Многоканальный номер
+7 (967) 282-70-79
e-mail: info@bkdelta.ru

Буронабивные сваи с уширением

Забивная свая получила достойную альтернативу

В настоящее время в строительной отрасли проектируется большое количество мостов, эстакад, зданий на забивных сваях. Использование забивных свай считается очень дешевым способом строительства фундаментов. Однако применение забивных свай сопровождается большим количество сложностей и трудностей при устройстве свайных фундаментов. Можно выделить основные недостатки забивных свай:

  • низкая несущая способность по телу сваи 60-100 тонн.
  • ограниченная длина забивных свай. Устройство более глубоких свай требует стыковки двух отдельных свай и создает огромную сложность для их качественной забивки в  грунт.
  • Ограниченная возможность устройства забивных свай в городской черте.
  • забивные сваи часто трескаются или разрушаются при их устройстве
  • отсутствие заводов, производящих забивные сваи в данном регионе, что существенно увеличивает стоимость работ добавляя транспортные расходы. 

           Для совершенствования свайных фундаментов и создания альтернативы забивным сваям, специалистами  ОАО "Буровая компания "Дельта" был проанализирован зарубежный и отечественный опыт устройства буронабивных свай.Основным направлением было выбрано разработка технологии устройства свай с уширенной пятой. Эта технология разрабатывалась в расчете на массовое устройство свай в сложных геологических условиях (слабых глинистых или песчаных, в том числе в водонасыщенных грунтах). Технический результат заключался в создании высокотехнологичного способа сооружения свай с уширением, обеспечивающего значительную несущую способность свай в грунте, с соблюдением экономического эффекта (заявка на патент №201600052)

            Уширение в основании сваи увеличивает несущую способность, а относительно небольшой диаметр тела сваи (375 мм, 426 мм и 600 мм) значительно экономит бетон. Техническая и экономическая целесообразность устройства фундаментов на сваях с уширенной пятой несомненна, в следствии значительного увеличения их несущей способности, сокращения времени устройства и экономии затраченного материла. В мировой практике известны различные способы устройства свай с уширением. Это сваи разбуриваемые специальным уширителем механического действия, известны способы создания уширения взрывом (камуфлетное уширение), а также ударами. Однако широкого распространения такие сваи до сих пор не получили ввиду отсутствия эффективной технологии их устройства и возможности контроля качества получаемого уширения.

Суть технологии

Условно технологию устройства свай с уширением можно разделить на 2 этапа:

1-й этап: Устройство сваи вибрационным погружением обсадной трубы:

1. Обсадная труба с теряемым наконечником погружается в грунт за счет вибрационного воздействия, создаваемого вибропогружателем, жестко закрепленным на верхнем торце обсадной трубы-поршня. 2. Визуальная проверка герметичности 

полости трубы на отсутствие в ней грунтовых вод и установка арматурного каркаса-цилиндра в трубу. 3. Заполнение обсадной трубы бетоном через верхний торец с помощью бадьи, бетононасоса или с использованием при необходимости бетонолитной трубы;  (подробнее о технологии устройства свай вибрационным способом)

2-й этап: Устройство уширения с использования поршня-цилиндра

4. Создание необходимой величины уширения происходит за счет перемещение вверх-вниз обсадной трубы-поршня вдоль арматурного каркаса-цилиндра.Это позволяет вдавливать (впресовывать) бетон, заполняющий пространство вокруг цилиндра арматурного каркаса при подъеме обсадной трубы на высоту, обеспечивающую образование зазора между парой поршень-цилиндр для поступления бетона. Процесс происходит до появления отказа что контролируется показаниями бортового компьютера. При уплотнении бетона долив в скважину осуществляется через мерную емкость, устроенную в верхней части обсадной трубы, для создания требуемого объема уширения.

5. Вибрационное извлечение обсадной трубы-поршня с одновременным уплотнением бетонной смеси в стволе сваи. Формирование оголовка сваи.

            При вибропогружении происходит уплотнение грунта за счет вытеснения его в стороны в объеме сваи, что в итоге приводит к повышению несущей способности буронабивной сваи. Зона смещения частиц грунта при вибропогружении в слабовлажных грунтах составляет 2,5-3 радиусов буронабивной сваи, а в водонасыщенных - 4-5 радиусов.

фото свай после раскопки

            При формировании уширения происходит дополнительное уплотнение грунта за счет воздействия пары поршень-цилиндр, с увеличением площади опирания сваи на грунт (диаметр сваи увеличивается в 1,8 - 3 раза) и, следовательно, увеличением лобового сопротивления, что в итоге приводит к значительному повышению несущей способности буронабивной сваи. 

После проведения десятков испытаний можно выделить основные сравнительные преимущества буронабивных свай с уширением перед:

  • Забивными сваями

1) Увеличенная несущая способность. Подтверждено результатами полевых испытаний грунтов вдавливающей статической нагрузкой: для буронабивных свай с уширением несущая способность 280 тс; для забивной сваи 140 тс

График зависимости осадки свай от нагрузки

2) Увеличенная скорость производства работ за счет  сокращения количества свай при сохранении проектной несущей способности.

3) Устройство свай глубиной до 30 м (без стыковок, с высокой гарантией качества заполнения бетоном и возможностью проверки сваи на сплошность).

4) Нет зависимости от дальности и наличия завода ЖБИ, что зачастую добавляет дополнительное удорожание стоимости работ за счет дополнительных транспортных расходов по доставке свай.

5) Контроль качества сплошности и измерение уширенияна этапе производства работ.

6) Расчетный экономический эффект при замене забивных свай на буронабивные варьируется от 30% до 50%.

Как видно из результатов отчета (табл. 1) при одинаковых геологических условиях, а также длине свай, буронабивная свая с уширением обладает значительной несущей способностью по грунту. Смотреть отчет >>

Из проектных расчетов несущая способность свай с уширением как по телу так и по грунту может достигать 600 тонн и заменять до шести забивных свай.

Буронабивными сваями больших диаметров (сооружаемые под защитой обсадной трубы). При использовании свай с уширением вместо свай больших диаметров при одинаковой несущей способности происходит существенная экономия бетона а также сокращение сроков устройства свай.

Контроль качества

Процесс формирования сваи с уширением постоянно контролируют путем замера подаваемого объема бетона в обсадную трубу через мерную емкость по мере формирования уширения. Раскопка сваи с последующим замером уширения указывает на прямую зависимость расхода бетона на объем созданного уширения сваи. Таким образом, данная технология предлагает высокотехнологичный способ сооружения буронабивных свай с уширением как в горизонтальном направлении, так и в вертикальном, обеспечивающего значительную устойчивость свай в грунте, за счет использования определенных конструктивных приспособлений, а также контролируемого по времени и расхода свайного материала в процесса ее сооружения. 
Для контроля уширения свай по технологии ОАО "Буровая компания "Дельта" совместно с американской компанией PDI PileDynamicsInc. был внедрен и адаптирован прибор термометрического контроля TIP ThermalIntegrityProfiler . Основной принцип работы данного оборудования основан на термометрическом методе – замератемпературы при твердении (схватывании)бетона - энергии гидратации. (подробнее)

 

Яндекс.Метрика