Буровая установка для свай: расшифровка аббревиатуры БИС и технология устройства

Устройство буроинъекционных свай

BIS использует бетонные смеси на основе цемента марки М400 или выше с плотностью не более 29%. Соотношение цемента и воды составляет 1:1:0,4 или 1:2:0,7. В раствор следует добавлять мелкие кусочки песка размером не более 1 мм.

Фактическая прочность бетона буронабивных свай должна составлять не менее 15 МПа через 7 дней и не менее 30 МПа через 28 дней.
В зависимости от размера БИС и типа грунта для армирования могут использоваться как отдельные стержни, так и арматурные обоймы. В исключительных случаях стальные трубы могут быть использованы для армирования

Советы от экспертов! Сваи любой глубины и диаметра должны быть армированы BIS.

Тип арматуры зависит от состояния грунта и нагрузки, которой будет подвергаться свая. Каркасы могут быть равномерно распределены по всей длине БИП (в неустойчивых грунтах) или смешанными в нормальных грунтах (цилиндрические каркасы, сваренные в месте наибольшего изгибающего давления сваи с единой арматурой по всей остальной длине БИП).
Армированные каркасы изготавливаются из горячекатаной стальной арматуры класса А5 и А4, при этом диаметры различных размеров конструкции определяются требованиями СНиП 2.02.03-85.

Конструктивные отличия

По техническим характеристикам изготовления и эксплуатации буронабивные сваи можно разделить на 2 основные категории

1. Подвесные сваи. Они передают основную нагрузку на окружающий грунт посредством своих боковых поверхностей. Такая необходимость возникает в районах, где почва не затвердела, чтобы обеспечить несущую функцию, создавая прочный фундамент для здания.
2. Посты. Столбы распределяют нагрузку надземных конструкций не столько за счет своей боковой площади, сколько за счет более широкой площади основания. Эти элементы используются в зданиях на сложных участках для того, чтобы исключить вертикальное движение грунта вдоль стен колодца и вдоль фундамента. Эти качества необходимы при проведении основных работ по восстановлению мостов, путепроводов и укреплению фундаментов аварийных зданий.

Для укрепления фундаментов с помощью залитых бетонных колонн не всегда можно использовать большие машины и оборудование промышленных гигантов. Вместо самоходных буровых установок и мобильного бетонного оборудования, для изготовления арматурных каркасов достаточно передвижной машины с торцевым сверлом, бетономешалкой и сварочным аппаратом.

В индивидуальном строительстве используются небольшие установки, которые могут обслуживать всего 2 человека. Быстрота работ обусловлена также тем, что другие типы бетонных фундаментов не требуют проведения в связи с ними масштабных земляных работ.

Подача раствора

Основное отличие этой технологии от буронабивных свай заключается в способе подачи цементного раствора (мелкозернистого бетона или цементно-песчаной смеси) непосредственно в скважину.

В конструкцию рабочего органа буровой установки входят: штанги, центраторы, муфты, буровые штанги, крепеж (шайбы, гайки).

Буровые штанги изготавливаются для определенных типов почвы. Для почв, содержащих твердые частицы, наконечник шнекового стержня также наваривается твердым сплавом.

Правильная форма лопасти шнека, используемого для бурения сваи, очень важна. В большинстве случаев она имеет трапециевидное или круглое сечение, что значительно увеличивает адгезию жидкого раствора к формируемой стенке скважины.

На фотографии показан пример втулочного бурового инструмента с долотом для бурения твердых пород.

Закачиваемый бетон может либо проходить непосредственно в скважину через канал в долоте, либо, после извлечения, через специальную трубу, которая впоследствии извлекается или остается в бетонной массе навсегда.

Арматура

Арматурный каркас подготавливается заранее и погружается в свежезалитый бетон на необходимую глубину.

На месте буронабивной сваи, изготовленной методом непрерывного литья, заготовка, сделанная квалифицированным сварщиком, выглядит так, как показано на этой фотографии.

Для изготовления рамы необходимо, согласно СНиП.

• 6 штук продольных арматурных стержней, класс A3, диаметр 18 мм.
• Наружный диаметр рамы составляет не менее 140 мм.
• Рама разделена на секции длиной до 11,7 метра
• Бурение шпуров с армированием каркаса непосредственно на строительной площадке (транспортировка не требуется)
• Дополнительное усиление обеспечивается внешними металлическими армирующими кольцами толщиной до 9 мм и шириной от 6 до 9 см.
• Металл должен быть погружен в защитный слой бетона не менее 7 см.

Арматурная обойма вставляется в скважину, заполненную бетоном, не позднее чем через 20 минут после нанесения раствора.

Технологии и методы устройства буровых свай

В строительстве используются следующие типы свайных фундаментов

• Обсадные сваи — изготавливаются на заводе из железобетона и погружаются в грунт с помощью молота или вибропогружателя, без предварительного бурения или бурения воротниковых отверстий.
• Полые обсадные сваи — погружаются в грунт и заполняются бетоном.
• Заливка на месте — Бетонная смесь закачивается в скважину, сделанную методом сдвига грунта, и каркас погружается.
• Отверстие бурится и заполняется бетоном, после чего рама опускается.
• С обсадными трубами — скважина бурится и обсаживается трубой, а затем заполняется бетоном.
• Винтовая свая — металлическая свая со спиральным концом ввинчивается в землю.

Буронабивные сваи являются одним из видов буронабивных свай. Они характеризуются тем, что бетонная смесь подается непосредственно в скважину. Использование буронабивных свай основано на технологии, обеспечивающей высокую производительность при низких затратах.

Технология CFA (НПШ)

Технология непрерывного полого шнека CFA состоит из шнека. Бетонная смесь подается в скважину по мере подъема бурового инструмента через полость, в которой он находится. Эта техника обеспечивает.

• сплошной бетон, что положительно влияет на прочность сваи.
• Бетон подается под давлением для образования прочной связи между бетоном и грунтом.
• Высокая производительность труда — время забивки свай от 40 до 50 минут.

Метод SBS подходит для почв средней твердости без крупных камней. Для повышения производительности труда следует установить бетонную плиту на площадке и просверлить отверстия в месте бурения.

Разрядно-импульсная технология (РИТ)

Высоковольтный электрический импульс подается в скважину, заполненную жидким бетоном. В результате дренажа бетон и грунт уплотняются, а скважина расширяется. Степень расширения зависит от характеристик грунта и количества затраченной энергии и может достигать удвоенного первоначального диаметра.

Метод импульсного разряда позволяет

• для улучшения характеристик грунта.
• для получения свай со специфическими характеристиками и высокой несущей способностью.
• для уменьшения воздействия буровых работ на близлежащие здания.
• для уменьшения количества вынимаемого материала и используемого бетона.

Анкерные системы

Анкерная система «Буран» представляет собой винтовой самозавинчивающийся инструмент для буронабивных свай. Системы «Атлант» и «Титан» имеют схожую конструкцию. Оборудование состоит из.

• Сверло.
• Затягивание полого стержня с помощью соединителя.
• Вокруг центральной части.
• Анкерные гайки крепятся к несущим пластинам.

Инструмент забуривается в скважину, а буровая штанга по мере бурения вытягивается вверх по диагонали. При достижении проектной высоты бетон закачивается в полость скважины. Стержень оставляется в скважине в качестве армирующего элемента и анкера. использование системы «Буран» обеспечивает

• Высокая скорость забивки свай.
• Грузоподъемность до 1500 кН.
• Работа в замкнутом пространстве.
• Уплотнение грунта в стенке скважины.
• Минимальная вибрация во время работы.

Анкерная система «Буран» наиболее эффективна при бурении в песчаных, крупнозернистых глинистых и гравелистых грунтах.

Принцип технологии

Для установки буровых опор в земле бурятся скважины диаметром до 40 см. Когда они достигают нужной глубины, их заполняют водоцементным или цементно-растворным раствором, который закачивается под высоким давлением с помощью полого осевого инвертора. Закачивая раствор под давлением, его можно заливать в отверстия как горизонтальных, так и вертикальных конструкций. Затем в незатвердевший бетон вставляется армированный каркасный фундамент.

После высыхания бетонной смеси скважина превращается в монолитную железобетонную опору, которая затем используется для строительства фундамента дома.

Отличия CFA и DDS

Специалисты располагают специальным оборудованием для выполнения работ по устройству монолитных фундаментов в различных условиях. Современные технологии строительства.

1. CFA — конструкции с питанием устанавливаются с помощью пустотелых буров, которые, помимо выемки грунта, могут заполнять скважину раствором под давлением. Этот метод используется при строительстве на плотных или сверхвлажных почвах.
2. DDS — это метод, который отличается тем, что грунт перемещается специальными инструментами, а не выкапывается. При проведении земляных работ не возникает вибрации или шума, что делает этот метод наиболее подходящим для строительства в городских районах.

Требования к армированию и бетонированию

Учитывая действующий СНиП, существуют определенные требования к использованию бетона и арматуры для буронабивных свай. Техника установки.

1. Поперечное сечение устанавливаемой рамы всегда должно быть на 14 см меньше диаметра скважины. Это предотвращает заклинивание рамы в скважине.
2. Для усиления используются пространственные леса, в которых продольные хорды находятся на одинаковом расстоянии друг от друга. Минимальное количество продольных стержней — 6, класс арматуры — A3 (минимальное сечение 18 мм).
3. К армированным строительным лесам предъявляются высокие требования по жесткости. Элементы крепятся с помощью сварки и дополнительно усиливаются стальными кольцами, которые размещаются на расстоянии 2 метров с внешней стороны рамы. Кольца имеют ширину 5-10 см и толщину 8-10 мм.
4. Наибольшая длина стали составляет 11,7 метра. Если требуется более крупный каркас, отдельные секции свариваются на месте.
5. Буронабивные сваи изготовлены из бетона марки M300 с минимальной маркой сжатия B22.5.

Вокруг рамы также необходим защитный слой бетона не менее 7 см. Равномерное выравнивание арматуры в скважине было достигнуто путем крепления зажимов к металлическим кольцам жесткости.

Чрезмерный расход раствора, вызванный заполнением скважины до появления прозрачного состава бетона, не должен превышать 25% от запланированного объема для заливки сваи.

Условия монтажа

Существуют также требования к самому процессу установки BIS. Что касается СНиП, то должны быть соблюдены следующие условия.

1. При постоянных работах скважины могут буриться рядом на расстоянии не более 3 диаметров от уже забитых свай. Если расстояние меньше допустимого диапазона, то новую сваю можно бурить только через день после заливки бетона в предыдущую сваю.
2. Процесс заливки бетона осуществляется за счет постоянного продвижения и отхода шнека.
3. Во время заполнения полости должно поддерживаться постоянное давление подачи; если это давление снижается, время извлечения корпуса шнека должно быть сокращено.
4. После завершения процесса укладки бетона МБУ необходимо отодвинуть от скважины. Грунт, вынутый при установке опоры, удаляется экскаватором.
5. После расчистки территории в скважине устанавливается люлька, а надземная часть опорной колонны заливается бетоном.
6. Укрепите сваи, как только полость будет заполнена бетоном и скважина будет очищена.

Примечание: Максимальный промежуток времени между заливкой бетона и установкой каркаса не должен превышать 20 минут.

Виды буроинъекционных свай

Классификация буронабивных свай основана на методе установки, в соответствии с которым применяется следующее

• BIS без дополнительной оболочки.
• БИС с обсадными трубами для скважины.
• BIS со спиральной намоткой.

Буронабивные сваи без втулок используются для устройства фундаментов в нормальных грунтах, которые содержат минимум грунтовых вод. Максимальный диаметр необсаженных буронабивных свай ограничен 180 мм.

При строительстве БИС без втулки тип подачи раствора выбирается в зависимости от их диаметра — либо самотеком в уже пробуренное отверстие, либо через инъекционную трубку, которая закачивает бетон в отверстие, как только бур достигает его дна. BIS без обсадной трубы должны быть усилены арматурной обоймой.

В грунтах с недостаточной несущей способностью (водонасыщенные грунты и грунты, склонные к сдвигам) скважина под BIS может быть усилена обсадной трубой. Этот тип труб представляет собой металлическую гильзу, помещенную в скважину и заполненную бетонным раствором.

Буронабивные сваи со спиральной навивкой устанавливаются иначе, чем обычные буронабивные сваи. Скважина для этого типа свай формируется путем бурения грунта шнековой головкой, закрепленной на инъекционной трубе. Нагнетательная труба оснащена армирующей обоймой, которая опускается в землю одновременно со скважиной.

Важное замечание: хотя обсадная труба скважины увеличивает стоимость строительства фундамента, она является гарантией прочности и долговечности фундамента и не должна игнорироваться в целях экономии средств.

Без дополнительной обсадки скважины

Метод непрерывного полого бурения (НППБ) более распространен за рубежом, но становится все более популярным и в России. Шнековый вал состоит из полого шнека и опускается в землю до достижения места установки. Почва поднимается на поверхность с помощью долота шнека. Свободное пространство заполняется бетонной смесью, которая под давлением закачивается в скважину.

Преимущество этого метода заключается в том, что он в 5-10 раз более производителен, чем метод обсадки. Давление раствора увеличивает уплотнение грунта вокруг сваи и одновременно уплотняет стенки канала, тем самым увеличивая прочность стержня.

Время, затрачиваемое на механическую обработку, сокращается, что приводит к улучшению окружающей среды, если установка производится в городских условиях. Работы по установке свай без обсадных труб производят меньше шума, так как нет необходимости удалять грунт с поверхности бура.

С обсадкой скважины

Строительство буронабивных свай с обсадными трубами

Суть технологии буронабивных свай заключается в использовании сегментированных труб многоразового использования. Элементы коллектора опускаются по мере продвижения скважины и удаляются после укладки следующей секции бетона. Секции удерживаются вместе с помощью технологических соединений или сварки.

Сверление осуществляется путем вращения, удара или вибрации, или с помощью комбинации методов. Для этого используются буровые установки, домкраты и вращатели. По прибытии сверло зачищается, и арматурная обойма опускается. Бетон укладывается путем постоянного уплотнения смеси для удаления пузырьков воздуха.

В зависимости от выбранной проектировщиком техники забивки свай, последовательность армирования и бросок раствора могут варьироваться. Наклонные или отвесные шпильки устанавливаются в напряженных условиях, когда невозможно использовать другие методы. Метод обсадки используется для прилегающих зданий, неустойчивых грунтов, дна водоемов.

С винтовой набивкой

Метод ввинчивания свай не требует бурения перед установкой сваи, так как на трубу надевается лопасть. Труба погружается в землю с помощью шурупов и устанавливается аналогично технике установки свай. Стальные секции свариваются вместе или соединяются проволочными узлами.

Инъекционные сваи, установленные с помощью винтов, имеют следующие преимущества

• Низкая стоимость обсадных труб и низкие трудозатраты.
• Быстрое возведение фундамента.
• Возможность самостоятельной установки.
• Предварительные земляные работы не требуются.

Винтовые сваи часто используются при строительстве частных домов. Закладывайте колья не только на конце, но и по всей поверхности трубы, если почва на участке рыхлая. Обсадная труба со временем корродирует, снижая защиту, и, кроме того, трубу трудно ввинчивать в твердые слои, такие как скальная порода.

Буронабивные сваи

Использование буронабивных бетонных свай (в том числе железобетонных) очень широко распространено благодаря их способности укреплять старые и разрушенные фундаменты в условиях плотной городской застройки. При укреплении оснований существующих дорог, подземных подземных сооружений и старых зданий вблизи существующих высотных зданий не происходит повреждения существующей структуры и нет необходимости запрещать эксплуатацию объекта во время восстановительных работ.

Идеальным основанием для буронабивных свай (железобетонных) являются плотные пески и обломочные породы, но использование свайных конструкций для усиления фундаментов допускается на любых, даже самых непригодных грунтах.

Буронабивные сваи бурятся с помощью бурового устройства, и при достижении проектной высоты скважина извлекается, а грунт очищается. Сборная арматурная обойма помещается в скважину и заполняется бетонной смесью через бункер. Бетонная смесь засыпается в скважину непосредственно из бетоносмесительной установки или из бункера готовой бетонной смеси.

При строительстве буронабивных свай в основном используются следующие методы.

• С использованием обсаженных труб.
• С использованием суспензионной смеси.
• С помощью сверла.
• С использованием двойного поворотного стола.
• Использование уплотнения почвы.

Помимо преимуществ буронабивных свай, стоит упомянуть и о недостатках конструкции.

• Низкая несущая способность.
• Высокая трудоемкость буровых работ.
• Трудности при креплении скважин в легких и водонасыщенных грунтах.

Буросекущие сваи

 

Процедура установки буронабивных свай в основном такая же, как и для буронабивных свай. Процесс установки буронабивных свай используется для создания полноценных подпорных стен «под землей». Буронабивные сваи ничем не отличаются от буронабивных свай, за исключением того, что они устанавливаются в линию с нулевым шагом. Используя метод буронабивных свай, они применяются для строительства подземных сооружений, таких как паркинги, подземные тоннели и метро, и могут быть установлены на большой глубине (до 30 метров).

Бурокасательные сваи

Этот тип фундамента используется, когда сваи подвергаются горизонтальным и вертикальным нагрузкам от действия грунта и фундаментов существующих зданий, обычно этот метод незаменим при работе в районах плотной застройки, он также используется для поддержки глубоких котлованов и выемок, которые приходится проводить в грунтах с твердыми частицами.

Преимуществами этого метода являются.

• Можно работать в ограниченном пространстве существующих районов плотной застройки.
• Этот метод не требует дополнительного дренажа или водопонижения.
• Использование технологии установки буронабивных свай значительно сокращает время работ.

Основные технологические схемы изготовления буроинъекционных свай

Глинистые почвы

На участках с глинистыми грунтами (средняя влажность, тип оседания 1-2) бурят скважины под буронабивные сваи размером до 180 мм, используя шнековый метод. В связи с высокими нагрузками рекомендуется выбирать шнек со сменным долотом и использовать шнек диаметром не более 6-10 мм, большим, чем диаметр шнека. Эта техника позволяет избежать обрушения стенки скважины при подъеме долота на поверхность — более влажный грунт, поднимающийся со дна скважины по спирали долота, покрывает стенку и действует как стабилизатор. При работе вдали от существующих зданий шнековое долото можно установить с помощью пневматического шнекового долота. После того как отверстие просверлено и в него помещена арматурная обойма, с помощью шланга или бетоновода вводится цементная смесь.

Если в глине необходимо пробурить отверстие диаметром 180 мм или больше, рекомендуется вводить цементный раствор до установки подрамника (для подрамников длиной до 5 м), чтобы избежать риска обрушения стенки скважины.

Строительство буронабивных свай в глинистых грунтах с диаметром свай 13-18 см

Строительство буронабивных свай в неувлажненных глинистых грунтах с диаметром свай более 18 см

I — Сверление отверстия. II — Установка арматурного каркаса. III — Бетонирование свайных фундаментов 1 — Буровая установка. 2 — Бронированная рама 3 — Инжекция шлангов. 4 — Готовые запасы. 5 — Бункер для вынутого грунта. 6 — Бункер для бетона. 7 — Воздуховоды.

Слабые почвы

Скважины в слабосвязных почвах склонны к деформации под воздействием влаги. В районах с такими грунтами буронабивные сваи устанавливаются под защитой обсадных труб для предотвращения обрушения стенки скважины. Бурение осуществляется вращательным или ударным способом, при котором бурильная труба извлекается и в подготовленный ствол обсадной трубы вставляется шланг или бетоновод. После полного заполнения скважины верхняя часть обсадной трубы соединяется с компрессором с помощью специальной насадки. Когда обсадная труба извлекается из скважины, бетонный раствор, образующий тело сваи, равномерно вдавливается вниз. Используя компрессор или насос с регулятором давления, оператор может увеличить диаметр сваи, создавая расширение в нужном месте. Недостатком этого метода является то, что он требует использования одноразовых обсадных долот, которые остаются в скважине после завершения работ.

Технические решения для изготовления буронабивных свай с помощью Извлекаемая обсадная труба (I-IV для водонасыщенных грунтов; I, V, VI для сухих грунтов)

I — бурение скважины. II, VI — Установка арматурных каркасов. III, V — бетонирование свай. IV — Испытание скважины под давлением и извлечение обсадной колонны. 1 — Корпус. 2 — Бронированная рама. 3 — Трубка для впрыска. 4 — Съемник с разъемом. 5 — Грязевой насос Chung. 6 — Штабель готовой продукции

Почвы с высокой поглощающей способностью

Если в пределах длины сваи имеется сильно впитывающий слой почвы, то бурение через него может стать серьезной проблемой. Если речь идет о скалистых прослойках, то целесообразно выбрать буронабивные сваи с трубчатым армированием. После закачки промывочной жидкости в скважину в нее помещается полая армирующая труба с дополнительными отверстиями в стенках, закрытая резиновой мембраной. После того как очищающая жидкость затвердеет и стабилизирует стенки скважины, в скважину подается цементная смесь. Резиновая мембрана разрывается, и цементная смесь выходит за пределы затвердевшей бентонитовой оболочки, создавая расширение в нужной точке.

Схема устройства свай с трубчатым армированием

I — Установка скважины. II — Заполнение скважины цементным раствором. III — Установка арматуры. IV — Опрессовка скважины. 1 — Корпус трубы. 2 — инжекторная трубка; 3 — трубчатая арматура 3 — Трубчатая арматура. 4 — Спринцовка с двойным тампоном

Камень или бетон

Многие проекты предусматривают усиление существующих плитных или ленточных фундаментов буронабивными сваями. Отверстия делаются в толще каменного или бетонного фундамента с помощью трехконусного бура, также рекомендуется использовать скважины или промоины. Если бетонная конструкция также содержит железную арматуру, она вырезается вместе с сердечником. Если фундамент, подлежащий усилению, неустойчив, имеет трещины или пустоты, в толще бетона делается пилотное отверстие на глубину не более 80 см и в просверливаемое отверстие вклеивается одноразовая токопроводящая трубка. После заполнения отверстия цементным раствором под давлением труба-проводник герметизируется. Эта техника позволяет заполнить все трещины в бетонном фундаменте ниже уровня трубы-проводника и эффективно укрепить фундамент изнутри.

Усиление деревянных фундаментов

I — Сверление отверстий для кондуктора. II — Монтаж проводниковой трубы. III — Бурение инъекционных скважин и бетонирование полостей и трещин. IV — Производство буронабивных свай 1 — Ведущая скважина. 2 — Свинцовая труба. 3 — Раствор для затирки 4 — Временные заглушки 5 — Раствор в трещинах кладки. 6 — железистый проток. 7 — Сваи с буронабивным ростверком

Сфера использования

Чаще всего буронабивные сваи используются в тех случаях, когда невозможно установить забивные сваи. Однако это не единственная область их применения. Строители также могут использовать эту технологию, если

• Нестабильные почвы требуют фундамента.
• Когда требуется превысить расчетные нагрузки, основную конструкцию необходимо усилить — добавляется облицовка на поверхность внешних стен, строятся мансарды и устанавливаются надстройки.
• Природный ландшафт должен быть защищен от повреждений при строительстве.
• Исправление наклона здания из-за неравномерной усадки существующей оболочки.

Основное отличие буронабивных свай от буронабивных фундаментов заключается в способе ввода цементного раствора в скважину.

Методика постоянно совершенствуется, принимая во внимание качественный состав почвы и близость потока грунтовых вод.

В результате сегодня существуют следующие методы.

1. Инъекционные колонны с обсадной трубой используются в районах с хрупкими почвами, где зимой часто случаются морозные обвалы. Обсадка осуществляется с помощью металлической гильзы, установленной в скважине. Затем заливается бетонный раствор.
2. BIS без дополнительных рукавов используются на стабильных почвах с небольшим количеством грунтовых вод. Эти опоры имеют максимальный диаметр 18 см. Скважины армируются и заполняются бетоном сразу после достижения необходимой глубины.
3. Намоточные опоры отличаются использованием специальной технологии. Они высверливаются с помощью специального винтообразного наконечника. Усиление осуществляется одновременно с бурением.

Обсадная труба увеличивает стоимость фундамента, но она обеспечивает устойчивость и длительный срок службы.

Усиление несущих конструкций сооружений

Применение буронабивных свай рекомендуется в случаях повышения требований к несущей способности конструкций (дополнительные этажи, расширение мостов и эстакад, установка более тяжелого промышленного оборудования) и в случаях аварийной осадки зданий и сооружений вследствие изменения геологических условий, износа или перегрузки несущей конструкции. Благодаря современным технологиям установки буронабивные сваи можно использовать для укрепления фундаментов существующих зданий, даже в условиях плотной городской застройки и на участках с проблемными геологическими условиями.

Укрепление несущих конструкций В случае экстренного сокращения	Укрепление несущих конструкций В случае недопустимых горизонтальных перемещений
1 — Существующие фундаменты; 2 — Свайные сваи; 3 — Слабые грунты; 4 — Плотные грунты

Создание новых объектов вблизи уже существующих сооружений

Строительные проекты, предусматривающие минимальные расстояния от существующих сооружений, являются одними из самых сложных с технической точки зрения. Для защиты фундамента и стен от вибраций и высоких нагрузок во время строительства и последующей эксплуатации нового сооружения их укрепляют буронабивными сваями. Использование свай позволило свести к минимуму риск деформации грунта, неоправданных оседаний и перемещений в процессе строительства. Благодаря использованию небольших буровых машин и мобильного бетонного оборудования, буронабивные сваи можно устанавливать даже в ограниченном пространстве (строительство тоннелей, расширение зданий, усиление существующих фундаментов, создание подземных парковок).

Строительство туннеля вдоль Существующее здание	Надстройка существующего здания
1 — Существующие фундаменты; 2 — Новые фундаменты на сваях

Коррекция крена здания

Повышение уровня грунтовых вод, внутренние наводнения и ухудшение структуры часто приводят к значительной неравномерной осадке сооружений, построенных на традиционных плотовых или столбчатых фундаментах. В таких случаях единственным способом остановить разрушение исторического здания является использование буронабивных свай. Существует две техники, которые могут быть использованы для исправления наклонов.

• Фундамент усиливается сваями в точке максимальной осадки, а через необходимые промежутки времени усиливаются и другие точки фундамента, проседающие до необходимого уровня.
• Самый нижний участок фундамента укрепляется предварительно пробуренными сваями, а затем фундамент ослабляется путем замачивания или выемки грунта, искусственно опуская остальные участки фундамента на ту же высоту.

Коррекция прогибов здания 1 — Положение фундамента до укрепления. 2 — Буронабивные сваи, усиленные на первом этапе. 3 — Сваи, усиленные на втором этапе. 4 — Сваи, усиленные на третьем этапе

Строительство на проблемных грунтах

Во многих случаях установка буронабивных свай является единственным способом создания прочных и устойчивых фундаментов для различных объектов. Использование свайно-опорных конструкций особенно рекомендуется в следующих случаях

• Строительство на грунтах с крупными скальными включениями или сильными оседаниями.
• Строительство на участках с уклонами более 8%.
• Фундаменты на мягких грунтах, где толщина глубокого твердого грунта недостаточна.
• Строительство на участках с болотистой почвой или высоким уровнем грунтовых вод.

Фундаменты для усиленных фундаментов оборудования	Фундаменты опор мостов в сложных грунтовых условиях
1 — сваи; 2 — заполнители; 3 — фундаменты

Создание фундамента «стена в грунте»

Фундамент «земляной вал» — один из самых современных типов опорных конструкций, позволяющий строить большие высотные здания даже на рыхлых, мягких и обводненных грунтах. Кроме того, конструкции «земляных стен» широко используются в качестве подпорных стен для защиты от оползней и в качестве непроницаемых покрытий для защиты подземных сооружений от грунтовых вод. Суть техники земляных стен заключается в создании узкой траншеи или серии отверстий, которые заполняются цементной смесью. В районах плотной застройки можно использовать буронабивные или инъекционные сваи «земляные валы», чтобы в кратчайшие сроки создать прочную опорную конструкцию и избежать повреждения фундаментов соседних зданий.

Подпорные стены для защиты от оползней

Создание фундамента «земляной насыпи»

Спецтехника для установки свай

Мобильные буровые установки (МБУ) используются для создания фундаментов под скважины на месте. Наиболее распространенным типом МБУ, используемым при строительстве фундаментов, является колесная МБУ.

Буровое оборудование МБУ расположено на основной платформе и крепится к транспортному шасси с помощью шарнирного соединения. В зависимости от типа платформы специальное оборудование может быть поворотным или стационарным. Для бурения каждой следующей скважины необходимо переставлять МБУ с ее неподвижным механизмом, тогда как наличие роторного оборудования позволяет машине бурить несколько скважин одновременно, учитывая их положение.

Основной рабочей частью МБУ является буровая колонна, состоящая из вращателя, шнековой головки, подъемного цилиндра, вращателя и металлической мачты, по которой перемещается шнековая головка.

Верхняя часть шнекового долота оснащена заглушкой для предотвращения заполнения скважины грунтом во время разработки полости. В конце бурения, когда заливается бетон, раствор, подаваемый через скважину, выдавливает пробку из ее нормального положения.

Бетон закачивается в скважину с помощью бетононасоса. МБУ соединяется с бурильной трубой с помощью вертлюга, соединенного с подающим шлангом. Допустимое давление транспортировки бетонного раствора составляет 10 мПа.

Для установки в полости клетки используются подъемники. При установке опор размером до 5 м арматура опускается в скважину под собственным весом, но при работе с более длинными конструкциями для армирования используется дополнительный вибропогружатель.

Основные аспекты выбора бурильных установок

Каждая буровая установка должна быть выбрана в соответствии с определенными критериями.

Общая нагрузка во время движения вверх и вниз наиболее массивных компонентов не должна превышаться.

Динамические и статистические рабочие нагрузки должны рассчитываться специалистами, а допустимые нагрузки должны быть указаны в техническом паспорте.

В зависимости от транспортабельности, буровая установка должна выбираться в соответствии с топографическими условиями, типом почвы, климатическими условиями, условиями местности и т.д. Также учитываются условия бурения, глубина и особенности скважины и ее обустройства. Важным фактором является грузоподъемность машины. Выбор машины по ее грузоподъемности сводится к определению веса бурильной трубы и дополнительных инструментов.

Устройство буронабивного фундамента

Этот тип фундамента используется не только в промышленном строительстве, но и в частном домостроении. Для строительства фундаментов на буронабивных сваях требуется специальное оборудование, но это быстрее и дешевле, чем популярные ленточные фундаменты. Важной особенностью буронабивных фундаментов является возможность их самостоятельной сборки с помощью ручных или электрических дрелей.

Перед началом работы необходимо подготовить инструменты и материалы.

• Рулетка, моток веревки, набор кольев и молоток для разметки.
• Бурение — ручное, электрическое или с приводом от двигателя.
• Опалубка из рубероида, пластика, железобетона или асбестоцемента, поэтому их можно оставлять в колодце, для промышленных зданий понадобятся съемные обсадные трубы.
• Арматурная сталь для строительных лесов и стрел.
• Инструменты для смешивания бетона, цемент, заполнители, песок.

Необходимые расчеты

Для того чтобы правильно рассчитать количество буронабивных свай, необходимо определить общий вес здания (вес стен, перекрытий, коммуникаций, мебели и т.д.). Учитывая, что сваи изготовлены из бетона марки М300 со стандартным армированием, несущая способность буронабивной сваи приведена в таблице.

Диаметр сваи, мм площадь опоры, см² грузоподъемность, кг объем бетона, м³ количество вертикальной арматуры, шт расход арматуры, на м

150	177	1062	0,0354	3	7
200	314	1884	0,0628	4	9
250	491	2946	0,0982	4	10
300	707	4242	0,1414	6	14
400	1256	7536	0,2512	8	18

Переносные буровые установки могут использоваться для бурения отверстий диаметром до 200 мм, поэтому они чаще всего применяются в частном строительстве.

Для расчета глубины заложения опоры находят глубину проникновения мороза для данной местности и добавляют 20 см. Например, если глубина промерзания достигает 1,3 метра, буронабивная свая опустится на глубину 1,5 метра. На рыхлых, сыпучих, болотистых и текучих почвах потребуются дополнительные исследования, а при наличии погребенных слоев твердых пород необходимо будет добраться до них.

Для расчета количества свай необходимо разделить массу здания на несущую способность одной сваи и умножить результат на коэффициент погрешности 1,2. Этот коэффициент учитывает любые неточности в весе надстройки, мебели или снеговых нагрузок.

Подготовка и разметка

Планирование фундамента начинается с плана свайного поля, на котором показано расположение буронабивных свай. Диагонали должны быть измерены по углам, чтобы убедиться, что участок прямоугольный и должен быть равным.

Первые четыре буронабивные сваи устанавливаются в углах, а остальные должны быть равномерно распределены под несущими стенами. Гвозди забиваются в места, где будут просверлены отверстия.

Расстояние между буронабивными сваями и надстройкой не должно превышать 2 метров, но не должно быть меньше 3 диаметров сваи, чтобы не нарушить структуру грунта.

Монтаж

После завершения подготовительного этапа буронабивные сваи можно устанавливать вручную. С помощью ручного, механического или электрического бура скважина бурится на заданную глубину в соответствии с разметкой.

В скважину опускается сборная арматурная обойма и устанавливаются обсадные трубы. Они могут быть изготовлены из металла, пластика, рубероида, асбеста или железобетона. В частных зданиях они используются в качестве несъемной опалубки для будущих буронабивных свай. Главным условием является точная вертикальная установка в соответствии с горизонтальной линией.

Пространство между обсадной трубой и скважиной заполняется грунтом и регулярно уплотняется. Необходимо проверить вертикальность труб. Высота свай проверяется гидравлическим или лазерным уровнем, чтобы обсадная труба была горизонтальной. Если труба высокая, ее отрезают, а арматурный каркас остается в качестве основы для связывания стоек.

Бетонный раствор M300 заливается в подготовленную опалубку и уплотняется ручным трамбовщиком или вибратором. Залитые буронабивные сваи остаются на месте до полного затвердевания бетона в течение 2-3 недель.

Заливка ростверка

Для обеспечения максимальной прочности буронабивной свайный фундамент соединяется с верхней конструкцией — железобетонным брусом или рамой. Он равномерно распределяет давление по всем сваям. Структура крыши аналогична структуре стандартного ленточного фундамента. Единственное отличие заключается в том, что его нижняя часть, с точки зрения веса, не опирается на землю и не погружается в нее. Основание фундамента не заглубляется в грунт, а поддерживается на проектной высоте оголовками свай, поднятыми над землей.

Ширина колонны равна толщине несущей стены, а высота — для деревянных и пенобетонных стен — равна ширине. Для каменных и кирпичных конструкций она на 50% больше ширины. Основание отливается в несколько этапов.

• Устанавливается опалубка коробчатой формы, в которой пробиваются отверстия для свай и будущих коммуникаций.
• Общая насыпь должна была быть усилена в соответствии с требованиями к железобетонной конструкции, при этом каркас крепился к выступающей арматуре буронабивных свай.
• Бетонную смесь заливали в формы, давали ей полностью застыть, а затем формы удаляли.
• Поверхность гидроизолируется двумя слоями полос ламинированной бумаги или герметизирующим составом.

Рекомендации по применению

При невозможности забивки свай методом забивки можно использовать БИС. в этом случае окружающий грунт разрыхляется и в скважину насыпается земля, что увеличивает котлован и рабочий диаметр свай.

Штанги для скважинной инъекции используются в следующих ситуациях

• Усиление фундаментов зданий, стен котлованов и подпорных стен.
• Строительство фундаментов на грунтах со сложными характеристиками.
• Строительство в плотно застроенных жилых районах.
• Устранение наклонов и оседаний зданий.

Расчет опор включает в себя сбор нагрузок и определение их типа. Если предполагается сдвиг, кручение или разрыв, то в дополнение к сжатию применяется армирование по всей длине оболочки. Перед выбором проводятся исследования для определения местоположения эрозионных потоков подземных вод и определения их воздействия на материал опоры.

Основные преимущества

Основным преимуществом монолитных фундаментов является абсолютное отсутствие вибраций во время строительства.

Кроме того, к преимуществам относятся.

• Повышенные прочностные характеристики фундамента и конструкции самого дома.
• Сокращение времени строительства, так как установка просверленных реактивных кронштейнов максимально автоматизирована и не требует привлечения неквалифицированной рабочей силы.
• Возможность установки в ограниченном пространстве.
• Сокращает затраты на материалы и, соответственно, сроки строительства.
• Возможность установки без нарушения почвы.
• Огромный спектр применения — несущие конструкции для домов, стены котлованов, фундаментные работы.
• Используя метод заполнения скважин, можно строить здания в тех местах, где обычные свайные фундаменты не могут быть использованы из-за риска повреждения близлежащих домов.
• Работы могут проводиться в зимнее время.

Буронабивные сваи — это современная, высоконадежная технология, имеющая множество неоспоримых преимуществ.

Недостатки при обустройстве

Существуют определенные недостатки использования техники сверления. Например, в отличие от забивных и буронабивных свай, при установке этих свай не происходит искусственного уплотнения грунта. Другими словами, их несущая способность находится на уровне естественного состояния.

Использование буронабивных свай обычно невозможно из-за риска того, что грунтовые воды выдавят бетонную смесь из грунта до того, как она высохнет. Этот процесс происходит при строительстве фундаментов на песчаных обводненных почвах с высоким коэффициентом фильтрации и активным движением грунтовых вод.

Некоторые сомнения в качестве выполненных фундаментов могут быть вызваны и технологией их устройства. Часто бывает трудно погрузить арматурную обойму в бетон, и при низком давлении глубина погружения обоймы не превышает 75-85% длины опоры. При более высоком давлении арматура проседает, в результате чего целостность арматуры нарушается и она выступает из несущей стены. Это означало, что нижняя часть сваи была почти не укреплена.

Однако сегодня не известно ни одного серьезного инцидента, связанного с деформацией буронабивных свайных фундаментов. В последние годы их использование только увеличивается.

Усиление фундамента буроинъекционными сваями

Аварийные фундаменты должны быть усилены BIS сразу же после обнаружения оседания. Первым признаком оседания является растрескивание стен. Усиление также является важной частью процесса подготовки существующего здания к пристройке.

Процесс укрепления фундаментов с помощью BIS осуществляется в несколько этапов.

• Проектные расчеты выполняются для определения оптимального диаметра и глубины погружения свай.
• Подготовлена площадка и развернута буровая установка.
• На основании проектных расчетов производится наращивание периметра провалившегося фундамента.
• Скважина бурится и заполняется бетонным раствором.
• Сваи были усилены арматурными обоймами, а бетон был уплотнен (компактирование).

Формирование стоимости

В большинстве случаев процесс буронабивных свай включает в себя ряд строительных этапов: разметку места установки сваи, бурение скважины, сварку арматурной обоймы, установку арматуры в полость и заполнение скважины бетоном с помощью глубинного вибратора. Другими словами, общая стоимость буронабивной сваи складывается из следующих компонентов.

1. Стоимость буровых работ (глубина бурения).
2. Цена водо-песчаной или песчано-цементной смеси (объем необходимого раствора).
3. Стоимость арматуры и стоимость сборки арматурного каркаса.
4. Амортизация специального оборудования, используемого на строительной площадке.
5. Дополнительная плата, если процесс работы осложняется рельефом местности (тип и сложность рельефа).

Правильно рассчитанный и правильно установленный буронабивной свайный фундамент подходит для строительства любого сооружения на неустойчивых грунтах. В отличие от ленточных фундаментов, свайные фундаменты намного дешевле. Установку буронабивных свай следует доверять только опытному строителю. Только так можно заложить действительно прочный фундамент для здания.