Устройство буронабивных свай на разных грунтах

Совет! В случае, когда начальная порция щебенной подсыпки не трамбуется в грунт, подсыпается вторая порция щебенного наполнителя и утрамбовывается до состояния «отказа».

Устройство буронабивных свай на разных грунтах

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)

УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТОВ ИЗ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ В УСЛОВИЯХ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ЗАСТРОЙКИ И РЕКОНСТРУКЦИИ

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Типовая технологическая карта разработана на устройство фундаментов из буронабивных свай в условиях существующей застройки и реконструкции.

Предназначена для использования строительно-монтажными организациями при разработке проектно-сметной документации и проектов производства работ.

При возведении зданий на свайных фундаментах в стесненных условиях городской застройки серьезную проблему представляют динамические нагрузки, воздействующие на расположенные поблизости здания. Решение этой проблемы возможно с использованием технологии устройства буронабивных свай.

Область применения буронабивных свай во всех грунтах, кроме скальных и крупнообломочных, в т.ч. обводненных, структурно-неустойчивых без применения инвентарных обсадных труб или тиксотропных растворов в стесненных городских условиях с приближением к существующим зданиям до 1 м. При этом при проведении инженерно-геологических изысканий должно быть обращено особое внимание на обследование мест возведения фундаментов с целью выявления в грунте различного рода препятствий (скальных прослоек, валунов размером более 25 см и т.п.).

Работы могут производиться по устройству буронабивных свай диаметром 400-1200 мм и глубиной заложения до 25 м в различных грунтовых условиях для сооружения свайных фундаментов вблизи существующих зданий с применением импортного оборудования фирмы “Касагранда С-40” (Италия).

Технология устройства набивных свай

Набивные сваи устраивают на месте их будущего положения путем заполнения скважины (полости) бетонной смесью или песком. В настоящее время применяют большое количество вариантов решения таких свай. Их основные преимущества:

возможность изготовления любой длины;

отсутствие значительных динамических воздействий при устройстве свай;

применимость в стесненных условиях;

применимость при усилении существующих фундаментов.

Набивные сваи изготовляют бетонными, железобетонными и грунтовыми, причем имеется возможность устройства свай с уширенной пятой. Способ устройства свай прост – в предварительно пробуренные скважины подается для заполнения бетонная смесь или грунты, в основном песчаные.

Применяют следующие разновидности набивных свай – сваи А.Э.Страуса, буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные, частотрамбованные вибронабивные, песчаные и грунтобетонные. Длина свай достигает 20. 30 м при диаметре 50. 150 см. Сваи, изготовляемые с применением установок фирм Като, Беното, Либхер могут иметь диаметр до 3,5 м, глубину до 60 м, несущую способность до 500 т.

Особенности технологии свайных работ в условиях реконструкции

Специфика производства свайных работ. При реконструкции и техническом перевооружении предприятий нередко возникает необходимость усиления фундаментов или повышения их несущей способности. В этих условиях применяют различные способы подведения дополнительных свай, метод “стена в грунте”, модифицированный метод опускного колодца.

Подведение дополнительных свай. При данном способе обычно применяют буронабивные и вдавливаемые многосекционные сваи, погружаемые по углам фундамента и воспринимающие нагрузку через устраиваемую по его периметру железобетонную обойму – ростверк. Однако более эффективным решением является устройство свай из укрепленного грунта или набивных свай непосредственно под подошвой существующего фундамента с использованием “струйной технологии”. Эта технология устройства свай включает следующие основные процессы:

бурение до грунтового основания скважин диаметром 100. 150 мм через нижнюю ступень фундамента по его углам, а при необходимости и между углами;

Читайте также:
Что выбрать для отделки стен обои или краску

опускание через пробуренное отверстие в фундаменте струйного монитора и последующая проходка скважины небольшого диаметра в грунте на проектную глубину посредством разрушения грунта высоконапорной струей от монитора;

расширение скважины до проектного сечения путем постепенного подъема монитора, через сопло которого поступает размывающая струя воды или укрепляющий грунт раствор, в результате чего образуется свая из укрепленного грунта.

Возможна установка в скважину арматурного каркаса, выходящего в существующий фундамент, последующее заполнение скважины бетонной смесью при недостаточной несущей способности грунтовых свай.

При подведении грунтовых свай под фундаменты по струйной технологии возможны три ее варианта: одно-, двух- и трехкомпонентная, отличающиеся числом составляющих, составом оборудования и несущей способностью получаемых грунтовых свай.

Однокомпонентная технология предусматривает размыв грунта одной или двумя противоположно направленными струями укрепляющего раствора. Раствор можно приготовить заранее (цементно-песчаный или цементно-глинистый), или получить необходимый состав путем раздельной подачи к соплам его составляющих. Смешение будет происходить непосредственно при выходе из сопла (жидкое стекло и отвердитель, цементно-песчаный раствор и химические добавки-ускорители твердения и др.). При однокомпонентной струйной технологии грунт размывается в радиусе 200. 350 мм от сопла, диаметр столба грунтовой сваи составляет 0,5. 0,7 м.

Двухкомпонентная струйная технология осуществляется одновременной подачей струи укрепляющего раствора и концентричной ей кольцевой струи воздуха. Размыв грунта растворно-воздушной струей происходит в радиусе 1,0. 1,5 м, а диаметр грунтовой сваи достигает 2. 3 м. В трехкомпонентной технологии дополнительно в грунт подаются добавки, ускоряющие процесс формирования сваи.

При струйной технологии можно получать сваи различного сечения: винтовые, корневидные, с поперечными дисками-диафрагмами и др. За счет развитой боковой поверхности несущая способность свай выше в 1,5. 1,8 раза, чем у свай круглого поперечного сечения.

Винтовые сваи устраивают путем подъема монитора, имеющего одно или несколько боковых сопл, расположенных одно над другим с одновременным разворотом вокруг его вертикальной оси. Число винтовых лопастей на таких сваях соответствует числу сопл на мониторе шаг винтовых лопастей определяется скоростью подъема монитора.

Вдавливание многосекционных свай. Многосекционные сваи обычно состоят из трех и более сборных коротких элементов-секций. Эти секции последовательно стыкуют по мере вдавливания их в грунт домкратами или другими механизмами до положения, при котором обеспечивается проектная несущая способность. Домкрат устанавливают под подошву существующего фундамента, под специальную балку или инвентарное упорное устройство, анкеруемое за неподвижные конструкции и соседние здания. Для устройства многосекционных свай используют стальные трубы диаметром 245. 400 мм с башмаком или заваренным нижним концом. Секции свай длиной около 1 м по мере вдавливания стыкуются сваркой. После вдавливания полость сваи заполняют бетонной смесью. Применяют железобетонные секции свай сечением 30х30 и длиной 60, 90 и 120 см со штыревым стыком секций.

Достоинства многосекционных свай в том, что вдавливание производится в режиме статического испытания свай, отсутствуют динамические воздействия при погружении свай, обеспечивается высокая надежность усиления конструкций и постоянный контроль несущей способности сваи в процессе погружения.

Читайте также:
Утепление пенополиуретаном: плюсы и минусы ППУ как утеплителя

Модифицированный метод опускного колодца. Этот метод позволяет повысить несущую способность массива грунта под существующим фундаментом за счет заключения грунта в железобетонную оболочку, где грунт может воспринимать большие давления, так как находится в замкнутом объеме опускного колодца и подвергается трехосному напряженному состоянию. Модифицированный метод опускного колодца отличается от традиционного тем, что грунт разрабатывается снаружи, а не внутри опускного колодца. После выемки грунта до уровня нижней ступени фундамента устраивают оболочку колодца (сборную или монолитную), опускают ее с разработкой грунта по наружному контуру, и далее стенки оболочки наращивают. Работы выполняют последовательно до погружения оболочки на проектную отметку.

Буронабивные сваи. Характерной особенностью устройства буронабивных свай является предварительное бурение скважин до заданий глубины.

Самими первыми в нашей стране, на основе которых применяются существующие разновидности буронабивных свай, являются сваи А.Э.Страуса, которые были предложены в 1899 г. Изготовление свай включает следующие операции:

опускание в скважину обсадной трубы;

извлечение из скважины осыпавшегося грунта;

заполнение скважины бетоном отдельными порциями;

трамбование бетона этими порциями;

постепенное извлечение обсадной трубы.

В пробуренную до проектной отметки (5. 12 м) скважину осторожно опускают трубу диаметром 25. 40 см и далее загружают бетонной смесью. После заполнения скважины на глубину около 1 м бетонную смесь трамбуют и медленно поднимают вверх обсадную трубу до тех вор, пока высота смеси в трубе не уменьшится до 0,3. 0,4 м. Снова загружается бетонная смесь и процесс повторяется. Учитывая, что диаметр скважины больше диаметра обсадной трубы и поверхность пробуренного грунта оказывается неровной, шероховатой, при наполнении бетонной смесью обсадной трубы, ее подъеме и уплотнении смеси, бетон заполнит весь свободный объем, включая и зазор между стенками скважины и обсадной трубой. Часть бетона и цементного молока проникнет в грунт, повысив его прочность.

Недостатки способа – невозможность контролировать плотность и монолитность бетона по всей высоте сваи, возможность размыва несхватившейся бетонной смеси грунтовыми водами.

Армирование свай производят только в верхней части, где на глубину 1,5. 2,0 м в свежеуложенный бетон устанавливают металлические стержни для их последующей связи с ростверком.

В зависимости от грунтовых условий буронабивные сваи устраивают одним из следующих способов – сухим способом (без крепления стенок скважин), с применением глинистого раствора (для предотвращения обрушения стенок скважины) и с креплением скважины обсадной трубой.

Сухой способ применим в устойчивых грунтах (просадочные и глинистые твердой полутвердой и тугопластичной консистенции), которые могут держать стенки скважины (рис.1). Скважина необходимого диаметра разбуривается методом вращательного бурения в грунте на заданную глубину. После приемки скважины в установленном порядке при необходимости в ней монтируют арматурный каркас и бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы.

Рис.1. Технологическая схема устройства буронабивных свай сухим способом:

а – бурение скважины; б – разбуривание уширенной полости; в – установка арматурного каркаса; г – установка бетонолитной трубы с вибробункером; д – бетонирование скважины методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ); е – подъем бетонолитной трубы; 1 – буровая установка; 2 – привод; 3 – шнековый рабочий орган, 4 – скважина; 5 – расширитель, 6 – уширенная полость; 7 – арматурный каркас; 8 – стреловой кран; 9 – кондуктор-патрубок; 10 – вибробункер; 11 – бетонолитная труба; 12 – бадья с бетонной смесью; 13 – уширенная пята сваи

Читайте также:
Финишная штукатурка: назначение и виды

Используемые в строительстве бетонолитные трубы, как правило, состоят из отдельных секций и имеют стыки, позволяющие быстро и надежно соединить трубы. Секции бетонолитных труб длиной 2,4. 6 м в стыках скрепляют болтами или замковыми соединениями, у первой секции крепится приемный бункер, через который бетонная смесь подается в трубу. В скважину опускается бетонолитная труба до самого низа, в приемную воронку подается бетонная смесь из автобетоносмесителя или с помощью специального загрузочного бункера, на этой же воронке закреплены вибраторы, которые уплотняют укладываемую бетонную смесь. По мере укладки смеси бетонолитная труба извлекается из скважины. По окончании бетонирования скважины голову сваи формуют в специальном инвентарном кондукторе, в зимнее время дополнительно надежно защищают. Сухим способом по рассмотренной технологии изготовляют буронабивные сваи диаметром от 400 до 1200 мм, длина свай достигает 30 м.

Применение глинистого раствора. Устройство буронабивных свай в слабых водонасыщенных грунтах требует повышенных трудозатрат, что обусловлено необходимостью крепления стенок скважины для предохранения их от обрушения (рис.2). В таких неустойчивых грунтах для предотвращения обрушения стенок скважин применяют насыщенный глинистый раствор бентонитовых глин плотностью 1,15. 1,3 г/см, который оказывает гидростатическое давление на стенки, хорошо временно скрепляет отдельные грунты, особенно обводненные и неустойчивые, при этом хорошо удерживает стенки скважин от обрушения. Этому же способствует образование на стенках скважины глинистой корки вследствие проникновения раствора в грунт.

Рис.2. Технологическая схема устройства буронабивных свай под глинистым раствором:

а – бурение скважины; б – устройство расширенной полости; в – установка арматурного каркаса; г – установка вибробункера с бетонолитной трубой; д – бетонирование скважины методом ВПТ; 1 – скважина, 2 – буровая установка; 3 – насос; 4 – глиносмеситель; 5 – приямок для глинистого раствора; 6 – расширитель; 7 – штанга; 8 – стреловой кран; 9 – арматурный каркас; 10 – бетонолитная труба; 11 – вибробункер

Скважины бурят вращательным способом. Глинистый раствор готовят на месте выполнения работ и по мере бурения подают в скважину по пустотелой буровой штанге под давлением. По мере бурения находящийся под гидростатическим давлением раствор от места забуривания, встречая сопротивление грунта, начинает подниматься вверх вдоль стенок скважины, вынося разрушенные бурами грунты, и выходя на поверхность, попадает в отстойник-зумпф, откуда снова насосом подается в скважину для дальнейшей циркуляции.

Глинистый раствор, находящийся в скважине под давлением, цементирует грунт стенок, тем самым, препятствуя проникновению воды, что позволяет исключить применение обсадных труб. После завершения проходки скважины в нее при необходимости устанавливается арматурный каркас, бетонная смесь из вибробункера по бетонолитной трубе попадает на дно скважины, поднимаясь вверх, бетонная смесь вытесняет глинистый раствор. По мере заполнения скважины бетонной смесью производят подъем бетоновода.

В настоящее время проходит успешное испытание специальный полимерный концентрат на основе полиакриламида, который в процессе гидратации образует коллоидный буровой раствор, создающий защитную пленку на стенках скважины, что в сочетании с избыточным гидростатическим давлением предотвращает их осыпание. Бурение в сложных геологических условиях без применения обсадных труб показало целостность буронабивной сваи по всей глубине после закачивания в нее бетона и отсутствие каких-либо наплывов или впадин бетона на боковой поверхности сваи. Использование коллоидного раствора позволяет существенно увеличить производительность буровых работ, снизить их себестоимость и трудоемкость, резко сократить потребность в обсадных трубах без снижения качества работ.

Читайте также:
Стяжка пола с фиброволокном

Крепление скважин обсадными трубами. Устройство свай этим методом возможно в любых гидрогеологических условиях; обсадные трубы могут быть оставлены в скважине или извлечены из нее в процессе изготовления сваи (рис.3). Обсадные трубы соединяют между собой при помощи замков специальной конструкции (если это инвентарные трубы) или на сварке. Пробуривают скважины вращательным или ударным способом. Погружение обсадных труб в грунт в процессе бурения скважины осуществляют гидродомкратами.

Рис.3. Технологическая схема устройства буронабивных свай с применением обсадных труб:

а – установка кондуктора и забуривание скважины; б – погружение обсадной трубы; в – проходка скважины; г – наращивание следующего звена обсадной трубы; д – зачистка забоя скважины; е – установка арматурного каркаса; ж – заполнение скважины бетонной смесью и извлечение обсадной трубы; 1 – рабочий орган для бурения скважины; 2 – скважина; 3 – кондуктор; 4 – буровая установка; 5 – обсадная труба; 6 – арматурный каркас; 7 – бетонолитная труба; 8 – вибробункер

После зачистки забоя и установки арматурного каркаса скважину бетонируют методом вертикально перемещаемой трубы. По мере заполнения скважины бетонной смесью могут производить извлечение и инвентарной обсадной трубы. Специальная система домкратов, смонтированных на установке, сообщает трубе возвратно-поступательное движение, за счет чего бетонная смесь дополнительно уплотняется. По завершении бетонирования скважины осуществляют формирование головы сваи. Находят применение установки по изготовлению набивных свай с использованием обсадных труб с извлечением грунта из трубы виброгрейфером (рис.4).

Рис.4. Технологическая схема изготовления набивных свай с выемкой грунта под защитой обсадных труб:

а – погружение обсадной трубы виброустановкой; б – извлечение грунта из обсадной трубы виброгрейфером; в – бетонирование сваи; г – извлечение обсадной трубы виброустановкой; 1 – обсадная труба; 2 – виброустановка; 3 – виброгрейфер; 4 – арматурный каркас; 5 – бадья с бетонной смесью

Буронабивные сваи с уширенной пятой. Диаметр таких свай 0,6. 2,0 м, длина 14. 50 м. Существуют три способа устройства уширений свай. Первый способ – распирание грунта усиленным трамбованием бетонной смеси в нижней части скважины, когда невозможно оценить качество работ, форму (какой стала пята уширения), насколько бетон перемешался с грунтом и какова его несущая способность.

При втором способе скважину пробуривают станком, имеющим на буровой колонке специальное устройство в виде раскрывающегося ножа. Для образования уширения скважины диаметром до 3 м (рис.5), нож раскрывается гидравлическим механизмом, управляемым с поверхности земли. При вращении штанги ножи срезают грунт, который попадает в бадью, расположенную над расширителем. За несколько операций срезания ножами грунта и извлечения его на поверхность в грунте образуется уширенная полость. В скважину подают глинистый раствор из бентонитовых глин, который непрерывно циркулирует и обеспечивает устойчивость стенок скважины. При устройстве уширений разбуривание полости осуществляют одновременно с подачей в скважину свежего глинистого раствора до полной замены раствора, загрязненного грунтом. После завершения бурения скважины на проектную глубину буровую колонку с уширителем извлекают, в скважину устанавливают арматурный каркас. Бетонирование ведут методом вертикально перемещающейся трубы, когда одновременно в трубу подают бетонную смесь и поднимают ее. Бетонная смесь, соприкасаясь с вязким глинистым раствором, не снижает своей прочности, цементное вяжущее из смеси не вымывается. Бетонная смесь выжимает глинистый раствор вверх по трубе и через зазор между трубой и скважиной. Нижний конец бетонолитной трубы должен быть постоянно заглублен в бетонную смесь на глубину порядка 2 м; бетонирование осуществляют непрерывно, чтобы не возникали прослойки глинистого раствора в бетоне.

Читайте также:
Толщина фанеры для пола: какую выбрать по лагам, таблица, максимальная толстая на чистовой, какую использовать, стелить, плюсы и минусы

Условия применения буронабивных свай

Буронабивной фундамент – одна из разновидностей свайной конструкции.

На выбор вида фундамента влияет состав грунта, на котором возводят дом. Один из самых важных показателей при создании основания – глубина залегания грунтовых вод, возможность их подъёма и выхода на поверхность в весенне-осенний период, характер слоёв почвы.

При водонасыщенных почвах буронабивной фундамент является наиболее приемлемым вариантом при возведении дома.

Свайные основания, в число которых входит буронабивное, применяют при следующих условиях:

  • заболоченная территория;
  • торфяник;
  • разноуровневый участок с крутым склоном;
  • слабый, подвижный, водонасыщенный грунт с глубоко пролегающим плотным слоем.

Буронабивной фундамент применяется широко. Это универсальный способ создания основания под дом любой конструкции, этажности, тяжести. Он имеет много достоинств, которые делают его одним из самых выигрышных вариантов строительства оснований.

К неоспоримым плюсам относятся:

  • доступная цена;
  • монтаж на любом грунте при значительных вертикальных и горизонтальных нагрузках;
  • быстрое выполнение работ;
  • возможность выполнения своими руками;
  • безопасность.

К существенным недостаткам его относят невозможность постройки подвала и проведения утепления напольной конструкции.

При возведении дома для постоянного проживания специалисты ООО “ПСК Основания и Фундаменты” рекомендуют создавать комбинированные типы оснований, например, свайно-ленточный.

Буронабивные сваи применяют в домостроении, при возведении мостов и других сложных конструкций.

Устройство буронабивных свай

сваи готовы

Полученные опоры связывают между собой бетонным ростверком

Выбор свайного фундамента для строительства здания значительно сократит расходы и ускорит процесс.

При устройстве такого фундамента из строительства полностью исключаются земельные работы.

Понятным ограничением использования сваи в качестве основания является наличие подвального этажа у здания. Свайный фундамент – это опоры, погруженные в грунт и связанные между собой бетонными перемычками.

Количество и диаметр сваи определяется весом здания и переменными нагрузками, которые зависят от применения помещений строения: заводской производственный цех оказывает большее влияние на опоры, чем детский сад или жилой дом.

арматура под сваи

Чтобы рассчитать количество, диаметр и глубину заложения сваи, следует обратиться к специалистам. Не имея достаточных знаний, сложно произвести вычисления.

Но прикинуть стоимость будущей основы можно, используя усредненные данные по нагрузкам. Цифры приведены из расчета высоты сваи – 2 м и расстоянием между опорами – 1 м.

Таблица объемов материалов в зависимости от несущей способности опор

Читайте также:
Чем и как чистить чугунную эмалированную ванну дома. Лучшие средства для чистки разных видов ванн
Диаметр сваи,
м
Несущая способность, тн Площадь опоры,
м2
Арматура класса А I ф6 мм,
м
Арматура класса А III ф12мм, шт*м
0.15 1.1 0.18 0.75 3*6
0.20 1.9 0.31 1.00 4*8
0.25 2.9 0.49 1.26 4*8
0.30 4.2 0.71 1.51 6*12

Увеличить несущую способность опоры можно несколькими способами:

  • укрепив стенки шахты,
  • зафиксировав нижний край скважины с помощью его расширения,
  • увеличив глубину заложения опоры,
  • расширив диаметр 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.

погружение буронабивных свай

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.

Общее описание

Технология непрерывного полого шнека, как и любая другая технология, применяемая для устройства буронабивных свай, должна быть описана технологической картой, регламентом, а также утверждена для применения на конкретном объекте соответствующим проектом производства работ.

Проходка скважины под буронабивную сваю ведется непрерывным полым шнеком, собираемым из отдельных секций.

Секции полого шнека представляют собой круглую оболочку, составленную из двух труб. Внутренняя труба выполняет функции бетоновода, а к внешней толстостенной несущей трубе по всей ее длине приварена непрерывная винтовая лопасть в форме спирали Архимеда.

Грунт по мере погружения (закручивания) шнека в массив грунт скользит по этой лопасти и впоследствии выдается на поверхность скважины. При подъёме шнека в процессе бетонирования остатки грунта поднимаются вместе со шнеком на поверхность.

В процессе бурения низ бетоновода шнека закрыт клапаном (для предотвращения попадания в него грунта). Перед началом подачи бетонной смеси бетононасосом через бетоновод в полость шнека необходимо поднять шнек без вращения примерно на 0,3 – 0,5 метра для образования полости с целью сброса клапана избыточным давлением, при этом открывает возможность подачи бетонной смеси в скважину.

Секции полого шнека имею разную длину: от 1,5 м до 6,0 м. Лидерная часть шнека, называемая забурником, представляет собой секцию, лопасть которой оснащена режущими элементами.

После сборки непрерывного полого шнека и крепления к ротору буровой установки осуществляется его погружение в грунт при помощи вращения до проектной отметки.

После завершения процесса бурения начинается этап бетонирования скважины. Бетонная смесь при помощи бетононасоса через гибкий бетоновод, вертлюг и полый шнек подается в скважину.

Момент поступления бетонной смеси и формирования определенного давления в системе машинист буровой машины наблюдает на мониторе бортового компьютера (информация при этом фиксируется датчиком бетона, установленном в вертлюге).

Читайте также:
Способы крепления натяжных потолков какой лучше

В момент превышения установленного показателя давления машинист буровой установки приступает к извлечению буровой колонны (бетононасос при этом продолжает подачу бетонной смеси с постоянной производительностью).

Таким образом, основной задачей машиниста буровой установки является извлечение колонны полого шнека при поддержании постоянного давления. При прохождении шнека через прослойку нестабильных грунтов машинист буровой установки наблюдает падение давления бетонной смеси, снижает скорость извлечения колонны, добиваясь повышения рабочего давления в системе бетоноводов до установленного значения.

Непрерывный полый шнек выдается на поверхность ротором буровой установки без вращения (допускается вращение шнека в плотных грунтах, но только по часовой стрелке), грунт с поднимаемого шнека при этом удаляется при помощи очистителя.

После завершения процесса бетонирования экскаватор – погрузчик убирает грунт от устья скважины, после чего подается арматурный каркас, устанавливается над устьем скважины и погружается в нее вначале под собственным весом, а затем при помощи вибропогружателя.

Вибропогружатель может быть как электрическим, так и гидравлическим. Гидравлический вибропогружатель снабжен зажимным устройством, что позволяет каркасу лучше входить в резонанс с частотой вибропогружателя. Таким образом, применение гидравлического вибропогружателя является в данном методе более эффективными, но более сложным в эксплуатации, так как для его работы требуется гидравлическая масло-станция.

В состав бурового комплекса при устройстве буронабивных свай методом НПШ входят:

— буровая установка с устройством контроля и фиксации параметров бурового процесса;

— бетононасос для подачи бетонной смеси через полый шнек в скважину;

— автомобильный или гусеничный кран (использование гусеничного крана в данном методе значительно удобнее, поскольку не требуется его многократная перестановка с выдвижением и уборкой опор, перестановкой подкладок);

— вибропогружатель, подвешиваемый к стреле крана;

— экскаватор – погрузчик для уборки выбуренного грунта из зоны работ.

Схема устройства буронабивных свай методом непрерывного полого щнека (НПШ, или CFA)

Схема устройства буронабивных свай методом НПШ: 1. Погружение (завинчивание) непрерывного полого шнека в массив грунта 2. Завершение процесса бурения, подготовка к бетонированию 3. Бетонирование скважины с одновременным извлечением и разгрузкой полого шнека 4. Установка каркаса в проектное положение

Цикл сооружения буронабивной сваи методом НПШ (CFA) состоит из следующих технологических операций:

— бурение скважины непрерывным полым шнеком;

— бетонирование скважины при помощи бетононасоса через полость шнека с одновременным подъемом шнека и разгрузкой грунта;

— уборка грунта от устья скважины;

— погружение в скважину арматурного каркаса на проектную глубину.

Машинист буровой установки контролирует параметры бетонирования при помощи бортового компьютера, которым должна быть оснащена буровая установка.

Контролю, прежде всего, подлежат следующие технологические параметры: скорость бурения, глубину погружения шнека в грунт, давление и объем закачиваемой в скважину бетонной смеси, скорость подъема шнека в процессе бетонирования.

Современное программное обеспечение, которым оснащена буровая установка, позволяет сохранять в памяти компьютера все параметры технологического процесса и при необходимости предоставлять распечатку для последующего анализа или по требованию заказчика.

Таким образом, метод CFA является примером высокотехнологичного строительного процесса, что, в свою очередь, предъявляет высокие требования к квалификации линейного персонала, уровню организации работ, технической готовности бурового комплекса.

Читайте также:
Шпаклевка монтажной пены – защищаем материал от ультрафиолета + видео

При соблюдении всех указанных условий, можно добиться очень высоких показателей производительности работ. Опыт многих участников рынка буровых работ показывает, что при должной подготовке длительность цикла сооружения буронабивной сваи диаметром 600 мм длиной 18 — 20 метров составляет 40 – 45 минут.

То есть, одной буровой установкой можно производить до 12 – 13 свай с учетом времени на перемещение буровой установки с точки на точку.

Диапазон геометрических параметров сооружаемых методом CFA буронабивных свай достаточно широк и определяется конструктивными возможностями буровых установок.

Возможно сооружение свай глубиной до 35 метров, диаметры – от 400 мм до 1200 мм.

Метод CFA целесообразно применять в дисперсных грунтах: илах, песках, слабых и неустойчивых обводненных грунтах, твердых и полутвердых глинистых грунтах.

В других видах грунтов, например, в плотных грунтах с прослойками скальных пород, включениями галечников или валунов применение данной технологии нецелесообразно (возможны недопустимые отклонения свай от вертикали, отказ оборудования или остановка бурения).

Обсадные трубы

В ряде случаев бурение скважин под буронабивные сваи сопровождается монтажом обсадных труб, которые защищают стенки скважины от обсыпания нестабильного грунта.

Трубы для буронабивных свай или инвентарные трубы (так их правильно называть) используются в случаях необходимости:

  • перекрыть горизонтальное движение плывунов;
  • снизить влияние обводненной почвы;
  • контролировать параметры сваи.

Инвентарные трубы изготавливают из пластика или металла. Трубы отличаются не только материалом, но и формой, диаметром, толщиной стенок, показателем точности (непрямолинейность).

Стандарт непрямолинейности труб для свай приведен в таблице:

Диаметр, мм. Допустимое отклонение, мм.
33,5-89 0,3
108-146 0,5
Более 146 0,7

Полимерные инвентарные трубы

Для изготовления применяют разные полимеры. Толщина стенки достигает 40 мм. Полимерным трубам отдают предпочтения из-за высокой герметичности соединений. Если металлические нужно сваривать или использовать специальные соединительные муфты, то пластиковые трубы легко состыковать. При этом соединение будет полностью герметичным, что предупредит выход воды из трубы и снижение качества бетона.

Кроме того, пластик абсолютно не подвержен коррозии, отличается малым весом, относительно невысокой ценой и практически полным отсутствие отходов. Минус – невысокая прочность.

Параметры полимерных инвентарных труб приведены в таблице:

Параметры пластиковых обсадных труб (диаметр, масса, толщина стенок)

Монтаж буронабивных свай в скальных грунтах

буронабивные сваи в песчаных грунтах

Зачастую перед проектировщиками стоит задача перенесения на грунты основания нагрузок, превышающих расчетный коэф сопротивления. В этом случае используется свайный тип фундамента с опорой на скальные грунты. Заглубление может достигать 42 м от поверхности, при этом расчетная нагрузка составляет до 30 МИ. Нормативный документ для определения расчета свай с опорой на скальные грунты – СНиП 2.02.03-85. Несущая способность определяется прочностью грунта на одноосное сжатие под нижним концом определенного диаметра тела сваи. В случае повышенного заглубления элемента, расчет несущей способности рассчитывается по коэф, принимающему во внимание уровень заглубления. Таким образом, учитывается сопротивление боковой поверхности свайного тела.

Практически доказано, что прочностные показатели массивов скальных пород, определяемые трещиноватостью, шириной раскрытия трещин и другими факторами, всегда являются ниже показателей прочности грунта на одноосное сжатие. Кроме того, практическим путем выяснено, что при строительстве фундамента на буронабивных сваях, зачистить дно скважины от породы не всегда возможно, поэтому коэф несущей способности определяется показателями сопротивления по боковой поверхности. В этом случае свайный элемент работает как «висячий».

Читайте также:
Что такое фум лента. Зачем нужна фум лента. Виды, характеристики и преимущества фум ленты.

буронабивные сваи в водонасыщенных грунтах

Таким образом, сваи в грунте скального характера организовываются по образцу «висячих» или с висячим ростверком. Данный фундамент представляет собой ростверк из сборной или сплошной ж/б ленты, связывающий свайные элементы по оголовьям. Свая не упирается в грунтовые массы, из-за чего не испытывает влияния сезонных подвижек. В это же время опорный элемент полностью принимает на себя основную нагрузку несущих стеновых панелей, равномерно распределяя массу по поверхности и передавая ее на тело свай.

Важно! Лента ростверка должна располагаться на расстоянии 15-30 см от дневного края грунта.

Вне зависимости от строительства основания на коротких или длинных сваях, постепенный процесс потери несущих качеств развивается с одинаковой интенсивностью. Однако, короткие сваи «висячего» типа менее подвержены касательным напряжениям боковой поверхности, что повышает срок эксплуатации фундамента. Неравномерность касательных напряжений боковой поверхности длинных свай приводит к быстрому их износу.

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.

Бурение с применением обсадной трубы

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.

Установка арматурного каркаса в скважину

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).

Заполнение скважины под буронабивную сваю бетоном

Рис: Заполнение скважины под буронабивную сваю бетоном

Классификация

Буронабивной фундамент классифицируется в зависимости от технологии изготовления. На глинистых и других плотных грунтах используется методика НПШ (непрерывный полый шнек). Шнек представляет собой полую трубу, закрытую обратным клапаном, который не позволяет изымаемому грунту попадать в нее. К трубе крепится прочная спираль, поднимающая грунт на поверхность наподобие классического бура. При достижении нужной глубины в полость трубы подается под высоким давлением бетон. Он открывает клапан, постепенно заполняя скважину по мере поднимания шнека наверх. Чтобы сделать буронабивную сваю прочнее, в бетон, мощным вибратором, вводится армирующий каркас. После заливки свая оставляется до тех пор, пока раствор не наберет нужную прочность.

Читайте также:
Эскизы потолков из гипсокартона, чертежи и проекты: схема сборки каркаса

Метод непрерывного шнека

Вторая методика – устройство буронабивных свай с обсадной трубой, эта технология применяется на зыбких грунтах. Труба защищает скважины от обрушения при введении в нее армирующей конструкции или избыточного давления на залитый раствор. Для этого бурится скважина по диаметру трубы, которую помещают в нее при помощи вращения, вдавливания или просто устанавливают там. После этого бур извлекается из грунта, в скважину устанавливается арматура так, чтобы образовался защитный слой бетона около 60 мм. Затем заливается раствор с одновременным уплотнением, а обсадная труба постепенно извлекается из скважины.

Коротко о главном

Буронабивные сваи – заполненные бетонной смесью скважины с предварительным армированием. Этот вид фундамента получил большую популярность благодаря: простоте возведения, низкому влиянию на располагающиеся рядом здания, возможности постройки на осложнённых грунтах и склонах. Имеются множество методов изготовления конструкций свай, и их применение обуславливается залегаемым грунтом на стройплощадке.

Обсадные трубы для буронабивных свай представляю собой металлический каркас в виде трубы погружаемый в скважину и наполняемый бетонным раствором. Их установка целесообразна только при грунтах, не отличающихся устойчивостью из-за повышенной трудоёмкости и привлечением тяжёлой строительной техники.

Буронабивные сваи с ростверком – комбинированный тип основания из опорных свай в грунте и ростверка, передающего нагрузку на все сваи.

Буронабивные сваи с монолитным ростверком используются чаще всего в многоэтажном строительстве. В данном виде фундамента нужно дополнительно устроить тепло- и гидроизоляцию для создания подходящего микроклимата, и долговечности дома.

Буронабивные сваи с ленточным ростверком отлично подходят для постройки малоэтажного дома из любого материала. Благодаря тому, что армирование группирует все опоры в цельный скелет хорошо воспринимающий изгибающие моменты опоры, перестают работать по раздельности. Это не допускает вероятность неравномерных усадок.

Чтобы достигнуть максимальной прочности буронабивной фундамент соединяется ростверком – железобетонной лентой или рамкой. Он равномерно распределяет давления на все сваи. Устройство ростверка схоже с технологией строительства стандартного ленточного фундамента. Единственное отличие – его нижняя часть находится на весу, не упираясь и не заглубляясь в грунт. Основой ростверка служат оголовки свай, поднятые над землей на проектную высоту.

Отличия между фундаментами с буронабивными сваями в зависимости от материала дома

Технология возведения фундамента под кирпич и дерево не будет иметь каких-либо существенных различий за исключением толщины. Это связано с применением менее тяжёлых стройматериалов для перекрытий и стен.

Технология возведения буронабивного фундамента показана в этом видео:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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