Устройство буронабивных свай в водонасыщенных грунтах: особенности разных технологий

Строительство на участках с водонасыщенными грунтами требует особого подхода к фундаментным решениям. Одним из наиболее эффективных вариантов в таких условиях является использование буронабивных свай. Данная технология позволяет создавать надежные и долговечные основания даже на участках с высоким уровнем грунтовых вод. Рассмотрим подробнее особенности специализированных технологических процессов и отдельные тематические нормативы.

Опорные элементы этой категории представляют собой конструкции, изготавливаемые непосредственно в грунте посредством бурения скважин и заполнения их бетонной смесью. Данный способ позволяет создавать сваи практически любой длины и диаметра, что делает их универсальными для широкого спектра строительных задач.

Процесс устройства свай включает следующие основные этапы:

При работе с водонасыщенными грунтами основной проблемой является стойкость стенок скважины. В этой ситуации самым надежным решением является метод А.Э. Страуса, который был разработан в далеком 1899 году. В нем предлагается простое и эффективное инженерное решение – временное использование обсадной трубы. Эта оболочка погружается в пробуренную скважину и блокирует разрушение стенок. По мере заполнения раствором, защитная оболочка извлекается наружу.

Эта технология усовершенствована и применяется успешно для создания надежных опор. Современная мощная техника обеспечивает удобное обращение с трубами большого диаметра, который превышает 900 мм. Также применяется укрепление стенок скважины специальными растворами – глинистыми или с другими специализированными добавками. Изучим подробнее представленные способы с учетом опыта специалистов и ограничений, установленных в тематической нормативной документации.

Для защиты стенок от обрушения можно использовать раствор из бентонитовых глин с плотностью от 1,15 до 1,3 г/ см куб. Его закачивание в скважину создает гидростатическое давление, обеспечивающее стабильность инженерного сооружения. Одновременно происходит скрепление обводненных и неустойчивых фракций с образованием достаточно прочной корки.

Рабочий раствор приготавливают на месте производства работ. Его подают в скважину через пустотелую штангу.  В процессе бурения он поднимается и перемещает на поверхность разрушенные частицы. Загрязненная смесь направляется в отстойник, откуда после частичной очистки снова подается в рабочую зону насосом для продолжения циркуляции.

В качестве улучшенной замены можно применить концентрат на основе полиакриламида. Этот раствор дороже, но его применение позволяет увеличить скорость бурения и повысить эффективность защитной корки.

Этот способ отличается повышенной надежностью. Его можно с успехом применять в наиболее сложных геологических условиях. Если необходимо, трубы оставляют в скважине для создания прочных опор с длительным сроком службы.

Буровой инструмент выбирается с учетом определенного состава грунтов. Определенное значение имеет уровень грунтовых вод, диаметр и глубина скважины. В общем случае удобно пользоваться шнеком с последующей очисткой забоя и бетонированием с применением метода ВПТ (вертикально перемещаемой трубы).

При работе с обсадными трубами большого диаметра на нижнюю секцию монтируется наконечник с подходящими резцами. Оперативная замена этого рабочего органа выполняется с учетом изменения вида грунта.

Илистые слои, а также неплотные водонасыщенные пески разрабатываются желонкой. Этот инструмент обеспечивает более высокую производительность, чем грейфер. Он же подойдет для откачки воды и финишной зачистки сформированного забоя.

В процессе разработки грунтов неустойчивых категорий поддерживается определенный уровень воды. Он должен быть не менее чем на 100 см выше, чем уровень грунтовых вод. Это предотвращает обрушение стенок инженерного сооружения в процессе подъема обсадных труб. Следует организовать достаточное водоснабжение строительного объекта для выполнения указанного правила.

При разработке глинистых грунтов с относительно небольшим содержанием влаги происходит закрепление грунта на режущем торце нижней части собранной колонны. Эти загрязнения могут попасть в бетонную смесь и существенно ухудшить ее состав. Для исключения отмеченной проблемы рекомендуется периодическое перемещение собранных секций вверх и вниз на 40±10 см.

При работе с применением технологии ВПТ следует поддерживать оптимальную интенсивность укладки смеси. Этот параметр надо поддерживать не менее 4 и 5 м куб./час летом и зимой соответственно. Для расчетов можно установить минимальную скорость наполнения ствола от 4 м погонных за час.

Если в ходе работ по методу ВПТ произошел прорыв воды (глинистого или полимерного раствора) в трубу, подачу бетона прекращают. При возникновении соответствующей аварийной ситуации в свежеуложенный слой смеси погружается обсадная колонна на глубину 2,5±0,5 м. Далее – извлекается шлам, укрепляющий раствор и слабый бетон. Толщина этого загрязненного слоя составляет около 50 см. Необходимо иметь подготовленные инструменты (желонку и др.) для оперативного выполнения соответствующих рабочих операций – до начала твердения смеси.

Кроме ВПТ заполненную водой скважину можно бетонировать специальным контейнером. Это устройство с открывающимися в нижней части створками опускают на дно забоя и далее на каждый слой уложенной смеси.

Перечень документов, содержащих нормативные сведения:

Устройство буронабивных свай является эффективным решением для строительства на участках с водонасыщенными грунтами. Корректное применение специализированных технологий позволяет выбрать лучший вариант и адаптировать ее к определенным инженерно-геологическим условиям.

Для воспроизведения метода ВПТ и отдельных способов бурения вы можете выбрать необходимые инструменты и оснастку в нашем каталоге. Обратите внимание на выгоду аренды оборудования только на определенный срок.