Что собой представляет бурение лидерных скважин под сваи, каковы расценки и от чего они зависят?

Глава VI. БУРОНАБИВНЫЕ СВАИ. СТЕНЫ В ГРУНТЕ

§ VI.1. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ

VI.1.1. Общие сведения

В СССР фундаменты на буронабивных сваях применялись до недавнего времени в основном в мостостроении и портовом строительстве, однако в последние годы они получают все более широкое распространение в промышленном и гражданском строительстве.

В соответствии с технологией изготовления выделяются три основные группы (типа) буронабивных свай:

• – устраиваемых в сухих и маловлажных связных грунтах, не требующих специальных мероприятий по креплению стенок скважин;
• – изготовляемых в несвязных, слабых и обводненных грунтах, стенки скважин которых удерживаются от обрушения избыточным давлением воды или глинистым раствором;
• – сооружаемых в аналогичных грунтовых условиях с креплением стенок при помощи обсадных труб (неизвлекаемых или инвентарных).

VI.1.2. Технология изготовления буронабивных свай в связных сухих и маловлажных грунтах

В сухих и маловлажных грунтах, например лессовых, буронабивные сваи устраиваются при помощи буровых агрегатов, снабженных рабочими органами, действующими по принципу вращательного бурения (шнековая колонна или ковшевой бур), разбуривающими в грунте скважину необходимого диаметра и глубины в зависимости от требований проекта и применяемого оборудования. Устье скважины обсаживается для предотвращения обрушения грунта металлическим патрубком. Бурение производится с периодической выдачей грунта на поверхность в отвал, с последующей погрузкой его в автотранспорт.

После достижения забоя скважины проектной отметки в необходимых случаях в нижней части или по длине скважины устраиваются уширения разбуриванием полости при помощи специального приспособления — уширителя. По окончании бурения скважина освидетельствуется, и после ее приемки в необходимых случаях в нее устанавливается арматурный каркас и производится бетонирование.

По окончании бетонирования скважины голова сваи формуется в специальном инвентарном кондукторе.

Наиболее часто по этой технологии изготовляются буронабивные сваи диаметром 400, 500, 600, 1000 и 1200 мм и длиной до 30 м. Буронабивные сваи этого типа нашли широкое применение в промышленном и гражданском строительстве .

Егоров А.И., Рогачевскии Л.И. Применение буровых свай большого диаметра в промышленном и гражданском строительстве. Основания и фундаменты. V сборник КИСИ

Схема изготовления буронабивных свай по описанной технологии приведена на рис. VI-1.

Рис. VI-1. Технологическая схема устройства буронабивных свай без применения обсадных трубVI.1.3. Технология изготовления буронабивных свай с креплением стенок скважин от обрушения избыточным давлением воды или глинистым раствором

Указанная технология изготовления буронабивных свай используется при устройстве их в неустойчивых обводненных грунтах.

Бурение скважины осуществляется вращательным способом, однако в случае необходимости проходки скальных включений и прослоек могут быть применены сменные рабочие органы ударного типа (грейферы, долота). Стенки скважины в этом случае удерживаются от обрушения глинистым раствором или избыточным давлением столба воды в скважине. Массовое устройство буронабивных свай связано с необходимостью готовить и транспортировать большие объемы глинистого раствора, а затем либо восстанавливать, либо удалять со строительной площадки использованный раствор. Это создает определенные затруднения в проведении работ в зимних условиях, кроме того, при устройстве буронабивных свай с применением глинистого раствора затруднен контроль качества бурения скважин.

Принцип крепления стенок скважин избыточным давлением столба воды, залитой в скважину выше уровня грунтовых вод, состоит в том, что избыточный напор создает гидродинамический поток воды из скважины в окружающий грунт. При этом возникают силы, препятствующие обрушению и оплыванию стенок скважины. Необходимым условием производства работ этим методом является превышение уровнем воды в скважине уровня грунтовых вод. Величина превышения должна быть, как правило, не менее 3 м.

Описанный метод крепления стенок скважин от обрушения наиболее прост, однако является менее надежным, сложен в зимних условиях, требует безукоризненной организации работ.

По окончании бурения скважин и зачистки забоя в нее устанавливается арматурный каркас и скважина бетонируется. Бетонирование осуществляется методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). При бетонировании под водой применяют бетонолитные трубы с герметичными быстроразъемными стыками.

Бетонирование и формование головы свай производится так же, как и бетонирование свай в сухих грунтах.

Какая техника участвует в работах

Для создания лидерных скважин используются самоходные буровые установки на базе автомобильных и гусеничных шасси, укомплектованные навесным буровым оборудованием.

Наиболее распространенным вариантом являются буровые автомашины, созданные на базе тяжелых грузовиков “Краз”, “Урал”, “Камаз” и т.д.

Колесная техника, в сравнении с гусеничными установками, обладает ключевым преимуществом – большей мобильностью, такие буровые машины могут своим ходом передвигаться по дорогам общего назначения, тогда как гусеничные установки транспортируются на место работы в тягачах-полуприцепах, в результате чего стоимость их перебазирования сильно возрастает.

Технология лидерного бурения

Для лидерного бурения применяется специальный буровой инструмент Максимально точное вертикальное положение бура является ключевым фактором влияющим на качество проведения работ. В ином случае погруженные в скважины сваи будут стоять под углом, что неприемлемо.

В ходе бурения производится отбор грунта с краев скважины. В ином случае поднятая почва будет высыпаться назад в скважину, что по итогу не позволит нормально установить сваи.

Этапы проведения работ:

• Подготовка строительной площадки для проведения буровых работ;
• Специалисты проводят разметку. Отмечают на территории под застройку точки, где будут установлены сваи;
• В заранее отмеченных местах устанавливается оборудование для бурения;
• Начинается проверка на вертикальность установленных буров;
• Происходит процесс бурения скважин;
• В готовой скважине помещаются железобетонные сваи, после чего начинается их забивание в грунт;
• После завершения монтажа проводится осмотр каждой установленной сваи. Специалисты уточняют ее соответствие плану. Если все сваи были установлены правильно, проходит их сдача представителю технического надзора.

Непосредственному выполнению лидерного бурения скважин предшествуют работы по подготовке строительной площадки. Первоначально участок очищается от всего строительного мусора, поверхностной растительности и камней.

Далее производится разбивка осей будущего свайного поля и разметка мест погружения свайных столбов, по которой будет производится бурение. К разметке свайных фундаментов допускаются специалисты, выполняющие геодезические работы.

В первую очередь выполняется разбивка базисных осей – крайних контуров свайного поля. Затем по периметру осей в соответствии с проектным шагом размечаются линии расположения свай. Точки пересечения внутри свайного поля указывают на места погружения свай и отмечаются вбитыми в землю колышками.

После разметки свайного поля реализуется технология лидерного бурения.

Бурение лидерных скважин под сваи — расценка в смете, что это такое, область применения технологии, этапы работ и оборудование

Метод лидерного бурения позволяет быстро выработать скважины на большой глубине, обеспечивая при этом проход сложных и опасных участков в грунте под опорной площадью будущего фундамента.

В чем преимущества и особенности технологии бурения лидерных скважин под сваи, каковы расценки на проведение работ в смете, можно узнать из материала, изложенного в статье.

Что это такое?

Лидерное бурение – технологический процесс устройства скважин на большой глубине с применением специальной техники. Технология основана на динамическом погружении шпунта в почву.

Оборудование используют перед строительством буронабивного фундамента, а также для облегчения погружения забивных опор в грунт.

Лидерное бурение ускоряет и упрощает процесс закладки фундамента для тяжеловесных сооружений различного назначения.

• Применение технологии экономически целесообразно в тех случаях, когда установки статистического вдавливания не справляются с сопротивлением грунта на застраиваемом участке.
• Для некоторых геологических условий заложить силовую конструкцию без лидерного бурения невозможно, либо на устройство шурфов понадобится больше времени.
• Это относится к грунтам со значительными вкраплениями горных обломочных пород и остатков строительного мусора, при столкновении с которыми в обычных условиях происходит разрушение наконечника силового элемента.

В центральных регионах РФ часто встречаются участки, в которых несущий пласт представляет собой слой высокоплотного песка толщиной до 2 м при глубине закладывания фундамента в 6–7 м. Для устройства силовой конструкции в таком грунте походя только установки лидерного бурения.

Кроме участков с высокотвердыми породами, технология применяется на территориях с перенасыщенной влагой и глинистой почвой. В структуре такого грунта отсутствуют жесткие связи, в результате чего сложно добиться необходимой устойчивости фундамента.

Лидерное бурение – экономически целесообразный метод устройства скважин в вечномерзлом грунте или при строительстве при минусовой температуре окружающего пространства. Альтернативный метод при таких обстоятельствах – прогрев почвы паром или током, но они требуют значительных финансовых и трудовых затрат.

Стоимость услуги

Стоимость услуги варьируется в зависимости от:

• параметров скважины,
• размеров фундамента,
• характеристик грунта,
• сложности работы и других дополнительных факторов.

Среднерыночные цены для предварительно подсчета расходов на закладку фундамента представлены в таблице:

Расчет предстоящих расходов отражает полный объем технологических операций:

• подгон спецтехники на площадку;
• непосредственное шнековое бурение;
• заглубление свай или набивка раствором подготовленных скважин для фундамента;
• освидетельствование готовых шурфов;
• проходку техники по участку (считают за погонный метр).

В документе также указано количество скважин, их глубина и диаметр. Расходы на бурения могут варьироваться в зависимости от удаленности объекта и плотности застройки площадки.

Область применения

Технология лидерного устройства скважин применяется в таких направлениях:

1. Жилищное и промышленное строительство.
2. Шпунтовое ограждение траншей и котлованов.
3. Возведение наземных и подземных инженерных конструкций.
4. Монтаж сооружений различного назначения на воде.

Нормативные требования СНиП

Выделка скважин контролируется нормативными требованиями, изложенными в СП и СНиП:

строительство свайных фундаментов – СНиП 2.02.03-85;

Этот процесс подразумевает под собой несколько последовательных этапов:

1. установку оборудования на оси в положение, обозначенное в проекте;
2. далее непосредственно процесс бурения скважин;
3. забивку (погружение) свай (шпунтов) до заявленной проектной отметки.

Стоит отметить и то, что метод лидерного пробуривания скважин нашел применение и в процессе устройства шпунтового ограждения котлована, и, кроме того, в процессе бестраншейной прокладке трубопровода (то есть когда первоначально в грунте делают скважину, а затем ее расширяют и одновременно туда, в нее затягивают трубопровод).

Когда используется метод лидерного бурения скважин?

Напомним, что лидерным пробуриванием скважин называют такой способ бурения, который выполняется перед погружением самой сваи.

Как правило, этим способом во время забивки свай пользуются в таких случаях:

• если имеет место геологический разрез песчаного слоя, длиной больше 2,5 метров;
• если верхний слой грунта слишком плотный (то есть в случае, когда телос свои разрушается в начале процесса забивки);
• если необходимо увеличить глубинный уровень погружения свай (обычно в плотном грунте с недобуром 2,1-2,5м);
• если нет возможности погружения свай до заявленной в проекте отметки;
• если имеют место большие отклонения в процессе позиционирования сваи.

Решение использовать метод пилотного скважинного бурения (или, как его называют специалисты, «лидера») принимают обязательно с согласования проектной организацией, при этом основываются на отчетах об инженерно-геологических изысканиях и текущих условиях.

В зависимости от того, какое сечение, глубина погружаемой сваи и категории грунта определяется необходимый диаметр и глубина лидера. Зачастую для свай, сечение которых 300х300мм, принимают диаметр от двухсот до двухсот пятидесяти миллиметров, в случае когда сечение 350х350мм или же 400х400 мм принимают триста или триста пятьдесят мм. Отметим то, что глубина лидерной скважины принимается на 2-2,5 метра выше заявленной в проекте отметки острия свай.

Кроме того, в процессе пилотного пробуривания скважин определяют оптимальную технологию: есть вариант полного выбора грунта из скважин или же частичное разбуривание (размягчение грунтов шнеком). Нужно учитывать тот факт, что при установке лидера грунт, который выбуривается шнеками из скважины, довольно заметно увеличивается отметка, указывающая на поверхность почвы, и его нужно или убирать, или откапывать котлован с необходимым в данном случае запасом.

Во время работ нужно грамотно распланировать согласованные работы технических средств (таких как копровая и буровая установка, например), чтобы предотвратить «затаптывание» ранее забуренных скважин. Помимо этого, следует учитывать расстояние между скважинами, чтобы исключить возможность их осыпания в случае динамической нагрузки во время работы свайных молотов.

В чем достоинства лидерного бурения скважин?

Как мы уже говорили, данный способ бурения буронабивных свай позволит обеспечить вертикальное направление в процессе погружения свай (шпунтов), это будет наиболее востребовано зимой. Помимо этого, такой метод значительно облегчает достижение вертикальности свай в первоначальный момент забивания.

Предварительное (его и называют бурением скважины лидерным способом) бурение позволит осуществить проходимость плотных песков, а также глинистого грунта более твердой, а также полутвердой консистенции. Лидерные скважины, которые пробуриваются с целью уменьшить сопротивление грунтов процессу погружения свай (шпунтов), в то же время является направляющей для этих свай.

Большое преимущество этого метода в возможности обеспечить сохранность сваи (шпунта), а также в возможности обеспечения их погружения с высоким уровнем точности до отметок, которые заявлены в проекте. Помимо этого, заметно сокращается затраченное на их погрузку время, а также значительно снижается негативное воздействие на близстоящие постройки. Стоит отметить, что в современных условиях достаточно плотной городской застройки это поистине является решающим фактором.

Компания «БОРА» производит различные виды работ по изготовлению свай. Мы используем в работе только самую современную технику и все оборудование. Специалисты «БОРА» делают свою работу крайне качественно и в короткий срок.

Atlas Copco

Компания Atlas Copco справедливо считается одним из мировых лидеров во многих областях машиностроения, в т. ч. производстве бурового оборудования для горно-добывающей промышленности. Но только горным делом его применение не ограничивается. В большинстве европейских стран оно уже давно успешно применяется для инженерного бурения, в. т. ч. буровых работ в строительном комплексе. Круг задач, решаемых с помощью «строительного» бурового оборудования Atlas Copco, очень широк.

Это и взрывные скважины, необходимые не только при проходке тоннелей, но и строительстве дорог и различных сооружений транспортного, энергетического и промышленного комплекса; бурение под анкерное крепление (например, для укрепления откосов при строительстве мостов), бурение при устройстве буронабивных свай. Последнее особенно актуально для тех крупных российских городов, чьи исторические центры активно реконструируются, где ведется новое строительство, в том числе и т. н. «уплотнительная» застройка.

Здесь не обойтись без щадящих технологий, не допускающих даже намека на возможность повреждения находящихся в непосредственной близости от места работ конструкций. (Буронабивные сваи – это также единственный выход при строительстве на скальных грунтах). Кроме того, многие здания, построенные 100 и более лет назад, испытывающие прессинг резко возросших потоков транспорта и увеличившегося объема подземного строительства, нуждаются в работах по укреплению фундаментов. Производимые Atlas Copco небольшие буровые станки наилучшим образом подходят для этого

Они способны работать в самых стесненных условиях, некоторые модели способны даже проходить сквозь дверные проемы (это очень важно, поскольку зачастую скважины для укрепления фундаментов приходится бурить не только снаружи, но и изнутри зданий). Их немаловажное достоинство – низкие шум и вибрация

Универсальные буровые установки Mustang используются в гидрогеологии, инженерной геологии, при устройстве фундаментов, для укрепления грунтов. С их помощью можно (при необходимости меняя буровое оборудование) реализовывать несколько видов бурения: шнековое, колонковое, погружным пневмоударником, вращательное (роторное шарошечными долотами), бурение OD, ODEX и DEPS. Сегодня производятся 4 модели: Mustang 4 (особенно хорошо подходит для бурения в ограниченном рабочем пространстве, имеет 4 модификации), Mustang 5 (буровая установка среднего размера; может быть легко оборудована специально спроектированными комплектами для струйной цементации колонн различной высоты; имеет 5 модификаций). Mustang 9 (установка повышенной мощности; для особо тяжелых условий эксплуатации; имеет 4 модификации), Mustang 13 (новейшая модель в семействе Mustang, разработанная для наиболее тяжелых условий эксплуатации; предусмотрено 3 модификации). Основное отличие «Мустангов» от конкурентов – повышенные момент вращения и подача.

Как строительные могут позиционироваться модели легкой серии с гидроперфоратором: ROC D3, ROC D5, ROC D7, ROC D9, ROC F7 и их модификации и исполнения (такие, как, например, с кабиной и без, с системой RRC, бесшумные, модификации с дистанционным управлением и т. д.) Всего производится 5 моделей и 10 исполнений. Полностью автоматизированные (автоматическая замена штанг обеспечивает очень высокую скорость бурения) они изначально изготавливаются под конкретное буровое оборудование – пневмоударник, гидроперфоратор и др.

В ассортименте компании есть также оборудование для нагнетания цементного раствора, используемое для стабилизации, уплотнения или укрепления грунта и скальных пород.

Преимущества бурового оборудования Atlas Copco – это не только надежность, экономичность и высокая производительность, но и высокая планка сервисного обслуживания, поддерживать которую помогает развитая сеть филиалов (основные – в Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Хабаровске, Мирном и плюс представительства во всех без исключения регионах), наличие складов в регионах (буровой инструмент, запасные части, расходные материалы), высокая квалификация специалистов.

Интерес представителей российского строительного комплекса к буровой технике Atlas Copco совпал с заинтересованностью компании в новых заказчиках. А значит, уже в самое ближайшее время эти машины можно будет увидеть на строительных площадках.

Устройство буроинъекционных свай

Для создания БИС используется бетонная смесь на основе цемента марок М400 и выше, с густотой не выше 29%. Соотношение цемента песка и воды — 1:1:0,4 либо 1:2:0,7. В состав раствора добавляют песок мелких фракций, размером не более 1 миллиметра.

Фактическая прочность бетона буроинъекционной сваи должна составлять не меньше 15 МПа спустя 7 дней после ее создания, и не меньше 30 МПа спустя 28 дней. Для армирования, в зависимости от габаритов БИС и типа грунта, могут использоваться как единичные арматурные прутья, так и арматурные каркасы. В исключительных ситуациях для армирования могут использовать стальные трубы

Рис. 1.6: Армокаркас для укрепления БИС Тип армокаркаса определяется в зависимости от особенностей грунта и несущей нагрузки, которую будет испытывать свая. Каркас может быть либо однородным по все длине БИС (в неустойчивой почве), либо смешанным (сваренный цилиндрический каркас в месте наибольшего изгибающего давления на сваю, и одиночная арматура по остальной длине БИС) в нормальных грунтах. Армокаркас изготавливается из горячекатаной арматуры классов А5 и А4, диаметр которой для конструкций разного размера определяется требованиями СНиП 2.02.03-85.

Буроопускные сваи особенности конструкции

Суть буроопускной технологии монтажа свай заключается в установке железобетонных конструкций внутрь предварительно разработанных скважин, диаметр которых превышает сечение сваи на 50-100 мм.

Между сваей и стенками полости формируется пространство, заполняемое песчано-глинистым, известковым либо цементным раствором, который после монтажа сваи смерзается со стенками столба и грунтом, что обеспечивает дополнительную устойчивость железобетонной сваи.

Глубина разрабатываемых скважин подбирается в соответствии с проектом свайного фундамента так, чтобы после установки столба заданной длины сохранялся требуемый нулевой уровень погруженной опоры (высота выступающего над грунтом участка сваи).

Пробуренная полость перед монтажом сваи заполняется раствором на 1/3 от общей глубины. В процессе опускания железобетонная конструкция выдавливает раствор и он равномерно распределяется по пространству между стенками сваи и скважины.

Совет эксперта! Также существует практика обустройства буроопускных свай с частичным заполнением полости раствором, который заполняет ее до уровня границы промерзания почвы. Оставшаяся часть полости засыпается непучинистым грунтом (песком либо песчано-гравийной смесью).

Рис. 1.1: Схема конструкции буроопускной сваи

Для установки в скважину применяются железобетонные сваи квадратного сечения (маркировка «С») и сваи-оболочки («СО»). В случае применения свай-оболочек их внутренняя полость подлежит последующему бетонированию.

Габаритные характеристики используемых свай определяются согласно расчетам. Могут применятся конструкции сечением от 25*25 до 40*40 см. длиной до 16 метров включительно. При строительстве объектов с повышенными требованиями к надежности используются составные сваи длиной до 32 метров, переносящие нагрузку от здания на глубинный высокотвердый грунт.

Рис. 1.2: Бурение с применением обсадных труб под буроопускные сваи

Монтаж буроопускных свай, как правило, выполняется под защитой инвентарных обсадных труб. Конструкция погружается в почву в процессе бурения полости и демонтируется после установки сваи и ее бетонирования. Обсадка необходима для предотвращения попадания в пространство между стенками сваи и шурфа обвалов земли и грунтовой влаги.

Что такое смета на строительные работы

Это документ, в который вносятся показатели затрат и расходов на сооружение объекта, где также указывается основная прибыль производителя работ. Именно на основе данного документа решаются вопросы финансирования, размер капитальных вложений в объект, формируются цены на приобретаемые стройматериалы. Если строительная организация арендует необходимую технику или оборудование, то это также отражается в сметах. То есть, в ней отражаются общие затраты подрядчика, куда входят: заработанная плата персонала, стоимость приобретаемых материалов, эксплуатационные расходы по технике, хоз. расходы, налоги, потребление энергоносителей и прочее.

Существует четыре метода расчета смет.