Классификация и конструкция буронабивных свай и их преимущества

Условия выбора технологии

Технология буронабивных свай с обсадной трубой является одной из наиболее безопасных в современном строительстве. Она применяется:

• на территории с очень плотной застройкой;
• на оползневых грунтах и участках со значительным уклоном;
• в местностях со сложными геологическими условиями (например, повышенной сейсмичностью).

Использующаяся при установке обсадная труба обеспечивает безопасность свайных работ любой сложности. Она позволяет перекрыть горизонты плавунных грунтов и контролировать параметры скважины.

Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой является универсальной и может использоваться при закладке фундамента для зданий различной архитектуры и назначения. Такой метод применяется для жилых домов, производственных объектов, административных, торговых и иных сооружений. В силу своей высокой надежности он особенно востребован в транспортном и мостовом строительстве.

Выбор метода

Бетон заливается внутрь скважин, укрепленных арматурой По сути буронабивные сваи – это буровые сваи.

Название буронабивные является обиходным.

Если рассматривать структуру, то такая опора – это скважина с помещенным в неё армированием, залитая раствором бетона.

Установка буронабивных свай может производиться различными методами.

Метод	Грунт	Описание
Циркуляции глинистой смеси (позволяет обойтись без применения обсадной трубы)	Неустойчивый с высоким уровнем влажности	Шахта замыкается в единый цикл с отстойником. Затем в неё под давлением подают бентонитовый раствор, который, смешиваясь с грунтом, создает на стенках прочную глиняную корку. После внутрь устанавливается армирующий остов, который заливается бетонным раствором, выталкивающим избежание растрескивания монолита опоры бетон подается непрерывно до полного заполнения шахты.
Сухой (неприменим при наличии на участке агрессивных или промышленных вод)	Полутвердый, тугопластичный, твердоглинистый	С помощью ковшевого бура или шнековой колонны бурится скважина и в основании расширяется. Бетон заливается в опалубку, которую переставляют по мере заполнения и застывания раствора. Голова сваи формируется в инвентарном кондукторе, в зимнее время обязательно утепляется.
Обсадной трубы	Без ограничений	В подготовленную шахту методом забивки, вибрации, погружения или при помощи гидродомкрата опускают соединенные между собой обсадные внутри бетонируется и утрамбовывается, для чего трубе придаютполувращательное и возвратно-поступательное движение.
Фундекс (утраивается без динамического воздействия на грунт)	В зонах повышенной сейсмической активности	Отработка скважины производится выдавливанием чугунным наконечником без выемки грунта. По достижении необходимого заглубления в шахту опускается труба, которая армируется и бетонируется. По мере заполнения бетоном трубу поднимают.

Для устройства глиняной корки на стенках шахты используется только плотная бентонитовая или комковая глина. При этом чистоту на строительной площадке можно сохранить, устроив по периметру деревянные желоба с уклоном. По ним отработанный раствор будет подаваться в отстойник.

Преимущества буронабивных свай

При выборе буронабивных свай руководствуются такими их преимуществами:

• Минимальное влияние через грунт на фундаменты окружающих построек.
• Отсутствие сокрушительных явлений на коммуникации, расположенные под землёй.
• Сваи закладываются на глубине промерзания грунта это поможет предотвратить их пучение, грозящее трещинами на фасаде.
• Не требуется вывозить грунт со строительной площадки.
• Небольшой уровень вибрации и шума, позволяющий вести работы рядом с жилыми домами.
• Длительный срок службы.
• Высокая скорость изготовления.
• Снижение стоимости и сокращение сроков строительства.
• Технология не причиняет вред располагающемуся рядом рельефу и применима на неравномерных почвах и плохих грунтах.

Буронабивной фундамент не оказывает воздействия на соседние объекты

Существенные условия

Прежде чем начать устройство буроинъекционных свай, нужно просчитать ряд параметров, исходя из точных условий участка.

Инженерно геологическими  изысканиями должны быть определены расчетные прочностные, физические, и деформационные характеристики для конкретного фундамента в соответствии с ГОСТ 20522.

Важно выдержат сроки набора крепости раствором, так как в грунте влага может выходить не так быстро. Пример такого изменения несущей способности со временем виден в таблицах:

СНиП рекомендует соблюдать расстояние между колоннами от O 3 до O 6. То есть, в свету минимальный зазор равен O 2. Уменьшать его  возможно, но не рационально – вед при бурении не происходит сильного сдавливания грунта, как при забивании столба. Слишком близкое расположение столбов (менее 1 м) распределяет нагрузку на поверхность основания с взаимным наложением зон деформации основания (куст). При расчете трения по боковой поверхности в кусте учитывается только внешний условный периметр всего куста, что уменьшает общее значение этого показателя. Также растет напряжение деформации под подошвой, что может увеличить осадку. Взаимовлияние в кусте рассчитывается по СП 50-102-2003 (п.7.4.4).

Буровая установка: конструкция, особенности, сфера применения

Буровая установка представляет собой разновидность оборудования, которое применяется для создания, углубления и прочистки скважин для добычи полезных ресурсов (нефть, газ). Применение устройства возможно в комплексе с дополнительным и вспомогательным оборудованием. Любая установка оснащается главным приводом; это может быть дизельный привод с трансмиссией механического типа либо электропривод с цифровой схемой регулировки. Некоторые модели комплектуются приводом на ротор независимой конструкции. Кинетическую основу устройства представляет механизм для бурения, а динамическую – механизм подъемника. Источник нагрузок и воздействий динамического типа проявляется в виде удара, который появляется при подхвате трубной колонны и переходе каната на новый слой.

Все буровые установки состоят из комплекса сооружений, предназначенных для совместной работы:

Область применения буровых сооружений

В сфере газо- и нефтедобычи буровая установка используется в следующих случаях:

Буровая установка может иметь разную конструкцию в зависимости от того, для чего она будет применяться. Установки классифицируются по данному критерию следующим образом:

• Буровые устройства для проведения исследований в области инженерной геологии при возведении строений.
• Буровые установки для организации систем водоснабжения, теплоэнергетических сооружений и для работ в гидрогеологии.
• Буровые установки для создания свайных фундаментов, анкеров и прочих несущих элементов.
• Буровые установки для геологической или сейсмологической разведки.
• Буровые устройства для создания ЛЭП.

Конструкция оборудования для бурения

Любая буровая установка содержит несколько типов органов, которые отличаются по принципу действия и целям. 

Основные органы бурильного сооружения:

1. Исполнительные части, которые также обозначаются главными или ключевыми. К ним относят лебедочное оборудование, роторы, подъемные вышки, вертлюжное оборудование, насосы бурового типа, а также системы для циркуляции жидкости.
2. Органы для обеспечения сооружения энергией: электрические, бензиновые или дизельные моторы, приводы различного типа, гидравлическая система, пневматические устройства.
3. Дополнительные части (вспомогательного типа). К ним относятся механизмы для транспортировки, металлические изделия, запасные лебедки, осветительные приборы, средства по отоплению, водоснабжению и т.д.
4. Информационные органы, которые отвечают за регулировку, корректировку и отслеживание параметров процесса бурения.
5. Органы управления.

Особенности главных органов бурильной установки

Буровая вышкаявляется главным узлом во всем оснащении установок, и к числу ее функций относятся следующие задачи:

• Поддержка колонны на талевом устройстве.
• Операции по спуску и подъему, при которых используются трубы различного вида (обсадные, а также изделия для бурения).
• Расположение в стволе самих труб для процесса бурения.

Классификация вышек возможна по нескольким критериям. По назначению сооружения подразделяются на устройства для капремонта различных скважин, а также другого оборудования, устройства для морских установок под бурение, буровых сооружений мобильного типа (передвижные установки) и устройства для стационарных буровых конструкций. По строению вышки могут быть мачтового типа или в виде башен.

Другим видом важного оборудования для бурения являются лафеты: это навесные устройства, которые устанавливаются на экскаваторную технику. Масса лафета может составлять от 10 и более тонн. Конструкция лафета состоит из ходовой части, которая работает от мотора гусеничного типа со встроенным тягловым механизмом, имеющим гидравлическую схему устройства. Навесной лафет может использоваться в работе по уплотнению грунтовых слоев, бурении, которое осуществляется посредством пневматического ударного оборудования, и при бурении под установку свай и анкеров.

Роторные механизмыявляются еще одним важным элементом буровых установок любого типа. Данные устройства используются для вращения инструмента, а также поддержки бурильной колонны в процессе создания скважины.

Для спуска и подъема оборудования на буровую установку ставится лебедка. Данный механизм может применяться для манипуляций с обсадными и буровыми трубами, передаче вращательного момента на конструкцию ротора,  а также передаче того или иного инструмента в зону забоя.

Использование бурильных установок имеет весьма широкий спектр применения. За счет того, что с ними может применяться различное дополнительное оборудование, бурильные сооружения распространены в разных сферах деятельности человека, в том числе в нефтедобыче.

Буроинъекционные сваи — устройство, технология, область применеиня , плюсы и минусы

Буроинъекционные сваи получили достаточно широкое распространение в таких областях, как:

• гражданское строительство;
• промышленное;
• дорожное.

Фундаменты такого вида используются при постройке зданий на загородных территориях, которые имеют проблемный грунт. Помимо этого, они используются при реконструкции исторических зданий и многоэтажных сооружений.

Такой вид свай можно отнести к категории набивных, которые производятся путем бурения скважины, с последующим заполнением ее мелкозернистой цементно-песчаной смесью. Дополнительно их могут укреплять трубами из железа, арматурой или армокаркасом. Сваи такого вида отличаются высокой гибкостью, большим диаметром (до 400 мм) и специальной инъекционной технологией.

Область применения

Область применения этой технологии довольно широка. Сваи используются для усиления конструкций построек.

Как правило, их используют в случае повышенных требований к несущей способности постройки, например: добавление этажей, расширение мостов, установка тяжелой техники.

Помимо этого, технологию привлекают в случае аварийной осадке здания или его износа. Данный метод может применяться даже в существующих постройках в центре города.

Еще одно применение – возведение новых сооружений в близком расстоянии от других зданий.

С технической точки зрения, такой процесс принято считать достаточно сложным, а буроинъекционная технология применяется для того чтобы защитить фундамент и существующие стены от дополнительной вибрации и больших нагрузок.  Что касается небольшого свободного пространства, то малогабаритные буровые машины решают этот вопрос без лишних сложностей.

Помимо этого, такой вид свай позволяет исправлять появившийся крен здания. Использование буронабивных конструкций – это единственный метод прекратить разрушение построек, особенно исторических. В этом случае существует два алгоритма работы.

Первый – усиление фундамента сваями в точке наиболее крупной осадки. Второй – наиболее просевший участок укрепляется при помощи ввода свай. После этого все другие участки постепенно опускают до отметки первой сваи.

Весь процесс происходит путем ослабления оснований: способ замачивания или выборки грунта.

Данный вид свай применяется при строительстве на так называемых проблемных грунтах. Иногда применение свай – единственный выход для создания устойчивых фундаментов. Как правило, применять свайные конструкции рекомендуют, если:

• уровень просадки велик;
• участок имеет уклон больше 8%;
• при наличии ослабленного грунта и малой толщине глубоко залегающих твердых пород;
• при наличии на участке «плывунов» или достаточно большого уровня грунтовых вод.

Еще одна область применения – создание так называемого фундамента «стена в грунте». Технология позволяет возводить масштабные сооружения на слабых и с повышенной влажностью почвах. Конструкции такого типа активно используются, как подпорные стены, защищая конструкцию от оползней.

Устройство

Буроинъекционные сваи изготавливаются при помощи армирующих конструкций, но различают разные технологии устройства:

• каркас устанавливают в скважину после удаления бурового инструмента при условии, что сегменты каркаса соединены и конструкция будет работоспособной;
• при условии, что свая неглубокая, установка каркаса допускается после помещения инъекционной смеси. Главное чтобы каркас был установлен до того, как раствор затвердеет.

Подача раствора может совершаться через полый буровой шнек, по специальной трубе, при помощи насосов под давлением в 20-30 атмосфер, по технологии БИС. Для инъекций обычно используют растворы марки П4, характеристики которой соответствуют всем требованиям и стандартам.

Технологии

Основным отличием этой технологии является метод подачи раствора. Такие сваи могут применяться и без обсадки скважины, но только на глинистом грунте в условиях малого количества воды. Метод может быть применен для несущих элементов диаметром не более 18 см. Подача раствора зависит от диаметра скважины.

В нестабильных грунтах используют обсадку металлическими трубами. Иногда используется промывка бетонитовыми смесями.

Такая технология, как винтовая навивка не требует предварительного бурения. Процесс происходит также, как и при установке свайно-винтового фундамента.

Преимущества и недостатки

Главный плюс установки – отсутствие вибрации при работе. Помимо этого имеются следующие положительные качества:

• быстрота монтажа;
• отсутствие дополнительных земельных работ;
• недостаток места не является помехой;
• слои земли при монтаже не смещаются;
• надежность компьютерного контроля;
• проведение работ возможно при любых температурах.

К недостаткам можно отнести такие аспекты, как:

• все работы должны выполняться четко и быстро до застывания бетона;
• использование добавок в сухом грунте;
• склоны не желательны для работы.

    и другие технологии

     Буронабивные сваи могут быть выполнены с использованием нижеперечисленных технологий бурения: бурение под защитой обсадных труб, НПШ (СFA), бурение под защитой бурового раствора, бурение раскатчиком грунта (DDS) или с использованием двойного вращателя. Технология устройства буронабивных свай определяется проектным решением. На момент разработки проекта наши специалисты готовы подготовить предложения по выбору наиболее оптимальной технологии по соотношению цена-качество, учитывая все особенности изготовления-устройства свай в данном случае: категорию грунтов, стесненные условия бурения, наличие/отсутствие ЛЭП, доступность строительного участка для доступа строительной техники, бюджет строительства и т.д.

 Наши специалисты приступают к бурению скважин и к устройству буронабивных свай исключительно на основе данных, полученных в результате инженерно-геодезических изысканий, при наличии доказательной базы, подтверждающей целесообразность выбранного метода в данных географических условиях.

Это важно, так как через сваи передается нагрузка от объекта строительства на глубоко залегающие несущие слои грунта. Буронабивные сваи обеспечивают несущую способность заданную проектом , а так же  формируют нагрузку на подпорную стену котлована, помогают удержать грунтовые воды.

Когда необходимо устройство буронабивных свай в обсадной трубе

В зависимости от грунта мы используем один из трех методов устройства буронабивных свай:

• сухой. Бурится скважина, армируется, заливается бетоном. Технология подходит для плотных слабо обводненных грунтов, когда стенки скважины не осыпаются, внутрь не проникает вода;
• с глинистым раствором. Мы промываем скважину тиксотропным раствором. Он оседает на стенках, образуя водонепроницаемую пленку. Метод используется для достаточно плотных умеренно обводненных грунтов;
• с обсадными трубами. В процессе бурения мы погружаем в скважину трубу-оболочку. В зависимости от проекта, труба либо извлекается в процессе заполнения стержня бетоном, либо остается в скважине (в случае особенно неустойчивых грунтов, при сильных подводных течениях).

Фактически обсадная труба – это съемная или несъемная опалубка для бетонного стержня. Метод подходит для рыхлых и обводненных грунтов. Для плотных сухих его использование, как правило, нерентабельно.

Таким образом, функции обсадных труб следующие:

• защита ствола скважины от осыпания грунта в силу плохой связанности и под давлением соседнего грунта;
• предохранение стенок скважины от размыва грунтовыми водами;
• защита стенок от разрушения металлическими элементами в процессе армирования.

Олег Никифоров, г. Химки, 14:47

Доброго дня. Будет дом из газобетона в Химках. 1 этаж + мансарда. Фундамент на буронабивных сваях + ростверк. Грунт — сплошной песок. Можно ли воспользоваться вашей спецтехникой чтобы пробурить такие сваи?

Главный инженер ПСК “Основания и фундаменты” 8,

Мы производим монтаж буронабивных свай в любых регионах в том числе и в Московской области. Наша техника позволяет установить сваи в любой грунт. Звоните,, более детально поговорим.

Усиление фундамента буроинъекционными сваями

Усиление фундамента буроинъекционными сваями

Укрепление оснований в аварийном состоянии с помощью инъекционных оболочек делают после появления трещин на стенах, что говорит о просадке. Усиление опоры здания нужно при выполнении надстройки этажа или увеличении нагрузки на перекрытие строения.

Этапы усиления опорной части здания:

• исследование объекта, проектный расчет для нахождения требуемого диаметра и протяженности стержней;
• подготовка площадки к работе, установка буровой техники;
• возведение аварийного балочного ростверка по периметру существующего основания;
• бурение проходов, заполнение оболочек раствором с армированием и опрессовкой;
• выравнивание земли и устройство отмостки.

Работу выполняют специалисты, т.к. без технических знаний можно разрушить основание и достичь эффекта ослабления.

Общая технология возведения

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

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

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

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.

Монтаж свай с помощью полого шнека

Обустраивают скважины под свайные опоры с использованием полого шнека на любую глубину. Для этого полый бур с рабочего конца закрывается забурником. Для достижения необходимой глубины бур наращивается специальными вставками.

Когда бур достигнет нужной глубины, приступают к подаче бетона. Установку для бурения включают на обратный ход. Так, по мере наполнения скважиныжидким бетоном, полый бур, выкручиваясь, поднимается на поверхность.

С помощью гидровибровдавливателя в свежий раствор бетона погружают арматурный каркас. Такой метод отличается от других тем, что практически не происходит вибрация грунта. Поэтому можно значительно уменьшить расстояние между сваями.

Сравнение забивных и буронабивных свай

Могут использоваться в любых грунтах, в том числе, когда строительство объекта происходит в непосредственной близости к балкам и оврагам.

Применяются тогда, когда в грунте содержатся твердые включения.

Рекомендуется к использованию в случаях, когда имеются большие насыпи земли.

При толщине набухающих и просадочных грунтов от 14 до 30 метров применяют свайные конструкции с расширениями и заглублениями у основания в непросадочной части грунта.

Применяются при строительстве объектов на набухающих и просадочных грунтах, чья толщина не превышает 12 метров.

При риске возникновения оползней, грунт укрепляется буронабивными сваями толщиной в один метр.

Из таблицы видно, что забивные сваи практически во всех случаях являются оптимальным решением, при этом их стоимость практически вдвое ниже буронабивного аналога.