Процесс лидерного бурения скважин под сваи

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.

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

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:

1. Выполняется скоростная проходка грунтового массива буром. При вращении и погружении в скважину рабочего органа грунт постепенно извлекается из сформированного канала.
2. 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:

1. Осуществляется извлечение на нулевую отметку шнекового бура.
2. Производится откачка воды, проникшей через грунт в шурф.
3. 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.

Оборудование для бурения скважин под сваи

title=»Бур для скважины своими руками»Самым простым и доступным вариантом остаётся ручной бур, который можно применять при дачном строительстве, не привлекая специальную строительную технику. Его вполне можно применять для создания скважин глубиной до семи метров. Это не лучший способ, и далеко не самый производительный, но и он сможет помочь завершить работу.

Если же требуется скорость, или производить работы «в ручную» не позволяют особенности грунтов – разумным будет применить ямобур (достаточно просто арендовать). Ямобуры крепят на автомобильные или гусеничные шасси, превращая в настоящие буровые установки. На особо сложных участках могут применятся специализированные буровые машины.

Комплексные строительные технологии (вроде метода укрепления грунта за счёт раскатанных грунтов) требуют также дополнительного проходческого оборудования (ямобур не справится). Его уже заказывают отдельно. Это могут быть роторные установки, комплексы бурения и т.д.
к меню

Особенности лидерного бурения

Данный способ бурения предполагает за собой дальнейшее установление в образовавшееся отверстие ж/б сваи.

Это поможет ускорить и облегчить процесс ее погружения:

1. Данная методика помогает в снятии сопротивления грунта при забивании сваи в него
2. Понижает количество нагрузки на сваю
3. Дает возможность вести стройку в застроенных местностях, так как близлежащие сроения не будут повреждены

Главные принципы исполнения отверстий следующие:

• Глубина -9/10 от длины стержня сваи
• Диаметр меньше на 50 миллиметров
• На сложных видах почвы допустимо отверстие равное по диаметру самому изделию.

При использовании угловатых свай берется сечение за место диаметра.

При таком бурении возникает вопрос о том, куда девать образовавшуюся насыпь грунта. Во избежание изменения уровня строительной площадки проводятся подготовительные действия в виде подготовки углубления глубиной 100-150 мм., которое будет заполнятся грунтом после завершения работы.

В уже готовые скважины свая опускается одним из следующих методов:

1. Ударный
2. Вибрационный

В 1 случае это произведение ударных действия с помощью молота, приводимого в движение при помощи двигателей, а во 2 – это использование вибропогружателей.

Когда используется этот метод?

Бурение такого рода углублений используется крайне часто для возведения фундамента из железобетонных свай.

К данной практике обращаются в следующих случаях:

• При использовании свай в почве, где располагается двухметровый слой песчаника. Такую преграду самостоятельно свая преодолеть не может. Ни при ударном, ни при вибрационном методах погружения
• В случае слишком твердых верхних слоях грунта. Данный способ поможет избежать деформации сваи при ударе о крайне твердую почву
• При использовании в грунте, где множественно расположены вкрапления камней. При обычном погружении, данный барьер является непреодолимым
• Погружение в промерзшую почву. Плотность такого грунта довольно высока по сравнению с обычным, и забить сваю при таких обстоятельствах будет просто невозможно
• При погружении на высокую глубину – более девяти метров. Ведь чем ниже располагается пласт грунта, тем он плотнее и будет сложнее его пробить. При достижении такого слоя, наступит «отказ» сваи и дальнейшее погружение будет возможно только при создании лидерной скважины
• Забивка в дисперсную почву. Такой вид грунта является наименее плотным, так как структурирующие связи в нем отсутствуют. И во время погружения будет сложно точно позиционировать сваю. Лидерная скважина в данном случае является сугубо направляющей.

Достоинства

К преимуществу можно отнести то, что достаточно просто при таком способе обеспечить ровное вертикальное вхождение сваи.  Особенно это применимо в зимний сезон, когда весь грунт промерз и стал намного тверже – это обеспечивает большие проблемы при проведении строительных работ. Точное положение достигается еще на момент еще забития

Предварительное бурение помогает при прохождении особо твердых слоев песка, глины или наоборот слоев крайне мягкого состояния. Также, при бурении в твердых слоях, скважина берет на себя и направляющую функцию.

Что не менее важно – свая останется целой, не подверженной какому-либо деформированию, так как ей не придется сталкиваться с твердым грунтом. Это также поможет для более точного местоположения сваи

Данная методика бурения является наиболее пригодной для использования в городских условиях, где высоко количество близлежащих зданий.

Недостатки

Единственным из минусов является то, что для произведения данных работ придется пройти серьезный бюрократический барьер и заплатить немалое количество личных средств, в том числе на оплату специалистов и применение специализированных устройств и техники.

Этот процесс подразумевает под собой несколько последовательных этапов:

1. установку оборудования на оси в положение, обозначенное в проекте;
2. далее непосредственно процесс бурения скважин;
3. забивку (погружение) свай (шпунтов) до заявленной проектной отметки.

Стоит отметить и то, что метод лидерного пробуривания скважин нашел применение и в процессе устройства шпунтового ограждения котлована, и, кроме того, в процессе бестраншейной прокладке трубопровода (то есть когда первоначально в грунте делают скважину, а затем ее расширяют и одновременно туда, в нее затягивают трубопровод).

Когда используется метод лидерного бурения скважин?

Напомним, что лидерным пробуриванием скважин называют такой способ бурения, который выполняется перед погружением самой сваи.

Как правило, этим способом во время забивки свай пользуются в таких случаях:

• если имеет место геологический разрез песчаного слоя, длиной больше 2,5 метров;
• если верхний слой грунта слишком плотный (то есть в случае, когда телос свои разрушается в начале процесса забивки);
• если необходимо увеличить глубинный уровень погружения свай (обычно в плотном грунте с недобуром 2,1-2,5м);
• если нет возможности погружения свай до заявленной в проекте отметки;
• если имеют место большие отклонения в процессе позиционирования сваи.

Решение использовать метод пилотного скважинного бурения (или, как его называют специалисты, «лидера») принимают обязательно с согласования проектной организацией, при этом основываются на отчетах об инженерно-геологических изысканиях и текущих условиях.

В зависимости от того, какое сечение, глубина погружаемой сваи и категории грунта определяется необходимый диаметр и глубина лидера. Зачастую для свай, сечение которых 300х300мм, принимают диаметр от двухсот до двухсот пятидесяти миллиметров, в случае когда сечение 350х350мм или же 400х400 мм принимают триста или триста пятьдесят мм. Отметим то, что глубина лидерной скважины принимается на 2-2,5 метра выше заявленной в проекте отметки острия свай.

Кроме того, в процессе пилотного пробуривания скважин определяют оптимальную технологию: есть вариант полного выбора грунта из скважин или же частичное разбуривание (размягчение грунтов шнеком). Нужно учитывать тот факт, что при установке лидера грунт, который выбуривается шнеками из скважины, довольно заметно увеличивается отметка, указывающая на поверхность почвы, и его нужно или убирать, или откапывать котлован с необходимым в данном случае запасом.

Во время работ нужно грамотно распланировать согласованные работы технических средств (таких как копровая и буровая установка, например), чтобы предотвратить «затаптывание» ранее забуренных скважин. Помимо этого, следует учитывать расстояние между скважинами, чтобы исключить возможность их осыпания в случае динамической нагрузки во время работы свайных молотов.

В чем достоинства лидерного бурения скважин?

Как мы уже говорили, данный способ бурения буронабивных свай позволит обеспечить вертикальное направление в процессе погружения свай (шпунтов), это будет наиболее востребовано зимой. Помимо этого, такой метод значительно облегчает достижение вертикальности свай в первоначальный момент забивания.

Предварительное (его и называют бурением скважины лидерным способом) бурение позволит осуществить проходимость плотных песков, а также глинистого грунта более твердой, а также полутвердой консистенции. Лидерные скважины, которые пробуриваются с целью уменьшить сопротивление грунтов процессу погружения свай (шпунтов), в то же время является направляющей для этих свай.

Большое преимущество этого метода в возможности обеспечить сохранность сваи (шпунта), а также в возможности обеспечения их погружения с высоким уровнем точности до отметок, которые заявлены в проекте. Помимо этого, заметно сокращается затраченное на их погрузку время, а также значительно снижается негативное воздействие на близстоящие постройки. Стоит отметить, что в современных условиях достаточно плотной городской застройки это поистине является решающим фактором.

Компания «БОРА» производит различные виды работ по изготовлению свай. Мы используем в работе только самую современную технику и все оборудование. Специалисты «БОРА» делают свою работу крайне качественно и в короткий срок.

Согласно СП 50-102-2003:

Согласно п.7.2.2 при выполнении расчетов несущей способности висячих забивных, вдавливаемые всех видов и свай-оболочек, погружаемые без выемки грунта , необходимо учитывать коэффициенты условий работы по таблица 7.3.

Способы погружения забивных и вдавливаемых свай и свай-оболочек, погружаемых без выемки грунта, и виды грунтов

Коэффициенты условий работы грунта при расчете несущей способности свай

на боковой поверхности

2 Погружение забивкой и вдавливанием в предварительно пробуренные лидерные скважины с заглублением концов свай не менее 1 м ниже забоя скважины при ее диаметре:

а) равном стороне квадратной сваи

б) на 0,05 м менее стороны квадратной сваи

в) на 0,15 м менее стороны квадратной или диаметра сваи круглого сечения (для опор линий электропередачи)

п.9.4. В случае если по результатам инженерных изысканий установлено, что погружение забивных свай в просадочные грунты затруднено, в проекте должно быть предусмотрено устройство лидерных скважин, диаметр которых в грунтовых условиях I типа следует назначать менее диаметра сечения сваи (до 50 мм), а в грунтовых условиях II типа — равным ему или менее (до 50 мм). В последнем случае глубина лидерных скважин не должна превышать толщину просадочного от замачивания слоя грунта.

13.8. Для свай, воспринимающих выдергивающие нагрузки, допускается предусматривать погружение их в лидерные скважины, при этом разница между поперечным размером сваи и диаметром лидерной скважины должна быть не менее 0,15 м.

п. 15.2.11 При необходимости пробивки в процессе погружения свай слоев или прослоек плотных грунтов в целях сокращения продолжительности забивки свай, обеспечения их сохранности и погружения до заданных отметок применяют лидерные скважины. В этих случаях лидерные скважины устраивают обычно на 5 см меньше диагонали поперечного сечения погружаемой сваи на глубину до подошвы плотной прослойки.

15.2.12 Лидерные скважины рекомендуется применять также при забивке свай в водонасыщенные глинистые грунты, которые не успевают уплотняться в процессе забивки свай, что может привести к вертикальным деформациям грунтов и вызвать выпор погруженных ранее свай, разрушение стыков составных свай, разрушение фундаментных конструкций близрасположенных зданий и сооружений.

15.2.13 Глубину лидерных скважин назначают опытным путем, но не более 0,9 длины свай, а для лидерных скважин, указанных в 15.2.12, независимо от их диаметра глубина может быть определена из условия устойчивости их стенок по формуле:

где Z_сч— предельная глубина устойчивой скважины, м;

с_u— недренированное сопротивление глинистого грунта сдвигу, кПа;

γ_I — расчетное значение удельного веса грунта, кН/м .

п.15.2.26 При соответствующем обосновании расчетом и согласовании с проектной организацией допускается изменение расположения винтовых и бурозавинчиваемых свай с глухим наконечником в процессе производства работ (извлечение свай при встрече с местными скоплениями галечника, крупными валунами и т.п. и повторное погружение свай).

В подобных случаях (наличие включений) допускается применение лидерных скважин диаметром, не менее чем на 0,1d меньшим диаметра ствола сваи d , и расположением их забоя не менее чем на 1 м выше отметки расположения нижних концов свай.

п.15.2.27 При устройстве бурозавинчиваемых свай с глухим наконечником в неустойчивых грунтах вместо устройства лидерных скважин следует выполнять рыхление грунтов шнековым буром (без подъема его при бурении) в пределах грунтового массива (цилиндра), диаметр которого не менее чем на 0,1d меньше диаметра ствола сваи d и отметка низа массива не менее чем на 0,5 м выше проектной отметки расположения нижних концов свай.

Технология производства буронабивных свай предусматривает:

1. Бурение скважины буровым аппаратом.

2 Установку армирующего каркаса.

На фото — армировочный каркас буронабивной сваи

При бурении скважины ее нижняя часть (пята) уширяется специальным приспособлением (уширителем). Установка буронабивных свай выполняется с помощью вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). Бетонный раствор в приемную воронку трубы (бетонолитной) подается из автобетоносмесителя. Перед бетонированием в готовой скважине устанавливается армирование.

На фото — установка армокаркаса в обсадную трубу

Если сваи обустраиваются сухим способом, стенки скважины не укрепляются. После монтажа арматурного каркаса сразу проводится бетонирование.

Обработка стенок скважин глинистым раствором проводится следующим образом. В скважину по пустотелой буровой штанге подается глинистый раствор. После чего проводится бетонирование с использованием вибробункера и бетонолитной трубы, которая опускается в скважину. Вибрируемый бетонный раствор поступает в скважину, вытесняя глинистый раствор.

С обсадными трубами устройство набивных свай можно проводить в любых геологических условиях. Обсадные трубы могут оставляться в скважине или извлекаться из нее. Их стыки соединяются специальными конструкциями или сваркой. В скважину обсадные трубы погружаются в процессе бурения методом забивки трубы или вибропогружением. Потом обустраивается металлический каркас и скважина бетонируется.

Области применения буроинъекционных свай

Усиление несущих конструкций сооружений

Буроинъекционные сваи рекомендованы к применению в случае повышения требований к несущей способности объекта (увеличение количества этажей, расширение мостов и эстакад, установка более тяжелой промышленной техники), а также при аварийной осадке зданий и сооружений из-за изменения геологических условий, износа или перегруженности несущих конструкций. Благодаря современной технологии установки, буроинъекционные сваи могут применяться для укрепления фундаментов уже существующих построек даже в условиях плотной городской застройки, а также на площадках с проблемными геологическими условиями.

Усиление несущих конструкций сооружений при аварийной осадке	Усиление несущих конструкций сооружений при недопустимых горизонтальных перемещениях
1 — существующий фундамент; 2 — буроинъекционные сваи; 3 — слабый грунт; 4 — плотный грунт

Создание новых объектов вблизи уже существующих сооружений

Строительные проекты, предусматривающие создание какого-либо объекта на минимальном расстоянии от уже существующего, относятся к числу наиболее технически сложных. Для того, чтобы защитить фундамент и стены построек от вибрации и повышенных нагрузок в период строительства и последующей эксплуатации нового объекта, их укрепляют при помощи буроинъекционных свай. Использование свай дает возможность минимизировать риски деформации, неправильной осадки и подвижки грунта в процессе строительных работ. Благодаря применению малогабаритных буровых машин и мобильных бетонозаводов, выполнить работы по установке буроинъекционных свай можно даже в условиях ограниченного пространства (строительство туннеля, надстройка зданий, укрепление существующего фундамента, создание подземных парковок).

Строительство туннеля рядом с существующими зданиями	Надстройка существующего здания
1 — существующие фундаменты; 2 — новые фундаменты на сваях

Коррекция крена здания

Повышение уровня грунтовых вод, переувлажнение грунта и износ несущих конструкций часто часто приводят к сильной неравномерной осадке сооружений, возведенных на традиционном плитном или ленточном фундаменте. Единственным способом остановить разрушение исторических зданий в подобных случаях является использование буронабивных свай. Существует две технологии устранения крена:

• Фундамент усиливается сваями в точке максимальной осадки, через необходимый промежуток времени проводится усиление также других точек фундамента, просевших до нужной отметки;
• Наиболее просевший участок фундамента укрепляется путем ввода свай, затем другие зоны фундамента искусственно опускаются до той же отметки путем ослабления оснований по методике замачивания или выборки грунта.

Коррекция крена здания 1 — положение фундаментов до начала усиления; 2 — буроинъекционные сваи I стадии усиления; 3 — сваи II стадии усиления; 4 — сваи III стадии усиления

Строительство на проблемных грунтах

В целом ряде случаев установка буроинъекционных свай становится единственным способом создания долговечных и устойчивых фундаментов под различные объекты. Особенно рекомендовано использование свайных несущих конструкций в следующих случаях:

• Работа на грунтах с крупными скальными включениями или сильными показателями просадки;
• Строительство на участках с уклоном более 8%;
• Создание фундамента на слабых грунтах при недостаточной толщине глубоко залегающих твердых пород;
• Строительство на участках с «плывунами» или высоким уровнем грунтовых вод.

Усиление оснований фундаментов под оборудование	Фундамент мостовой опоры в сложных грунтовых условиях
1 — сваи; 2 — крупнообломочный материал; 3 — фундамент

Создание фундамента «стена в грунте»

Фундамент типа «стена в грунте» относится к числу наиболее прогрессивных типов опорных конструкций и позволяет возвести масштабные высотные сооружения даже на малосвязных, слабых и переувлажненных почвах. Также сооружения типа «стена в грунте» широко применяются в качестве подпорных стен для защиты от оползней, а также противофильтрационных завес, предохраняющих подземные сооружения от грунтовых вод. Суть технологии «стена в грунте» заключается в создании узкой траншеи или ряда скважин, которые заполняются цементной смесью. При работе в условиях плотной застройки «стена в грунте» из буронабивных или буроинъекционных свай позволяет в кратчайшие сроки создать прочные опорные конструкции и избежать повреждения фундаментов соседних зданий.

Подпорные стены для противооползневой защиты

Создание фундамента «стена в грунте»

Разновидности набивки свай

Этапы сборки буронабивной сваи Устраивают сваи по принципу стены в земле. Ствол роют гидравлическим грейфером под защитой бентонитовой смеси. Бетон не расслаивается в бетонолитных коллекторах и не смешивается с грунтовой жидкостью, которая бывает в проходах при бурении. Бетонирование проходит равномерно до низа скважины, при этом шлам выходит на поверхность.

Популярные методы набивки свайных стоек:

• бурение в инвентарной обсадной капсуле;
• ударно-канатное забуривание;
• способ непрерывного полого шнека;
• завинчивание обсадной оболочки;
• вибропогружение полой колонны;
• выемка грунта под защитой глинистой смеси.

Мы выполним работы по установке свай

Компания «Установка свай» — это коллектив узкоспециализированных профессионалов, обладающих обширнейшим десятилетним практическим опытом работы в самых сложных условиях плотной городской застройки.

Обратившись к нам, вы гарантировано получите высокое качество и надежность конечного результата, быстрые сроки выполнения всех заявленных работ и очень демократические цены.

Во всех сферах современного строительства требуется надежное укрепление грунтов, а буроинъекционные сваи являются одним из наиболее эффективных и востребованных способов выполнения данных работ.

Сооружение свайных фундаментов необходимо при строительстве жилых зданий на сложных грунтах, при реставрации исторических объектов. Даная конструкция обеспечивает надежность высотных зданий и потому широко используется при строительстве не только загородных объектов, но и при возведении домов в мегаполисах.

Благодаря своим техническим свойствам и качествам буроинъекционные сваи получили широкое распространение при:

• производстве работ на сыпучих грунтах, требующих укрепления стенок котлована;
• возведении многоэтажных зданий в условиях города в районах с плотной застройкой;
• проведении работ в историческом центре города;
• необходимости изготовления опор под определенным углом наклона;
• возведении дополнительных этажей над уже имеющейся постройкой.

В связи с особенностями изготовления и использования буроинъекционные сваи делятся на две основные категории:

1. Висячие, которые устанавливают на участках, где основную нагрузку на грунт необходимо передать через боковую поверхность. Это необходимо там, где на участке строительства грунт лишен прочного несущего слоя.
2. Стойки. Они передают нагрузки, располагаясь в наиболее глубоких слоях грунта, через специально оборудованную пяту.

Данные конструкции используют при возведении зданий на участках, где необходимо гарантировать полное отсутствие осыпание грунта со стенок скважины. Особого внимания заслужили подобные конструкции при проведении работ по расширению мостов и эстакад, укреплению фундамента уже построенных зданий, при аварийной осадке зданий.