Технология устройства свай под защитой обсадной трубы

Наиболее распространенная в нашем регионе, она заключается в погружении инвентарной трубы с помощью вращателя и трубовкручивающего стола (осциллятора). В Санкт-Петербурге ее используют фирмы «МО 19», «Геострой», «Пилон», «Ленмостотрест», «Ризалит», ЗАО «СТиС», «Мостострой-6» и другие. Данная технология позволяет изготавливать буронабивные сваи диаметром 450, 600, 620, 700, 770, 880, 1000, 1200, 1500, 1800 мм. Известны примеры бурения скважин диаметром 1500 мм на глубину до 75 м. Наиболее глубокие в Санкт-Петербурге сваи (глубина бурения составила 47,5 м) были выполнены именно этим способом.

Рис. 10. Технологическая карта устройства свай под защитой обсадной трубы.

При строительстве Ладожского торгового центра свая диаметром 880 мм глубиной 26 м, испытанная нагрузкой 8640 кН, показала осадку всего 16 мм. При строительстве второй очереди Невского Паласа было проведено испытание сваи диаметром 880 мм глубиной погружения 32 мна нагрузку 6200 кН (осадка составила 12 мм) и диаметром 620 мм с глубиной погружения 32 м на нагрузку 4200 кН (осадка – около 20 мм). Это подтверждает возможности данных свай нести высокие нагрузки от зданий или сооружений.

Следует отметить, что при бурении в слабых водонасыщенных грунтах обсадная труба вкручивается с опережением относительно уровня выемки грунта (положения рабочего бурового органа). Таким образом формируется грунтовая пробка. Во избежание попадания грунта из-за трубного пространства внутрь скважины разницу хода между обсадной трубой и шнеком обычно принимают равной 3 – 4 м, иногда до 6 – 7 м (точно определяется ППР). В некоторых случаях при наличии напорных горизонтов подземных вод необходимо создание противодавленияв скважине посредством заполнения ее водой или глинистым раствором. Использование обсадной трубы позволяет перекрывать горизонты плывунных грунтов, обеспечивать безопасность ведения свайных работ, контролировать параметры буровой скважины, гарантировать высокое качество заполнения скважины бетоном. Данный вид свай является наиболее популярным среди транспортных строителей и мостостроителей в силу его высокой надежности.

Для выполнения буронабивных свай по технологии бурения скважины под защитой обсадной трубы используются буровые установки фирм Bauer ряда BG (в Санкт-Петербурге работают BG 7, BG 14, BG 25, BG 28, BG 30, BG 36), Casagrande (B 130, B250), Junttan (PM 25, PM 26, PM 30). Обсадная труба представляет собой секции труб, жестко соединенных между собой, толщина стенки обычно составляет 40 мм. Скорость проходки зависит от рабочих характеристик вращателя (прежде всего, мощности) и конструкции бурового органа (зависит от вида грунта).

Преимуществами данной технологии являются:

1. Отсутствие динамических и вибрационных воздействий на грунт, что делает возможным устройство свай вблизи существующих зданий и сооружений.

2. Высокая надежность современного оборудования позволяет безошибочно контролировать процесс бурения с достижением несущего слоя.

3. Возможность разбуривания или извлечения валунов.

4. Заполнение скважины производится через бетонолитную трубу, что исключает образование шеек при наличии в скважине арматурного каркаса.

5. В процессе бурения осуществляется прямой контроль соответствия фактических инженерно-геологических условий проектным, что позволяет исключить ошибки и найти оптимальное решение.

6. Возможность устройства уширения позволяет наиболее полно использовать несущую способность сваи.

При устройстве свай по данной технологии особое внимание необходимо обратить на то, что во время прохождения водонасыщенных грунтов, во избежание выпора грунта в скважине, необходимо создавать или грунтовую пробку большой длины, или избыточное давление с помощью воды или глинистого раствора. Принимая во внимание невысокую производительность и возможность воспринимать значительные нагрузки, проектные решения могут обеспечивать полное использование несущей способности свай по грунту. В качестве примера можно привести конструкцию использования системы «свая-колонна», что существенно минимизирует затраты на фундирование.

Для решения проблемы производительности инженерами фирмы Soilmec в сотрудничестве со специалистами ЗАО «Геострой» была разработана технология Double Rotary.

Технология двойного вращателя Double Rotary

Рис. 11. Технологическая карта устройства буронабивных свай методом Double Rotary.

Ее особенность – наличие системы двойного вращателя: верхний вращатель приводит в движение непрерывный проходной шнек, а нижний – поворачивает обсадную трубу в противоположном направлении. В Санкт-Петербурге для выполнения свай по данной технологии используются буровые машины фирм Soilmec CM120 и Bauer RTG-21. Возможны следующие размеры свай: 300, 350, 400, 450, 500, 550 мм. По окончании бурения по внутренней трубе проходного шнека из бетононасоса под давлением подается бетон. Технология двойного вращателя Double Rotary абсолютно безопасна при устройстве буронабивных свай вблизи существующих зданий.

К преимуществам устройства буронабивных свай методом Double Rotary можно отнести:

1. Возможность ее применения для всех видов дисперсных грунтов (несвязные плотные грунты, илы, твердые глины).

2. Отсутствие шума и значимых вибрационных воздействий позволяет устраивать сваи вблизи существующих зданий.

3. Высокая производительность – до 24 свай глубиной до 25 м в смену.

4. Высокое качество заполнения скважины бетоном за счет подачи бетона под давлением.

5. Параметры бурения контролируются высокоточным бортовым компьютером.

6. Возможность выполнять конструкции «стена в грунте» из секущихся свай.