8. Технология сооружения опор на буронабивных столбах в условиях суши и акватории. Оборудование.

Технология сооружения буронабивной сваи включает в себя следующие процессы (рис. 2.41):

• бурение в грунте скважины, крепление ее стенок, разработка и удаление из забоя грунта;

• опускание в скважину арматурного каркаса;

• заполнение скважины бетонной смесью, обычно методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ).

Работы по устройству сваи на водоеме с глубиной воды до 3 м ведут с искусственных островков, огражденных шпунтом, если глубина больше – с подмостей или на плаву. Скважины бурят через обсадные инвентарные (извлекаемые) стальные трубы или же через железобетонные или металлические трубы, которые оставляют в конструкции сваи. Погружаются трубы различными способами, в том числе забивкой, вибропогружением или задавливанием.

Рис. 2.41 – Технологическая последовательность сооружения буронабивной сваи: I – бурение скважины; II – разбуривание уширения; III – установка арматурного каркаса; IV – заполнение скважины бетонной смесью

Крепление стенок скважины от возможного обрушения грунта производится с помощью обсадной трубы, избыточного давления воды (в глинистых и водонасыщенных песчаных грунтах) или глинистого раствора, который подают в скважину (рис. 2.42).

Рис. 2.42 – Способы крепления стенок скважины: a – избыточным давлением воды; б – глинистым раствором; в – обсадной трубой

При использовании избыточного давления воды в скважине необходимо поддерживать уровень воды на 5–6 м выше уровня грунтовых вод или уровня воды в реке. Столб воды создает избыточное давление на стенки скважины:

р = γ_в·h,

где h – высота столба воды над уровнем естественного горизонта воды в скважине;

γ_в – плотность воды.

Достоинство обсадной трубы заключается в том, что она обеспечивает идеальную форму скважины и гарантирует ее качество. Обсадные трубы – инвентарные конструкции многоразового использования. Они состоят из стыкуемых на резьбовых пробках секций длиной до 6 м и подлежат обязательному извлечению из грунта.

Стадии сооружения буронабивной сваи под защитой обсадной трубы наглядно показаны на рис. 2.43.

Рис. 2.43 – Стадии сооружения буронабивной сваи под защитой обсадной трубы: a – погружение обсадной трубы; б – разработка грунта скважины; в – армирование и бетонирование сваи

Для предотвращения обрушения грунта в верхней части скважины часто устраивают инвентарную трубу-патрубок длиной до 5–10 м. Патрубок заглубляют в верхние слои неустойчивых грунтов, после чего разрабатывают скважину под глинистым раствором или при избыточном давлении воды.

Скважину заполняют бетонной смесью после подвески арматурного каркаса не позднее чем через 16 ч после окончания буровых работ.

Если невозможно уложить бетонную смесь насухо, следует применить подводную кладку методом ВПТ при осадке конуса 16-20 см.

Толщина защитного слоя в буронабивных сваях, бетонируемых методом ВПТ, должна быть не менее 10 см.

Способ разработки грунта в скважине определяется видом грунта:

• несвязные грунты можно разрабатывать эрлифтом (см. предыдущие лекции рис. 2.34);

• связные – одно- или двухканатным грейфером или шнековым буром;

• нескальные грунты – ковшовым буром;

• в скальных можно использовать колонковый бур для проходки кольцевых прорезей с отрывом и без отрыва керна.

• Буровое оборудование МБУ-1,2 навешивается на кран Э-1258. Вращение телескопической штанги, подвешенной к стреле крана, обеспечивается консолью с ротором, шарнирно закрепленной у основания стрелы (рис. 2.45).

• Оборудование МБС-1,7А (МБС-1,7) также навешивается на гусеничный кран, и вращательное бурение ведется аналогичным образом (рис. 2.46). С помощью уширителя, раскрывающегося под весом штанги и закрывающегося под собственным весом, весом ковша и разбуренного грунта, устраивают уширение. Скорость бурения в нескальных грунтах достигает 3–5 м/ч.

• Буровую машину МБНА-1 применяют при устройстве не только вертикальных, но и наклонных скважин диаметром до 1,0 м.

• 

• Современные буровые машины – вращательного или ударного действия. На рис. 2.48 показан гусеничный кран фирмы Liebherr с оборудованием ударного действия (масса ударного грейфера – 9,1 т). Диаметр скважины – 150–200 см, глубина бурения – до 70 м. Бурение ведется под защитой обсадной трубы, угол вращения (качания) которой – 25°, а ход погружения (подъема) – 0,4–0,5 м.

• 

• Рис. 2.48 – Кран фирмы Liebherr с ударным грейфером массой 9,1 т

• Сооружение опор мостов и эстакад с фундаментами на буронабивных сваях-столбах производится в определенной последовательности с использованием комплекта строительных машин (рис 2.49).

• 

• Рис. 2.49 – Этапы сооружения опоры на буронабивных столбах:

• I – задавливание обсадной трубы и выемка грунта из ее внутренней полости; II – установка в скважину арматурного каркаса; III– заполнение скважины бетонной смесью с одновременным извлечением обсадной трубы; IV – разработка котлована после сооружения буронабивных столбов; V – монтаж щитов опалубки и армирование ростверка опоры; VI – бетонирование ростверка, монтаж щитов опалубки и бетонирование надфундаментной части опоры;

• I - буровая машина Kato-5QTHC; 2 – Кран КС45721; 3 - автобетононасос; 4 – автомиксер КРАЗ; 5 – экскаватор Э-3223