Бурение с обсадной трубой


Схема бурнонабивной сваи с ростверком.

Подробный обзор

Технология устройства буронабивных свай без обсадной трубы

Бурнонабивные сваи армируются, для того ,что бы фундамент был крепче.

Для начала необходимо приобрести или взять в аренду специальную установку, позволяющую с помощью ударов или вращений сооружать скважины в грунте. В первом случае долото установки сильными ударами разрушает все встречающиеся на его пути грунтовые слои. Если же используется вращательный способ, то на установке имеется специальная насадка с кольцевым забоем. В результате действия такой машины в будущем не будет наблюдаться абсолютно никакой осадки здания. В то время как скважина увеличивается, в нее необходимо добавлять раствор из глины. Он используется для того чтобы укрепить края скважин, что предотвратит обвал верхних слоев грунта. Помимо этого, использование раствора из глины позволяет выбрасывать на землю те части грунта, которые встречаются на пути данного сверла.

Как только скважина выполнена, в нее нужно поместить металлический каркас. Выбор, какого размера будет данная труба, в каком количестве и в каких местах скважины они будут располагаться, зависит от качества грунта. Как уже говорилось, для рыхлых грунтов потребуется арматурная труба по всей высоте скважины. Если же грунт крепкий, то данный каркас можно установить на дне и наверху. Когда вы уверены в том, что почва очень крепкая, достаточно будет установить трубу только сверху для того, чтобы связать ее с ростверком.

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.

Преимущества устройства буронабивных свай в обсадной трубе

Собственно обсадные трубы – технологическое решение для грунтов определенного типа. К его плюсам следует отнести оборачиваемость обсадных труб при устройстве буронабивных свай: в зависимости от характера грунта и вида самой трубы обсадной оборачиваемость может варьироваться от 5 до 300 циклов.

Кроме буронабивного строительства их можно также использовать для укрепления водяных и нефтегазовых скважин.

Преимущества устройства буронабивных свай в обсадной трубе

Преимущества самих буронабивных свай следующие:

  • большая несущая способность позволяет возводить на таких фундаментах как легкие бревенчатые дома, так и городские многоэтажные. Все определяется параметрами свай;
  • универсальность – для монтажа годятся любые грунты кроме скальных и крупнообломочных;
  • подходят для устройства фундаментов на склонах;
  • возможность устройства в городских условиях – отсутствие шума и вибрации позволяет работать без риска для окружающих сооружений и дискомфорта для людей;
  • цена буронабивных свай с обсадной трубой относительно невысокая: для монтажа требуется меньше материала, чем для плитных и заглубленных ленточных фундаментов, не нужна тяжелая дорогостоящая техника для погружения готовых свай;
  • все этапы монтажа свай доступны для контроля;
  • можно использовать не только для устройства новых фундаментов, но и для укрепления старых оснований разных типов.
Читайте также:  Какой нужен фундамент под дом из арболитовых блоков

Технологический процес бурения скважины

Основные этапы бурения скважины с обсадной трубой:

1) Производится разбивка скважины, после чего буровая установка подъезжает к будущей скважине, центр бурового инструмента должен быть расположен над колышком разбивки скважины.

2) Бурение начинается с погружения обсадной трубы в грунт, глубина на которую возможно погрузить обсадную трубу без выбуривания грунта зависит от типа грунтов. Во время погружения обсадных труб особое внимание необходимо уделить отклонениям трубы от вертикальности. Вертикальность погружения трубы контролируется при помощи уровня в двух плоскостях, на протяжении всего процесса бурения.

Технологический процес бурения скважины

3) После погружения обсадных труб производится выбуривание грунта из скважины при помощи шнека либо кошебура установленного на келли штангу. Выбор инструмента для бурения скважин зависит от типа и характеристики грунтов, в обводнённых и текучих грунтах используют ковшебур, в глинах, суглинках, песках, твёрдых грунтах используют шнековый бур.

При выбуривании грунта из обсадных труб необходимо соблюдать технологию бурения и не допускать бурение инструментом ниже ножевой секции обсадной трубы, оставляя при этом пробку в плотных грунтах 0,5 метра в обводнённых грунтах до 2-х метров. Буровой инструмент устанавливается на келли штангу и фиксируется в келли боксе при помощи стальных пальцев. Келли штанги бывают двух типов: замковые и фрикционные. Основным отличие одной штанги от другой является тип передачи крутящего момента, которые в случае с замковой келли штангой передаётся путём зацепления замков внутренней и внешней секции келли штанги а в фрикционной штанге за счёт силы трения возникающей между полозьями наружной и внутренней секции штанги.

4) В качестве обсадных труб используется могут использоваться инвентарные либо теряемые стальные трубы. Инвентарная труба, наиболее часто встречающаяся в строительстве, состоит из наружной и внутренней стальной трубы с ребрами жёсткости внутри. Секции могу быть изготовлены любой длины от одного до шести метров. Существуют различные типы соединений обсадных труб, но наиболее популярным является немецкое соединение тип «Bauer», при котором фиксация секций выполняется при помощи резьбовых соединений и пробка-болт.

5) Стыковка и погружение обсадных труб производится до проектной отметки, после чего производится зачистка забоя скважины и измерение фактической глубины при помощи рулетки. Погружение и извлечение обсадных труб может выполнять при помощи ротора буровой установки или обсадного стола.

6) Следующим этапом производится установка армокаркаса в скважину. Установка может производиться краном либо буровой установкой в зависимости от длины и веса каркаса. Необходимо следить за тем, чтобы между обсадной трубой и каркасом был обеспечен зазор, а сам каркас должен быть установлен по центру скважины.

Заливка бетона производится через загрузочную воронку, установленную на верхней секции бетонолитной трубы. В процессе заливки бетона необходимо следить за тем, чтобы нижняя часть бетонолитной трубы всегда находилась в бетоне не меньше чем на один метр. Во время бетонирования необходимо постоянно следить за уровнем бетона в обсадной трубе.

Технологический процес бурения скважины

Во время демонтажа обсадной трубы происходит высвобождение объёма занимаемого обсадной трубой в результате чего уровень бетона в обсадной трубе понизится. Чтобы не допустить данной ситуации, снимать трубы возможно при уровне бетона превышающему в два раза длину снимаемой обсадной трубы. После завершения бетонирования необходимо выдавить шламовый слой и часть загрязнённого бетона.

После заполнения скважины бетоном и извлечения обсадных труб, буронабивная скважина выполнена.

Буронабивные сваи с обсадными трубами

С целью осуществления монтажа фундамента на различных типах грунта независимо от климатического региона используются, буронабивные сваи с обсадными трубами.

Принцип обустройства буронабивных свай с использованием обсадных труб?

  1. Сперва наши специалисты установят буровой станок (не путайте его с копром) на ту точку, где будет буриться скважина.
  2. Мы производим погружение подготовленной обсадной трубы строго до проектной отметки и извлекаем осыпающийся грунт из полости.
  3. Теперь можно погрузить арматурный каркас в скважинную полость.
  4. Заливаем скважину (или набиваем) качественным бетоном из бетоносмесителя.
  5. Осуществляем извлечение обсадных труб согласно их секциям.

Что представляют собой обсадные трубы

Как в промышленном, так и в гражданском строительстве буронабивные сваи с обсадными трубами используются чаще всего для крепления газовых, нефтяных, водных и прочих скважин, поскольку они помогают удерживать со стен осыпание грунта.

Именно с такой целью обсадная труба может быть использована и для свай, ведь она полностью входит в пробуренное предварительно отверстие, соприкасаясь вплотную с грунтом, что полностью исключает возможность обвала.

Согласно технологии обсадная труба монтируется для буронабивных свай согласно секциям, фиксируемым друг с другом специальными фланцами, в которые вкручиваются пробки. Обсадная труба для устройства буронабивных свай отличается от обсадных труб для крепления газовых, нефтяных, водных и прочих скважин. Она имеет другие диаметры, конструкцию и толщину стенки.

Читайте также:  Строительство блочного фундамента: советы экспертов

Таблица параметров обсадных труб

 
D1 наружний D2 внутренний Масса обсадной трубы (кг) по длине секции (м) Толщина стенки Число пробок Высота пробки
1 2 3 4 5 6
620 540 440 800 1160 1510 1880 2220 40 8 38
750 670 540 960 1380 1825 2245 2630 40 10 38
800 720 580 1040 1500 1970 2420 2880 40 10 38
880 800 635 1150 1660 2170 2680 3185 40 10 38
1000 920 665 1435 2000 2500 3065 3635 40 10 38
1180 1100 880 1620 2360 3100 3840 4580 40 12 38
1300 1220 1020 1780 2500 3250 3990 4750 40 12 38
1500 1400 1660 2750 3840 5120 6260 7450 50 12 48
1680 1580 1740 3000 4300 5560 6820 8100 50 16 48

Когда обсадная труба установлена, согласно инструкции, обязательно следует очистить полость от грунта, что осыпался в ходе работ (производится такая операция с помощью того же шнека или ковшбура).

Буронабивные сваи с обсадными трубами

Методы и технологии, которыми обустраиваются буронабивные сваи с обсадными трубами

Подразумевает монтаж буронабивных свай с обсадной трубой одновременное выполнение сразу двух процессов непосредственно на стройплощадке. По замыслу изготовить и установить такую конструкцию совсем не сложно — после погружения в готовую скважину обсадной трубы, мы армируем и заполняем ее бетоном.

Технологические карты на устройство БНС с обсадной трубой

Технологическая схема устройства БНС.

Стадия 1. Бурение скважин и погружение обсадных труб

Технологическая схема устройства БНС.

Стадия 2. Монтаж каркаса

Технологическая схема устройства БНС.

Стадия 3. Бетонирование скважины

Но есть у технологии буронабивных свай с обсадными трубами и свой недостаток: нет возможности контролировать плотность раствора по длине всей трубы, что может привести к размыву грунтовыми водами еще не успевшей застыть смеси. Поэтому, если вы планируете обустраивать буронабивные сваи с использованием обсадных труб на почве, где грунтовые воды в изобилии, то непременно проконсультируйтесь со специалистами.

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.

Технологии изготовления буроинъекционных свай

Скважины для буроинъекционных свай проходят (бурят) шнековым буром или шарошечными долотами. В неустойчивых грунтах, насыщенных грунтовыми водами, используют обсадные трубы или глинистый бентонитовый раствор, с плотностью от 1,05 до 1,15 тонн/ куб. м. (уточняется в лаборатории для конкретных грунтов).

Отклонений угла бурения не должно быть больше ± 2градуса, длины скважины – ± 0,3 м. Арматурный каркас обычно устанавливается до заполнения скважины бетоном, но по обоснованию это можно сделать и поле заполнения (с помощью вибропогружения). Каркас должен центрироваться в скважине специальными элементами для защиты арматуры слоем бетонной смеси заданной толщины.

Инъекционный раствор – мелкозернистый бетон (песчано-цементная смесь). Требования к составу – по ГОСТ 7473. Готовить раствор следует на строительной площадке перед самым нагнетанием в скважину. Для этого использовать скоростные смесители (бетономешалки) с частотой вращения более 200 об/мин. Время перемешивания не меньше 1 мин. раствор израсходовать в течение двух часов.

Скважина должна наполняться снизу и бетонным раствором полностью вытеснить буровой раствор до появления чистого инъекционного раствора.

Диаметр подающей трубы – более 40 мм.

Заканчивается работа опрессовкой сваи созданием давления на твердеющий бетон величиной 200 – 300 кПа в течение не менее трех минут. Для этого на верхнюю часть трубы-кондуктора устанавливают обтюратор (заглушку) с манометром и патрубком для подачи бетонного раствора.

Технология устройства буронабивных свай с ростверком

Достаточно часто возникает необходимость возведения зданий поблизости других сооружений, а также инженерных или транспортных коммуникаций. В данном случае любые строительные работы должны производиться с максимальной точностью.

 Повышенного внимания требует процесс создания фундамента.

Наиболее предпочтительным вариантом является технология буронабивных свай с ростверком, которая отличается малошумностью, а также предотвращает деформирование объектов, которые располагаются поблизости.

Что представляют собой буронабивные сваи и какие преимущества для них характерны

Технология устройства буронабивных свай с ростверком

Буронабивными сваями называют специально пробуренные отверстия, в которые погружаются металлические каркасы, а затем все внутреннее пространство заполняется цементным раствором, бетоном или смесью цемента и песка. Для бурения таких ям принято использовать обсадные трубы длиной от одного до трех метров либо специальные проходные шнеки – в зависимости от состава грунта, где планируется строительный процесс.

Для современной технологии буронабивных свай с ростверком характерно немало важных преимуществ:

  • Это идеальный вариант для наклонных, неустойчивых и рельефных грунтов.
  • Длительность его строительства является минимальной, как правило, от пяти до семи дней.
  • Для окружающей среды и ландшафта такой фундамент не приносит никакого вреда.
  • Установка буронабивных свай осуществляется на глубину промерзания. ​
  • Благодаря своей универсальности превосходно подходят для любых видов домов – бревенчатых, кирпичных, каркасных и т. д.
  • Во время проведения работ полностью отсутствует опасность динамического воздействия и вибрации по отношению к сооружениям, расположенным поблизости.

Этапы создания буронабивного фундамента с ростверком

Технология буронабивных свай с ростверком является относительно простой и доступной во всех отношениях. Ее широкая популярность объясняется тем, что для нее не требуется слишком больших затрат, это касается и денежных средств, и времени, и трудовых ресурсов. В результате получится высококачественный и прочный фундамент.

Для изготовления ростверка – специального элемента, соединяющего верхушки опор, – применяются такие материалы, как железобетон, нержавеющая сталь и натуральная древесина. Преимущественно в этих целях используется железобетон.

Данный тип фундамента может изготавливаться как с висячим, так и с заглубленным ростверком.

Технология устройства буронабивных свай с ростверком

Обратите внимание

В первом случае расстояние между поверхностью земли и самим ростверком составляет около десяти миллиметров, благодаря такому положению фундамент защищен от последствий вспучивания грунта.

Заглубленный ростверк больше подходит для возведения фундамента на песчаных и глинистых грунтах, а также на грунтах с рельефностями и уклонами. В обоих случаях соблюдается строгая последовательность работ:

  • выполняется предварительная разметка;
  • проводятся земляные работы;
  • укладывается «подушка» из песка высотой до 200 миллиметров;
  • устанавливаются сваи на глубину промерзания грунта;
  • проводятся гидроизоляционные работы;
  • монтируется опалубка;
  • обустраивается вентиляция;
  • заливается бетонный раствор;
  • устраняется опалубка.

Качественный фундамент на буронабивных сваях – это самое лучшее решение для проблематичных грунтов.

Требования к качеству поставляемых материалов и изделий (входной контроль)

6.1.1 Входной контроль качества поставляемых на строительную площадку обсадных и бетонолитных труб, арматурных каркасов, дорожных плит и других материалов и изделий осуществляют внешним осмотром, их соответствием нормативным и проектным требованиям, а также проверкой наличия и содержания паспортов, сертификатов и других сопроводительных документов.

6.1.2 Входной контроль поставляемой бетонной смеси заключается в проверке соответствия заданным в проекте класса и по удобоукладываемости (по осадке конуса). Проверку производят внешним осмотром, а также по наличию и содержанию паспорта бетонного завода.

Технология изготовления свай для неустойчивого грунта

В том случае, когда строительство объекта будет проводиться на участке с неустойчивым грунтом, застройщику придется возвести максимально прочную несущую конструкцию, способный выдерживать сезонные подтопления. Специалисты рекомендуют выбор делать в пользу свайного фундамента, который позволит надежно зафиксировать строение и предотвратить его разрушение.

Если будет устанавливаться буронабивные сваи, то технология предусматривает задействование ударного метода для создания скважин. В том случае, когда застройщик планирует проводить бурение в грунте, имеющем скальные прослойки, то он может задействовать специальный инструмент, например, грейфер или долото.

Процесс создания скважин на таких земельных участках отличается тем, что в них необходимо заливать раствор из глины (комовой или бентонитовой). Это делается для того, чтобы максимально повысить сопротивляемость стенок обрушению.

Процедура монтажа буронабивных свай проводится следующим образом:

  • По завершении всех работ по созданию скважин, в них устанавливается каркас, сваренный из арматуры.
  • Внутрь скважины вставляется труба, по которой будет осуществляться подача бетонного раствора. Она углубляется до упора, на ее дне следует установить специальный клапан, который будет контролировать процесс подачи и уплотнения раствора.
  • По мере наполнения скважины бетоном застройщик должен извлекать трубу (лучше постепенно уменьшать количество секций).