вблизи жилых зданий.
- Снижен объём земляных работ, так как удаление грунта из скважин минимально.
- Несущая способность свай очень высока, они выдерживают большие горизонтальные и вертикальные нагрузки.
- Можно исключить армирование нижних частей свай, не имеющих передающих нагрузок.
- Буронабивные сваи можно делать любого диаметра, что облегчает расчёт горизонтальной нагрузки.
- Устройство буронабивных свай можно организовать при резко изменяемых рельефах оснований прочной почвы.
- Сокращены сроки и стоимость строительства.
Крепление скважин трубами
Обсадные трубы – это специальные трубы, изготавливаемые в промышленности с четкой целью ее применения, которая заключается в предотвращении обвалов недостаточно устойчивых пород в стенках разных скважин.
Итак, для того, чтобы закрепить скважину с помощью колонн, в скважину погружаются обсадные трубы, после чего цементируется затрубное пространство.
Благодаря наличию в скважине обсадных труб, скважина полностью защищена от сложных напряжений, а именно:
- Внешнего давления, которое образуют горные породы;
- Внутреннего давления, возникающего в результате течения по трубам рабочих агентов;
- Продольного растяжения;
- Изгиба, который может возникнуть под собственным весом;
- Температурного удлинения, вероятность появления которого в некоторых случаях очень высока.
Все это испытывают именно трубы, тем самым, защищая скважину и обеспечивая ее целостность.
Перед тем, как обсадные трубы будут погружены внутрь скважины, с применением каверномера устанавливается внутренний диаметр скважины, а также производится расчет объема цементного раствора, необходимого для цементации затрубного пространства.
Этот процесс является обязательным, так как именно благодаря качеству цементного раствора и его заливки будет определен успех в добыче полезного ископаемого. Ведь цементный раствор не только обеспечивает полную герметичность скважины, но и является отличной защитой труб от воздействия на них агрессивных сред, таких как соляные растворы и подземные воды. Когда процесс крепления скважины трубами полностью завершен, скважину оставляют «отдохнуть» на время от 16 до 24 часов. Это делается для того, чтобы цемент полностью застыл. Однако, скоростью застывания раствора можно управлять, применяя различные химические вещества. Так, время застывания можно либо увеличить, либо уменьшить.
Также очень важным моментом является тот факт, что во время приготовления цементного раствора для крепления скважин трубами не используется пресная вода. Это связано с тем, что цемент на пресной воде не обеспечивает надлежащей герметизации скважины в силу образования рыхлого пограничного слоя. Причиной образования такого слоя является взаимодействие избытка пресной воды в растворе с породами. Гораздо более высокое качество взаимодействия цемента с глиной, например, обеспечивается насыщенным водным раствором соли.
Во время крепления ствола скважины с помощью труб, используется достаточно концентрированный раствор поваренной соли с целью промывки скважин перед цементацией, а также во время продавки цемента. В последнем случае, для правильного распределения цемента в затрубном пространстве, скорость подаваемого насыщенного раствора соли должна составлять минимум 1,2 м/сек.
Скважина перед началом эксплуатации. Испытание
Крепление ствола скважины считается завершенным только после испытания скважины, которое предполагает проведение двух этапов.
Проведение первого этапа осуществляется сразу после застывания цементного раствора. Если скважина не глубокая, то испытание колонны происходит под давлением в 2-3 раза большем, чем давление, которое имеет рабочий агент непосредственно во время разработки. Проверка на прочность глубоких скважин осуществляется при давлении 600-1000 МПа.
Второй этап испытания нефтяных скважин в трубе и под колонной обсадных труб после того, как цементный башмак разбурен. В данном случае для испытания оптимальным давлением является такое, которое равно двойному давлению рабочего агента.
Проведение всех нужных испытаний позволяет вовремя определить наличие или отсутствие повреждений и всяческих неисправностей, которые бы могли навредить скважине, и вовремя их ликвидировать.
Таким образом, скважина, образованная с учетом всех тонкостей, является долговечным и прочным инструментом для добычи нефти.
Технология производства буронабивных свай в сухих и почвах с небольшой влажностью
Для устройства такой конструкции фундамента применяется спецтехника, а именно — буровая установка, которая, с помощью вращательного бурения, разрабатывает отверстие нужной глубины и диаметра (все зависит от проектных требований, технологической карты и возможностей установки). Вверху отверстия устанавливается отрезок металлической трубы для предотвращения обрушений.
По окончанию бурения до нужной по проекту отметки, снизу сваи разбуривается конус устройством, которое пристраивается на бур (уширитель). Завершив бурение, отверстия нужно освидетельствовать. В отверстие ставится конструкция из арматуры с установленными на ней фиксаторами положения, что нужно для того, чтобы сделать защитную прослойку из бетона, имеющую толщину в 6 см на свайном столбе. После чего спускают в отверстие трубу из бетона с воронкой. В основном бетонолитные трубы состоят из частей или раздвижные.
Монтаж свай к стыкам литых труб из бетона по геометричности не предусматривает дополнительных требований по технологической карте. Основной целью этого соединения является, обеспечение надежности и скорости проведения соединительного процесса частей труб. После этого бетонную смесь заливают в приемные воронки из автомобильных смесителей.
Бетонирование колонн производится трубой, перемещающейся вертикально, с постепенным ее извлечением. Уплотняют бетонный раствор вибраторами, прикрепленными к бетонолитной трубе. После бетонирования колонны, верхушка сваи формуется в инвентарном кондукторе.
