Буронабивные сваи по технологии непрерывный полый шнек (CFA)

ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ
И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ПРОМЫШЛЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Классификация

Сваи буроинъекционного типа разделяются на две категории в зависимости от того, какая часть сваи передает основную нагрузку на грунт:

  • Сваи-стойки – упираются в глубоко залегающие слои твердых пород, передают нагрузку через пяту;
  • Висячие сваи – устанавливаются на участке без прочного несущего слоя, передают нагрузку на грунт через боковую поверхность.

В связи с преобладанием слабых и сжимаемых грунтов большинство свай буроинъекционного типа являются висячими. При установке висячих свай особое внимание уделяется качественному сцеплению между поверхностью сваи и стенками скважины.

Основные преимущества фундаментов на буронабивных сваях

Технологическое устройство фундамента на буронабивных сваях имеет ряд неоспоримых преимуществ, которые делают возможным его использование практически для любых построек и в любой местности. Ограничением является лишь то, что сделать буронабивной фундамент невозможно на скалистой территории, в прочих условиях его обустройство возможно выполнить даже без привлечения дополнительной техники. Среди основных достоинств данного решения вопроса строительства, основы здания можно выделить следующие.

  1. Технология буронабивных фундаментов позволяет легко устроить качественное основание под здание практически на любых грунтовых поверхностях, исключения составляет лишь скалистая местность.
  2. Неровность участка или его близость к водоёму также не является препятствием для фундамента на сваях, поскольку уровень строения задаётся непосредственно расположением несущих опорных элементов.
  3. Фундаменты, устроенные с помощью свай, обладают повышенной устойчивостью к вертикальному движению грунтом, поскольку их основание располагается ниже точки промерзания. Готовые залитые сваи под фундамент
  4. Поскольку бурение отверстий выполняется, как правило, ручным буровым инструментом без использования сложной техники, то при новом строительстве существующие постройки не пострадают от механических и вибрационных воздействий.
  5. Свайный фундамент не требует масштабных земляных работ, поэтому сокращается время и снижается цена работ по его устройству, а также исключается излишнее повреждение окружающего ландшафтного дизайна.

Данные преимущества позволяют использовать данную технологию при строительстве разнообразных построек промышленного и частного назначения. Простота устройства и невысокая общая стоимость делают его особенно привлекательным для хозяина, который планирует выполнять работы своими руками.

Благодаря возможности использования на любой строительной площадке и универсальности, гидравлическое навесное оборудование пользуется огромной популярностью. Крепление может быть сделано к любому гидравлическому экскаватору или трактору.

Принцип работы состоит в синхронной работе поршней, которые расположены по кругу. Гидравлические поршни с равным усилием давят на режущие зубы по всему периметру сваи. Когда один зуб упирается в арматуру, то противоположный усиливает свое давление. Такая схема гарантирует плавную срубку без повреждения бетона и арматуры сваи.

Существует ряд моделей оборудования, которые рассчитаны на определенный размер сваи. Кроме того, есть универсальные модели, подходящие к большей части размеров. Выбор нужных режущих зубов основывается на типе, конструкции и арматурном каркасе свай. Лишь грамотный подбор инструмента даст высокое качество срубки голов без повреждений.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ

3.1 Обязательным условием проектирования оснований и ограждающих конструкций из буронабивных свай является проведение геологических и гидрогеологических изысканий на территории строительной площадки.

3.2 Объем и состав изыскательских работ на строительной площадке определяются программой, составленной изыскательской и проектной организациями в соответствии с требованиями действующих строительных норм и правил и других нормативных документов на изыскательские работы.

3.3 Размещение инженерно-геологических разведочных скважин должно производиться по осям ограждающих стен, скважины следует располагать не далее 2 м от оси ограждения.

3.4 Если необходимые для определения вида свайных фундаментов данные могут быть получены из фондовых материалов проектных, изыскательских и других организаций, то изыскательские работы не выполняют или выполняют в сокращенном варианте.

3.5 Глубину бурения скважин, предусматриваемую в программе изыскательских работ с учетом конкретных инженерно-геологических условий строительной площадки и характера проектируемых зданий и сооружений, в нескальных грунтах следует назначать не менее чем на 1,5 м ниже водоупора, а для свай, несущих вертикальные нагрузки — не менее, чем на 5 м больше проектируемой глубины заложения нижних концов буронабивных свай.

3.6 При опирании буронабивных свай на скальные грунты или при заделке свай в скальные грунты глубина бурения скважин должна быть не менее чем на 1,5 м ниже концов свай. При наличии в скальных грунтах карста, прослоек нескального грунта и других местных ослаблений число и глубину скважин назначают по программе изыскательских работ, исходя из особенностей инженерно-геологических условий исследуемой строительной площадки.

3.7 При выполнении гидрогеологических изысканий определяют глубину залегания и мощность водоносных пластов, режим безнапорных и напорных вод. Определяют также фильтрацию грунтов. Эти данные необходимы для предотвращения выброса грунтовых вод при выполнении свайных работ и последующей откопки котлованов.

Технология строительства

Технологическая схема устройства включает следующие этапы:

  1. Выемка породы под глинистым раствором с установкой разделительных элементов (ограничителей, которыми могут быть железные балки, шпунтины или трубы) по торцам траншеи-захватки. Ограничители отделяют элементы бетонирования, предотвращают попадание бетона из одного участка в другой и обеспечивают водонепроницаемость стыков. После заливки бетона ограничители могут извлекаться или же оставаться элементом конструкции. Строительство траншеи осуществляется с контролем отклонения уровня заглубления (инклинометрией).
  2. Установка арматурного каркаса.
  3. Бетонирование стены и извлечение ограничителей. Бетонирование осуществляется вертикально перемещаемой трубой с применением виброустановки. Вытесняемый бетоном защитный раствор откачивается. После очистки глинистого раствора от примесей породы он может использоваться снова.
  4. После набора прочности бетоном начинаются земляные работы внутри периметра. Работы проводятся послойно, при необходимости стенки котлована дополнительно укрепляются буроинъекционными грунтовыми анкерами.

«Стена в грунте» – это оптимальный способ строительства при постройке зданий на значительной (до 20 м) глубине вблизи имеющихся зданий. Такое возведение позволяет совместить строительство элементов основания будущего здания и подземной инфраструктуры.

Нельзя не отметить высокую скорость работ, низкий уровень шума и всесезонность метода: технология обустройства может применяться вне зависимости от сезона.

Среди недостатков можно выделить сложность работ в холодный период года: зимой глинистый раствор налипает на арматуру, из-за чего ухудшается её сцепление с бетоном. Данная проблема решается заменой монолитного каркаса на сборный железобетон.

Используемая техника

Для строительства и обустройства стены в грунте в ООО «Главрент» применяется следующая спецтехника:

  • гусеничные краны Hitachi грузоподъёмностью от 50 до 100 тонн и гусеничный кран IHI CCH700 грузоподъёмностью 70 тонн;
  • землеройная техника: гусеничный экскаватор Komatsu PC200 с телескопической стрелой и грейфером, грейферная установка Hitachi EX200, грейферная установка Liebherr HS850, грейферная установка Liebherr LRB250/HS843HD;
  • буровые установки для форшахт и котлованов, позволяющие устанавливать буросекущие сваи диаметром до 1500 мм;
  • вибропогружающая установка ABI TM 16/20B, вибропогружатель Movax SPH80 с боковым захватом шпунта;
  • универсальная буровая установка MDT230B для струйной цементации грунтов.

Имеющееся оборудование позволяет строить стены шириной до 1200 мм и глубиной до 45 м. Доступный набор челюстей грейферной установки – 500, 600, 800 и 1000 мм.

Техника предоставляется в аренду с сертифицированным экипажем (зарплата специалистов включена в стоимость аренды) и оперативно доставляется до объекта. Возможна работа техники в две смены (смена – 11 часов), обеспечивается круглосуточная техническая поддержка.

Вся спецтехника находится в отличном состоянии, соответствует заявленным характеристикам и имеет все разрешительные документы на эксплуатацию.

Запросить детальный расчёт стоимости аренды можно на сайте ООО «Главрент». Итоговая стоимость аренды определяется проектом. Информацию об услугах и технических характеристиках имеющейся техники можно получить по телефону +7 (495) 120-16-64.

Какие ростверки существуют

Существуют три основных разновидности ростверков:

  • Деревянный. Используется брус размером 150 : 200 мм или 200 : 200 мм. Иногда вместо одного цельного бруса применяют пачку обрезных досок толщиной 50 мм и шириной 200 мм. Этот вариант позволяет исключить обычное для этого материала образование глубоких трещин и скручивание винтом. Балки укладываются на оголовки и фиксируются стремянками и болтами. Между собой их соединяют вполдерева с прокладкой из джута.
  • Металлический. На оголовок укладывают двутавр, рельс или уголок и прочно соединяют между собой на сварку с дополнительной фиксацией на резьбовые соединения. Для швеллера оголовки не применяют, укладывая прокат полочкой вверх прямо на верхушки металлических труб (винтовых свай).
  • Железобетонный. Представляет собой практически полный аналог мелкозаглубленного ленточного фундамента, только установленный не в траншее с опорой на грунт, а точечно на верхушках свай. При этом, лента отливается с жестким соединением арматуры с каркасами свай, что делает все элементы единой бетонной отливкой. Ж/Б ростверк способен выдерживать максимальные нагрузки, не гниет и не поддается коррозии, что обеспечивает длительный срок службы.
Читайте также:  Как рассчитать нагрузку на фундамент и грунт

Безударные методы

Безударные способы основаны на достижении умягчения грунта, использовании специальной конструкции опор либо упрощении погружения свай. Данные методы позволяют существенно упростить трудозатраты на погружение опор фундаментов в среднем на 20-40%.

Метод завинчивания

Технология завинчивания применяется для заглубления винтовых свай. Их лопастная конструкция позволяет при сообщении вращательного момента углублять свайные опоры в грунт даже без применения спецоборудования и тягачей.

Посмотрите видео о том, как происходит процесс монтажа опоры с помощью ввинчивания в грунт.

Метод используется в тех случаях, когда требуется возвести малоэтажное здание, мачты, линии электропередач и другие сооружения в условиях неплотных или подтапливаемых грунтов. Технология относительно простая и может применяться в условиях любого климата.

Винтовые сваи обычно изготавливают из стали или железобетона. Нижняя часть имеет уширение за счёт установленных лопастей, что придаёт завинченной опоре дополнительную стойкость к сдвиговым и выдёргивающим силам. Сваи можно вкручивать без проблем даже в условиях плотной застройки, не беспокоясь за возможное проседание грунта под возведёнными объектами.

Метод подмывания грунта

Установка свай методом подмывания грунта применяется для заглубления опор в сыпучих и рыхлых слоях. Наибольшая эффективность достигается при необходимости погружения свайных конструкций с большим диаметром и/или длиной.

Схема подмывки грунта

Технология заключается в размытии грунта под высоким напором воды, подаваемой по трубам с диаметром 38-62 мм в направлении заглубления сваи. Плотность грунта снижается за счёт разрыхления и вымывания, а поднимающаяся на поверхность вода размывает стенки и уменьшает боковое трение погружаемой конструкции о проходимые слои почвы. Путь сваи освобождается под собственным весом, а грунт вымывается на поверхность.

Трубки для подачи воды могут находиться сбоку или по центру сваи. Боковая водяная струя является наиболее выгодной, так как позволяет существенно облегчить процесс заглубления за счёт снижения влияния бокового трения. Крепление трубок выполняют так, чтобы их концы находились выше острия свайных опор на 300-400 мм. Минимальное давление воды составляет 500 кПа.

Во время подачи воды могут ухудшаться несущие способности плотного слоя, поэтому подмыв грунта останавливают за 50-200 см до достижения заданной проектной глубины.

Метод электроосмоса

Технология установки свай методом электроосмоса основана на погружении двух свай с подключением одной к отрицательному полюсу электросети, а второго – к положительному. В результате такого подключения влага начинает скапливаться вблизи отрицательно заряженной опоры, облегчая ей погружение. Дополнительно для ускорения заглубления можно использовать забивную установку.

После отключения тока несущие способности грунта полностью восстанавливаются. Уровень влажности выравнивается до прежнего состояния.

Метод вдавливания

Технология вдавливания свай эффективно применяется для опор небольшой длины от 3 до 5 м и с трубчатым сечением. Погружение свай осуществляется путём воздействия статической нагрузки.

Посмотрите видео, как происходит процесс вдавливания железобетонных опор.

Сначала выполняется установка опоры в нужное положение, на верхнюю часть закрепляют оголовок, а затем посредством воздействия стрелы агрегата базовой машины производится погружение. Одновременно с вдавливанием может прикладываться и вибрационное воздействие.

Перед вдавливанием в грунты с высокой плотностью необходимо пробурить небольшую скважину, задающую направление для движения сваи.

СТМ-Центр

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯПрименяется для устройства буронабивных свай диаметром от 750 до 1500 мм и глубиной заложения сваи до 40 м.Основным достоинством данной технологии является возможность применения в любых геологических и гидрогеологических условиях. Технология позволяет избежать угрозы нарушения целостности фундаментов близлежащих зданий, которые могут возникнуть при вибропогружении или забивке свай.

В начале пробуривают лидерную скважину на длину секции обсадной трубы (длина секции составляет 1-3 метра), после чего в скважину погружают обсадную трубу. Затем бурят следующий участок скважины, после чего наращивают и погружают в скважину очередную секцию обсадной трубы. Эти операции повторяют до окончания бурения скважины на проектную отметку. Обсадная труба может быть осажена с помощью вращения или задавлена зажимным хомутом.

Когда необходимая глубина бурения достигнута, шнековая колонна извлекается из скважины. Чаще всего используется метод опережающего бурения, при котором буровой шнек опережает трубу на 0,5-1 метр.

Трубы позволяют полностью контролировать заданные параметры скважины, а также предотвращают обрушения её стенок и предохраняют от плывунных грунтов.

Читайте также:  Гидроизоляция буронабивных свай фундамента

После зачистки забоя устанавливается несущий арматурный каркас, который погружается в скважину, находящуюся под защитой обсадной инвентарной трубы. Каркас может быть установлен по всей длине сваи, либо только на части ее длины, например, только у её верха — это определяется рассчётом, в зависимости от величины и вида внешней нагрузки.

Далее скважину бетонируют методом ВПТ (Вертикально Перемещаемой Трубы). Применяется специальное бетонное оборудование — инвентарные бетонолитные трубы, с помощью которого осуществляется укладка бетонной смеси внутрь конструкции. В процессе бетонирования, при подъеме бетонолитной трубы, ее нижний конец должен быть погружен в заполняемую смесь не менее чем на 1 метр.

Бетон уплотняется при помощи вибратора, установленного непосредственно на бетонолитной инвентарной трубе.

По мере заполнения скважины бетонной смесью инвентарную обсадную трубу извлекают. При этом специальная система домкратов, смонтированных на установке, сообщает обсадной трубе возвратно-поступательное и полувращательное движение, дополнительно уплотняя бетонную смесь.

На завершающем этапе установки буронабивных свай методом бурения в обсадной инвентарной трубе срубается верхний «шламовый» слой бетона, — выполняется зачистка «головы» сваи.

Буросекущиеся сваи (БСС) — модификация буронабивных свай, используемая в качестве комбинированных (несущих и ограждающих) фундаментных конструкций. Расстояние между центрами буросекущихся свай составляет 0,8-0,9 их диаметра. При устройстве буросекущихся свай изготавливаются в первую очередь сваи без армокаркасов, затем между ними выполняется армированная свая по обычной технологии с той разницей, что в этом случае производится разбуривание кромок соседних свай. В результате получается сплошная монолитная стена, аналогичная выполняемой по методу «стена в грунте».

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.

Монтаж свай с обсадными трубами

Технология бурения под сваи отверстий для железобетонных или бетонных опор с применением обсадных труб предусматривает производство работ в абсолютно любых условиях, в любых грунтах и на территориях любой сложности. Цикл проходки в метрах равен размеру по длине обсадной трубы. Бур проходит эту длину, производится выемка грунта, затем в скважину устанавливается труба, и снова цикл «бур-труба» и так далее до достижения проектной глубины.

В мягком грунте скважину формируют вдавливанием обсадной трубы. Для этого используют гидродомкраты с поступательно-вращательным механизмом. Одновременно вынимают грунт из ствола и удаляют его со строительной площадки. Обсадная труба защищает скважину от «плывунов», не допускает ее заиливания. Такие сваи надежно противостоят как вертикальным, так и горизонтальным нагрузкам. Если это предусмотрено проектами, то буронабивные сваи надежно увязываются в простые и сложные свайные конструкции, производится устройство так называемого «свайного поля».

Посмотрите видео, как делают шурфы под сваи своими руками.

Качественно забурить скважину под силу только специалистам. Сложности при бурении возникают при наличии на глубине больших прослоек грунтовых вод. В этом случае требуется выполнение мероприятий по организации водоотведения и устройству соответствующих гидротехнических сооружений.

Свайное строительство практически не имеет недостатков в техническом плане, кроме одного – свайный фундамент тяжело выполнить самостоятельно. Кстати, устройство такого фундамента значительно сокращает сметную стоимость и сроки строительства.

Каждый этап строительства фундамента (от отработки котлована и бурения скважин до формирования оголовка сваи) подлежит обязательному контролю качества с применением необходимых приборов и инструментов. Также на каждый этап должен составляться акт на скрытые работы с фиксированием результатов контрольных испытаний.