Буронабивные сваи в обсадной трубе технология

Фундамент буронабивной с ростверком – особая конструкция основания здания, которая предполагает наличие расположенных отдельно опор, связанных единым каркасом. Сваи закладываются на нужную глубину, которая зависит от конструктивных особенностей зданий, геологических условий участка.

Буроинъекционные сваи по своей конструкции аналогичны буронабивным, но, как правило, меньше их по диаметру – от 180 до 400 – 450 мм. Если необходимый диаметр сваи не превышает 300 мм, то используется чаще всего буроинъекционная технология, при больших диаметрах предпочитают более оптимальную конструкцию – буронабивную. Существенное отличие в том, что буронабивную сваю набивают бетонной смесью (цемент, песок, гравий или щебень, вода), а буроинъекционную – водоцементным или цементно-песчаным раствором.

Применяют буроинъекционные сваи в тех же случаях, что и буронабивные – в условиях уплотненной городской застройки вблизи от зданий и сооружений уже стоящих не один десяток лет.

В ХIХ веке эта технология создания бетонных свай получила очень большое применение при проведении реконструкции и реставрации  разрушающихся зданий, памятников истории и т. п. в плотно застроенных кварталах старинных городов.

Так буроинъекционные сваи стали очень практичным способом строительства современных фундаментов.

Для устройства всех буровых свай нашим предприятием используется новейшее оборудование, изготовленное в Италии. Бурильная установка Сasagrande марки B – это самомонтирующийся и полностью гидравлический механизм, оснащенный гусеничным шасси, который предназначен для создания буроинъекционных свай с использованием технологии непрерывного шнека (CFA). Такое новейшее оборудование сочетает применение новых технологий и высокое качество работ, надежность, простоту конструкции, управления и эксплуатации. Система оснащена электронными устройствами, которые дают возможность обеспечивать высокое качество работы, в ходе бурения измерять и фиксировать глубину пробуренной скважины, давления подаваемого бетонного раствора, положение оси сваи в вертикальной и горизонтальной плоскости. Все измерения и показатели заносятся и хранятся в электронном журнале. При необходимости они могут быть в виде документов предоставлены Заказчику.

Эта установка легко транспортируется, переводится из походного положения за несколько часов и начинает бурение. Диаметр бурения – от 400 мм до 1,2 м. Длина свай (глубина скважин) до 33 м. Установка позволяет размещать буроинъекционные сваи возле самых стен эксплуатируемых зданий без выселения жильцов и не прерывая работу предприятий или учреждений. Совместно с системой «Double rotary» возможно бурение сыпучих и текучепластичных грунтов, даже в условиях вероятного выпора грунта из-под фундаментов зданий.

Используются они и возле существующих подземных сооружений, жилых, общественных и производственных зданий в тех случаях, когда невозможно использовать железобетонные сваи, погружаемые забиванием или вибропогружателями.

Описание свай

Для обустройства заглубленного фундамента использование свайной конструкции с обсадными трубами является лучшим вариантом. Процесс обустройства достаточно прост. Необходимо использовать бур, чтобы пробурить скважину нужного диаметра и глубины. Отличие от обычной сваи заключается в том, что нижняя основа более широкая, чем у обычного оборудования. Наличие такого дополнения позволяет добавить такие вещества, как бетон, грунт, песок или другие материалы по необходимости. Получение такой распорки в нижней части осуществляется за счет специального оборудования расширяющего типа, которое распирает породу внизу.

Буронабивные сваи: технология … Буронабивные сваи: устройство … буронабивные сваи, устройство … Буронабивные сваи: устройство …

Суть метода

Для устройства свай в грунт ввинчивается и одновременно задавливается полая обсадная труба с теряемым наконечником (рисунок 1) с последующим заполнением ствола бетоном и извлечением трубы. При завинчивании происходит уплотнение грунта за счет вытеснения его в стороны в объеме сваи, что дает значительно повышение несущей способности сваи. Зона смещения частиц грунта составляет 2,5—5 радиусов сваи в зависимости от типа грунта.  По данной технологии можно изготавливать буронабивные сваи диаметром 273 мм, 325 мм, 426 мм глубиной до 8 м.

Рисунок 1 –Обсадная труба с теряемым наконечником

Конструктивное устройство

Буронабивные сваи представляют собой цилиндрические конструкции, основу которых составляет металлический каркас и бетонный наполнитель. В ряде случаев предусмотрена установка обсадной трубы.

Арматурный каркас для буронабивных свай состоит из продольных и окружных армирующих элементов значительного диаметра. Для усиления конструкции некоторые производители используют помимо окружностей из арматуры еще и армирующие полосы из листового металла толщиной 4-8 мм.

ГОСтов, которые регламентируют изготовление буронабивных свай, на данный момент не существует. Отдельные элементы регламентированы, но в целом производители руководствуются ТУ и проектом, в котором содержатся основные требования к конструкции сваи. Основными документами для разработки проекта являются СП и СНиП Расчет буронабивных свай (их количества и параметров) осуществляется индивидуально для каждого конкретного случая. Материал подготовлен для сайта

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 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:

  • пробуривание скважины;

  • 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 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.

Монтаж

Свайное основание с бетонным ростверком может быть разным по конфигурации, особенностям исполнения, используемым материалам.

Сваи бывают:

  1. Сплошные – универсальный вариант для всех типов почвы.
  2. Полые с многосекционным сердечником – для частного строительства в сложных условиях.
  3. Сваи с уплотненным забоем – для домов весом больше 500 т.
  4. С пятой – с проведением взрывных работ.

Обычно в строительстве частных домов используют опоры сплошного сечения простой конструкции.

Чтобы фундамент сделать своими руками, нужно запастись всем необходимым: обсадные трубы, ручной бур, арматура, бетонный раствор, вязальная проволока, гидроизоляционный и теплоизоляционный материалы, деревянные щиты (из которых будет монтироваться опалубка), рулетка, уровень любой, виброоборудование и все, что обычно используется для работы с бетоном.

Предназначение обсадки в скважинах

Использование обсадных труб – это формирование скважин разного функционала, включая строительство, нефтедобыча или извлечение питьевой воды из глубоких пластов. Они выпускаются зарубежными и отечественными предприятиями по ГОСТу 632–80.

Обсадные трубы имеют характерную форму с подготовленным стыком – для удобства соединения. В некоторых случаях используется сварка или состыковка посредством специальных фиксаторов прижимного типа. Трубы выпускают из разных материалов, преимущественно это асбестоцемент, нержавейка или пластик. Реже используют чугун, дерево и некоторые разновидности полимеров – при бурении свай для бытовых нужд. Все они предупреждают осыпание грунта и заиливание вырытых скважин.

Применение обсадных труб для свай – возможность работы в любых условиях, а сами цилиндрические изделия можно на время оставлять в грунте или извлечь из отверстий. Это так называемые «инвентарные» трубы. Бурение скважин производится посредство специального оборудования (ударным или вращательным методом).

Внимание! В промышленности пригодны только стальные и пластиковые трубы, которым нередко отдают преимущество из-за их доступности.

Трубы имеют разную форму и диаметр, овальность и разностенность, показатель непрямолинейности (повышенной точности), на который существует стандарт:

  • изделия от 33,5 мм до 89 мм – в пределах 0,3 мм;
  • изделия диаметром от 108 мм до 146 мм – в пределах 0,5 мм;
  • в изделиях большего диаметра допустима погрешность более 0,7 мм.
Предназначение обсадки в скважинах

При установке буронабивных свай в качестве обсадки чаще всего используют стальные трубы

Обсадные асбестоцементные трубы для свай имеют толстые стенки, но они более хрупкие, чем другой ассортимент. Их охотно приобретают, благодаря доступности, но у неопытных работников они вызывают некоторые затруднения при организации бурения.

Монтаж обсадной шахты производится поэтапно – каждая труба крепится к предыдущей. В зависимости от технологии, трубы точно также по секциям демонтируют или оставляют в грунте. Об этом должна быть соответствующая запись в журнале технических работ и акте приёмки (на каждую сваю).

Обязательна очистка бурильного проема для свай от осыпавшихся грунтов по завершении данного этапа работ. Используется специальный бур или «штанга Келли» с регулировкой положения лопастей, имеющих функцию захвата.

Бетонировании свай методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ)

При бетонировании свай методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) применяются бетонолитные трубы герметичной конструкции из секций с быстроразъемными стыками с внутренним диаметром 250…325 мм. Суть метода заключается в следующем:

При бетонировании высота укладки бетонной смеси до начала подъема обсадной трубы должна задаваться возможно большей, но такой, чтобы уложенный бетон не начинал схватываться до подъема обсадной и бетонолитной трубы. Во всех случаях высота столба бетона в скважине на каждом этапе должна не менее чем на 2 м превышать низ ножевой секции обсадной трубы.

В течение всего процесса бетонирования обсадным трубам придается возвратно-вращательное движение во избежание их засасывания.

Для уплотнения бетонной смеси и обеспечения лучшего контакта бетона с грунтом извлечение трубы производится поступательными и вращательными движениями с последовательным подниманием ее на 20…30 см и опусканием на 10-15 см.

В процессе производства работ постоянно контролируют следующие параметры:

Параметры
1 подвижность бетонной смеси
2 интенсивность укладки
3 уровни бетонной смеси в бетонолитной трубе и в скважине
4 уровни нижних концов бетонолитной и обсадной труб с целью соблюдения их минимальных заглублений в бетон
5 в зимних условиях температуру смеси и температуру наружного воздуха
6 объем фактически уложенного бетона в сваю для сравнения с проектным значением

Контроль прочности бетона, укладываемого в скважину, осуществляют путем отбора проб бетонной смеси из каждой поступающей на строительную площадку партии смеси. Согласно п. 2.1. ГОСТ 1810-86 в партию включают бетон, формируемый на одном технологическом комплексе из бетонной смеси одного номинального состава по одной технологии в течение не менее одной смены. Набор прочности осуществляется в тех же условиях, что и в стволе сваи.

Для определения действительной несущей способности буронабивных свай проводят статические испытания вдавливающей нагрузкой или применяют динамический метод. Масса ударной части молота для динамических испытаний доходит до 25 т при несущей способности свай до 4000…4500 тс.

Для определения сплошности буронабивных свай применяют ультразвуковые, акустические и прочие неразрушающие методы контроля. Они позволяют обнаружить дефекты типа разрывов и неоднородностей с размерами до 10% от диаметра, а также определить фактическое положение подошвы свай.

В фундаментах мостов применяют забуриваемые стальные трубы диаметром 1…1,5 м с последующим заполнением их бетоном. Такие конструкции могут использоваться в свайных ростверках, а также в безростверковых опорах.

Предназначения форшахты

Буросекущие сваи предохраняют строение от оползней

Форшахта выполняет сразу несколько функций, что делает ее уникальным изобретением, которое значительно продвинуло вперед технологию частного и промышленного строительства.

Подземные сооружения отличаются многофункциональностью и могут быть использованы для таких целей:

Предназначения форшахты
  • ограждение от внешнего давления на подземные конструкции;
  • создание основы для укладки цоколя и плиты перекрытия;
  • блокирование грунтовых вод при проведении рытья котлованов;
  • укрепление склонов, насыпей, отвалов и прочих неровностей, где велика вероятность возникновения оползней;
  • изоляция токсичных веществ в замкнутом пространстве при условии укрепления дна.

Самостоятельное создание стены в земле невозможно. Изготовление этого сооружения проводится на основании профессионально разработанных чертежей, предварительно проведенных исследованиях грунта и с помощью мощного, высокотехнологичного оборудования.

Расчет буронабивного фундамента с ростверком

В ходе разработки проектного задания выполняются расчетные действия по определению точного числа опорных свай и их размещение. Сваи выставляются рядами в соответствии с разметкой объекта, на его угловых участках, в точках пересечения стен и между этими местами.

Расстояние между опорами определяется общей массой строящегося объекта: чем он тяжелее, тем больше столбов потребуется, и расстояние установки будет меньше.

Расчет буронабивного фундамента с ростверком

Следует учесть минимально разрешенные расстояния – не меньше трех свайных диаметров. Причина заключается в том, что на слишком часто расположенные опоры снижаются несущие способности.

Устанавливая сваи собственными силами рекомендуется проверять по уровню оголовки, которые должны возвышаться над поверхностью на одной высоте.

Рассмотрим, как выполняется расчет несущей способности буронабивного фундамента с ростверком.

Чтобы определить необходимое количество опорных элементов, потребуется два исходных показателя – масса объекта и несущие возможности отдельного элемента. Определение прочности одной сваи зависит от марки применяемой бетонной смеси. Если используется М100, то опора выдержит до ста килограмм на квадратный сантиметр. Сечение сваи 200 на 200 мм создает площадь опоры в 400 см. кв. Значит, опорный столб выдержит нагрузку в сорок тонн.

Расчет буронабивного фундамента с ростверком

Следовательно, несущие возможности почвы значительно ниже, чем свайные. Получается, что определение потребности в сваях и их несущих характеристик будет недостоверным, если не учесть показатель прочности грунтового состава.

Ростверк объединяет всю конструкцию и повышает устойчивость основы. Если буронабивной фундамент устраивается без ростверка, следует выполнить расчеты, гарантирующие установку всех опор на необходимую глубину, гарантирующую, что сооружение не просядет и не «выдавится» морозным пучением.