Устройство буронабивных свай
Под защитой инвентарных обсадных труб
При возведении и реконструкции зданий на свайных фундаментах в стесненных условиях городской застройки серьезную проблему представляют динамические нагрузки, воздействующиена расположенные поблизости здания. Решение этой проблемы возможно с использованием технологии устройства буронабивных свай.
Буронабивные сваи (сокр. БНС) — это железобетонные опорные конструкции фундаментов зданий, выполняемые методами бурения, армирования и бетонирования.
Рисунок 1. Этапы обустройства буронабивных свай под защитой инвентарных обсадных труб.
1 – установка обсадной трубы
3 – погружение армированного каркаса
4 – бетонирование скважины
5 – извлечение обсадной трубы
Где еще применяются?
Другие условия, в которых буронабивные сваи могут быть предпочтительны:
Технологии устройства буронабивных свай (БНС)
Главной особенностью технологии устройства буронабивных свай является то, что изделие формируется непосредственно на месте его проектного положения. Как правило, диаметр буронабивных свай колеблется в пределах 400 – 1500 мм, а длина может достигать 40-45 м. В исключительных случаях, например, в промышленном и дорожном строительстве (большие мосты), диаметр может превышать 2000 мм, а глубина – 70 м. Для формирования БНС применяют арматурный каркас и литую бетонную смесь.
По форме сваи бывают прямые или с уширением подошвы (для повышения устойчивости, во избежание выталкивания сваи под действием морозного пучения).
В зависимости от типа грунта и конструкционных особенностей применяемых свай используются несколько технологий устройства БНС. Выделим наиболее распространенные:
бурение непрерывным полым шнеком с одновременной закачкой раствора (CFA или НПШ);
под защитой бентонитового раствора (раствор вымывает из скважины грунт и образует на стенках водонепроницаемую пленку, предохраняющую стенки от осыпания и размыва);
под защитой инвентарных обсадных труб
Устройство БНС методом CFA (НПШ)
Технология CFA (Continuous Flight Auger, или непрерывный полый шнек) – бурение скважины без извлечения из нее грунтовых пород. Для этого при бурении наращивают полый шнек, которой извлекают после устройства скважины на нужную глубину. Заполнение скважины бетонной смесью выполняют одновременно с извлечением шнека. Далее в бетонную смесь погружают пространственный арматурный каркас.
Устройство буронабивных свай с использованием обсадной трубы
Изготовление буронабивных свай с использованием инвентарных труб — хорошо отработанная и проверенная временем технология. Обсадная труба защищает внутреннее пространство скважины от обрушения стенки, стенки – от повреждения арматурным каркасом, от размыва. Ее погружают и вынимают отдельными секциями.
Данная технология позволяет установить сваи в грунтах любой сложности (за исключением скальных пород). Но поскольку она по-прежнему остается трудоемкой и затратной по времени, то необходимо веское экономическое и инженерное обоснование для ее применения.
Как правило, таким обоснованием может стать характер местности (сейсмичность, наклон). А также подвижные, слабые, крупнообломочные, обводнённые, другие сложные грунты, исключающие проходку без жёсткой защиты. Или невозможность применения более простых технологий.
Технология устройства БНС с обсадной трубой является универсальной и может использоваться при закладке фундамента для сооружений различного назначения: жилых домов, производственных объектов, административных, торговых и иных зданий. Благодаря высокой надежности технология особенно востребована в транспортном и мостовом строительстве.
Основные операции при обустройстве БНС показаны на рисунке 1. Ниже представлена работа буровой установки BAUER на объекте.
Устройство буронабивных свай диаметром 1500 мм, глубиной до 28 м на одном из участков Северо-Восточной хорды (г. Москва, Медведковское шоссе, 14).
Что потребуется для устройства буронабивных свай?
Необходимыми элементами применения метода являются:
Техника для устройства буронабивных свай | от компании ГЛАВРЕНТ
В процессе устройства буронабивных свай, безусловно, важную роль играет буровая техника. Компания «ГЛАВРЕНТ» предлагает в аренду надежные машины, произведенные ведущими фирмами – BAUER и Liebherr. Все наши буровые установки технически исправны и готовы к работе. Машины сдаются вместе с экипажем. Возможен график в одну или две смены. Для получения подробных условий свяжитесь с нашим менеджером и обсудите детали.
Буронабивные сваи
На слабых грунтах (торф, болотистая местность), а также в городах для возведения фундаментов применяются бивные сваи. Их использование обусловлено спецификой грунта: возведение других фундаментов или невозможно технически, или экономически нецелесообразно.
Что такое буронабивные сваи?
Где применяются
Классификация и конструкция буронабивных свай
Наиболее полную классификацию буронабивных свай содержит Свод правил под обозначением СП 50-102-2003. Он описывает проектирование разных видов фундаментов на основе свай.
Сваи набивные по способу изготовления делятся на:
Рис.1 Буронабивная свая
По устройству буровые скважины делятся на:
Рис. 2 Погружение буронабивных свай
Технологии устройства буронабивных свай
Для изготовления множества конструкций буровых свай применяются лишь несколько способов:
Способ НПШ используется в «прочных», не осыпающихся грунтах, например, в глинистых. По нему шнеком, имеющим трубу по всей его длине и грунтоудаляющую спираль, приваренную к этой трубе, бурят скважину. Внутренняя полость закрыта на конце заглушкой, которая имеет функцию обратного клапана и не дает попасть в полость разбуриваемому грунту.
При вращении шнек рабочей бурильной частью дробит грунт и по спирали шнека подает его на поверхность.
На нужной глубине во внутреннюю полость под давлением подают бетонный раствор, который открывает заглушку и начинает заполнять скважину. По мере ее заполнения шнек поднимают на поверхность, вращая его или вытаскивая без вращения. Заполненную раствором скважину оставляют на временную выдержку для набора прочности бетоном.
Рис. 3 Стадии формирования свай
Если свая будет железобетонная, то в скважину с бетоном, используя вибратор, погружают арматурный каркас.
Технология с обсадной трубой используется при обводненных грунтах, и эта труба защищает скважину:
Погружают обсадную трубу отдельными секциями и также посекционно вынимают. Погружение осуществляют или механическим вдавливанием, или вдавливанием с вибрацией, или «дрейтейлом», т. е. вдавливанием с вращением.
Выбор одного из этих способов определяется особенностями грунтов, проходимых при бурении скважины и экономическими характеристиками свайного фундамента. В большинстве случаев обсадные трубы в скважине не оставляют. Нормативные документы разрешают их оставить только в исключительных случаях. Например, при оползневых грунтах на склонах или при скорости перемещения подземных потоков более 200 м в сутки. В каждом случае для этого должно быть составлено техническое обоснование.
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.
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:
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.
Преимущества буронабивных свай
Технология погружения буронабивных свай
Рис. 6 Как сделать буронабивную сваю
Технологические особенности
Рис. 7 Устройство буронабивной сваи
Цена за метр кубический
Порядок цен – от 23 тысяч рублей за кубометр конструкции.
Цена на установку буронабивных свай зависит от следующих условий:
При строительстве фундамента «под ключ» работа состоит из следующих этапов:
Наши услуги
Наша компания проводит работы по забивке свай, шпунта и лидерному бурению.
Мы готовы вас проконсультировать и провести данные работы, для этого оставьте заявочку.
Фундаменты опор мостов на буронабивных сваях
Фундаменты опор мостов на буронабивных сваях (БНС) сооружают путем устройства в грунте скважин с последующим заполнением их армированным бетоном. В мировой практике строительства БНС нашли широкое применение при больших нагрузках и большой глубине залегания прочных грунтов (до 120 м).
В России преимущественно применяют буровые сваи Ø620…1500 мм и длиной до 70 м в виде отдельных столбов, кустов и стенок с наклоном до 1:5… 1:4.
Типы БНС
Буронабивные сваи по характеру работы в грунте подразделяют на
Для сооружения буронабивных свай (БНС) применяют: бетон по ГОСТ 26633-91 с осадкой конуса для различных способов укладки:
На проведение работ разрабатывают ППР. Технология привязывается к местным условиям и зависит от геологического строения, конструкции фундаментов опоры, имеющегося оборудования и прочих факторов. При сооружении буронабивных свай должны соблюдаться требования нормативов.
В настоящее время в России используют буровые машины японских и европейских фирм
В России также начат выпуск буровых машин. В индексах буровых машин цифры обозначают максимальный диаметр обсадной трубы в мм. Для различных грунтовых условий применяют сменные рабочие органы буровых машин и дополнительное оборудование:
Технологию CFA (Continuous flight augers) устройства БНС с помощью бурошнековой установки с полым шнеком
Технология сооружения буронабивных свай с применением полого
шнека (CFA):
Этим оборудованием укомплектованы буровые машины BAUER. Суть метода заключается в следующем:
Данное оборудование обеспечивает устройство буронабивных свай Ø0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 м с максимальной длиной 30 м и производительностью до 300 м бурения в сутки одной буровой установкой (до 15 свай), что в 2-3 раза превышает средние темпы сооружения буронабивных свай с применением обсадных труб.
Буровая установка оборудована бортовой системой контроля параметров процесса бурения и бетонирования свай, что гарантирует высокое качество работ.
Технология бурения с защитой стенок скважин
Применяется также технология бурения с защитой стенок скважин от обрушения путем заполнения ее специальным глинистым раствором устье скважины укрепляют короткой обсадной трубой;
Технология сооружения буронабивных свай с бурением скважин под
Бурение скважин свай под защитой инвентарных обсадных труб наиболее часто применяют для фундаментов мостов.
Для крепления стен скважин используют инвентарные стальные обсадные трубы диаметром 1,2; 1,5; 1,7; 2,0 м. Они состоят из стыкуемых резьбовыми конусными пробками промежуточных секций длиной 2, 4 и 6 м и ножевой секции с режущей коронкой с зубьями.
При применении этой технологии сначала проводят подготовительные работы:
После выполнения всех подготовительных работ бурение скважин производят в следующем порядке:
| № | Порядок работ |
| 1 | после установки буровой машины в рабочее положение с помощью стрелового крана устанавливают нижнюю часть обсадной трубы с ножевой секцией, последующие секции объединяют между собой конусными резьбовыми пробками (общая длина обсадной трубы назначается из условия возвышения ее над уровнем рабочей площадки на 1,5 м для возможности размещения обжимного хомута); |
| 2 | обсадные трубы погружают домкратами в грунт вращательно-вдавливающими движениями на проектную глубину; |
| 3 | удаляют грунт из полости обсадной трубы различными способами: в песчаных, глинистых грунтах пластичной, полутвердой и твердой консистенции применяют ударный грейферный или шнековый способ бурения, в водонасыщенных песках, плывунах и илах грунт разрабатывают желонкой с обратным клапаном (в процессе бурения непрерывно совершаются возвратно-вращательные и поступательные движения обсадной трубы); |
| 4 | грунт, извлекаемый из скважины, складируют в специальные емкости и затем вывозят в заранее отведенные места, грунт из скважин фундаментов русловых опор загружают на плашкоуты из инвентарных понтонов КС |
| 5 | по мере необходимости обсадную трубу наращивают очередными секциями при помощи стрелового крана, все секции заранее очищают от грязи (на строительной площадке организуется участок для очистки и мойки обсадных труб) |
| 6 | бурение производят на всю глубину, для контроля после установки станка на место бурения на его мачте, примерно в 1 м от поверхности земли (рабочего мостика), наносят линию условного нуля, от которого ведется отсчет |
| 7 | при разработке неустойчивых грунтов в скважине поддержи-вают уровень воды на 1…1,5 м выше уровня воды в реке дляпредупреждения наплыва воды и грунта в скважину |
| 8 | после достижения проектной отметки перед установкой арма-турного каркаса забой тщательно зачищают от бурового шлама |
| 9 | в ходе буровых работ постоянно следят за характеристиками проходимых грунтов, для контроля соответствия проектной геологии и выявления необходимости замены рабочего органа данные бурения заносятся в журнал бурения скважин; перед каждой установкой новой секции обсадной трубы, а также при изменении характеристик грунта лотом замеряют глубину скважины и определяют отметку дна; |
| 10 | в процессе бурения осуществляют постоянный контроль положения ножа обсадных труб относительно уровня разрабатываемого грунта |
Наращивание обсадной трубы автокраном
По окончании бурения контролируют глубину скважины и качество зачистки забоя скважины путем медленного опускания рабочего органа и пробного забора бурового шлама со дна скважины.
Буровые сваи с уширением
В пластичных глинистых грунтах буровые сваи устраивают с уширением. Разбуривание уширения сваи производят после достижения проектной отметки сваи и выполняют штатным уширителем.
Величина раскрытия режущих ножей уширителя устанавливают непосредственно перед его опусканием в скважину, шаг раскрытия ножей равен 5 см.
Работа по устройству уширения основания производится в следующем порядке:
| № | Порядок работ |
| 1 | Лотом проверяют глубину скважины и определяют отметку низа забоя скважины |
| 2 | Определяют глубину режущей кромки обсадной трубы. Отметка низа режущей кромки обсадной трубы должна быть выше отметки низа скважины на величину, устанавливаемую проектом (несколько метров) |
| 3 | К буровой штанге вместо шнекового бура крепят штатный уширитель, первоначальное раскрытие ножей устанавливают равным 10 см |
| 4 | Уширитель опускают в скважину, при достижении дна забоя, под действием веса штанги происходит раскрытие режущих ножей уширителя (ножи уширителя собраны совместно с емкостью для сбора разработанного ими грунта), при вращении штанги происходит разбуривание уширения и сбор разработанного грунта в емкость |
| 5 | После окончания разбуривания буровую штангу поднимают, при этом ножи уширителя складываются и производится подъем, грунт из емкости удаляется в отвал. |
| 6 | Величину раскрытия ножей увеличивают и операции по разработке уширения повторяют до тех пор, пока уширение не достигнет проектного размера. |
| 7 | Контроль формы уширения проводится при помощи уширителя. Для этого на нем устанавливают проектное раскрытие ножей и опускают его в скважину, ножи раскрываются и производится проверка полости путем проворачивания уширителя. Если в емкости для сбора грунта оказывается небольшое его количество, то уширение имеет проектное очертание и обрушение свода скважины и вывалов нет. В этом случае производится приемка разбуренного уширения и разрешаются работы по дальнейшему сооружению буронабивной сваи. |
Сваи армируют арматурными каркасами. Их изготавливают на производственной базе мостоотрядов в виде отдельных секций. Во внутреннюю полость каркас подают краном.
Стыковка секций арматурного каркаса
После установки каркаса проводят бетонирование свай. Бетонную смесь на строительную площадку доставляют в автобетоно-смесителях.
Бетонирование скважин методом ВПТ
В зимнее время температура бетонной смеси в момент ее укладки должна быть не ниже +5°С. Суммарное время доставки бетонной смеси на строительную площадку, укладки ее в скважину, извлечение бетонолитных и обсадных труб не должно превышать срока ее схватывания.
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 смесьюиз бетонолитной трубы: 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:
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.  Приветствую, уважаемые дети! Сегодня я хочу рассказать  Приветствую вас, уважаемые дети! Сегодня я хочу рассказать  Приветствую вас, дорогие дети! Сегодня я хочу рассказать  Приветствую вас, дорогие дети! Сегодня я хочу рассказать |