Бурение с обсадной трубой

Для прочного и функционального фундамента часто используются буронабивные сваи. Это вид свайных оснований, когда бетон заливается в сделанную в грунте скважину, в которой размещен армирующий каркас. На сыпучих грунтах для укрепления применяются специальные опалубки или обсадная труба. Эта технология подходит для строительства загородных домов, промышленных объектов. Ее используют для работ в городской черте, где окружающим зданиям противопоказана вибрация.

Знакомимся с буронабивным фундаментом

Идея буронабивного основания очень простая: там, где невозможно с минимальными затратами докопаться до плотного грунта, можно использовать длинные столбики-стойки. Для соединения их в общую конструкцию используется ростверк – монолитная железобетонная лента, связывающая оголовки свай.

Полезно знать о том, что сваи сильно отличаются от обычных массивных фундаментов по характеру взаимодействия с грунтом. Свая передает нагрузку двумя путями: через нижний торец (пятку) и через боковую поверхность за счет сил трения между стенкой и грунтом.

В зависимости от того, какая часть конструкции включена в работу, все буронабивные сваи делят на два типа:

  • Стойки.
  • Висячие.

Свая-стойка опирается на плотный почвенный слой. Висячая конструкция держит нагрузку только за счет силы контакта с окружающим грунтом. Поскольку плотное природное основание залегает достаточно глубоко, то значительная часть буронабивных конструкций относится к висячему типу.

Классификация, расчет и другие важные параметры, без которых невозможно выполнить устройство буронабивных свай, содержатся в СНиП – настольной книге всех проектантов и подрядчиков. Застройщик может руководствоваться готовыми таблицами из этого норматива. В них указывается несущая способность опорных стоек. Зная ее и определив вес здания, можно подобрать нужное количество свай.

  • Таблица для определения несущей способности 1 м/п буронабивной сваи-стойки

Данные, указанные в таблице, ориентировочные. Точное значение несущей способности буронабивной сваи рассчитывают по формуле, учитывающей несколько параметров:

  • диаметр;
  • марку бетона;
  • вид армирования;
  • глубину бурения;
  • механическую прочность грунта.

После всего сказанного, возникает вопрос: для каких зданий оправдано строительство буронабивного фундамента с ростверком? Некоторые застройщики считают, что такая конструкция не способна выдержать большие нагрузки, поэтому используют ее только для легких каркасных зданий, а также домов из бруса, газо или пенобетона. Это не так. На сваях сегодня стоят тысячи кирпичных девятиэтажек и никто не сомневается в их надежности.

Прочность буронабивной стойки, изготовленной в полевых условиях немного ниже, чем у конструкции, прошедшей полный цикл заводской обработки. Тем не менее, ее с запасом хватит для возведения кирпичного дома.

Главным условием качества в этом случае является правильный расчет и точное соблюдение технологии, включающей несколько этапов:

  1. Бурение скважины под буронабивные сваи (ручной мотобур или более мощная передвижная установка).
  2. Монтаж обсадной трубы (в сыпучих и сырых грунтах).
  3. Установку арматурных каркасов.
  4. Бетонирование скважины.
  5. Отсыпку песчано-щебеночной подушки под ростверк (толщина 10-15 см), компенсирующей подъем грунта в результате морозного пучения.
  6. Монтаж опалубки над поверхностью земли, установку арматуры и заливку ростверка, связывающего сваи.

Буронабивные или винтовые сваи: что лучше?

При строительстве на просадочных, болотистых и мягких почвах используются как буронабивные, так и винтовые фундаменты. Однозначно ответить на вопрос, что лучшее, сложно.

Считается, что винтовые сваи являются более надежной конструкцией, выдерживающей высокую проектную нагрузку. Их установка производится быстрее, чем монтаж буронабивных свай, они сразу готовы нести полноценную нагрузку, не нужно дополнительное время на застывание раствора.

Буронабивные сваи.

Винтовые сваи подлежат ремонту, но его процесс считается несложным. Также в случае необходимости их можно использовать повторно. Но в то же время они обладают существенным недостатком по сравнению с буронабивным фундаментом — стоят дороже.

Достоинства и недостатки буронабивных свай

Достоинства:

  • бурение под сваи происходит без рытья котлованов или траншей (то есть объем земляных работ минимальный);
  • способность выдерживать большие нагрузки (от 2 до 8 тонн: в зависимости от диаметра опоры);
  • неподверженность коррозии;
  • бурение скважин не влияет на фундаменты соседних построек, так как динамические нагрузки на почву отсутствуют (работы можно производить вблизи от уже существующих зданий, в густонаселенных районах);
  • длина свай обеспечивает упор фундамента на плотные грунты с высокими несущими способностями;
  • подземные инженерные коммуникации не мешают обустройству такого фундамента, так как точку бурения всегда можно перенести на свободное от коммуникаций место;
  • возможность изготовления опор различной длины, что позволяет использовать их при неровных ландшафтах участка;
  • низкий уровень шума при производстве работ;
  • долговечность (срок эксплуатации достигает 100 лет и более).
Читайте также:  Isoplaat, звукоизоляционные плиты Изоплат

Буронабивной фундамент имеет некоторые недостатки:

  • достаточно большая доля применения ручного труда;
  • однотипные опоры могут иметь разную несущую способность;
  • трудности с обустройством подвального помещения при возведении таких фундаментов.

Когда необходимо устройство буронабивных свай в обсадной трубе

В зависимости от грунта мы используем один из трех методов устройства буронабивных свай:

Когда необходимо устройство буронабивных свай в обсадной трубе
  • сухой. Бурится скважина, армируется, заливается бетоном. Технология подходит для плотных слабо обводненных грунтов, когда стенки скважины не осыпаются, внутрь не проникает вода;
  • с глинистым раствором. Мы промываем скважину тиксотропным раствором. Он оседает на стенках, образуя водонепроницаемую пленку. Метод используется для достаточно плотных умеренно обводненных грунтов;
  • с обсадными трубами. В процессе бурения мы погружаем в скважину трубу-оболочку. В зависимости от проекта, труба либо извлекается в процессе заполнения стержня бетоном, либо остается в скважине (в случае особенно неустойчивых грунтов, при сильных подводных течениях).

Когда необходимо устройство буронабивных свай в обсадной трубе

Фактически обсадная труба – это съемная или несъемная опалубка для бетонного стержня. Метод подходит для рыхлых и обводненных грунтов. Для плотных сухих его использование, как правило, нерентабельно.

Когда необходимо устройство буронабивных свай в обсадной трубе

Таким образом, функции обсадных труб следующие:

  • защита ствола скважины от осыпания грунта в силу плохой связанности и под давлением соседнего грунта;
  • предохранение стенок скважины от размыва грунтовыми водами;
  • защита стенок от разрушения металлическими элементами в процессе армирования.
Когда необходимо устройство буронабивных свай в обсадной трубе

Олег Никифоров, г. Химки, 14:47

Доброго дня. Будет дом из газобетона в Химках. 1 этаж + мансарда. Фундамент на буронабивных сваях + ростверк. Грунт — сплошной песок. Можно ли воспользоваться вашей спецтехникой чтобы пробурить такие сваи?

Когда необходимо устройство буронабивных свай в обсадной трубе

Главный инженер ПСК “Основания и фундаменты” 8,

Мы производим монтаж буронабивных свай в любых регионах в том числе и в Московской области. Наша техника позволяет установить сваи в любой грунт. Звоните,, более детально поговорим.

Когда необходимо устройство буронабивных свай в обсадной трубе

Технологический процес бурения скважины

Основные этапы бурения скважины с обсадной трубой:

1) Производится разбивка скважины, после чего буровая установка подъезжает к будущей скважине, центр бурового инструмента должен быть расположен над колышком разбивки скважины.

2) Бурение начинается с погружения обсадной трубы в грунт, глубина на которую возможно погрузить обсадную трубу без выбуривания грунта зависит от типа грунтов. Во время погружения обсадных труб особое внимание необходимо уделить отклонениям трубы от вертикальности. Вертикальность погружения трубы контролируется при помощи уровня в двух плоскостях, на протяжении всего процесса бурения.

Технологический процес бурения скважины

3) После погружения обсадных труб производится выбуривание грунта из скважины при помощи шнека либо кошебура установленного на келли штангу. Выбор инструмента для бурения скважин зависит от типа и характеристики грунтов, в обводнённых и текучих грунтах используют ковшебур, в глинах, суглинках, песках, твёрдых грунтах используют шнековый бур.

При выбуривании грунта из обсадных труб необходимо соблюдать технологию бурения и не допускать бурение инструментом ниже ножевой секции обсадной трубы, оставляя при этом пробку в плотных грунтах 0,5 метра в обводнённых грунтах до 2-х метров. Буровой инструмент устанавливается на келли штангу и фиксируется в келли боксе при помощи стальных пальцев. Келли штанги бывают двух типов: замковые и фрикционные. Основным отличие одной штанги от другой является тип передачи крутящего момента, которые в случае с замковой келли штангой передаётся путём зацепления замков внутренней и внешней секции келли штанги а в фрикционной штанге за счёт силы трения возникающей между полозьями наружной и внутренней секции штанги.

4) В качестве обсадных труб используется могут использоваться инвентарные либо теряемые стальные трубы. Инвентарная труба, наиболее часто встречающаяся в строительстве, состоит из наружной и внутренней стальной трубы с ребрами жёсткости внутри. Секции могу быть изготовлены любой длины от одного до шести метров. Существуют различные типы соединений обсадных труб, но наиболее популярным является немецкое соединение тип «Bauer», при котором фиксация секций выполняется при помощи резьбовых соединений и пробка-болт.

5) Стыковка и погружение обсадных труб производится до проектной отметки, после чего производится зачистка забоя скважины и измерение фактической глубины при помощи рулетки. Погружение и извлечение обсадных труб может выполнять при помощи ротора буровой установки или обсадного стола.

6) Следующим этапом производится установка армокаркаса в скважину. Установка может производиться краном либо буровой установкой в зависимости от длины и веса каркаса. Необходимо следить за тем, чтобы между обсадной трубой и каркасом был обеспечен зазор, а сам каркас должен быть установлен по центру скважины.

Читайте также:  Чем цемент М400 отличается от М500: описание и отличия

Заливка бетона производится через загрузочную воронку, установленную на верхней секции бетонолитной трубы. В процессе заливки бетона необходимо следить за тем, чтобы нижняя часть бетонолитной трубы всегда находилась в бетоне не меньше чем на один метр. Во время бетонирования необходимо постоянно следить за уровнем бетона в обсадной трубе.

Технологический процес бурения скважины

Во время демонтажа обсадной трубы происходит высвобождение объёма занимаемого обсадной трубой в результате чего уровень бетона в обсадной трубе понизится. Чтобы не допустить данной ситуации, снимать трубы возможно при уровне бетона превышающему в два раза длину снимаемой обсадной трубы. После завершения бетонирования необходимо выдавить шламовый слой и часть загрязнённого бетона.

После заполнения скважины бетоном и извлечения обсадных труб, буронабивная скважина выполнена.

Буронабивные сваи с обсадными трубами

С целью осуществления монтажа фундамента на различных типах грунта независимо от климатического региона используются, буронабивные сваи с обсадными трубами.

Принцип обустройства буронабивных свай с использованием обсадных труб?

  1. Сперва наши специалисты установят буровой станок (не путайте его с копром) на ту точку, где будет буриться скважина.
  2. Мы производим погружение подготовленной обсадной трубы строго до проектной отметки и извлекаем осыпающийся грунт из полости.
  3. Теперь можно погрузить арматурный каркас в скважинную полость.
  4. Заливаем скважину (или набиваем) качественным бетоном из бетоносмесителя.
  5. Осуществляем извлечение обсадных труб согласно их секциям.

Что представляют собой обсадные трубы

Как в промышленном, так и в гражданском строительстве буронабивные сваи с обсадными трубами используются чаще всего для крепления газовых, нефтяных, водных и прочих скважин, поскольку они помогают удерживать со стен осыпание грунта.

Именно с такой целью обсадная труба может быть использована и для свай, ведь она полностью входит в пробуренное предварительно отверстие, соприкасаясь вплотную с грунтом, что полностью исключает возможность обвала.

Согласно технологии обсадная труба монтируется для буронабивных свай согласно секциям, фиксируемым друг с другом специальными фланцами, в которые вкручиваются пробки. Обсадная труба для устройства буронабивных свай отличается от обсадных труб для крепления газовых, нефтяных, водных и прочих скважин. Она имеет другие диаметры, конструкцию и толщину стенки.

Таблица параметров обсадных труб

 
D1 наружний D2 внутренний Масса обсадной трубы (кг) по длине секции (м) Толщина стенки Число пробок Высота пробки
1 2 3 4 5 6
620 540 440 800 1160 1510 1880 2220 40 8 38
750 670 540 960 1380 1825 2245 2630 40 10 38
800 720 580 1040 1500 1970 2420 2880 40 10 38
880 800 635 1150 1660 2170 2680 3185 40 10 38
1000 920 665 1435 2000 2500 3065 3635 40 10 38
1180 1100 880 1620 2360 3100 3840 4580 40 12 38
1300 1220 1020 1780 2500 3250 3990 4750 40 12 38
1500 1400 1660 2750 3840 5120 6260 7450 50 12 48
1680 1580 1740 3000 4300 5560 6820 8100 50 16 48

Когда обсадная труба установлена, согласно инструкции, обязательно следует очистить полость от грунта, что осыпался в ходе работ (производится такая операция с помощью того же шнека или ковшбура).

Буронабивные сваи с обсадными трубами

Методы и технологии, которыми обустраиваются буронабивные сваи с обсадными трубами

Подразумевает монтаж буронабивных свай с обсадной трубой одновременное выполнение сразу двух процессов непосредственно на стройплощадке. По замыслу изготовить и установить такую конструкцию совсем не сложно — после погружения в готовую скважину обсадной трубы, мы армируем и заполняем ее бетоном.

Технологические карты на устройство БНС с обсадной трубой

Технологическая схема устройства БНС.

Стадия 1. Бурение скважин и погружение обсадных труб

Технологическая схема устройства БНС.

Стадия 2. Монтаж каркаса

Технологическая схема устройства БНС.

Стадия 3. Бетонирование скважины

Но есть у технологии буронабивных свай с обсадными трубами и свой недостаток: нет возможности контролировать плотность раствора по длине всей трубы, что может привести к размыву грунтовыми водами еще не успевшей застыть смеси. Поэтому, если вы планируете обустраивать буронабивные сваи с использованием обсадных труб на почве, где грунтовые воды в изобилии, то непременно проконсультируйтесь со специалистами.

Контроль бурения скважин и подготовка их к бетонированию выполняется в следующем порядке:

  • На протяжении всего периода выполнения бурильных работ подрядчик должен вести журнал соответствующей формы, записи в котором проверяются сотрудниками авторского надзора;
  • Во время бурения из каждого слоя пробуриваемой почвы через два метра максимум по глубине необходимо отбирать и маркировать образцы грунта. Регламентов на отбор образцов почвы нет. Образцы необходимо хранить до тех пор, пока не будет оформлен акт приема свай;
  • При необходимости в ходе бурильных работ, чтобы установить, соответствуют ли результаты изысканий данным, полученным при бурении, сотрудники учреждения, проводившего инженерно-геологические изыскания на данной территории, должны освидетельствовать почву в порядке авторского надзора;
  • Во время бурения необходимо постоянно следить, в правильном ли положении находится режущий наконечник обсадных труб по отношению к рабочему органу исходя из характера разбуриваемых пород;
  • По завершению бурильных работ необходимо проконтролировать глубину скважины и качество зачистки забоя, медленно опуская на забой рабочий орган и проводя пробный забор бурового шлама с низа скважины. Контролирующими сторонами выступают подрядчик и сотрудники авторского надзора.

Выбор диаметра изделий

Для определения сечения сваи применяют таблицы из ГОСТ и ГОСТ В них приводится соотношение диаметра стержня, площади его опоры, расчетной несущей способности. Помимо этого есть сведения об объеме бетона, числе вертикальных арматурных элементов и расходе металлического прута на каркас.

Вначале проводят сбор нагрузок от строящегося объекта, высчитывают фактическое давление на свайный фундамент. После этого рассчитывают требуемую площадь основания стойки. Но по таблицам квадратуру пяты подирают без расчета.

Выбор диаметра изделий

Принимают во внимание тот факт, что фактическая нагрузка с применением необходимых коэффициентов не должна быть больше расчетного сопротивления грунта. Подбирают соответствующее значение в таблице и определяют диаметр сваи. Сложные расчеты проводят инженерные работники, к которым обращается заказчик для нахождения параметров фундамента.

ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ СРЕДЫ

  • В зимних условиях помимо общих изложенных выше требований осуществляют дополнительный контроль.
  • В процессе приготовления бетонной смеси производят контроль не реже чем через каждые 2ч:

— отсутствие льда, снега и смерзшихся комьев в неотогреваемых заполнителях, подаваемых в бетоносмеситель, при приготовлении бетонной смеси с противоморозными добавками;

— температуру воды и заполнителей перед загрузкой в бетоносмеситель;

— концентрацию раствора солей;

— температуру смеси на выходе из бетоносмесителя.

  • Продолжительность транспортирования бетонной смеси должна обеспечить предотвращение снижения температуры бетонной смеси ниже + 10°С. При транспортировании бетонной смеси один раз в смену проверяют выполнение мероприятий по укрытию, утеплению и обогреву транспортной и приемной тары.
  • Применять бетон с противоморозными добавками и ускорителями твердения в соответствии с проектной документацией.
  • При укладке смеси контролируют ее температуру во время выгрузки из транспортных средств и температуру уложенной бетонной смеси.
  • Температуру бетона измеряют дистанционными методами с использованием температурных скважин, термометров сопротивления либо применяют технические термометры.
  • При температуре воздуха ниже минус 25°С бетонирование свай запрещается.
  • До опускания каркасов в сваю они должны быть очищены от снега и наледи.
  • Уход за бетоном оголовков свай осуществляется с применением тепловлагозащитного покрытия в 3 слоя (1. Покрытие поверхностей конструкций из монолитного бетона полиэтиленовой пленкой. 2. Покрытие поверхностей конструкций полотном «Дорнит» по полиэтиленовой пленке. 3. Покрытие поверхностей конструкций полиэтиленовой пленкой по слою «Дорнита» для защиты от атмосферных осадков).

Технология расширения нижнего конца скважины

Сваи с расширенным концом более устойчивы

Расширенный нижний конец на опоре придает ей значительную прочность и устойчивость. Рассмотрим методы и способы устройства расширенного основания:

  • механическим способом скважина с расширенным основанием бурится с помощью специального устройства с раскрывающимися на конце лопастями до 3 м в сечении. Управляется с поверхности земли с помощью гидравлического устройства. При монтаже расширения бурение ведется одновременно с подачей циркулирующей глиняной смеси, которая предохраняет стенки от осыпания;
  • метод взрыва детонатора в полости шахты. В скважину опускается взрывное вещество, обсадная труба заполняется бетонным раствором на 1,5-2 м, трубу поднимают на 0,5 м , приводят в действие детонатор, провода от которого находятся на поверхности. Образуется воронка сферической формы, она быстро заполняется бетоном, подающимся из обсадной трубы;
  • расширение можно создать путем утрамбовки грунта с помощью специальных устройств. Но качество изготовления опоры по такому методу трудно оценить с поверхности.

Буронабивные опоры нужно заполнять бетоном непрерывно до полного наполнения и монтажа головы сваи. Опоры, находящиеся на близком расстоянии друг от друга (менее 1,5 м), обустраивают через одну. Если заливать их по порядку, то нарушится целостность только что залитой, не успевшей подсохнуть опоры.