Метод Келли при устройстве БНС

 

Буронабивные сваи (БНС) – это вид фундаментных опор, которые изготавливаются путем бурения скважин в грунте и заполнения их бетоном с арматурой. БНС применяются для передачи больших нагрузок от сооружений в нижележащие несущие слои грунта, а также для создания подпорных стенок при раскопках или для сдерживания грунтовых вод. Для воспроизведения технологии бурения применяется метод Келли. Рассмотрим его подробнее, чтобы сделать корректную оценку характерных преимуществ и недостатков.

 

 

Что такое штанга Келли

 

 

Это переходное устройство передает крутящий момент от силового привода на буровой инструмент, которым увеличивается глубина скважины. Для последовательного перемещения нижней части в необходимом направлении применяется телескопическая конструкция. Она состоит из нескольких секций. Их раскрытие происходит по мере погружения в грунт.

 

 

В зависимости от условий ведения работ и типа грунтов, для разработки выбирается подходящий инструмент: ковшебур, шнек или колонковый бур.

 

 

Длина штанги Келли должна соответствовать проектной глубине скважины. Она передает рабочее усилие на инструмент и обеспечивает его вертикальное перемещение. Складыванием секций обеспечивается выемка грунта.

 

 

Проходка скважины

 

 

 

Защитные обсадные секции погружаются в грунт одновременно с бурением скважины.  Силовые воздействия выполняет ротор буровой машины через дрейтеллер. Это переходное устройство имеет замковые соединения. Когда они заперты, выполняется передача крутящего момента и вертикального давления на рабочую колонну. В открытом состоянии соответствующие усилия передаются на штангу Келли.

 

 

Процесс устройства БНС можно условно разделить на следующие этапы:

 

 

1.Установка дрейтеллера и крепление к нему первой секции.

2.Погружение ее в грунт с помощью ротора до тех пор, пока не возрастет сопротивление грунта.

3.Прикрепление шнека или другого инструмента к штанге Келли и опускание его внутрь колонны до забоя скважины.

4.Извлечение инструмента для разгрузки грунта на поверхности

5.Стыковка следующей секции по технологии производителя этих изделий.

6.Повторение операции бурения до достижения проектной глубины.

 

 

Разработка выполняется машинистом буровой установки с двумя монтажниками. Они выполняют следующие рабочие операции:

 

• соединяют секции, герметизируют соединения;

• контролируют вертикальность колонны;

• помогают (при необходимости) разгружать грунт и заменять буровой инструмент.

 

Если бетонирование откладывается на длительный срок, бурение останавливается на уровне, выше проектного на величину диаметра устанавливаемой сваи. Это предотвращает разуплотнение нижней части скважины и ее «заиливание».

 

 

После погружения собранного арматурного каркаса выполняется бетонирование. Корректную подачу раствора при работе с обсадными трубами большого диаметра (>600 мм) обеспечивает применение технологии ВПТ. Для ее воспроизведения применяется специальная колонна из труб со следующими параметрами (мин./ макс. значения в мм):

 

• длина – 2000/ 5000;

• диаметр – 200/ 325;

• толщина стенок – 6/10.

 

Бетон подается через бункер, закрепленный на верхней части. В процессе выполнения работ колонна постепенно поднимается с условием постоянного заглубления в смесь – не менее 1,5 м. Одновременно выполняются мероприятия по сохранению устойчивости арматурного каркаса.

 

Для уплотнения (равномерного распределения) смеси применяются вращательные движения, частичный подъем и опускание обсадной трубы. Также можно использовать специализированные вибраторы.

 

Подробнее об этой технологии мы рассказали здесь. 

Извлекаемые инструменты и секции труб очищаются от загрязнений, перемещаются на место для хранения.

Преимущества и недостатки метода

 

 

Широкое применение метода Келли в комплексе с обсадными трубами обусловлено следующими преимуществами:

 

• возможностью выполнения работ в разных геологических условиях (за исключением проходки прочных скальных пород);

• отсутствием сильных вибрационных воздействий на объекты, расположенные поблизости к месту выполнения работ;

• качественным контролем действительных параметров грунта (технологических процессов), позволяющем оперативно корректировать соответствующие инженерные решения.

 

Метод применяется для устройства опор с диаметром до 2600 мм и длиной до 70 метров. Допустима установка каждой отдельной сваи по специальному расчету. Отмеченные особенности позволяют реализовать без ошибок самые сложные проектные задания.

 

Отдельным преимуществом является достаточное предложение на рынке специализированной техники, вспомогательного оборудования, обсадных труб, инструмента. Отсутствуют проблемы с приобретением надежных комплектующих для качественного воспроизведения метода Келли.

 

Для объективности следует привести его характерные недостатки:

 

• меньшая производительность по сравнению с защитой стенок скважины глинистым растром и методикой CFA;

• дополнительные затраты на обращение с обсадными трубами;

• высокие требования к уровню квалификации персонала.

 

Для наших постоянных клиентов мы предлагаем аренду некоторых видов оборудования и инструмента, что помогает подрядным организациям существенно снизить издержки.