Буронабивные свайные фундаменты с обсадными трубами

Какие бывают свайные набивки

Использование буронабивных свай является наиболее эффективным методом организации заглубленного фундамента. В процессе обустройства осуществляется бурение на требуемую глубину, где свайный ствол оснащается увеличенной нижней частью. Это дает возможность дополнительно набить туда бетонную смесь, грунт и песок.

Получить подобное «уширение» на нижнем отрезке помогает использование специального бурового оборудования, распирающего породу. В дальнейшем бетонную смесь трамбуют, для чего даже может применяться взрыв направленного действия, уплотняющий породу.

Для получения цилиндрических полостей в почве используются разные методики, что и породило следующую классификацию набивок свай:

• Буронабивная.
• Песчаная.
• Грунтобетонная.
• Пневмонабивная.
• Частотрамбованная.
• Вибротрамбованная.

При выборе подходящего варианта основным критерием всегда был тип грунта на строительном участке. Благодаря появлению современных технологий в настоящее время может использоваться один и тот же метод, вне зависимости от типа почвы.

Проверка на эффективность метода проводится специалистами:

• Стенки колодца не укрепляются.
• Для укрепления пробуренного ствола используется глинистый раствор.
• Используются обсадные изделия.

Изготовление буронабивных свай

Буронабивные сваи и технология их производства появились далеко не вчера. И сам продукт, и методика его изготовления совершенствуются долгие годы, а в современных условиях активно развиваются. Изделия, сходящие с агрегатов последних поколений, отвечают всем требованиям стандартизации, а срок их эксплуатации может насчитывать сотни лет. Буронабивная свая появляется непосредственно на строительном объекте. Для начала в выбранном месте грунта производится разметка и специалисты рассчитывают прогнозируемую нагрузку. На основании расчетов в почве пробуривают скважины необходимой глубины и допустимого диаметра. Особо сложно бывает работать с мягкими грунтами, так как скважина может обрушиться. От этого ее призвана защитить так называемая обсадная оболочка, которая погружается внутрь скважины на всю глубину. Только после такой дополнительной защиты в скважину погружают арматурный каркас. Как правило, его длина и глубина самой скважины совпадают. Хотя на некоторых объектах из стремления сэкономить пытаются работать с укороченными каркасами, причем разница в длинах каркасов и скважин может существенно различаться. Однако специалисты настоятельно не рекомендуют сокращать расходы на таком важном показателе, как несущая способность сваи… После погружения каркаса дело остается за малым — заполнить скважину жидким бетоном. Когда состав окончательно “схватывается”, на конце сваи закрепляют оголовок или же так называемый посадочный башмак — всё определяется дальнейшими задачами строителей.

Классификация

Буронабивные сваи могут производиться двух видов: цилиндрические и с уширением опорной подошвы. Цилиндрические сваи имеют одинаковую толщину по всему телу сваи. А вот сваи с уширением подошвы имеют небольшое уширение в нижней части сваи. Сваи с уширением опорной подошвы имеют большую несущую способность и повышенную устойчивость в слабом грунте. Поэтому в некоторых ситуациях проще использовать сваи с уширением опорной подошвы, чем более длинные по размеру цилиндрические сваи.

Армокаркас

Устройство буронабивных свай с обсадной трубой

В условиях возведения зданий на нестабильных грунтах или при наличии близко проходящих грунтовых вод используют буронабивные сваи с применением обсадных труб. Эта методика признана самой надежной и безопасной.

Последние выполненные объекты с применением буронабивных свай

Технологии устройства буронабивных свай

В зависимости от технологии обустройства, все буронабивные сваи классифицируются на три вида:

• Опоры, сформированные без оболочки;
• Опоры с извлекаемой и постоянной оболочкой

В качестве оболочки применяются обсадные трубы — цилиндрические стальные конструкции, стыкующиеся между собой посредством резьбового либо анкерного соединения. Бурение скважин под сваи без оболочки не сопровождается их использованием, что возможно лишь в условиях устойчивых (не склонных к обвалам грунтов) с минимальным уровнем грунтовых вод.
Важно: при необходимости в процессе бурения без обсадных труб может использоваться бентонитовый раствор, который подается в разрабатываемую скважину, вымывает из нее грунтовые массы и оседает на стенках полости, формируя корку, препятствующую осыпаниям почвы.

Рис: Обсадные трубы для бурения под сваи
Технология создания буронабивных свай с извлекаемой оболочкой реализуется при работе в проблемных, насыщенных влагой грунтах. Обсадная труба, в данном случае, предотвращает обрушение стенок скважины и изолирует полость от грунтовых вод. Демонтаж обсадки происходит после заполнения скважины бетоном. Создание свай с постоянной оболочкой практикуется при работе в глинистых грунтах, песках и супесях с высоким уровнем грунтовых вод, которые могут разрушить тело сваи на стадии отвердевания бетонного раствора.

Технология погружения буронабивных свай НПШ

Технология свай CFA (Continuous Flight Auger) или НПШ (Непрерывный Полый Шнек) позволяет решить основные проблемы погружения свай с высокой производительностью. Бурение выполняется на проектную глубину в один проход с помощью буровой колонны, состоящей из полых шнеков. Проблемы с осыпанием стенок скважин больше нет. Наконечник буровой колонны снабжён заглушкой, предотвращающей попадание почвы внутрь.

Технология НПШ обладает в разы более высокой производительностью — благодаря технологическим особенностям сокращены трудовые затраты и сроки выполнения работ.

Бурение буронабивных свай под защитой глинистого раствора происходит по схеме: буровая установка извлекает грунт из забоя на ребордах шнека, а бентонитовый раствор в этот момент выполняет функцию удержания стенок скважины от обрушения.

Глинистый раствор за счёт высокой плотности создаёт избыточное давление на стенки скважины и грунтовые воды, удерживает стенки скважины от обрушения. Дополнительное укрепление стенок происходит, когда бентонит проникает вглубь породы и как бы бетонирует её.

Бентонит способствует более плавному бурению, смазывает буровой инструмент и охлаждает буровую головку. Облегчает вывод шлама из забоя, препятствует налипанию породы на буровой инструмент.

БНС армируются на всю длину в случае слабых водонасыщенных грунтов. В остальных случаях допустимо частичное армирование, или даже только оголовка для связи с ростверком. Каркас армирования для буронабивных свай изготовляют из арматурной стали класс А-3, продольных железных рифлёных стержней диаметром не менее 18 см с навитой по спирали с шагом 40 см железной проволокой диаметром не менее 6 мм, соединенных в местах пересечений сваркой. Используется специальная проволока ВП-1, рифленая бухтовая арматура, гладкая или горячекатаная катанка.

3. Сооружение буронабивной сваи внутри обсадной трубы.

После достижения проектной глубины и удаления всего грунта из заходки, внутрь обсадной трубы помещают металлокаркас — его просто опускают вниз с помощью лебёдки или крана. Затем с помощью вертикально перемещаемых бетонолитных труб (для избежания расслоения бетона) наполняют ограждённую обсадной колонной буронабивную сваю бетоном и извлекают бетонолитные ВПТ.

Технология монтажа буронабивных свай

В зависимости от геологических условий буронабивные опоры могут монтироваться с применением различных способов, технологии которых незначительно различаются. Нюансы технологий при использовании разных способов обустройства буронабивных свай рассмотрены выше.

Но для всех способов суть технологии монтажа таких свай заключается в бурении скважины с последующей ее заливкой бетоном.

Скважина пробуривается с использованием различных механизмов, которые применяются при соответствующем способе монтажа свай. В зависимости от плотности грунта в скважину вставляется опалубка (обсадные трубы) или обходятся без нее. Внутрь скважины опускается арматурный каркас, изготовленный из арматуры диаметром 10 мм (вертикальное армирование) и 6 мм (горизонтальное армирование). После этого осуществляется заливка всей конструкции бетоном с дополнительным его уплотнением при помощи виброустановки.

Технология монтажа буронабивных свай достаточно проста и поэтому с успехом применяется не только в промышленном, но и в индивидуальном строительстве.

СТОИМОСТЬ РАБОТ (БЕЗ МАТЕРИАЛОВ) ПРИ УСТРОЙСТВЕ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ (БНС) ЗА 1 М3 (РУБ. БЕЗ НДС):

категория грунта	диаметр сваи, мм
Ф620	Ф750	Ф880	Ф1000	Ф1200	Ф1500
1кат	12000	11000	10000	8000	7000	6000
2кат	16000	14000	12000	10000	8000	7000
3кат	18000	15000	13000	11000	10000	8000
4кат	23000	20000	18000	16000	14000	13000
5кат	28000	25000	23000	20000	18000	17000
6кат	38000	34000	31000	28000	24000	23000

Общая технология возведения

Алгоритм установки опор

Устройство набивных свай с обсадными трубами не требует глубоких строительных навыков и знаний. По общему принципу в установленную обсадную конструкцию выполняется монтаж каркаса из арматуры и осуществляется заливка внутренней полости бетоном. Из особенностей изготовления надлежит выделить следующие моменты:

1. Выполняется заливка скважины бетонным раствором (примерно на метр от длины трубы).
2. Осуществляется вертикальное перемещение обсадного элемента, таким образом, чтобы толщина слоя бетона в трубе составляла 30-40 см.
3. Поочередно выполняем описанные пункты до достижения необходимой высоты.

За счет неровности стенок скважины бетон максимально заполняет образовавшиеся пустоты, тем самым надежно укрепляя сформированный опорный элемент и фиксируя его на своем месте.

Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой

Процесс монтажа буронабивных свай начинается с перебазировки на объект спецтехники. Для обустройства опор привлекается три типа установок:

• Буровая машина;
• Стреловой кран;
• Автобетоносмеситель.

После разметки свайного поля (точек бурения под сваи), буровая машина размещается на месте разработки скважины. Буровая оснастка приводится в рабочее состояние и выполняется проходка полости на глубину, идентичную длине первой секции обсадки. Далее шнек извлекается из скважины, установка фиксирует в несущем узле трубу и размещает ее в полости. Аналогичным образом устанавливается вторая секция обсадки, стыковка секций выполняется посредством резьбового соединения, после чего скважина углубляется до тех пор, пока верхний контур обсадной трубы не сравняется с уровнем грунта и процесс повторяется повторно.

Рис: Бурение с применением обсадной трубы

Важно: в процессе бурения шнековая колонна вращается внутри обсадной трубы. Сама обсадка углубляется за счет выемки грунта из под ее стенок, под воздействием собственного веса и прикладного воздействия вибрационного блока, оказывающего на трубу возвратно-поступательные нагрузки.

После проходки полости на требуемую глубину шнековая колонна изымается из скважины и посредством стрелового крана в полость загружается арматурный каркас. По завершению установки каркаса в устье скважины устанавливается бетонолитная труба, через которую выемка заполняется бетоном. В процессе нагнетания смеси выполняется последовательный демонтаж обсадки скважины.

Рис: Установка арматурного каркаса в скважину

Для повышения прочностных характеристик буронабивной сваи производится уплотнение смеси посредством глубинных электровибраторов, которые удаляют из бетона образовавшиеся в нем полости воздуха. К последующей эксплуатации (обвязке ростверком) опора пригодна спустя 25-30 дней после заливки (данное время необходимо для набора бетоном проектной прочности).

Рис: Заполнение скважины под буронабивную сваю бетоном

4. Извлечение обсадной трубы.

После наполнения буронабивной сваи бетоном и металлокаркасом, металлические инвентарные обсадные трубы извлекают с помощью вращателя буровой установки и обсадного стола. После извлечения всех секций обсадных труб необходимо ещё несколько дней для полноценного схватывания бетона, и только после этого буронабивная свая готова к использованию.

Преимущества буронабивной технологии

Основным положительным моментом является соотношение стоимости и надежности свайного основания. Фундамент представляет собой дешевую и ровную опору, выдерживающую до 10 т давления. Обсадные стержни ставят в любом грунте, а продолжительность эксплуатации составляет около века.

Выделяют преимущества буронабивной технологии с установкой обсадных оболочек:

• скорость монтажа;
• круглогодичное строительство с использованием добавок в бетон против замерзания;
• вкручивание свай и наполнение бетоном в плотно застроенном регионе мегаполиса без применения тяжелых агрегатов;
• низкий уровень шума при работе.

При вибрации и завинчивании используют модифицированные технические механизмы, которые компактно транспортируют и удобно размещают в условиях небольшой строительной площадки.

Буронабивные сваи с обсадной трубой

По данной технологии обсадную трубу погружают вращателем через закрепленный на трубе хомут и одновременном вдавливании гидравлическим домкратом. Обсадная труба состоит из нескольких жестко соединенных секций. По мере погружения трубы из нее извлекают грунт шнеком и наращивают следующую секцию. Шнек закреплен на конце телескопической штанги Келли, раздвигающейся при углублении скважины.

Процесс начинается с опережающего бурения скважины обсадной трубой с армированным наконечником (кольцевой коронкой). Коронка служит как для разбуривания грунта, так и бетона первичных свай при устройстве буросекущихся свай. Обсадная труба при этом погружается в грунт вращателем или трубовкручивающим столом на глубину 1,5-2,0 м. Далее с помощью телескопической штанги Келли и подвешенного на ней короткого шнека обсадная труба очищается от грунта.

Операции по бурению скважин и извлечению грунта повторяются через каждые 1,5-2,0 м погружения обсадных труб. По достижении проектной глубины выполняется извлечение бурового инструмента из колонны обсадных труб, зачистка забоя от шлама, установка и фиксация арматурного каркаса, бетонирование сваи методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ).

Технологическая последовательность

— Погружение инвентарной трубы с помощью вращателя и трубовкручивающего стола. Формирование скважины под защитой обсадной трубы опережающей проходкой. — Погружение арматурного каркаса. Монтаж бетонолитной трубы. Заполнение скважины бетоном. — Извлечение обсадной трубы. — Готовая буронабивная свая (формирование оголовка).

Можно выделить такие ключевые достоинства описываемой технологии

— качественная и быстрая набивка скважин бетонирующим раствором; — безопасность выполнения всех этапов мероприятия; — максимальное использование несущего потенциала (весьма высокого) свай; — возможность выполнения процесса в слабых, насыщенных водой грунтах; — четкий контроль (при выполнении работ) соответствия проектных и реальных геологических и инженерных условий; — возможность извлечения при бурении крупных камней и валунов; — отсутствие вибрационных и динамических колебаний грунта.

• Расчет стоимости устройства буронабивных свай с обсадной трубой выполняется индивидуально для каждого заказа. Более подробную информацию по этой услуге вы можете получить, оставив заявку на сайте или связавшись с нами по контактным телефонам.

Буронабивные сваи на сухих и слабовлажных почвах

Установка опор

Процедура изготовления буронабивных свайных опор подразумевает выполнения следующих действий:

• установку и закрепление бурового механизма;
• бурение скважины;
• избавление от излишков грунта;
• заливку бетона;
• установку каркаса из арматурных прутьев.

Обсадные трубы для буронабивных свай – ГОСТ и СНиП

• ГОСТ на обсадные трубы для свай стальные, регламентирующий условия производства и типоразмеры – 63280 и 53366 от 2009;
• асбоцементные трубы – 539-80 ГОСТ;
• параметры труб из пластмасс — 2248-001-84300500-2009 ГОСТ.

СНиП на буронабивные сваи в обсадных трубах 2.02.03-85. Согласно правилам, монтировать буронабивные сваи без укрепления можно только на тугопластичных и твердых грунтах при условии, что глубина погружения не больше 30 метров.

Буронабивные сваи: за и против

Если стройплощадка находится в зоне, где применение технологий, вызывающих малейшую вибрацию грунта – без буронабивных свай, как правило, не обойтись.

Однако технология их изготовления, хоть и отработана, но довольно трудоемка и требует точного соблюдения. Уровень профессиональной подготовки и опыт сотрудников, выполняющих эти работы должен быть соответствующий, так как этот процесс, в зависимости от состояния грунтов на участке имеет массу нюансов. Буронабивные сваи, фото:

В слабых, песчаных, пылеватых грунтах, на торфяниках и в некоторых других случаях поверхность буронабивных свай получается неровной. Такая поверхность более подвержена разрушительному воздействию влаги и силам пучения при промерзании почвы, чем гладкая поверхность готовых забивных свай. Смотрите так же:

1. Как закрыть свайный фундамент
2. Усиление свайного фундамента

КОНСТРУКЦИЯ И УСТАНОВКА АРМАТУРНЫХ КАРКАСОВ

• Армирование свай при устройстве ограждения котлована выполнять пространственными каркасами с симметричной рабочей арматурой.
• Секции арматурных каркасов, изготавливать на специально оборудованной площадке (арматурном цехе), завозить на стройплощадку длинномерным автотранспортом и складировать в специально отведенном месте.
• Укрупненную сборку каркасов производить в специально отведенном месте (арматурный цех) на строительной площадке с занесением соответствующей записи в журнал сварочных работ. Сварка секций каркасов производится электродами. Сварные швы стандартные, по ГОСТ 5264-80* и ГОСТ 14098-91. Неуказанные и нестандартные швы выполняются электродуговой сваркой. Катет шва по наименьшей толщине свариваемых элементов.
• Хранить готовые каркасы на деревянных подкладках под навесом или накрывать брезентом (непромокаемой тканью).
• Секции армокаркасов поставляются с паспортом на готовое изделие, а перед монтажом освидетельствуются и принимаются по акту комиссией. Перед погружением в скважину необходимо очистить и удалить с арматуры ржавчину, масло.
• Опускание армокаркаса осуществляется в скважину при помощи бурильно-крановой установки за один раз, при этом способ строповки, подъема и опускания должны исключать появления в нем деформаций.
• При опускании армокаркаса соблюдать следующие условия: удерживание каркаса от раскачивания и вращения с помощью гибких оттяжек из пенькового каната.
• Опускание каркаса производить в положении, обеспечивающем его свободное прохождение в траншею при геодезическом контроле за вертикальностью и с обеспечением проектной величины защитного слоя между несущей арматурой и грунтом. Временные монтажные распорки, расположенные внутри колец жесткости, должны быть удалены. Все рабочие должны быть вне пределов опасной зоны. Каркас перемещать к месту опускания в скважину в вертикальном положении.
• Стропальщики стропят за монтажные петли армокаркаса на крюк бурильно-крановой установки. По сигналу старшего стропальщика машинист производит натяжку стропа для фиксации надежности строповки каркаса, после чего каркас медленно поднимается, вывешивается в вертикальном положении и медленно перемещается к скважине. Стропальщики придерживают и направляют каркас в процессе опускания. В случае его остановки, вызванной перекосом, по сигналу старшего стропальщика машинист слегка приподнимает каркас и стропальщики выравнивают его положение. Когда армокаркас занял в скважине проектное положение по высоте, стропальщики закрепляют его в форшахте или обсадной трубе отрезками труб.
• При изготовлении каркасов сварочные работы производить в соответствии с проектной документацией, ГОСТ 14098-91, ГОСТ 10922-90 и РТМ 393-94 (НИИЖБ ГОССТРОЯ РФ). При низких температурах (ниже -20°С) сварку стыков арматуры производить с предварительным подогревом газовыми горелками до 150°-200°С по обе стороны от стыка на расстоянии 3-4 dH арматуры, сварочные работы выполнять сварочным током на 10-15% выше по сравнению с обычным. При отрицательных температурах (ниже -5°) сварку стыков стержней арматуры производить без перерыва, за исключением времени, необходимого на смену электрода и зачистку шва при многослойной сварке. При вынужденном длительном перерыве сварочных работ, их возобновление производить после очистки шва от шлака от предыдущего шва и предварительного подогрева стыка выше указанным способом.
• Зона сварки и рабочее место сварщика должны быть ограждены от атмосферных осадков, сильного ветра. При температуре ниже -30° сварочные работы на монтаже выполнять запрещается. Работы разрешается производить только в оборудованном тепляке. Сварочные материалы к месту производства работ следует подавать непосредственно перед сваркой в комплекте, необходимом на период непрерывной работы сварщика, предварительно просушив их в печи для сушки электродов в соответствии с рекомендациями завода изготовителя. У рабочего места покрытые электроды хранить в закрытых пеналах, исключающих увлажнение.

Итог.

При сооружении буронабивных свай с помощью инвентарной двухстенной обсадной трубы, следует принимать во внимание диаметр и глубину планируемой сваи. И при существенных глубинах и больших диаметрах (свыше 1500мм) следует отдать предпочтение трубам изготовленным по технологии завода Armador, а для небольших глубин и диаметрах до 1500мм можно использовать отечественные обсадные трубы изготовленные по технологии BAUER.

Допускается совместное использование труб Armador и Bauer, т.к. несмотря на различия в конструкциях, соединительные размеры обсадных труб одинаковые и позволяют их соединять друг с другом.

Важным фактором является стоимость обсадной трубы.

Тут можно отметить, что пока в России действуют ограничительные меры и пошлины на официальный ввоз трубной продукции, использование обсадных труб отечественных заводов является более привлекательным. Купить обсадную трубу российского производства сейчас выгоднее, однако как указано выше, не все диаметры обсадных труб возможно произвести в России.

А когда речь заходит о диаметрах 2500мм и выше, то остаётся только два завода в Европе, которые способны изготавливать обсадные трубы таких размеров и с приемлемым качество — это Bauer и Armador, при этом цена обсадной трубы Armador значительно ниже, т.к. производственные мощности этого завода расположены в Турции.

В любом случае, если вам необходимо купить обсадную трубу, Вы можете просто позвонить нам, и мы предоставим всю необходимую информацию и цены, и даже поможем продать буровое оборудование, если оно Вам больше не нужно.

ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ СРЕДЫ

• В зимних условиях помимо общих изложенных выше требований осуществляют дополнительный контроль.
• В процессе приготовления бетонной смеси производят контроль не реже чем через каждые 2ч:

— отсутствие льда, снега и смерзшихся комьев в неотогреваемых заполнителях, подаваемых в бетоносмеситель, при приготовлении бетонной смеси с противоморозными добавками;

— температуру воды и заполнителей перед загрузкой в бетоносмеситель;

— концентрацию раствора солей;

— температуру смеси на выходе из бетоносмесителя.

• Продолжительность транспортирования бетонной смеси должна обеспечить предотвращение снижения температуры бетонной смеси ниже + 10°С. При транспортировании бетонной смеси один раз в смену проверяют выполнение мероприятий по укрытию, утеплению и обогреву транспортной и приемной тары.
• Применять бетон с противоморозными добавками и ускорителями твердения в соответствии с проектной документацией.
• При укладке смеси контролируют ее температуру во время выгрузки из транспортных средств и температуру уложенной бетонной смеси.
• Температуру бетона измеряют дистанционными методами с использованием температурных скважин, термометров сопротивления либо применяют технические термометры.
• При температуре воздуха ниже минус 25°С бетонирование свай запрещается.
• До опускания каркасов в сваю они должны быть очищены от снега и наледи.
• Уход за бетоном оголовков свай осуществляется с применением тепловлагозащитного покрытия в 3 слоя (1. Покрытие поверхностей конструкций из монолитного бетона полиэтиленовой пленкой. 2. Покрытие поверхностей конструкций полотном «Дорнит» по полиэтиленовой пленке. 3. Покрытие поверхностей конструкций полиэтиленовой пленкой по слою «Дорнита» для защиты от атмосферных осадков).