Технология устройства буронабивных свай

Устройство фундамента на буронабивных сваях

Для прочного и функционального фундамента часто используются буронабивные сваи. Это вид свайных оснований, когда бетон заливается в сделанную в грунте скважину, в которой размещен армирующий каркас. На сыпучих грунтах для укрепления применяются специальные опалубки или обсадная труба. Эта технология подходит для строительства загородных домов, промышленных объектов. Ее используют для работ в городской черте, где окружающим зданиям противопоказана вибрация.

Описание и применение

Технология буронабивного фундамента из свай со связывающим ростверком, описывается в строительных правилах СП 50-102-2003. Несколько основных методик устройства буронабивных фундаментов:

  • Использование непрерывного шнека (НПШ) с одновременной подачей бетонной смеси снизу вверх скважины через технологический клапан.
  • Защита от разрушения стенок отверстия в грунте путем создания противодавления бетонитового раствора.
  • Применение обсадных труб погружаемых и извлекаемых вибропогружателями или «дрейтеллером» (вращающим погружателем).

По каждой из технологий бетон подается в скважину, с заранее установленным в ней армированием и схватывается непосредственно в грунте. На сыпучих, подвижных, влажных грунтах, при частном строительстве, обязательно применяются обсадные трубы, удерживающие бетон в скважине. После затвердевания бетонной смеси, трубы аккуратно извлекаются или оставляются в качестве несъемной опалубки.

Буронабивные сваи применяются, когда затруднено использование других типов свайных фундаментов:

  • в городе, где шум при забивке может оказать негативное влияние на окружающих жильцов;
  • на заболоченных, слабых грунтах, кода требуется добраться до жестких слоев;
  • при возведении сооружений на площадках с крутым уклоном;
  • в промышленном строительстве.

Буронабивной фундамент обязательно делается с ростверком, представляющим собой раму из армированного бетонного монолита, соединяющую оголовки свай. Это делается для равномерного распределения давления на каждый элемент основания. Получается прочный ленточный фундамент с буронабивными сваями, который может применяться на сложных грунтах.

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.

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.

Особенности технологии

В строительстве буронабивной фундамент становится все популярнее. Это объясняется преимуществами этой технологии, позволяющей возводить сооружения практически на любых грунтах. К особенностям буронабивных свай относят:

  • Широкая область применения, возможность использования как на плотных, так и на зыбких грунтах (пучинистых или сыпучих почвах, возле водоемов).
  • Быстрое возведение фундамента. Технология с применением буронабивных свай позволяют сделать все работы быстрее, чем заливка ленточного основания или шведской плиты.
  • Построенный с соблюдением всех нормативов, фундамент на буронабивных сваях прослужит не менее 150 лет.
  • Простота конструкции за счет сравнительно небольшого объема земляных работ, достаточно пробурить скважины.
  • Возможность самостоятельного выбора диаметра и высоты опор, типа армирования, в зависимости от свойств грунта и конструктивных особенностей здания.
  • Повышенная несущая способность. Такой фундамент может выдерживать вес многоэтажных, промышленных здания, массивных железобетонных сооружений.

Диаметр сваи подбирается согласно действующим СНиП после геодезических изысканий, учета климатических и геологических особенностей. Непосредственно при проектировании рассчитывается масса здания, количество опор и определяется тип грунта. Информацию о несущей способности буронабивных свай на разных грунтах можно найти в таблице:

Технология буронабивного фундамента имеет недостатки, к которым относят:

  • использование тяжелой техники для бурения, установки обсадных труб, армирования на крупных строительных объектах;
  • относительная сложность технологических процессов;
  • необходимость расчетов.

Устройство буронабивного фундамента

Этот тип основания применяется не только в промышленном, но и частном строительстве. Возведение фундамента на буронабивных сваях требует спецтехники, но это быстрее и дешевле, чем заливка популярного ленточного основания. Важная особенность буронабивного фундамента – возможность его самостоятельного устройства с применением ручных или мотобуров.

Перед началом работ необходимо приготовить инструмент и материалы:

  • рулетка, моток шнура, набор колышков и молоток для разметки;
  • бур для скважин – ручной, с электрическим приводом или на ДВС;
  • опалубка из рубероида, пластика, железобетона или асбестоцемента, чтобы их можно было оставить в скважине, для промышленного строительства понадобятся съемные обсадные трубы;
  • арматура для опор и ростверка;
  • инструмент для приготовления бетонного раствора, цемент, щебень, песок.

Необходимые расчеты

Чтобы правильно провести расчет количества буронабивных свай необходимо определить общую массу здания (вес стенок, плит перекрытий, коммуникаций, мебели и т.д.). Учитывая, что сваи изготавливаются из бетона М300, со стандартным армированием, несущую способность одной буронабивной сваи можно найти по таблице:

Диаметр сваи, ммПлощадь опоры, см²Несущая способность, кгОбъем бетона, м³Количество вертикальных прутков арматуры, штРасход арматуры, пог. м
15017710620,035437
20031418840,062849
25049129460,0982410
30070742420,1414614
400125675360,2512818

При помощи портативных буров можно подготовить скважины диаметром до 200 мм, поэтому они чаще всего применяются в частном строительстве.

Чтобы рассчитать заглубление опоры, необходимо узнать глубину промерзания грунта в местности и прибавить 20 сантиметров. Например, если промерзание достигает 1,3 м, то буронабивные сваи погружаются на глубину 1,5 м. На пучинистых, сыпучих, болотистых и подвижных грунтах потребуются дополнительные исследования, а при заглублении нужно будет добираться до пластов с твердой породой.

Для расчета количества свай потребуется массу здания поделить на несущую способность одной опоры, а полученный результат умножить на коэффициент погрешности 1,2. Он учитывает возможные неточности при определении массы ростверка, мебели, снеговой нагрузки.

Подготовка и разметка

Планировка фундамента начинается со схемы свайного поля, на которой указываются расстановка буронабивных опор. Для этого на углах участка, чтобы убедиться, что он прямоугольный, нужно замерить диагонали, они должны быть равными.

Первые четыре буронабивные сваи устанавливаются по углам, остальные должны быть равномерно распределены под несущими стенками. В местах, где будут делаться скважины, забиваются колышки.

Расстояние между буронабивными сваями с ростверком по технологии не должно превышать 2 м, но не менее 3 свайных диаметров, чтобы не нарушить структуру грунта.

Монтаж

После подготовительных этапов можно приступать к монтажу буронабивных свай своими руками. Ручным, механическим или электрическим буром проделываем скважины на заданную глубину, согласно разметке.

В скважины опускается заранее изготовленные арматурные каркасы, устанавливаются обсадные трубы. Они могут быть из металла, пластика, рубероида, асбеста, железобетона. В частном строительстве они служат несъемной опалубкой для будущих буронабивных свай. Главное условие – точная вертикальная установка по уровню.

Пространство между обсадными трубами и скважиной заполняется грунтом, которые периодически утрамбовывается. При этом требуется контролировать вертикальность трубы. Высоту свай проверяют гидравлическим или лазерным уровнем, чтобы обвязка была горизонтальной. Если трубы выше, их срезают, арматурный каркас остается как основа для связывания ростверка.

В подготовленную опалубку заливается бетонный раствор марки М300, который уплотняется ручной трамбовкой или вибратором. Залитые буронабивные сваи оставляются до полного схватывания цемента в течение 2-3 недель.


Заливка ростверка

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.

Ширина ростверка равняется толщине несущих стен, высота – для деревянных, пенобетонных стен равна ширине. Для каменных и кирпичных зданий – на 50% больше ширины. Ростверк заливается в несколько этапов:

  • монтируется опалубка в виде короба, в которой проделываются отверстия для свай и будущих инженерных коммуникаций;
  • монолитный ростверк обязательно армируется по требованиям для железобетонных конструкций, каркас связывается с выступающей арматурой буронабивных опор;
  • в опалубку заливается бетонная смесь, которая должна полностью схватиться, затем опалубка демонтируется;
  • производится гидроизоляция поверхности лентой из рубероида, сложенной в два слоя, либо обмазочными составами.




Советы профессионалов

Несмотря на то, что буронабивной фундамент можно сделать самостоятельно, при возведении существует много моментов, известных только опытным строителям, которые делятся своим опытом. Чтобы избежать ошибок при строительстве, обратите внимание на такие моменты:

  • тщательно изучите тип грунта, для чего лучше выполнить геодезическую разведку, учитывая полученную информацию при подборе диаметра и глубины установки свай;
  • для частного строительства не применяйте опоры диаметром более 200 мм, поскольку для их монтажа потребуется спецтехника, что сделает фундамент дороже;
  • при заливке обсадных труб, часть арматуры должна выступать на высоту будущего ростверка для придания ему дополнительной прочности;
  • заливку ростверка можно производить только после полного схватывания раствора в буронабивных сваях;
  • расстояние между нижней частью ростверка и поверхностью грунта не должно быть меньше 150 мм, чтобы он не деформировался при вспучивании.


Устройство фундаментов из буронабивных свай – это технология набирающая популярность. Она позволяет создать прочную и недорогую основу как для частных домов, легких сооружений, так и промышленных объектов зданий на любых почвах. Затраты на устройство такого фундамента ниже, чем на строительство классической ленточной основы, заглубляемой ниже уровня промерзания грунта, в среднем на 40%. Показатели прочности и долговечности при этом остаются сопоставимыми.

Устройство буронабивных свай

Устройство буронабивных свай при монтаже фундамента является оптимальным вариантом на участках с небольшой площадью, находящихся вблизи водоемов, на обрывах, каменистых, слабых грунтах, подверженных подтоплению.

Целесообразно применение такой технологии из-за минимального динамического воздействия на почву и постройки, находящиеся вблизи места проведения работ. Из этой статьи можно узнать, что такое буронабивные сваи, важные технологические моменты и методы устройства основания по буровой методике.

Методы монтажа буронабивных свай

Технология устройства буронабивных свай выполняется тремя методами, выбор которых зависит от характеристик грунта:

    При наличии неустойчивых насыщенных водой грунтов используется метод циркуляции глинистой смеси плотностью 1,2-1.3 г/см3. Раствор бентонитовой глины подается по шлангу под давлением в шахту. Когда скважина наполнилась, раствор, смешиваясь с грунтом, поднимается наружу, попадается в отстойник, из него снова с помощью насоса передается в скважину. На стенках буровой шахты образуется корка из глины, препятствующая проникновению внутрь влажности. После образования глинистой корки монтируется каркас из металлических прутьев, и начинается подача бетонной смеси, которая по мере заполнения скважины выталкивает из нее глину. Бетон должен подаваться без перерыва до полного заполнения шахты. Если на время прекратить его подачу, то между слоями бетона образуется глиняный слой, который снизит прочность сваи. Такой метод позволяет обойтись без применения обсадной трубы.

Монтаж буронабивной сваи

  • Сухой способ используется в том случае, когда стенки скважины не требуют укрепления при наличии на строительном участке полутвердых, тугопластичных, твердоглинистых грунтов. Скважина проектной глубины (до 30 м) и диаметра (400-1200 мм) бурится с использованием ковшевого бура или шнековой колонны. Основание шахты может быть расширено с помощью специального устройства, имеющего на конце механизм по типу раскрывающегося ножа (диаметром до 3 м), взрывным методом или технологией усиленного трамбования нижней части шахты. Бетонируется свая с использованием опалубки, которая по мере заполнения раствором поднимается и после окончания работ убирается. Голова опоры формируется в инвентарном кондукторе, в зимнее время необходимо провести ее утепление. Такой метод неприменим при наличии на участке агрессивных или промышленных вод.
  • Использование обсадной трубы для обустройства свай, устанавливаемых буронабивным методом, приемлемо в любом типе грунта. Шахта бурится ударным или вращательным способом, при необходимости нижняя часть ее расширяется взрывным методом или с участием техники с расширителем на конце. Обсадные трубы, соединенные между собой, опускаются в скважину методом забивки, вибрационного погружения или с помощью гидродомкратов. Погруженный в шахту каркас из обсадной трубы заполняется бетоном. Чтобы утрамбовать бетонную смесь и выпустить из нее воздух, трубе придается полувращательное и возвратно-поступательное движение, за счет этого бетон дополнительно уплотняется.
  • В условиях строительства на сейсмически неустойчивой почве сваи обустраиваются без динамического воздействия по методу фундекс. Бурение скважины происходит методом вдавливания без выемки грунта. Раскатчики или конические катки устанавливаются на валу, в шахту опускается чугунный наконечник, который вдавливает грунт. По окончании работ он остается внутри скважины, к нему крепится нижний конец трубы с помощью замка. Если внутри трубы вода отсутствует, то монтируется металлический каркас и происходит подача пластичной бетонной смеси. По мере заполнения раствором труба поднимается на поверхность.
  • Способ установки выбирается в зависимости от особенностей грунта, месторасположения, планируемой нагрузки и финансового состояния застройщика.

    Что нужно знать при работе с глинистым раствором

    Для приготовления глинистого раствора применяются смесители, грязевые насосы, отстойники для чистой и отработанной смеси.

    Используется только плотная бентонитовая или местная комковая глина.

    Для предохранения строительной площадки от загрязнения по ее периметру устанавливаются желоба, изготовленные из древесины, с уклоном 1:100.

    По этим желобам подается к отстойнику отработанный раствор, выходящий из скважины.

    Технология расширения нижнего конца скважины

    Расширенный нижний конец на опоре придает ей значительную прочность и устойчивость. Рассмотрим методы и способы устройства расширенного основания:

    • механическим способом скважина с расширенным основанием бурится с помощью специального устройства с раскрывающимися на конце лопастями до 3 м в сечении. Управляется с поверхности земли с помощью гидравлического устройства. При монтаже расширения бурение ведется одновременно с подачей циркулирующей глиняной смеси, которая предохраняет стенки от осыпания;
    • метод взрыва детонатора в полости шахты. В скважину опускается взрывное вещество, обсадная труба заполняется бетонным раствором на 1,5-2 м, трубу поднимают на 0,5 м вверх, приводят в действие детонатор, провода от которого находятся на поверхности. Образуется воронка сферической формы, она быстро заполняется бетоном, подающимся из обсадной трубы;
    • расширение можно создать путем утрамбовки грунта с помощью специальных устройств. Но качество изготовления опоры по такому методу трудно оценить с поверхности.

    Буронабивные опоры нужно заполнять бетоном непрерывно до полного наполнения и монтажа головы сваи. Опоры, находящиеся на близком расстоянии друг от друга (менее 1,5 м), обустраивают через одну. Если заливать их по порядку, то нарушится целостность только что залитой, не успевшей подсохнуть опоры.

    Преимущества

    Монтаж фундамента с использованием буронабивных свай имеет множество преимуществ:

    • минимальный объем земельных работ;
    • возможность монтажа свай большого диаметра и длины;
    • можно установить сваи на большой глубине, достав до плотных грунтов с высокими несущими способностями;
    • буронабивная свая может выдерживать на себе значительную нагрузку;
    • возможность выполнять работы в густо застроенных районах;
    • нет большой динамической нагрузки на почву и близко расположенные постройки.

    В густо застроенных районах при обустройстве фундамента не получится загнать технику для выполнения земельных работ, а если постройка находится недалеко от природного источника воды, то устройство буронабивных свай может быть единственно правильным вариантом при закладке фундамента.

    Недостатки

    Существуют у данного метода и недостатки:

    • достаточно сложно контролировать все ступени технологического процесса при производстве свай непосредственно в грунте;
    • на уплотнение грунта рядом с обустраиваемой сваей расходуется много бетонного раствора;
    • большая часть работ используется с применением ручного труда;
    • однотипные опоры в одинаковых условиях могут иметь различную несущую способность, тяжело просчитать средний коэффициент нагрузки на опору.

    Метод экономически выгоден по сравнению с обустройством других видов оснований, но не находит повсеместного применения за счет вышеперечисленных особенностей.

    Монтаж буронабивных свай

    Строительство свайного фундамента позволяет исключить земельные работы, что значительно ускоряет строительство. Применяются при строительстве промышленных и гражданских объектов, не подходят для построек, в которых планируется возводить под домом подвал. О том, как происходит монтаж свай, смотрите в этом видео:

    Представляет собой сваи, погруженные в грунт и объединенные между собой бетонными балками или плитой.

    Количество и расположение свай определяется в зависимости от общей массы постройки, мебели, предметов, людей, которые будут находиться в доме.

    Технология устройства буронабивных опор

    Согласно СНиПа 2.02.03-85 применяются следующие методы устройства буронабивных опор:

    • буроинъекционное строительство основано на методе нагнетания мелкодисперсного бетона в заранее подготовленную скважину. Инъекционным способом устанавливаются сваи диаметром до 250 мм.
    • обустройство свай диаметром более 800 мм основывается на принципе погружения сердечника в шахту, частично заполненную раствором из цемента и песка;
    • сплошное бетонирование скважины с расширением нижней части;
    • погружение с использованием вибрационного сердечника, полой обсадной трубы с наваренной пяткой в виде конуса и набивания ее бетоном;
    • сплошное бетонирование производится как с использованием опалубки, так и без нее. В случае использования опалубки извлекается по окончанию работ.

    В качестве опалубки применяют обсадные трубы. Допускается обустройство свай без использования опалубки, углубленных ниже расположения источников подземных вод.

    Этапы монтажа буронабивных опор

    Установка буронабивных свай происходит в следующей последовательности:

    1. Согласно проекту отмечаются места расположения свай.
    2. Бурится скважина по технологии: первые 1500-2000 мм почвы выбирается буровой насадкой, далее бурение проводится с использованием шнека.
    3. На дно будущей сваи насыпают слой песка толщиной 300-400 мм, песчаная подушка способствует повышению несущих свойств.
    4. Затем, используя кран, в скважину вводят металлический арматурный каркас. Он изготавливается из вертикальных прутьев диаметром 1-1,6 см с горизонтальной обвязкой.
    5. Скважина заполняется бетоном, вследствие чего обсадная труба по мере наполнения раствором поднимается к поверхности. Беспрерывно вводится раствор бетона до полного заполнения скважины.
    6. Обсадная труба удаляется, формируется голова сваи. О том, как бетонируют буронабивные сваи с рубероидной рубашкой смотрите в этом видео:

    Чаще всего сваи монтируют через одну рядом стоящую опору, каждую из которых обустраивают только после того, как предыдущая затвердела на 25%.

    Этапы монтажа опор с использованием раскатчика

    Возведение буронабивных свай с помощью раскатчика относится к нетипичным элементам строительства фундамента, которое осуществляется в следующей последовательности:

    1. На нижний край бура устанавливают раскатчик, являющийся аналогом воронки, выполненной в форме конуса. Раскатчик опускается на необходимую глубину, затем приступают к обустройству скважины методом вдавливания почвы в стенки скважины.
    2. Когда отверстие под сваю готово, вал вынимается, а раскатчик остается внутри и служит пятой будущей опоры.
    3. Погружаются трубы, которые выполняют функцию опалубки.
    4. В них устанавливают металлический каркас, выполненный в форме цилиндра.
    5. Полость заливается бетонным раствором.

    Метод используется без выемки грунта. Максимальная длина опоры до 45 м, диаметр до 600 мм. Сваи можно обустраивать на сейсмически неустойчивых грунтах.

    Монтаж свай с применением полого шнека

    Обустройство опор с использованием полого шнека предполагает сборку надежной конструкции любой необходимой глубины залегания опоры. Этапы устройства свай:

    1. Полый бур с рабочего торца закрывается забурником, с помощью него в грунте бурится отверстие под опору. До необходимой длины бур наращивается с помощью специальных вставок.
    2. Когда бур достигает проектной глубины, начинается подача бетона. Буровую установку включают на реверс, по мере наполнения скважины бетоном бур выкручивается, поднимаясь на поверхность.
    3. С помощью вибровдавливателя в свежий бетонный раствор погружают стальной каркас.

    Этот метод характеризуется минимальным уровнем вибрации, передающейся на почву при погружении установки, это позволяет уменьшить расстояние между опорами до диаметра сваи.

    Зависимость несущей способности от сваи длиной 1500 мм от диаметра

    Ширина опоры, ммНесущая способность, кг
    160980
    2401480
    4002470

    Расчет количества опор, необходимых для постройки дома

    Для того чтобы рассчитать, сколько понадобится свай при строительстве, необходимо учитывать следующие параметры:

    • общий вес постройки;
    • несущая способность одной опоры кроме других факторов зависит от марки бетона, используемого для устройства сваи.

    Порядок расчета опоры на различный поперечник

    Берется расчетная высота сваи 2000 мм, горизонтальное армирование прутом в диаметре 6 мм, вертикальное 12 мм, расстояние между сваями 1 м.

    Поперечник опоры, ммНесущая способность, кгПлощадь опоры, см2Гладкая арматура, расход, ммКоличество вертикальных прутьев каркаса, штРебристая арматура, расход, мм
    150106217775036000
    2001884314100048000
    2502946491126048000
    30042427071510612000
    400753612562010816000
    50011775196320501020000

    Чаще всего используются буронабивные опоры с несущей способностью от 200 до 400 тонн, при повышенных нагрузках применяют современные технологии, позволяющие добиться увеличения показателя до 600 тонн.

    Высокая несущая способность приобретается при укреплении стенок шахты под опору, укреплении нижнего края скважины с помощью его расширения, увеличении глубины залегания и диаметра сваи.

    Технология устройства буронабивные сваи. Виды набивных свай и технология их устройства.

    Популярные материалы

    Today’s:

    Технология устройства буронабивные сваи. Виды набивных свай и технология их устройства.

    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 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.

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

    Самими первыми в нашей стране, на основе которых применяются все существующие разновидности буронабивных свай, являются сваи 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 пор, 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.

    Буронабивные сваи гост.

    Строительство и реконструкцию в стесненных условиях существующей городской застройки следует осуществлять методами, обеспечивающими защиту действующих зданий и сооружений от повреждений (предотвращение деформаций, обеспечение прочности и устойчивости существующих зданий, строений и сооружений и др.).

    При строительстве в районах сложившейся застройки и непосредственной близости от эксплуатируемых сооружений метрополитена мелкого заложения запрещается использовать метод погружения свай забивкой. Одним из альтернативных методов является устройство ограждений из буронабивных свай.

    В России имеется богатый опыт применения буронабивных свай на крупных и ответственных стройках.

    Удельный вес фундаментов из буронабивных свай в целом по стране достигает 10 %. В США, ФРГ и Японии удельный вес набивных свай составляет 40 – 60 % всего объема применяемых свай.

    К преимуществам фундаментов из буронабивных свай следует отнести:

    – сокращение потребности в механизмах и транспорте;

    – повышение надежности сооружений за счет уменьшения общих и неравномерных осадок;

    – снижение влияния зимнего периода на темпы и качество работ;

    – возможность использования в качестве основания прочных грунтов, залегающих на большой глубине;

    – возможность устройства свай разной длины, опирающихся на необходимой отметке при резко пересеченном рельефе кровли прочных грунтов, принятых за основание свай;

    – возможность передачи на одну сваю большого диапазона нагрузок, например от 1000 до 10000 кН и более;

    – возможность устройства свай большого диаметра (по сравнению с забивными сваями), что значительно улучшает работу свай на горизонтальную нагрузку;

    – возможность устраивать сваи без армирования в нижней ее части, где отсутствует передача моментов и горизонтальных сил;

    – отсутствие существенных вибраций и сотрясений в процессе производства работ.

    Ограждения из буронабивных свай характеризуются повышенной жесткостью и позволяют почти полностью исключить подвижки и деформации грунтового массива и расположенных поблизости зданий и инженерных коммуникаций. Они также почти полностью исключают подвижки грунтов под существующими фундаментами и вокруг существующих подземных сооружений и обеспечивают сохранение свойств грунтов при бурении скважин.

    Фундамент на буронабивных сваях. Чем буронабивной вариант лучше-хуже других свайных систем

    Строительство на незнакомых грунтах, зачастую в чистом поле, без соседей всегда сопровождается риском неправильно выбрать тип фундамента. Опыт обустройства и эксплуатации фундаментов соседских построек может оказать серьезную помощь в выборе схемы основания для дома. Понятно, что фундамент на буронабивных сваях не является исключительным решением, но его использование в ряде случае помогает решить большинство проблем. В качестве альтернативного варианта можно использовать железобетонные сваи, способные обеспечить более высокий запас устойчивости и жесткости.

    Тем не менее, ленточный фундамент с буронабивными сваями считается одним из наиболее востребованных и популярных по вполне объективным причинам:

    • Простая и доступная технология обустройства фундаментной системы. В большинстве случаев построить буронабивной фундамент своими руками не сложнее, чем заложить обычную малозаглубленную ленту;
    • В отличие от винтовых и железобетонных свай, сборка фундамента на буронабивных опорах не требует использования специальной дорогостоящей техники, как, например, дизельный молот для забивки или самоходный станок для вворачивания стальных опор в грунт;
    • Высокая гибкость схемы позволяет менять параметры буронабивных опор, их диаметр и глубину заделки можно легко скорректировать без оглядки на спецификацию закупаемых стройматериалов.

    К плюсам фундаментов с буронабивными сваями относят также минимальное механическое воздействие на прилегающие постройки, водоносные пласты, коммуникации и подземные объекты. По сути, буронабивную сваю можно установить в любом месте, даже посреди готового фундамента или построенного дома.

    К сведению! Буронабивные сваи широко используются для модификации, ремонта и усиления просевших фундаментов.

    На что это влияет? При постройке буронабивного фундамента заливаются опоры, которые сцепляются с грунтом боковой поверхностью и частично подошвой сваи, без деформации грунтовых пород. Тогда как при забивке железобетонных свай слои грунта уплотняются, создавая так называемое несущее или опорное ядро.

    Последствия от забитых свай могут самые разные — от подъема уровня верховодных вод до разрушения и деформации подземных канализационных и водопроводных труб. Кроме того, сложно представить, как можно технически пытаться забивать сваю рядом со зданием на просевшем фундаменте.

    Тогда как выполнить усиление фундамента буронабивными сваями технологически не составляет особого труда, достаточно:

    • Просверлить скважину в месте усиления фундаментной ленты с помощью механического инструмента или ручного мотобура;
    • установить опалубку и арматуру;
    • залить скважину бетоном;
    • связать выпуск арматурных прутьев буронабивной сваи с элементами усиления фундамента здания.

    Для обустройства буронабивного фундамента покупаются в необходимом количестве бетон или сухие компоненты для его приготовления, стальная арматура и гидроизоляционные материалы. Размер свай и глубину скважины можно увеличить, если в ходе строительства фундамента обнаруживается более глубокое залегание опорных каменистых слоев, на которые и планируется установка опор.

    Технология заливки буронабивных свай. Как своими руками создать буронабивную свайную конструкцию?

    После того как будут пробурены все скважины, застройщик может начать заливку буронабивных свай своими руками. Этот процесс требует соблюдения технологий, предусматривающих поэтапное проведение всех работ. Застройщика в этом вопросе поможет пошаговая инструкция, благодаря чему им удастся минимизировать ошибки и возвести надежные и долговечные несущие конструкции.

    Буронабивной фундамент своими руками создается следующим образом:

    1. Сооружается опалубка, тип которой определяется исходя из того, какая будет задействовать для свай технология. Если диаметр скважины не превышает 50 см, то можно использовать кусок рубероида, который сворачивается в виде цилиндра и погружается в отверстие. При возведении коттеджей и легких построек, для опалубки можно задействовать полимерную трубу. Для более массивных сооружений следует использовать асбоцементную трубу, которая позволит улучшить несущие способности фундаментной конструкции. Если скважины имеют большой диаметр, то застройщику придется задействовать щитовую опалубку, которая обычно применяется при заливке столбчатого фундамента.
    2. Армирование опалубки. Использование металлических каркасов при создании буронабивных свай позволяет обеспечить им максимальную прочность, надежность и долговечность. Для создания каркаса застройщикам придется задействовать 4 стержня (вертикальных), диаметр которых должен превышать 10 мм. Между арматурой в нескольких местах устанавливается металлическое кольцо, которое будет фиксировать диаметр каркаса. Поверх такой конструкции осуществляется обвязка. Собственноручно сделанный арматурный каркас устанавливается в скважину таким образом, чтобы верхние прутки выступали из бетона. Это нужно для того, чтобы впоследствии выполнить связку сваи с ростверком.
    3. При заливке буронабивных свай, технология предусматривает использование бетона, марка которого стартует с показателя В22,5. Чтобы предотвратить обрушение грунта, которое приведет к созданию неравномерной бетонной конструкции, на устье следует установить загрузочную воронку. Через нее будет осуществляться подача бетонной смеси в отверстие, котором присутствует опалубка и армированная конструкция. Если застройщик будет использовать крупнофракционный наполнитель для бетона, то ему следует в процессе заливки применять насадку глубинного вибратора. Технология создания буронабивных свай запрещает использование в качестве наполнителя для бетонной смеси кирпичного боя.
    4. Создание ростверка является финальным этапом возведения буронабивной фундаментной конструкции. Застройщик должен соорудить опалубку по всему периметру фундамента. Щиты между собой фиксируются шпильками, а внутрь закладывается арматура. Ростверк для такого типа фундамента не может пропускать инженерные коммуникации, поэтому их проводят под ним.

    Буронабивная свая с уширением. Буронабивная технология

    Особенности применения свай

    Наряду с широко распространенными забивными и винтовыми опорами в качестве основания для фундаментов сегодня используются так называемые буронабивные сваи.

    Обусловленные оригинальной конструкцией высочайшие механические характеристики подобных свай дают возможность применять их для самых тяжелых конструкций.

    Принципиальная схема конструкции

    • Буронабивная свая представляет собой ствол из армированного бетона, заглубленный в толщу грунта.
    • Благодаря тому, что бетон застывает непосредственно в почве, качество сцепления боковой поверхности сваи с грунтовым основанием многократно возрастает.
    • Габариты буронабивных конструкций могут быть весьма внушительными: встречаются опоры глубиной до 40 метров и диаметром до 1,5 м. Естественно, используются они для оборудования максимально надежных фундаментов.

    Наряду с высочайшей несущей способностью к достоинствам буронабивной технологии относится возможность применения опор данного типа в сложных почвах, отличающихся неравномерной плотностью. Конечно, желательно, чтобы пята сваи опиралась на скальное основание, но подобная конструкция отлично ведет себя и в насыпных, и в увлажненных грунтах.

    Обратите внимание!
    Если малосжимаемое грунтовое основание залегает глубоко, и установить на нем сваю не представляется возможным, то в нижней части поры делается расширение.
    За счет этого давление на пяту снижается, и свая вполне приемлемо удерживается в слабом грунте.

    Основные операции

    Технология устройства буронабивных свай будет подробно описана в следующем разделе.

    Следует отметить, что для каждой ситуации существуют свои нюансы, но общая схема возведения остается неизменной:

    • Вначале производится бурение отверстия под опору. При бурении грунт может как выниматься, так и уплотняться, оставаясь внутри скважины.
    • Параллельно с прохождением буром почвенных горизонтов и подстилающих пород в скважину опускается так называемая обсадная труба – пустотелый корпус, обеспечивающий защиту стенок от осыпания.
    • По завершении бурения в гнездо опускается арматурный каркас из металлических прутьев.
    • После установки арматуры полость заполняется литым бетоном, а обсадные трубы демонтируются.

    Внесение в данную схему различных модификаций дает возможность возводить буронабивные сваи с более высокими эксплуатационными характеристиками. Это позволяет снизить количество опор, необходимых для постройки фундамента, а значит – сократить расходы на строительство.

    Ниже будет подробно рассмотрена технологическая карта на обустройство таких пор, а также проанализированы современные способы устройства буронабивных свай.

    Видео устройство буронабивных свай (метод CFA – непрерывный полый шнек)


    Технология устройства буронабивных свай

    Перечень элементов для буронабивных свай:

    • Каркас из арматуры.
    • Уширитель.
    • Труба, литая из бетона.
    • Автомобильный смеситель либо бункер для приема раствора.
    • Вибраторы.
    • Глинистая смесь.
    • Инвентарный кондуктор.
    • Желоба из дерева.
    • Донный клапан.
    • Хомуты быстроразъемные.
    • Вибросердечник на несколько секций.
    • Бункер-дозатор.

    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.

    При помощи этой технологии производства можно создавать буронабивные сваи длиной 30 метров и диаметром 40-120 сантиметров. Такой вид свай широко применяют в любом виде строительства.

    Монтаж буронабивных свай — крепление на глинистый раствор или давление воды

    Такой вид свай под фундамент крепится сильным давлением воды или раствором на глиняной основе (если работы проводятся в неустойчивых обводненных грунтах).

    Процесс бурения производится методом вращения или ударным, но если нужно проходить слои скальной породы, возможно применение долота или грейфера (ударный тип устройства).

    При бурении скважины, производится закачка глиняной смеси, которая имеет свойства по противодействию гидравлическому давлению и разрушению грунтовой стены. После внедрения в почву глиняной смеси образуется слой в виде корки на стенах.

    Чтобы изготовить глинистую смесь на месте строительства, устанавливаются насосы для грязи, смесители глины, отстойники для обработанной и чистой смеси. Для создания раствора применяется бентонитовая или комовая глина. Главное, чтобы ее свойства подходили по своим характеристикам этому методу.

    Во избежание загрязнения всей площади строительства смесью, по контуру площадки и в ее грунте устанавливаются желоба из дерева с уклоном, по которым транспортируется отработанный раствор в сборник зумпф.

    Иногда применяется другой метод скрепления стен колонны — превышающим давлением воды. При использовании данного метода, важным фактором будет излишний уровень воды в отверстии над уровнем грунтовой воды.

    Завершив бурение и очистив скважину, в нее устанавливают каркас из арматуры и литую трубу из бетона, с ее помощью производится заполнение бетоном. Во время заполнения, бетонолитную трубу понемногу достают из отверстия, при этом ее длина сокращается.

    Чтобы ускорить демонтаж, используются быстроразъемные хомуты.

    Для осуществления бетонирования порой необходимо установить донный клапан в бетонолитные трубы. Этот клапан с резиновым уплотнением, прижимается к низу трубы специальным креплением с пружиной до того, как его откроют.

    В самый низ скважины опускается бетонолитная труба с закрытым клапаном, а затем в приемный бункер заливают смесь бетона. Потом труба начинает понемногу подниматься. Клапан открывается от давления созданного смесью бетона, после чего пространство за трубой заполняется.

    Устройство верхней части сваи такое же, как и технология создания колон фундамента в устойчивых грунтах.

    Монтаж буронабивных свай с использованием осадной трубы

    Есть еще один способ создания буронабивных свай фундамента — с использованием обсадных труб нужных размеров. Эти трубы используют в разных геологических и гидрогеологических условиях. Используя этот способ монтажа, обсадные трубы, удерживающие стенки, можно не доставать. Но лучше всего применять инвентарные обсадные трубы, которые нужно доставать во время создания колонн.

    Соединяются части обсадных труб сварочным швом или болтами (иногда идут в комплекте с установкой).

    Обсадные трубы спускают в землю, вдавливая домкратами, либо используя специальное оборудование для забивания или погружения с помощью вибрации во время бурения.

    При бурении происходит спуск обсадной трубы в землю по мере углубления отверстия до определенной точки. Постепенно происходит наращивание секций. Затем колонна бетонируется на нужную длину и диаметр.

    Другой вид бурения использует вращение. Первым делом делается первая проходка на длину обсадной трубы, в это отверстие ставится труба. Дальше бурится определенный участок, ставится часть трубы и т.д. до погружения к нужной отметке. Потом чистится скважина и производится установка конструкции из арматуры, потом заливается бетон.

    По ходу заливки бетонной смесью, труба поднимается и, в то же время, уплотняется раствор. Производится этот процесс возвратно-поступательными движениями или вращением трубы. По завершению заливки бетоном осуществляется устройство верхней части колоны.

    Устройство сухих отверстий происходит с использованием контейнеров и бункеров (они сделаны по индивидуальной конструкции). Технология поднимающейся бетонной смеси или комбинированный метод, бетонируются колоны в наиболее сложных местах.

    При помощи способа поднимающегося раствора, происходит заливка нижнего отрезка сваи, что должно быть ниже уровня грунтовых вод, а при помощи перемещения трубы по вертикали заливается верх колоны. Во время заливки бетона способом поднимающейся смеси, труба для подачи устанавливается в бетонолитную трубу и убирается при заливке бетоном способом вертикального перемещения трубы.

    Создание полых буронабивных свай

    Монтаж полых буронабивных свай фундамента производится с использованием многосекционого вибросердечника. Это оборудование состоит из труб (секций), их устанавливают друг на друга, причем все они них оборудованы вибраторами. Во включенном состоянии вибраторы начинают вибрировать секцию, в которую вмонтированы, уплотняя смесь бетона в колоне.

    Полые буронабивные сваи устанавливают в устойчивых грунтах. Сначала делается проходка скважины буровым станком, устанавливается бункер дозатор для приема бетонной смеси. Затем в отверстие устанавливается каркас из арматуры с направляющими, которые центрируют каркас. Бетонируется свая высотой в 3-4 метра, затем устанавливается вибросердечник на бетонную смесь. При включении вибратора в нижней секции, производится уплотнение бетона одновременно с погружением вибросердечника.

    По достижении нижней части вибросердечника до пяты сваи будет составлять 50 см, его фиксируют кронштейнами бункера дозатора. Затем производится виброукладка остальной части колоны. Включение вибраторов происходит поочередно, что дает возможность полностью заполнить скважину.

    Потом производится дифференцированное уплотнение бетонной смеси продолжительностью до 8 минут. По окончании виброуплотнения, извлекают вибросердечник при включенных вибраторах. По мере извлечения секций вибраторы отключают, затем устраивается ствол в торце сваи сверху. В завершение устраивается голова сваи.

    Если придерживаться указаний технологии производства фундамента, то устройство буронабивных свай будет несложным. При использовании данной технологии можно добиться почти любого диаметра и длины сваи.

    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 буронабивные сваи
    • Классификация и конструкция буронабивных свай
    • Технологии устройства буронабивных свай
    • Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой
    • Технология устройства буронабивных свай с ростверком
    • Преимущества буронабивных свай
    • Технология погружения буронабивных свай
    • Технологические особенности
    • Цена буронабивных свай за метр кубический

    Что такое буронабивные сваи?

    Буронабивные сваи – это способ забивки свай, который состоит из бурения скважины и заливки ее бетоном. Бетонирование производится с применением металлической арматуры. В частном загородном строительстве в зависимости от грунта может устанавливаться или не устанавливаться опалубка (на устойчивых грунтах, где нет риска осыпания внутрь стенок скважины, опалубка не нужна). В более масштабном строительстве с той же целью применяются обсадные трубы

    Где применяются

    • В городских условиях, где другие методы забивки свай могут оказать динамическое воздействие на окружающие постройки.
    • В сильно заболоченных местностях или на других типах слабых грунтов, когда несжимаемый слой расположен слишком глубоко
    • При строительстве домов на крутом рельефе.
    • Для постройки тяжелых промышленных зданий и объектов.
    • Экономически не целесообразно возведение такого фундамента в качестве опоры для легких каркасных или деревянных построек

    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:

    • устраиваемые погружением инвентарных труб, на конце которых металлический «башмак» или заостренная пробка из бетона, которые остаются в скважине, а труба вынимается при постепенном заполнении внутреннего пространства труб бетоном;
    • устраиваемые виброштампованием в скважине заложенного бетона, который уплотняют заостренной на конце трубой с вибропогружателем;
    • конусную или пирамидальную скважину выштамповывают в грунте и заполняют бетонным раствором.

    Рис.1 Буронабивная свая

    По устройству буровые скважины делятся на:

    • равномерного сечения и с расширением снизу;
    • круглого сечения с использованием вибросердечника из нескольких секций;
    • с уплотнением забоя трамбовкой крупного щебня;
    • с камуфлетной пятой (расширением внизу), получаемой взрывом заряда в нижней точке скважины и засыпаемой сверху раствором – полость после взрыва заполняется сыплющимся из скважины бетонным раствором;
    • буроопускные с камуфлетной пятой – в скважину с камуфлетной полостью, заполненной не затвердевшим бетоном, погружают обычную железобетонную сваю;
    • буроинъекционные (инжекционные) – в скважину небольшого диаметра инжектируют бетонный мелкозернистый раствор на основе цемента и каменного отсева;

    Рис. 2 Погружение буронабивных свай

    • буроинъекционные – после бурения скважины через полый шнек подают под давлением бетонный раствор и понемногу вынимают шнек;
    • сваи инъекционные типа РИТ – грунт уплотняют по технологии импульсных разрядов;
    • сваи-столбы – бурят скважины с уширением или без него и производят поочередно укладку раствора из цемента и песка и бетонных призматических или цилиндрических элементов.

    Технологии устройства буронабивных свай

    Для изготовления множества конструкций буровых свай применяются лишь несколько способов:

    • с помощью непрерывного шнека (НПШ), имеющего внутри полость для подачи бетонного раствора в самую нижнюю точку скважины;
    • с защитой стенок обсадной трубой, погружаемой и извлекаемой вибропогружателем;
    • с защитой от обсыпания стенок созданием противодавления бентонитовым раствором;
    • используя обсадную трубу, погружаемую «дрейтейлером».

    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:

    • от обрушения стенок при бурении;
    • от давления слоев грунта вокруг скважины;
    • от обрушения арматурным каркасом при его введении.

    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.

    Устройство буронабивных свай

    Технология сооружения буронабивной сваи включает в себя следующие процессы (рис. 2.41):

    • бурение в грунте скважины, крепление ее стенок, разработка и удаление из забоя грунта;
    • опускание в скважину арматурного каркаса;
    • заполнение скважины бетонной смесью, обычно методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ).

    Способ разработки грунта в скважине определяется видом грунта:

    • несвязные грунты можно разрабатывать эрлифтом (см. предыдущие лекции рис. 2.34);
    • связные – одно- или двухканатным грейфером или шнековым буром;
    • нескальные грунты – ковшовым буром;
    • в скальных можно использовать колонковый бур для проходки кольцевых прорезей с отрывом и без отрыва керна.

    Работы по устройству сваи на водоеме с глубиной воды до 3 м ведут с искусственных островков, огражденных шпунтом, если глубина больше – с подмостей или на плаву. Скважины бурят через обсадные инвентарные (извлекаемые) стальные трубы или же через железобетонные или металлические трубы, которые оставляют в конструкции сваи. Погружаются трубы различными способами, в том числе забивкой, вибропогружением или задавливанием.

    Рис. 2.41 – Технологическая последовательность сооружения буронабивной сваи: I – бурение скважины; II – разбуривание уширения; III – установка арматурного каркаса; IV – заполнение скважины бетонной смесью

    Крепление стенок скважины от возможного обрушения грунта производится с помощью обсадной трубы, избыточного давления воды (в глинистых и водонасыщенных песчаных грунтах) или глинистого раствора, который подают в скважину (рис. 2.42).

    Рис. 2.42 – Способы крепления стенок скважины: a – избыточным давлением воды; б – глинистым раствором; в – обсадной трубой

    При использовании избыточного давления воды в скважине необходимо поддерживать уровень воды на 5–6 м выше уровня грунтовых вод или уровня воды в реке. Столб воды создает избыточное давление на стенки скважины:

    где h – высота столба воды над уровнем естественного горизонта воды в скважине;

    Глинистый раствор имеет плотность 1,05–1,3 г/см 3 , что выше плотности воды, окружающей скважину. Эта разница обеспечивает гидростатическое противодействие горному давлению грунта в скважине.

    Первые два способа дешевы и просты, но грунт может вывалиться в скважину: ее качество не гарантируется.

    Достоинство обсадной трубы заключается в том, что она обеспечивает идеальную форму скважины и гарантирует ее качество. Обсадные трубы – инвентарные конструкции многоразового использования. Они состоят из стыкуемых на резьбовых пробках секций длиной до 6 м и подлежат обязательному извлечению из грунта.

    Стадии сооружения буронабивной сваи под защитой обсадной трубы наглядно показаны на рис. 2.43.

    Рис. 2.43 – Стадии сооружения буронабивной сваи под защитой обсадной трубы: a – погружение обсадной трубы; б – разработка грунта скважины; в – армирование и бетонирование сваи

    Для предотвращения обрушения грунта в верхней части скважины часто устраивают инвентарную трубу-патрубок длиной до 5–10 м. Патрубок заглубляют в верхние слои неустойчивых грунтов, после чего разрабатывают скважину под глинистым раствором или при избыточном давлении воды.

    Погружение обсадной трубы при бурении скважины осуществляется, как правило, ее задавливанием при вращении в горизонтальной плоскости («качании»). Угол вращения («качания») трубы, наращиваемой в процессе погружения, составляет около 20°, ход погружения (подъема) трубы за одно «качание» составляет около 0,5 м.

    Инвентарные или оставляемые в грунте стальные обсадные трубы (с закрытым или открытым нижним концом) можно погружать в грунт и забивкой, и вибропогружателем.

    Скважину заполняют бетонной смесью после подвески арматурного каркаса не позднее чем через 16 ч после окончания буровых работ.

    Если невозможно уложить бетонную смесь насухо, следует применить подводную кладку методом ВПТ при осадке конуса 16-20 см.

    Толщина защитного слоя в буронабивных сваях, бетонируемых методом ВПТ, должна быть не менее 10 см.

    Метод ВПТ не обеспечивает высокой прочности бетона, потому приходится прибегать к особым технологиям. Например, используется укладка в скважину бетонной смеси с вибрированием. По другой технологии применяется комплект бетонолитного оборудования с использованием виброштампа (рис. 2.44). При этом способе бетонная смесь подается по вертикальной бетонолитной трубе, как из бункера, так и бетононасосом.

    По мере подачи бетонной смеси и проработки ее виброштампом обсадная труба постепенно извлекается из скважины. Прочность бетона сваи при укладке с вибрированием повышается в 1,2–1,5 раза.

    В состав бурового комплекта обычно входят:

    • гусеничный кран (например, Liebherr грузоподъемностью 120 т) как базовая машина с гидросистемой и узлом для крепления стола;
    • качательный механизм – стол, предназначенный для погружения и извлечения обсадной трубы (например, стол VRM массой 63 т, обеспечивающий создание крутящего момента 1100 тсм и усилие подъема 725 тс);
    • буровой инструмент, например, грейфер или для разработки твердых пород грейфер с зубьями и долотом массой 10-13 т;
    • обсадные трубы, состоящие из отдельных секций со стыками на конических пробках;
    • приемный бункер; бетонолитные трубы с секциями по 6 м и фланцевыми стыками; стреловой кран (например, РДК-400) для обслуживания бурового комплекса; бетононасос для укладки бетонной смеси в скважину; погрузчик для уборки грунта от скважины.

    В табл. 2.17 приведены технические характеристики некоторых моделей отечественного бурового оборудования для использования в практике строительства мостов с буронабивными сваями.

    Таблица 2.17 – Технические характеристики отечественного бурового оборудования

    Буровое оборудование МБУ-1,2 навешивается на кран Э-1258. Вращение телескопической штанги, подвешенной к стреле крана, обеспечивается консолью с ротором, шарнирно закрепленной у основания стрелы (рис. 2.45).

    Оборудование МБС-1,7А (МБС-1,7) также навешивается на гусеничный кран, и вращательное бурение ведется аналогичным образом (рис. 2.46). С помощью уширителя, раскрывающегося под весом штанги и закрывающегося под собственным весом, весом ковша и разбуренного грунта, устраивают уширение. Скорость бурения в нескальных грунтах достигает 3–5 м/ч.

    Буровую машину МБНА-1 применяют при устройстве не только вертикальных, но и наклонных скважин диаметром до 1,0 м.

    В отечественной практике для буровых столбов обычно используют навесное оборудование на гусеничные краны и легкие бурильно-крановые машины. Вполне удовлетворительные по техническим возможностям, они заметно уступают лучшей зарубежной технике в надежности.

    На наших стройках в последние годы широко применяется импортная буровая техника, характерной особенностью которой является оборудование буровой машины комплектом бурового инструмента для различных грунтов, уширителем скважины, домкратной установкой для погружения и извлечения обсадных труб, бетононасосом. Агрегаты фирмы Kato, пользующиеся большой популярностью у мостостроителей, позволяют разрабатывать грунт в скважинах специальными грейферами. Для устройства скважин с наклоном до 8:1 используются обсадные трубы длиной, равной глубине скважины. Известны бурошнековые машины и виброгрейферы других японских фирм. Кроме японской техники, в отечественных фирмах используются буровые машины фирм Bauer (рис. 2.47), Bade и др. (табл. 2.18).

    Таблица 2.18 – Технические характеристики буровых машин зарубежного производства

    Рис. 2.47 – Примеры бурового оборудования фирмы Bauer: а – БГ-14; б – БГ-25; 1 – мачта; 2 – гидроцилиндр; 3 – буровая штанга; 4 – вращатель; 5 – адаптер; 6 – буровой орган

    Современные буровые машины – вращательного или ударного действия. На рис. 2.48 показан гусеничный кран фирмы Liebherr с оборудованием ударного действия (масса ударного грейфера – 9,1 т). Диаметр скважины – 150–200 см, глубина бурения – до 70 м. Бурение ведется под защитой обсадной трубы, угол вращения (качания) которой – 25°, а ход погружения (подъема) – 0,4–0,5 м.

    Рис. 2.48 – Кран фирмы Liebherr с ударным грейфером массой 9,1 т

    После бурения в скважину опускают (подвешивают) арматурный каркас (см. предыдущие лекции – рис. 2.36), и сразу же (или с минимальным перерывом во времени) скважину заполняют бетонной смесью. Бурить соседние скважины до бетонирования пробуренной не рекомендуется. Скважину заполняют чаще всего методом ВПТ. Если не пользуются методом виброуплотнения, применяют литые бетонные смеси высокой подвижности с осадкой конуса 16–20 см. Когда необходима укладка в скважину жесткой бетонной смеси, к нижнему концу бетонолитной трубы крепят 1–2 вибратора.

    Интенсивность укладки бетонной смеси в скважину должна быть высокой. Назначается она из условия заполнения скважины не менее чем 4 пог. м/ч по высоте. Перерывы в бетонировании не должны превышать 1 ч летом и 0,5 ч зимой. Используют цемент марки не ниже 400, расход цемента на 1 м должен быть не менее 400 кг. Основное условие успешной работы – бетонолитная труба всегда должна быть заглублена в бетонную смесь не менее чем на 1 м.

    Сооружение опор мостов и эстакад с фундаментами на буронабивных сваях-столбах производится в определенной последовательности с использованием комплекта строительных машин (рис 2.49).

    Рис. 2.49 – Этапы сооружения опоры на буронабивных столбах:

    I – задавливание обсадной трубы и выемка грунта из ее внутренней полости; II – установка в скважину арматурного каркаса; III– заполнение скважины бетонной смесью с одновременным извлечением обсадной трубы; IV – разработка котлована после сооружения буронабивных столбов; V – монтаж щитов опалубки и армирование ростверка опоры; VI – бетонирование ростверка, монтаж щитов опалубки и бетонирование надфундаментной части опоры;

    I – буровая машина Kato-5QTHC; 2 – Кран КС45721; 3 – автобетононасос; 4 – автомиксер КРАЗ; 5 – экскаватор Э-3223

    Читайте также:  Значение и функции тамбура в частном доме
    Ссылка на основную публикацию