Бурение под сваи: технология строительных работ

Устойчивость зданий обеспечивается надежным фундаментом. Среди различных видов фундаментных оснований широко распространен свайный тип, обеспечивающий долговечность строений на проблемных почвах и в сейсмически активных зонах. Для сооружения свайной основы применяются буронабивные сваи длиной более 15 метров. Быстрое бурение свай происходит за счет применения специальной техники. Извлекается грунт, затем производится монтаж арматуры и нагнетание в полость бетонного раствора. Рассмотрим детально, как осуществляется монтаж свай по данной технологии.

Бурение свай – назначение и последовательность действий при выполнении буровых работ

Бурение скважин под сваи – проверенный на практике технический прием, предназначенный для решения следующих задач:

• строительства новых фундаментных оснований, обладающих повышенной устойчивостью к подвижкам проблемного грунта;
• укрепления фундаментных основ ранее построенных зданий и повышение устойчивости строительных конструкций.

Серьезная особенность технологии – возможность выполнения бурильных мероприятий на протяжении круглого года. Процесс бурения не оказывает отрицательного влияния на фундаменты рядом находящихся строений. Формирование каналов в грунте и монтаж свайных опор – стадии общего процесса по созданию свайной фундаментной основы. Важно соблюдать непрерывность операции и придерживаться требований технологии.

На фундаменты рядом находящихся строений процесс бурения не оказывает отрицательного влияния

Работы по бурению каналов и монтажу свай выполняются по следующему алгоритму:

• производится установка специального оборудования для буровых работ;
• выполняются мероприятия для обеспечения неподвижного состояния техники;
• бурится скважина заданной глубины и диаметра в зависимости от требований проекта;
• консервируется поверхность шурфа глиной или опускается инвентарная труба;
• устанавливается и фиксируется в пробуренном канале арматурный каркас для фундамента;
• заливается подготовленной бетонной смесью полость с арматурной решеткой.

При выполнении буронабивных мероприятий учитывайте следующие моменты:

• используйте проволоку для армирующих конструкций диаметром 8-14 мм;
• применяйте марочный бетон из цемента марки М400 или М500;
• не допускайте осыпания породы в пробуренный шурф;
• осуществляйте бетонирование на протяжении 8 часов после бурения.

Учтите, что срок использования бетонной смеси и пробуренной скважины ограничен. Через небольшое время бетон и полость в грунте становятся непригодными для дальнейших работ. В течение смены следует армировать и бетонировать сформированные полости под буронабивные сваи.

Преимущества и недостатки

Если площадка, предназначенная для строительства, расположена на мягком грунте или исключена возможность использования тяжёлой спецтехники, нужно применить бурение скважин под фундамент. Такая конструкция имеет свои преимущества:

• Высокая степень несущей способности основания за счёт опоры на твёрдый почвенный слой.
• Выдерживает нагрузки в несколько тонн даже на слабых нестабильных грунтах.
• Доступная для многих стоимость технологии.
• Возможность в довольно короткий срок качественно изготовить основание.
• Возведение конструкции выполняется на небольших участках и в любое время года.
• Задействуется минимальное количество техники.
• Опоры устанавливаются как вертикально, так и под углом.
• Нижние части свай располагаются ниже уровня промерзания почвы, что повышает устойчивость и прочность строящегося объекта.
• Расход бетона значительно сокращается, если сравнивать с другими способами изготовления оснований.
• Минимальный уровень вибрации при эксплуатации объекта.

При возведении буронабивного фундамента отсутствуют динамические воздействия на почву, поэтому строительство можно безопасно выполнять даже в условиях плотной городской застройки. Однако абсолютно идеальных технологий не бывает, не лишён недостатков и свайный фундамент:

• Необходимость использования спецтехники, хотя и в небольшом количестве.
• Контроль над выполняемым технологическим процессом.
• Сложность в расчётах.
• Прежде чем приступить к работам, необходимо сделать анализ почвы на участке под строительство. Качественно выполненный анализ позволит определить срок службы выбранного типа фундамента. Для этого потребуется консультация геологов.
• Для изготовления свай необходимо выбирать только высококачественный материал.

В таких конструкциях ростверк располагается над землёй, поэтому нельзя сделать подвальные помещения или цокольный этаж. Нет смысла заполнять свободное пространство и обустраивать его, так как расход средств окажется не меньшим, чем стоимость самого основания.

Виды буровых опор

Фундамент на сваях значительно отличается от других видов оснований: линейных, монолитных и остальных массивных фундаментов.

Если такие конструкции способны передавать нагрузку по периметру здания или по всей площади (в случае с монолитами), то сваи передают нагрузку непосредственно в месте опоры и на боковые поверхности скважин.

В зависимости от того, какая именно часть несёт основную нагрузку, различают два вида опор:

• Свая-стойка. Такая конструкция опирается на твёрдый слой почвы, нагрузка передаётся грунту в месте опоры.
• Висячая свая. Этот вид выдерживает нагрузку благодаря окружающей её почве.

Большая часть оснований изготавливаются из висячих буронабивных свай, так как твёрдый слой почвы располагается на большой глубине.

По технологии изготовления опоры бывают двух видов:

• Буронабивные. В пробуренную скважину устанавливается каркас из арматуры и слоями по 30 см заливается бетон при помощи рукава с выпуском воздуха и уплотнения.
• Буроинъекционные. Отличается от первого вида способом бетонирования. Раствор закладывается посредством полого шнека под давлением.

Внимания заслуживает технология бурения скважин для фундамента с применением обсадной трубы. Такой способ изготовления свай используется на небольших площадях и на плывущем грунте. Обсадная труба сдерживает давление земли, не позволяя ей двигаться и осыпаться.

По мере углубления скважины труба устанавливается секциями, сваренными между собой или скреплёнными специальными зажимами. По окончании процесса она демонтируется или остаётся на месте, заполняется бетонным раствором и после затвердения становится монолитной опорой.

Трубы для обсадки изготавливаются из таких материалов:

• легированная сталь;
• пластик;
• полипропилен;
• асбестоцемент.

Обсадная труба подвергается внутреннему растяжению, а также внешнему давлению. Следовательно материал должен соответствовать такого вида нагрузкам.

Материал изготовления

Сейчас производство выпускает сваи из разных материалов. Приобретая изделия, нужно учитывать не только их рабочие характеристики, но также доступность цены, удобство монтажа.

Опорные изделия бывают:

• Деревянные. В основном продажа предоставляет сваи из сосны и ели, реже из дуба, кедра, лиственницы. Древесину легко обрабатывать и во многих областях является самым доступным материалом. Но есть такие серьёзные недостатки, как малая прочность и предрасположенность к гниению. Поэтому сейчас они не востребованы. Их эффективно используют при сооружении строений с небольшим сроком службы. Диаметр опоры должен быть не менее 180 мм, а длина цельной сваи — не более 16 м. Если потребуется большая длина, можно срастить несколько стволов.
• Стальные. Опоры могут быть самой разной конструкции. Обычно это цельнотянутая труба, толщина стенки которой 8−12 мм. Используются также сваи коробчатого сечения из двутавров. Для прочности стальные опоры заливаются бетонным раствором. Сейчас популярны среди покупателей винтовые сваи, внешне напоминающие саморез. Внизу с одной стороны наконечника расположена лопасть, благодаря которой упрощается вкручивание трубы в плотные слои грунта, также выполняет функцию удерживающего анкера. Опоры больших диаметров завинчивают при помощи специального оборудования. Если свая в диаметре не более 100 мм достаточно двух человек, чтобы установить сваю на место. В этом случае потребуется ворот. При необходимости опору можно просто выкрутить и использовать для нового свайного фундамента. Главное, чтобы она не подверглась коррозии, находясь в грунте. Благодаря форме винтовой сваи (в виде резьбы) повышается степень фиксации в почве и даже при малом диаметре основного ствола и слабом грунте опора способна выдерживать значительные нагрузки. Сталь характеризуется прочностью и долговечностью, однако, изделия не из дешёвых и к тому же восприимчивы к коррозии.
• Железобетонные. Такие опоры способны выдержать наибольшее количество нагрузок по сравнению с аналогами из других материалов.

Опоры из железобетона бывают квадратной или круглой формы, сплошного или полого сечения с острым концом, облегчающим вход в грунт. Характеризуются прочностью, надёжностью, долговечностью. Однако имеют большой вес, необходима спецтехника для транспортировки и заглубления.

Каким способом сооружаются сваи буронабивные – специфика технологии

Бурение скважин для свай осуществляется различными методами:

• с помощью стандартного лопастного шнека, оснащенного усиленным наконечником;
• с использованием наращиваемой инвентарной трубы, состоящей из отдельных секций;
• комбинированным способом, предусматривающим шнековое бурение с последующей подачей бетона в полость.

Каждый способ формирования скважин имеет свои особенности. Рассмотрим их более детально.

Бурение свай с помощью технологического оборудования шнекового типа

Приведенный метод выполнения бурильных работ предусматривает применение специальной бурильной техники, оснащенной стандартным шнеком. Рабочий орган представляет собой продольный стержень с расположенными по винтовой линии лопастями и хвостовиком с усиленным наконечником.

Оптимально подобранный шаг винтовых лопастей, а также угол наклона витков обеспечивают ускоренное извлечение выработанного грунта на нулевую отметку.

Главные особенности функционирования оборудования, оснащенного стандартным лопастным шнеком:

• увеличенная до 120 см/мин скорость проходки скважины рабочим органом;
• циклическое погружение и подъем шнекового устройства с извлечением осевшей почвы;
• возможность прохода за один прием без подъема лопастного шнека скважины глубиной 8-10 м.

Конструктивные особенности рабочего органа и функциональные возможности оборудования позволяют с помощью шнекового бура сформировать полость в нижней части канала. Увеличенная площадь опорной площадки и конусообразная форма полости обеспечиваются с помощью расширительного устройства, погружаемого одновременно со шнеком. На заданной глубине шарнирный механизм изменяет угловое положение насадки, которая формирует в нижней части шурфа расширение заданной формы и размера. Это позволяет увеличить нагрузочную способность буронабивной сваи.

Определенный тип свай и технологию их погружения выбирают в зависимости от данных инженерно-геодезических и геологических изысканий

Бурение скважин для свай по стержневой технологии с бетонированием

Данный способ бурения позволяет выполнять и бетонировать полость в грунте. Используется оборудование со стержневым рабочим органом, конструкция которого позволяет подавать бетонную смесь через канал в трубе шнека.

Применяемое технологическое оборудование и рабочий инструмент позволяют:

• формировать за смену множество скважин, суммарная длина которых достигает 350-400 м;
• погружать рабочий орган в почву при выполнении бурильных операций на глубину 30-40 м;
• обеспечить диаметр канала, сформированного при погружении стержневого инструмента, в диапазоне 50-100 см и выше;
• постепенно наращивать длину секций лопастного шнека до достижения заданной глубины шурфа;
• нагнетать в скважину с помощью специальной насосной установки подготовленную бетонную смесь;
• поднимать рабочую мачту одновременно с подачей бетонной смеси в пробуренную полость.

В процессе нагнетания бетонного раствора уплотняются стенки скважины, что положительно влияет на прочностные характеристики канала. Арматурный каркас погружается в скважину методом вдавливания или с помощью вибропогружателя. Указанный метод бурения позволяет значительно сократить строительный цикл по сооружению свайного фундамента за счет совмещение операций по бурению и бетонированию.

Бурение под сваи буронабивные с защитой части скважины с помощью труб

Технология выполнения бурильных мероприятий предусматривает возможность использования инвентарных труб для защиты поверхности канала, сформированного в грунте.

Инвентарная труба – это специальная бурильная оснастка, которая состоит из следующих составляющих:

• отдельных трубчатых секций, которые легко соединяются с помощью замков. Длина каждого элемента не превышает 6 м;
• режущей головки с зубчатой поверхностью. Насадка изготовлена из твердосплавного материала и крепится в нижней части трубы.

Процесс бурения осуществляется по следующему алгоритму:

• Выполняется скоростная проходка грунтового массива буром. При вращении и погружении в скважину рабочего органа грунт постепенно извлекается из сформированного канала.
• Одновременно с бурением в почву вдавливается инвентарная труба. Металлическая оболочка защитной трубы затрудняет проникновение в скважину подземных вод и не допускает обрушения стенок шурфа.

После завершения операций по формированию углубления выполняются следующие операции:

• Осуществляется извлечение на нулевую отметку шнекового бура.
• Производится откачка воды, проникшей через грунт в шурф.
• Постепенно опускается в скважину арматурная решетка.

Завершается процесс формирования буронабивной сваи закачкой предварительно подготовленной бетонной смеси в сформированную в земле полость. Для непрерывной подачи бетонного раствора используется специальное оборудование.

Технология позволяет выполнять бурильные работы на проблемных грунтах, характеризующихся повышенной концентрацией влаги, а также на сухих почвах.

Инструменты

Техника для свайного бурения может быть очень разнообразной. В большинстве случаев для этой цели применяют транспорт с колесным, шнековым или гусеничным движителем.

Чтобы оформить скважину под сваю, используют:

• универсальные бурильные установки для скважин;
• сваебойные бурящие агрегаты;
• бурильно-крановые комплексы.

Различия между ними вообще и между отдельными моделями в частности определяются, прежде всего, уровнем производительности, спецификой управляющих органов и величиной создаваемых скважин. По стоимости работ и по доступности для непрофессионалов трудно найти аналоги ручного бура.

Низкая производительность оправдывается тем, что не нужна дорогостоящая техника и подготовленные специалисты. А вот в тех ситуациях, когда скорость важна или почвы очень сложные, стоит использовать ямобур. Крепление подобных аппаратов производится на колесные и гусеничные платформы. Если условия непростые, приходится привлекать даже узкоспециализированную технику.

Упростить выполнение работ в одиночку помогает разбуриватель. Усиленная конструкция популярной версии «ТИСЭ» позволяет сделать увеличенную пяту в самой нижней точке. В результате основание уходит ниже полосы промерзания, и при одинаковой несущей характеристике расход раствора сокращается в 3-4 раза относительно альтернативных технологий. Кроме того, для идентичного по свойствам фундамента придется поставить меньше свай, чем обычно, да и диаметр их будет сокращен.

Подготовительный этап

До того, как начнется бурение под сваи, выполняется комплекс подготовительных мероприятий, облегчающий дальнейшее выполнение работ, сокращающий их продолжительность.

Подготовительные работы осуществляйте в следующем порядке:

• удалите плодородный слой грунта толщиной до 15 сантиметров по площади строительной площадки;
• выполните планировку свайного поля на уровне необходимой отметки;
• установите вокруг зоны работы ограждение, которое ограничит доступ посторонних к месту выполнения работ и складирования инвентаря;
• разбейте свайную площадку, согласно проекту, проверьте отсутствие наклона поверхности;
• засыпьте подушкой из щебня участки предстоящего передвижения техники и зоны работ;
• подготовьте пути для перемещения по участку тяжелых буровых установок, уложив по маршруту передвижения техники железобетонные плиты;
• оборудуйте зоны отвода воды, применяемой при промывке каналов и извлечении грунта;
• подключите источники освещения, если планируется круглосуточное выполнение бурильных мероприятий;
• доставьте и расположите согласно проекту бурильное оборудование и необходимые материалы.

Обустройство буронабивных свай по данной технологии возможно в различных гидрогеологических и геологических условиях

Виды работ и технологические нюансы

Бурение скважин под сваи производится по любому из приведенных вариантов:

• С использованием стандартного шнекового устройства, выполненного в виде продольного стержня с упрочненным наконечником в рабочей части. По длине рабочего инструмента расположены винтовые лопасти с определенным шагом и углом, обеспечивающие быструю транспортировку выработанной почвы на нулевой уровень. При проходке поверхности со скоростью до 1,2 м/мин буровое устройство циклически погружает и вынимает рабочий инструмент, извлекая осевший на витках грунт. Технология позволяет выполнять за один цикл, без извлечения рабочего органа, отверстия под буронабивные конструкции глубиной до 10 м. Увеличенная полость в опорном подпятнике выполняется шнековым буром, оборудованным специальным устройством с расширителем, которое находится при погружении параллельно шнеку. Достигнув проектной глубины после активации привода, шарнирный механизм постепенно раздвигается в стороны под необходимым углом, формируя расширение цилиндрической формы в опорной части скважины.
• С защитой поверхности скважины инвентарной трубой, представляющей собой конструкцию, состоящую из отдельных стальных секционных элементов. Длина каждой части – до 6 м. Низ оснащен стандартной режущей головкой с твердосплавными зубцами, производящими разработку грунта. Процесс осуществляется путем прохождения массива буром, с одновременным вдавливанием свай. Она препятствуют проникновению грунтовых вод, обрушению стенок. После формирования углубления на нулевой уровень извлекается шнековый бур, откачиваются воды, проникшие с грунта в полость, и погружается арматурный каркас усиления. Завершает процесс наполнение полости бетонным раствором, подаваемым из бетонолитной магистрали.

  После того как бурение скважины и зачистка забоя окончены, в нее производится установка арматурного каркаса

• С помощью стержневого шнекового инструмента, конструкция которого позволяет подавать раствор через полость в стержне в скважину. Технология позволяет бурить за 8-ми часовой рабочий день до 400 погонных метров каналов максимальной глубиной до 30 м, диаметром 0,5-1,0 м и более. При проходке длина шнека постепенно наращивается до достижения требуемой глубины полости. Далее специальный насос нагнетает бетонный раствор. Процесс заполнения бетонным раствором происходит одновременно с поднятием мачты, что формирует массив под буронабивные сваи. Подаваемый под давлением бетонный раствор уплотняет поверхность полости, что повышает прочность канала. Каркас усиления в небольшие скважины вдавливается, а в глубокие полости погружается вибропогружателем.

Советы

Ручной бур неприемлем, если глубина внедрения сваи должна превысить 7 м. Упрощая работу при помощи бензинового или специального оборудования, нужно стремиться сократить общий срок работы до минимума. Даже незначительный дождь или начало таяния снега может обрушить только что подготовленную ценой больших усилий скважину.

Извлечь грунт и реанимировать участок не получится, можно лишь заново пробурить отверстие. Самый быстрый вариант (хотя и не всегда приемлемый) – это винтовые сваи, которые одновременно выполняют функции бура и опоры.

Рекомендуется тщательно подбирать конфигурацию винта и углы лопастей, это позволит наиболее результативно пронзать конкретную породу.

Винтовые сваи можно внедрять даже вручную, хотя для этой цели существуют и специализированные аппараты. Отсутствует необходимость выравнивать участок, общая продолжительность работы на 1/5 сокращается по сравнению с установкой бетонных подпорок. Бурение сплошными шнеками обеспечивает проход до 50 м вглубь, диаметр канала может быть от 10 до 80 см.

Когда требуется поставить буронабивные сваи с расширенной пяткой, востребованы шнековые буры с расширяющими ножами. Из параллельного стержню положения они при запуске шарнирного блока выдвигаются, и в момент кручения вырезают в почве цилиндр.

Режущие концы обсадных труб приспосабливаются к ситуации на стройплощадке. Через гравий, глину и песок они идут обычными наконечниками, наварка зубов не нужна. Крепкая глина требует нанесения на режущие фрагменты твердых сплавов. Только грейферное бурение можно посоветовать там, где каменистые слои чередуются со скальными и твердым песком.

Чтобы дно скважины, проведенной через влажные пылящие пески, было чистым, применяют буровые клапаны и буры ковшового типа. Более подробные сведения по конкретному объекту могут дать только специалисты.

Процесс бурения и бетонирования буронабивной сваи при помощи буровой установки BAUER BG24H показан в видео ниже.

Стоимость работ

• Компания «Установка Свай» предлагает своим клиентами минимальные по Москве расценки на выполнение буровых работ — цена проходки одного погонного метра скважины у нас начинается от 280 рублей.
• Также мы готовы предоставить высокопродуктивную буровую установку БМ-811 в аренду, стоимость которой составляет 25 тыс. рублей в сутки.
• Сравните наши цены с расценками конкурентов и вы убедитесь в превосходстве нашей ценовой политики.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...