Бурокасательные сваи технология

Бурокасательные сваи

Зачастую перед строительными организациями заказчики ставят задачу возведения новых объектов в непосредственной близости от иных конструкций. Использование стандартных забивных свай в таких случаях недопустимо, поскольку специфика рабочего процесса не соответствует санитарным нормам (при строительстве в жилых зонах) и способна привести к нарушению целостности близлежащих сооружений.

Опыт и квалификация специалистов компании «БУРИНЖСТРОЙ» позволяют находить оптимальное решение и в подобных непростых ситуациях: применение бурокасательных свай для монтажа ограждающих или несущих конструкций обеспечивает создание надежной монолитной конструкции. По своим функциональным и эксплуатационным возможностям она аналогична фундаментам, для обустройства которых использована методика «стена в грунте», а по технологии изготовления бурокасательные сваи считают одной из модифицированных версий буронабивных.

Устройство буросекущей сваи

Главным отличием буросекущей сваи от буронабивной является сплошная установка с частичным перекрыванием и поочередным армированием.

Рис.1: Устройство буросекущей сваи

Буросекущая свая создается посредством использования обсадной трубы с отсоединяемым башмачным основанием. Ее внутренность заполняется бетонной смесью, после чего обсадной ствол извлекается.

Совет эксперта! Армирование объемным каркасом буросекущих сваи происходит через одну. Создание сваи происходит прямо в скважине без использования ударной силы. В некоторых случаях может применяться вибровоздействие.

Основным преимуществом буросекущих свай является возможность их создания прямо на строительном участке. По внешнему виду готовые буросекущие сваи похожи на монолитную сплошную стену. Таким образом, достигается высокая прочность и полное ограждение от проникновения подземных вод.

• Фиксирование сооружений подземного типа;
• Укрепление строящихся зданий с цокольными и подземными этажами;
• Защита аварийных построек;
• Строительство веток метрополитена;
• Строительство ограждающих стен речных каналов;
• Основание для ленточного фундамента;
• Участки плотной застройки со слабым суглинистым или глинистым грунтом;
• Гидрогеологическая функция, то есть защита подземной постройки от размыва подземными водами;
• Использование в гидротехнических объектах. Устройство буросекущего свайного фундамента для плотин разного назначения;
• Использование в промышленных объектах. Ограждение подземных химических, нефтеперерабатывающих и металлургических шлаконакопителей во избежание утечки опасных веществ с подземными водами.

Стандартный диаметр буросекущих свай равняется шестидесяти двум и семидесяти пяти сантиметрам. При установке метраж между центрами каждой из свай должен достигать девяноста процентов от основного диаметра свайного ствола.

Рис. 2: Буросекущие сваи (схема)

При строительстве массивных сооружений необходимо использовать железобетонные сваи длиной от десяти метров. Свайные столбы меньшего размера предназначены для построек легкого и среднего типа.

Совет эксперта! Глубина залегания буросекущей сваи должна быть больше уровня прохождения подземных вод, дабы избежать подмыва сооружаемой конструкции снизу. Также перед началом строительства необходимо провести химический анализ воды на предмет ее агрессивности к бетонной смеси.

Буросекущие сваи – вариант буронабивных. Технология изготовления аналогична, условия применения тоже: и те, и другие используются на участках, где нельзя допустить вибрацию грунта.

Буронабивные: используются для устройства фундаментов, располагаются на стандартных расстояниях одна от другой, все армированные (см. подробнее о буронабивных сваях)

Буросекущие : выполняют функцию ограждающей монолитной стенки, устанавливаются сплошняком, частично перекрывая друг друга. Армирующим каркасом оборудована не каждая свая, через одну.

При необходимости бурение производится с использованием обсадных труб: их функция – не допустить осыпание скважины и деформацию грунта.

Бурокасательные сваи

Частный вариант буросекущих свай, при котором целенаправленно сваи устанавливаются так близко друг к другу, чтобы происходило разрушение соседних опор. В таком случае, под землей формируется близкая к сплошной монолитная стена.

Данная технология часто применяется в том случае, если на участок проблематично доставить и установить забивные сваи. В результате применения бурокасательных опор удается достигать высокой прочности конструкции, что важно для крупных объектов в условиях города.

Технология бурокасательных свай

Актуальна установка бурокасательных опор также в том случае, если грунт имеет высокую плотность, особенно в верхних горизонтах, и забивка свай невозможна или существенно ограничена.

Бурокасательные сваи также являются примером частного случая буронабивных опор. Практическое применение данного вида опор приводит к достижению следующих преимуществ:

• Возможность строительства котлованов значительной глубины рядом с существующими зданиями и сооружениями.
• Нет необходимости в выполнении работ по водопонижению.
• Рост скорости строительства в результате возможности одновременного строительства подземных частей.
• Умеренная стоимость технологии.

На сегодня бурокасательные сваи относятся к числе популярных и востребованных методик ведения строительства.

Бурокасательные и буросекущие сваи служат отличным примером правильного подбора технологии ведения строительства фундамента в сложных условиях, когда стандартная технология не подходит. Техника выполнения работ не так сложна, а в итоге удается достигать отличных результатов!

Пошаговая технология

Установка буросекущих свай относится к разряду сложных технологических процессов, требующих предварительных расчетов и точной последовательности этапов работ. Выполнение полного комплекса технических условий гарантирует высокую результативность применяемой технологии.

В основе технологии БСС лежит принцип заполнения пробуренных скважин бетонной смесью. Для обеспечения прочности каждую вторую опору усиливают пространственным каркасом из стальных арматурных стержней. Размер поперечного сечения свайной конструкции составляет от 0,4 до 1,5 метров. Чаще всего применяют опоры сечением от 0.6 до 0,75 метра. Буросекущие конструкции устанавливаются на расстоянии, равном 90% диаметра, например, сваи диаметром 0,6 метра монтируют с шагом 0,6м х 0,9 = 0,54 метра.

Такой небольшой сдвиг при диаметре 60 см приводит к частичному перекрытию тела свай каждым последующим свайным элементом, это обеспечивает их сцепление между собой.

Размеры поперечного сечения, высота и глубина опирания буросекущей сваи зависят от особенностей проектного решения.

Подробный расчет свайных опор содержится в СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Последовательность выполнения работ:

1. Подготовительные работы. На участке под застройку проводятся инженерно-геологические изыскания с составлением отчета о типе, категории грунтов, уровня залегания грунтовых вод, степени их агрессивности. На основании полученных данных разрабатывается проект, в котором определяются расчетные характеристики буросекущих свай.
2. Разметочные работы. Особенность устройства стены в грунте заключается в том, что армирующие каркасы буросекущих свай размещают не в каждой скважине, а через одну опору. Чтобы понять тонкость такой установки, рекомендуется пронумеровать все сваи по порядку. Разметку мест бурения скважины проводят по прямой линии, на которой будут устанавливаться опоры на расчетном расстоянии.
3. Процесс бурения начинается с погружения в грунт обсадной трубы. Вращательный шнек и обсадная труба, вращаясь в разные стороны, погружаются в грунтовый массив. Продвижение обсадной трубы производится с небольшим опережением, чтобы исключить попадания подземных вод в трубную полость.
4. Последовательность бурения скважин. В начале производится бурение скважин для свай №1,3,5. После того, как первая и третья скважины пробурены, начинаются бурильные работы второй скважины, расположенной на второй линии между первым и третьим номером опор.
5. Для формирования буросекущих свай четного порядка, по всей внутренней поверхности скважин устанавливаются пространственные арматурные каркасы, выполненные из стальной арматуры. Расчет диаметра арматурных стержней, их количество и шаг установки производится на стадии проектирования.
6. Бетонирование. Заполнение скважины бетоном производится поэтапно: вначале бетонируются скважины № 1 и № 3, а затем свая с арматурой № 2.

Аналогичную последовательность работ производят циклично на первой и второй линии свайных конструкций.

Технологическая последовательность устройства буросекущих свай.

Арматурные каркасы устанавливаются только в четные свайные опоры, так как у нечетных с каждой стороны отсекается 10 % от объема сваи.

Последовательность формирования буросекущих опор.

Особенности заполнение бетоном подготовленных скважин:

• Обсадная труба, установленная в ствол скважины, постепенно заполняется пластичной бетонной смесью. Важно до окончательного схватывания бетонной массы вытащить из скважины конструкцию обсадной трубы. Нижняя часть – башмак, остается в скважине под массивом загруженной смеси.
• Монтаж арматурного каркаса производится до заполнения полости сваи бетоном. Однако бывают случаи, когда арматуру загружают после закачки смеси. В этом случае для погружения каркаса применяют специальный вибрационный механизм.

По окончания формирования бетонной стены из буросекущих свай, по верхнему периметру выполняется горизонтальный бетонный ростверк. Этот пояс служит дополнительным усиливающим элементом, выравнивающим поверхность стены.

Устройство горизонтального бетонного пояса по верхнему периметру буросекущих свай.

На разных этапах бетонирования стволов буросекущих свай применяются марки бетона:

1. Для заполнения скважин первой линии – М 300.
2. Армированные скважины второй очереди – М 400.
3. Железобетонный ростверк – М 250.

Буросекущие сваи: технология

По сути — это шпунтовая стена из буронабивных свай. Технология состоит в том, что по периметру будущего основания здания или по периметру котлована бурят скважины и бетонируют их с армированием таким образом, что получившиеся ж/б колонны входят в зацепление, касаются друг друга (поэтому их ещё называют бурокасательными), составляя прочную монолитную стену. Бурение и бетонирование сначала происходит в порядке через одну (сначала нечётные). При выполнении чётных скважин бур сечёт уже готовые нечётные соседние сваи (отсюда название «буро-секущие»). Затем их армируют и бетонируют — и получают стену в грунте.

Следующим этапом, согласно строительного проекта, выбирают почву из внутренней части периметра — постепенно укрепляя стену распорками либо анкерными сваями, расположенными внутри массива породы снаружи от периметра и удерживающие стену от обрушения под действием статического давления массы грунта. Таким образом выполняют многоярусные подземные сооружения.

Последовательность выполнения

По линии периметра размечают точки бурения. Расстояние между ними составляет 0,8-0,9 от диаметра скважин. Схема изготовления свай предусматривает два этапа. На первом происходит бурение через одну точку. Буровая установка выходит на точку бурения, погружает обсадную трубу на запроектированную глубину. Затем с помощью шнека, оснащённого буровой головкой выполняет разработку скважины, выбуренная порода поднимется наружу. В готовую скважину заливается бетонный раствор. При изготовлении сваи методом непрерывного полого шнека бетон подаётся в забой через полый шнек одновременно с его подъёмом.

После того как бетон схватится приступают ко второму этапу изготовления стены в грунте. Буровая установка выходит на точку бурения, расположенную по середине между ранее изготовленными опорами и бурит скважину. А так как диаметр бура на 10-20% больше промежутка, то он сечёт их стенки, высекая массу бетона по небольшой дуге и на всю высоту тела колонны. В полученную скважину опускают заранее подготовленный пространственный арматурный каркас. По бетонолитной трубе бетонная смесь подаётся в забой и постепенно заполняет скважину, входя в зацепление с соседними сваями и арматурой. После завершения последней буровой сваи получается стена в грунте. Не менее 28 дней даётся на затвердение бетона. После чего стена может использоваться в следующих технологических этапах.

КОНСТРУКЦИЯ И УСТАНОВКА АРМАТУРНЫХ КАРКАСОВ

• Армирование свай при устройстве ограждения котлована выполнять пространственными каркасами с симметричной рабочей арматурой.
• Секции арматурных каркасов, изготавливать на специально оборудованной площадке (арматурном цехе), завозить на стройплощадку длинномерным автотранспортом и складировать в специально отведенном месте.
• Укрупненную сборку каркасов производить в специально отведенном месте (арматурный цех) на строительной площадке с занесением соответствующей записи в журнал сварочных работ. Сварка секций каркасов производится электродами. Сварные швы стандартные, по ГОСТ 5264-80* и ГОСТ 14098-91. Неуказанные и нестандартные швы выполняются электродуговой сваркой. Катет шва по наименьшей толщине свариваемых элементов.
• Хранить готовые каркасы на деревянных подкладках под навесом или накрывать брезентом (непромокаемой тканью).
• Секции армокаркасов поставляются с паспортом на готовое изделие, а перед монтажом освидетельствуются и принимаются по акту комиссией. Перед погружением в скважину необходимо очистить и удалить с арматуры ржавчину, масло.
• Опускание армокаркаса осуществляется в скважину при помощи бурильно-крановой установки за один раз, при этом способ строповки, подъема и опускания должны исключать появления в нем деформаций.
• При опускании армокаркаса соблюдать следующие условия: удерживание каркаса от раскачивания и вращения с помощью гибких оттяжек из пенькового каната.
• Опускание каркаса производить в положении, обеспечивающем его свободное прохождение в траншею при геодезическом контроле за вертикальностью и с обеспечением проектной величины защитного слоя между несущей арматурой и грунтом. Временные монтажные распорки, расположенные внутри колец жесткости, должны быть удалены. Все рабочие должны быть вне пределов опасной зоны. Каркас перемещать к месту опускания в скважину в вертикальном положении.
• Стропальщики стропят за монтажные петли армокаркаса на крюк бурильно-крановой установки. По сигналу старшего стропальщика машинист производит натяжку стропа для фиксации надежности строповки каркаса, после чего каркас медленно поднимается, вывешивается в вертикальном положении и медленно перемещается к скважине. Стропальщики придерживают и направляют каркас в процессе опускания. В случае его остановки, вызванной перекосом, по сигналу старшего стропальщика машинист слегка приподнимает каркас и стропальщики выравнивают его положение. Когда армокаркас занял в скважине проектное положение по высоте, стропальщики закрепляют его в форшахте или обсадной трубе отрезками труб.
• При изготовлении каркасов сварочные работы производить в соответствии с проектной документацией, ГОСТ 14098-91, ГОСТ 10922-90 и РТМ 393-94 (НИИЖБ ГОССТРОЯ РФ). При низких температурах (ниже -20°С) сварку стыков арматуры производить с предварительным подогревом газовыми горелками до 150°-200°С по обе стороны от стыка на расстоянии 3-4 dH арматуры, сварочные работы выполнять сварочным током на 10-15% выше по сравнению с обычным. При отрицательных температурах (ниже -5°) сварку стыков стержней арматуры производить без перерыва, за исключением времени, необходимого на смену электрода и зачистку шва при многослойной сварке. При вынужденном длительном перерыве сварочных работ, их возобновление производить после очистки шва от шлака от предыдущего шва и предварительного подогрева стыка выше указанным способом.
• Зона сварки и рабочее место сварщика должны быть ограждены от атмосферных осадков, сильного ветра. При температуре ниже -30° сварочные работы на монтаже выполнять запрещается. Работы разрешается производить только в оборудованном тепляке. Сварочные материалы к месту производства работ следует подавать непосредственно перед сваркой в комплекте, необходимом на период непрерывной работы сварщика, предварительно просушив их в печи для сушки электродов в соответствии с рекомендациями завода изготовителя. У рабочего места покрытые электроды хранить в закрытых пеналах, исключающих увлажнение.

Буросекущие сваи – известный вид свай буронабивных, имеющий свои особенности устройства, из-за которых представляет собой подобие настоящей стены, размещенной в грунте. Устройство буросекущих свай позволяет создать сплошную герметичную конструкцию, размещаемую непосредственно около фундамента. Чаще всего буросекущие сваи используются при строительстве котлованов, когда основной задачей является создание прочной ограждающей конструкции. Этот тип конструкции также хорошо показал себя в качестве способа укрепления склонов, столь необходимого при строительстве мостов, дорог и домов.

Технология устройства буросекущих свай

Технология устройства буросекущих свай достаточно проста в описании, но требует опыта работы при самом процессе устройства. Размеры буросекущих свай отличаются от буронабивных свай, как диаметром, так и длинной: стандартные пропорции: 620,800,1020 миллиметров в диаметре, расстояние или шаг по центрам соседних свай – примерно 80-90% от первичного диаметра.

При ближайшем рассмотрении технологии буросекущих свай, можно понять, что основной принцип – чередование армируемых и не армируемых свай, которое и позволяет создать укрепленную монолитную стену. Первоочередно изготавливаются бетонные сваи без арматурного каркаса, а между ними устанавливаются сваи с арматурой. Кромки соседних свай засекаются, в результате чего образуется герметичная, монолитная конструкция.

Сама свая изготовляется с применением обсадной трубы. Внутренность так же, как и в случае с буронабивной сваей, заливается бетоном. Технология изготовления аналогична. Создание сваи происходит непосредственно в скважине, применение силы или ударной техники не требуется.

Пример форшахты под буросекущие сваи:

Технология строительства фундаментов с буросекущими сваями – отличия от технологии свай буронабивных

Как уже было сказано, использование буросекущих свай как модификации свай буронабивных в основном связано со строительной необходимостью и конкретными геологическими условиями.

Технология Double Rotary

Способ Double Rotary подразумевает применение двух вращательных элементов, один из которых, верхний шнек, полый внутри. Мобильная буровая установка производит пробуривание скважины с одновременным вращением, с помощью нижнего держателя, против часовой стрелки обсадной трубы. Отсюда следует, что ствол обсадной трубы окольцовывает скважину раньше, чем в нее попадает грунтовая вода. Застывание бетонной смеси происходит в лучших условиях и получившийся бетон отличается высоким качеством. Следовательно, буросекущие сваи образуют абсолютно водонепроницаемую стену против подземных вод.

Совет эксперта! С помощью технологии Double Rotary свая погружается на глубину до двадцати двух метров при диаметре в сто два сантиметра. Общий наклон стен скважины практически отсутствует. Также на слабых грунтах при подаче бетона под давлением увеличивается конечная плотность свайного столба.

Плюсы технологии Double Rotary:

• Применение на разных грунтах;
• Большая производительность, заключающаяся в установке двадцати четырех свай за смену;
• Точность расположения секущих свай с проверкой бортовым компьютером;
• Подача бетонной массы под давлением, что гарантирует высококачественное заполнение тоннеля.

Достоинства буросекущих свай и ограничения в устройстве

Главное преимущество буросекущих свай перед другими свайными фундаментами и шпунтовыми ограждениями – сочетание практически неограниченной несущей способности с совершенной безопасностью возведения. Для погружения буросекущих свай не требуется сваебойное оборудование – ударное, вибрационное, работа которого приводит к подвижкам грунта и, как следствие, к риску для близко расположенных сооружений.

Единственная полностью безопасная технология создания других свайных фундаментов – завинчивание. Но винтовые фундаменты не рассчитаны на очень тяжелые постройки – многоэтажные городские дома, промышленные объекты.

При устройстве ограждений основная конкурирующая технология – шпунтовые стенки.

Единственный щадящий метод погружения шпунтов – вдавливание, но оно эффективно только на мягком грунте. При погружении виброметодом, чтобы снизить опасные вибрации, мы применяем лидерное бурение. Но оно не исключает динамические нагрузки совсем (скважина бурится не на полную глубину), хотя и сводит к минимуму.

По этому же критерию свайная стенка выгоднее, чем основная конкурирующая технология укрепления берегов и склонов – бетонирование.

К минусам буросекущих свай следует отнести:

• большое количество бетона;
• продолжительные сроки монтажа, поскольку нужно ждать созревания бетона;
• возможно наличие в почве химически активных компонентов, которые исключают/осложняют монтаж бетонных конструкций.

Эти недостатки свойственны любым бетонным конструкциям. Альтернативой являются только готовые сваи либо шпунты, минусы и ограничения которых мы уже обсудили.

Так как мы уже более 10 лет занимаемся возведением любых фундаментов и ограждений, то в каждом конкретном случае к выбору оптимальной конструкции подходим с учетом всех особенностей объекта:

• характеристик грунта;
• габаритов и назначения будущего сооружения;
• плотности застройки вокруг площадки.
• финансовый фактор.

Наиболее выгодный для вас вариант мы выберем вместе с вами.

Преимущества буросекущих свай

Использование буросекущих свай отличается такими достоинствами:

• применимость практически к любому типу грунта;
• отсутствие строительного мусора и расходных материалов;
• бесшумность и отсутствие вибрации;
• компактность бурильного оборудования;
• безопасность для окружающих площадку объектов инфраструктуры.

Все это делает данную технологию незаменимой при проведении строительства и реставрационных работ в условиях плотной застройки населенных пунктов и объектов промышленности.