Технология погружения буроопускных свай

Технология погружения буроопускных свай

В последнее время активно ведется жилищное и гражданское строительство в северных районах нашей страны. Для устройства фундаментов зданий и сооружений, возводимых в условиях вечной мерзлоты или других специфических условиях, лучше всего подходят буроопускные сваи. Любые фундаменты возводятся с учетом строгого последовательного исполнения всех звеньев технологической цепочки и соблюдением строительных норм и правил, а в северных климатических условиях при наличии постоянного промерзания грунтов к подбору и устройству свайных фундаментов нужно отнестись более ответственно.

Буроопускные сваи особенности конструкции

Суть буроопускной технологии монтажа свай заключается в установке железобетонных конструкций внутрь предварительно разработанных скважин, диаметр которых превышает сечение сваи на 50-100 мм.

Между сваей и стенками полости формируется пространство, заполняемое песчано-глинистым, известковым либо цементным раствором, который после монтажа сваи смерзается со стенками столба и грунтом, что обеспечивает дополнительную устойчивость железобетонной сваи.

Глубина разрабатываемых скважин подбирается в соответствии с проектом свайного фундамента так, чтобы после установки столба заданной длины сохранялся требуемый нулевой уровень погруженной опоры (высота выступающего над грунтом участка сваи).

Пробуренная полость перед монтажом сваи заполняется раствором на 1/3 от общей глубины. В процессе опускания железобетонная конструкция выдавливает раствор и он равномерно распределяется по пространству между стенками сваи и скважины.

Совет эксперта! Также существует практика обустройства буроопускных свай с частичным заполнением полости раствором, который заполняет ее до уровня границы промерзания почвы. Оставшаяся часть полости засыпается непучинистым грунтом (песком либо песчано-гравийной смесью).

Рис. 1.1: Схема конструкции буроопускной сваи

Для установки в скважину применяются железобетонные сваи квадратного сечения (маркировка «С») и сваи-оболочки («СО»). В случае применения свай-оболочек их внутренняя полость подлежит последующему бетонированию.

Габаритные характеристики используемых свай определяются согласно расчетам. Могут применятся конструкции сечением от 25*25 до 40*40 см. длиной до 16 метров включительно. При строительстве объектов с повышенными требованиями к надежности используются составные сваи длиной до 32 метров, переносящие нагрузку от здания на глубинный высокотвердый грунт.

Рис. 1.2: Бурение с применением обсадных труб под буроопускные сваи

Монтаж буроопускных свай, как правило, выполняется под защитой инвентарных обсадных труб. Конструкция погружается в почву в процессе бурения полости и демонтируется после установки сваи и ее бетонирования. Обсадка необходима для предотвращения попадания в пространство между стенками сваи и шурфа обвалов земли и грунтовой влаги.

Сфера применения

Технологию применяют в таких ситуациях:

  • при строительстве на сильно заболоченных участках, где несущий пласт находится на значительной глубине.
  • при закладке фундамента на участке с плотной застройкой;
  • для реконструкции основания старых сооружений и памятников архитектуры;
  • для укрепления стенок котлована;
  • для усиления фундамента перед увеличением эксплуатационных нагрузок.

Преимущества и недостатки буронабивных свай

Применение этой технологии устройства фундаментов имеет свои особенности, плюсы и минусы.

Преимущества:

  • Минимальный объем земляных работ. Монтаж выполняется без рытья котлованов и траншей.
  • Высокая несущая способность. Один свайный столб выдерживает вес от 2 до 8 тонн.
  • Безопасность. В процессе бурения и последующих этапов монтажа не создается динамических нагрузок на почву. Установку можно выполнять в условиях плотной застройки.
  • Надежность. Неограниченная длина опор позволяет достичь плотных несущих пластов, залегающих на большой глубине.
  • Длительный срок службы. Срок эксплуатации свайных фундаментов составляет 80 лет.
  • опоры одного диаметра и длины могут иметь разную несущую способность;
  • значительная часть работ выполняется вручную;
  • большой расход бетонного раствора;
  • сложность монтажных работ.

Буроопускные сваи

Технология устройства фундаментов из буроопускных свай разработана специально для районов с вечномерзлыми грунтами.

Способ погружения опор включает выполнение основных технологических операций:

  • Погружение свай квадратного сечения в заранее приготовленную скважину, превышающую по размерам погружаемую опору.
  • Заполнение зазора между свайной опорой и стенками скважины бетонным раствором.

Свайные опоры, принимая нагрузку от веса здания и прочих воздействий, перераспределают ее на нижние слои почвы, а также на боковые поверхности, сжимаемые грунтом.

Промышленность выпускает прямоугольные буроопускные опоры из металла. Внизу ствола имеется уширение с закрепленным опорным элементом и ребрами жесткости. Между телом сваи и наконечником устанавливается специальная цилиндрическая вставка, которая определяет несущую способность всей опорной конструкции.

Допускается применять для устройства фундаментного основания сваи квадратного сечения и сваи-оболочки. Для повышения прочности последних опор, требуется выполнить бетонирование внутренней полости после завершения монтажных работ.

Габариты свайных опор принимаются согласно проектным расчетам. Для обеспечения повышенной прочности могут быть применены составные опоры, при условии их обязательного опирания на твердое основание.

Рекомендуем посмотреть видео, рассказывающее о процессе монтажа опор в мерзлых почвах.

Надежность во всем

Решение проблем с фундаментом в начале стройки значительно сэкономит вам время и деньги, нежели выбор свай под уже построенный дом. При покупке, оценивайте каждое свойство свай по отдельности, опираясь на тип вашего будущего строения и анализируя плюсы и минусы обоих видов.

Определиться с выбором или подобрать идеальный вариант забивных и буронабивных свай для вашего фундамента — помогут эксперты Юнимарт с 15-летним стажем на строительном рынке. Звоните по телефону +7 (495) 981-69-21 или приезжайте в наш шоурум на Новорижском шоссе, мы ответим на все ваши вопросы!

Сферы применения

В промышленном и гражданском строительстве устройством буросекущих свай решается ряд задач, связанных с укреплением несущей способности фундаментов зданий и сооружений, расположенных в районах с плотной застройкой и в стесненных условиях в непосредственной близости от инженерных коммуникаций. Их применяют не только для ограждения котлованов, но и в других элементах с особыми условиями строительства:

  • Устройство опорных оснований ленточных фундаментов.
  • Стены подземных паркингов, складских помещений.
  • Укрепление стен и фундаментных оснований объектов, находящихся в аварийном состоянии или исторических памятников архитектуры.
  • Строительство подземных тоннелей железнодорожного полотна, автомагистралей, метрополитена, пешеходных переходов.
  • Возведение фильтрационных дамб, плотин и других гидротехнических сооружений.
  • Укрепление береговой линии и осыпающихся склонов.

Устройство защитного сооружения «стена в грунте» используется не только в строительстве. В экологии опоры БСС выполняют функцию надежного барьера, защищающего почвенный грунт от вредного воздействия промышленных отходов химического производства. Этим методом строятся стены шламонакопителей металлургических заводов, отстойников нефтеперерабатывающих комбинатов и других подземных сооружений хранения продуктов переработки крупных промышленных гигантов.

Такой же технологией пользуются в защите грунтов от горизонтальных смещений, возникновения оползней и деформации почвы от поперечных усилий.

Укрепление стен котлована в условиях плотной городской застройки.

Опыт работы — более 10 лет.

Уширителем для разбуривания (стальным цилиндром с комплектом выдвигающихся ножей) при вращении штанги срезают грунт. Срезанный материал поступает в грунтосборник инструмента и далее на поверхность.

Когда ствол уже пробурен, в него опускают штангу с уширителем на конце. На проектной отметке раскрытие происходит механически: к штанге прикладывается вдавливающее усилие. Лопасти раздвигаются, отклоняясь от вертикали в среднем на 60º, благодаря чему выполняется уширение, в 2-3 раза превосходящее по размерам сечение скважины.

Читайте также  Пуфик под обувь

Далее начинается вращение, грунт срезается и попадает в цилиндр. Когда цилиндр заполнен, бур вынимают и вычищают грунт.

Главное неудобство этой технологии – необходимость в поднятии бура для очистки.

Пантографный уширитель для устройства свай с лучевидным уширением включает в себя режущий механизм и грунтосборник. Резец – это система шарнирно-закрепленных лопастей, подсоединенных к концу штанги. Функционирует аналогично предыдущей конструкции, основной недостаток тот же: спускоподъемные операции занимают до трети времени.

Типовая конструкция универсального раскатывающего уширителя выглядит следующим образом. На двух коаксиально расположенных валах размещены скользящая и фиксированная муфты. К муфтам шарнирным креплением подсоединен породоразрушающий механизм. Рабочие валы подсоединены к бурильному валу, могут взаимно фиксироваться либо работать автономно. Наружный имеет функцию продольного перемещения: она позволяет выполнять уширения различной формы.

2.10. Устройство буроопускных свай с уплотненным основанием.

2.10.1. Буроопускные сваи с уплотненным основанием могут выполняться двух видов: с основанием, уплотненным вибрационным способом в песчаных грунтах (рис. 2.10.1,а), и с уширенной пятой и уплотненным основанием в песчаных и глинистых грунтах (рис. 2.10.1,б)

а б
Рис. 2.10.1. Технологическая схема устройства буроопускных свай:
а — с уплотненным основанием; б — с уширенной пятой; 1- буровая скважина; 2 — ствол сваи; 3 — вибропогружатель; 4 — уплотненное основание; 5 — бетонная смесь; 6 — уширенная пята

2.10.2. Диаметр сборного ствола свай следует принимать в пределах 600-1000 мм, а длину назначать с учетом инженерно-геологических условий и конструктивных особенностей здания или сооружения, но не менее 3 м.

2.10.3. Ствол сваи армируют сварным каркасом с продольными стержнями рабочей арматуры и распределительной арматурой в виде хомутов или спиралей, шаг которых принимается в зависимости от размеров свай и нагрузок. Стержни продольной арматуры рассчитываются на знакопеременную нагрузку от возбуждающей силы вибропогружателя. Конструкция сваи диаметром 800 мм показана на рис. 2.10.2.

Рис. 2.10.2. Конструкция ствола сваи:
1 — стержни продольной арматуры; 2 — хомуты; 3 — стальной оголовок из листа толщиной 8 мм; 4 — строповочная проушина; 5 — строповочная скоба

2.10.4. Голова сваи снабжается металлическим трубчатым оголовком длиной 200 мм, к которому с внутренней стороны привариваются стержни продольной арматуры, а с наружной стороны — строповочные проушины. Оголовок служит также для соединения на сварке с переходным патрубком вибропогружателя.

2.10.5. Бурение скважин ниже уровня грунтовых вод следует выполнять под защитой извлекаемой обсадной трубы при избыточном гидростатическом давлении воды.

2.10.6. Диаметр бурения должен быть больше диаметра ствола сван: при длине сваи до 5 и на 20-30 мм, а при длине от 5 до 10 м на 50-80 мм.

2.10.7. Глубина бурения скважины определяется необходимым положением сваи с учетом ее дополнительной осадки в результате вибрационного уплотнения основания или погружения сваи, связанного с формованием уширенной пяты (устанавливается пробным устройством опытных свай, предназначенных для статического испытания).

2.10.8. Готовый ствол сваи опускают в пробуренную скважину при помощи грузового полиспаста буровой установки или специальным стреловым краном, после чего из скважины извлекают кондуктор (металлический патрубок), служивший для закрепления устья скважины, или обсадную трубу.

2.10.9. Основания свай уплотняют низкочастотным вибропогружателем типа ВП в режиме вибротрамбования. Система свая-вибропогружатель представляет собой мощную трамбовку, обладающую большой массой, с размахом колебаний до 20-22 мм при частоте 7-8 Гц.

2.10.10. Вибрационное воздействие на основание с целью его уплотнения осуществляется залогами продолжительностью 3-5 мин. Признаком прогрессирующего уплотнения основания является уменьшение амплитуды колебания системы. После каждого залога замеряют размер осадки сваи. За отказ принимается скорость осадки в двух последних залогах, не превышающих 1 см/мин при номинальных оборотах вибропогружателя.
Суммарная продолжительность вибрации сваи независимо от размера отказа должна быть не менее 15 мин.

2.10.11. Сваи с уширенной пятой допускается выполнять только в необводненных скважинах. Вибрационное воздействие, с целью формирования уширенной пяты, осуществляется в режиме погружения сваи. Бетонная смесь укладывается на дно скважины слоем толщиной 2 d. Затем свая погружается в бетонную смесь на глубину, равную размеру ее диаметра. При соблюдении этих условий диаметр уширенной пяты получается равным 1,5d.

2.10.12. При устройстве; буронабивных свай с уширенной пятой, работающих на выдергивающие нагрузки, необходимо предусматривать выпуски стержней продольной арматуры в нижнем конце для связи с уширенной пятой.

2.10.13. Для вибрационного погружения свай и уплотнения основания, в зависимости от их размеров, можно использовать вибропогружатели ВП-1, ВП-3, ВП-30А, ВП-80 или ВП-60-120.

2.10.14. Расчетная нагрузка, допустимая на буроопускную сваю с уплотненным основанием, работающую на осевую, вдавливающую нагрузку, определяется по расчёту.

2.10.15. Для уточнения несущей способности на каждом объекте до начала производства свайных работ необходимо провести испытание опытных свай пробной статической нагрузкой в соответствии с требованиями СНиП и настоящего руководства.

2.10.16. При устройстве буроопускных свай с уплотненным основанием должны составляться журнал бурения скважин и погружения стволов свайи журнал вибрационного воздействия на сваи.