Технологии

CFA/НПШ

CFA (Continuous Flight Auger) – буронабивные сваи с применением непрерывного полого шнека (Ø300, 400, 500, 600, 800, 1000 мм, длиной до 30 м).

Скважины под сваи CFA разрабатываются с помощью рабочего органа - непрерывного проходного (полого) шнека. Извлечение грунта из скважины обеспечивается посредством винтовой лопасти, наваренной по всей длине сердечника шнека.

Когда шнек достигает заданной глубины, производится подача бетонной смеси при помощи бетононасоса, соединенного шлангами с верхней частью шнека. Давление, создаваемое бетононасосом при прохождении бетона через полую часть шнека, выдавливает специальную заглушку, и бетон попадает внутрь скважины, при этом шнек поднимается, освобождая пространство в скважине.

Непосредственно после окончания бетонирования производится погружение арматурного каркаса с помощью вибропогружателя.

Качественное уплотнение бетона достигается за счет подачи бетонной смеси бетононасосом, а также за счет дополнительного уплотнения бетона в скважине при погружении арматурного каркаса вибропогружателем.

Технология хорошо зарекомендовала себя в грунтах, слои которых существенно различаются по прочности. Особенно эффективна она при проходке большой толщи песков, полутвердых и тугопластичных суглинков, когда невозможно применять сваи уплотнения.

Формирование буронабивной сваи происходит в следующей последовательности:

Рис. 1. Технологические операции по устройству набивных свай с помощью проходного шнека (CFA):

• а, б – забуривание шнека на проектную отметку;
• в – извлечение шнека с одновременным заполнением бетоном скважины;
• г – погружение арматурного каркаса в бетонный ствол;
• 1 – несущий слой грунта;
• 2 – проходной шнек;
• 3 – заполненная бетоном скважина в грунте;
• 4 – направление подачи бетона в скважины через полость шнека;
• 5 – арматурный каркас;
• 6 – вибратор на крюке-кране.

Преимущества технологии:

• Эта технология может быть использована как в плотных, так и неустойчивых водонасыщенных грунтах.
• Высокое качество заполнения скважины бетонной смесью за счет ее подачи под давлением.
• Изготовление свай CFA не производит большого шума, вибрации, ударов, позволяя работать в плотной городской застройке и вблизи существующих зданий.
• Используемое оборудование (буровая установка, бетононасос, экскаватор) позволяет минимизировать участок производства работ и позволяет работать в стесненных условиях.
• Высокая производительность работ позволяет изготавливать 300-400 погонных метров свай за смену.

DDS

DDS (Drilling Displacement System) - буронабивные сваи уплотнения, устраиваемые без выемки грунта

Данная технология заключается в том, что скважины под сваи образуются за счет вытеснения грунта специальным буровым инструментом, т. е. устраивается без выемки грунта, с уплотнением стенок скважины, посредством применения рабочего органа – раскатчика. Происходит непрерывный процесс образования цилиндрической полости в грунте путем его деформации и уплотнения раскатывающим механизмом в стенки скважины. Благодаря этому вокруг скважины образуется уплотненная зона грунта.

Использование специального бурового инструмента, жестко закрепленного на буровом ставе, делает возможным устройство буронабивных свай в глинистых грунтах, а при встрече с препятствиями (валуном, например) произвести замену породоразрушающего инструмента на забурник и продолжить бурение без потери сваи. Использование раскатчика обеспечивает бурение скважин с гладкими и прочными стенками диаметром 400мм, 500 мм, 600 мм.

Формирование буронабивной сваи происходит в следующей последовательности:

Рис. 2. Технологическая последовательность устройства сваи уплотнения DDS:

• а, б – бурение скважины с помощью раскатчика без выемки грунта до проектной отметки;
• в – постепенное извлечение бурового инструмента из скважины с одновременным ее заполнением бетонной смесью;
• г – погружение в скважину, заполненную бетонной смесью, арматурного каркаса вибропогружателем;
• д – готовая свая с выпусками арматуры;
• 1– плотный грунт;
• 2 – обсадная труба;
• 3 – скважина, заполняемая бетоном;
• 4 – подача бетона бетононасосом;
• 5 – вибратор, подвешиваемый на стрелу кра-на;
• 6 – арматурный каркас;
• 7– свая в грунте.

Преимущества технологии:

• Высокая производительность – до 20 свай глубиной до 24 м в смену.
• Отсутствие вибрации и шума, что делает технологию DDS особенно привлекательной при работе в условиях плотной городской застройки.
• Отсутствие выбуренного грунта снижает стоимость работ за счет экономии на затратах по вывозу грунта.
• Высокая точность постановки свай в плане, соблюдение вертикальности забуривания, глубина погружения рабочего органа, давление бетона при заполнении скважины – все это контролируется бортовым компьютером.
• Высокое качество бетонирования (гладкие и прочные стенки после раскатки, подача бетона под давлением через полый раскатчик)

CAP

CAP (Cased Auger Piles) - буронабивные сваи, устраиваемые с применением обсадной трубы с двойным вращателем (Ø400-800 мм, длиной до 18 м).

Данная технология применяется в грунтах со слабой несущей способностью и предусматривает использование буровых установок, оснащенных двойным вращателем (Double Rotary) с мощностью не менее 250 кН/м.

Технология Double Rotary (двойной вращатель) представляет собой сочетание двух технологий сооружения буронабивных свай – применение непрерывного полого шнека (технологии CFA) с использованием обсадных труб (casing), что позволяет сооружать фундаменты без бентонитового раствора в любых грунтовых условиях, в том числе слабых и обводненных.

Технология позволяет выполнять устройство отдельных буронабивных свай и "стены в грунте" из буросекущихся свай (CSP) с гарантированным отклонением от вертикали менее 1,0–1,5 мм.

Технология абсолютно безопасна при устройстве буронабивных свай вблизи существующих зданий.

Формирование сваи происходит следующим образом:

Рис. 3. Технологическая последовательность устройства сваи:

• а, б – бурение на проектную отметку;
• в – извлечение шнека и обсадной трубы с одновременным заполнением бетоном скважины;
• г – погружение арматурного каркаса в бетонный ствол

• 1 – несущий слой грунта
• 2 – обсадная труба с проходным шнеком
• 3 – заполненная бетоном скважина в грунте
• 4 – направление подачи бетона в скважины через полость шнека
• 5 – арматурный каркас
• 6 – вибратор на крюке-кране

Преимущества:

• Возможность ее применения для всех видов дисперсных грунтов (несвязные плотные грунты, илы, твердые глины).
• Отсутствие шума и значимых вибрационных воздействий позволяет устраивать сваи вблизи существующих зданий.
• Высокая производительность – до 20-24 свай глубиной до 18 м в смену
• Высокое качество заполнения скважины бетоном за счет подачи бетона под давлением.
• Параметры бурения контролируются высокоточным бортовым компьютером.
• Возможность выполнять конструкции «стена в грунте» из буросекущихся свай (CSP).

Обычными сферами применения являются:

• ряды секущихся свай;
• сваи, пробуренные шнеком в неустойчивых и водонасыщенных грунтах;
• сваи или скважины с очень маленьким допуском по вертикали.

CSP

CSP (Cased Secant Piles) - буросекущиеся сваи.

Технология CSP подразумевает по собой изготовление «стены в грунте» из буросекущихся свай. Стена из буросекущихся свай представляет собой последовательность поочередно изготовленных неармированных и армированных свай с намеренным перекрыванием сечения неармированных свай сечением армированных свай. Изготовление буросекущихся свай производится по технологии CAP.

Рис. 4. Чертеж последовательности устройства и армирования секущихся буронабивных свай CSP .

Основными сферами применения являются:

• Изготовление шпунтового ограждения;
• Устройство подземных сооружений (заглубленных резервуаров, подземных парковок).

Сваи в обсадной трубе

Сваи в обсадной трубе (в т. ч. сваи с уширением) - буронабивные сваи, устраиваемые с применением телескопической штанги Келли с обсадной трубой (Ø400, 500, 600, 800 мм, длиной до 42 м).

По данной технологии (в зарубежной практике «casing») обсадную трубу погружают вращателем через закрепленный на трубе хомут и одновременном вдавливании. Обсадная труба состоит из нескольких жестко соединенных секций. По мере погружения трубы из нее извлекают грунт шнеком и наращивают следующую секцию. Шнек закреплен на конце телескопической штанги Келли, раздвигающейся при углублении скважины.

Процесс начинается с опережающего бурения скважины обсадной трубой с армированным наконечником (кольцевой коронкой). Коронка служит как для разбуривания грунта, так и бетона первичных свай при устройстве буросекущихся свай. Обсадная труба при этом погружается в грунт вращателем или трубовкручивающим столом на глубину 1,5-2,0 м. Далее с помощью телескопической штанги Келли и подвешенного на ней короткого шнека обсадная труба очищается от грунта.

Операции по бурению скважин и извлечению грунта повторяются через каждые 1,5-2,0 м погружения обсадных труб. По достижении проектной глубины выполняется извлечение бурового инструмента из колонны обсадных труб, зачистка забоя от шлама, установка и фиксация арматурного каркаса, бетонирование сваи методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ).

Технологическая последовательность:

Рис.5 Технологический цикл устройства свай в обсадных трубах с помощью Келли-штанги

• а, б – монтаж первых секций обсадных труб
• в, г – вращательное погружение труб
• д, е– очищение обсадных труб от грунта коротким шнеком (Келли-штангой) с последующим его извлечением на поверхность

Эффективность применения.

Применение данной технологии, несмотря на ее невысокую производительность обуславливается:

• возможностью выполнения работ по устройству свай в различных типах грунтов;
• отсутствием динамических и вибрационных воздействий на грунт при выполнении ограждающих конструкций вблизи существующих зданий и сооружений;
• современным оборудованием буровой установки, позволяющим контролировать процесс бурения, разбуривать и извлекать валуны;
• в процессе бурения осуществляется прямой контроль соответствия характеристик грунта, заложенных в проекте;
• кроме того, позволяет при прохождении водонасыщенных грунтов избежать их выпора в скважину за счет грунтовой пробки и избыточного давления в скважине с помощью воды;
• надежной защитой стенок скважины от обрушения;
• заполнением скважины через бетонолитную трубу, что исключает образование шеек и дефектов стволов свай;
• высоким качеством заполнения скважины бетоном;
• возможность устройства уширения, которое наиболее полно позволяет использовать несущую способность сваи.

Fundex

Fundex – набивные вытеснительные сваи, устраиваемые с применением обсадной трубы с теряемым наконечником (Ø380, 450, 550 мм, длиной до 30 м).

Технология свай «Фундекс» разработана в Нидерландах. Скважины под сваи выполняют без извлечения грунта, за счет его уплотнения ввинчиваемой инвентарной стальной трубой, нижний конец которой закрыт оставляемым в грунте режущим наконечником. Сваи «Фундекс» изготавливаются установками вращательно-вдавливающего (извлекающего) действия.

Пятой будущей сваи служит «теряемый» чугунный винтовой наконечник, который выставляется на заданную точку поверхности грунтового основания.

Технологический цикл устройства свай по представляемому способу состоит из следующих операций:

• наводка установки на точку устройства сваи;
• установка теряемого наконечника и соединение его через гидроизолирующую прокладку с обсадной трубой;
• устройство скважины на заданную проектную отметку путем погружения трубы за счет крутящего момента и осевого вдавливания;
• по завершении погружения трубы на проектную отметку выполняется визуальная проверка герметичности полости трубы на отсутствие в ее полости грунтовых вод;
• установка арматурного каркаса в полость буровой трубы;
• заполнение трубы бетоном через верхний торец с помощью бадьи;
• извлечение трубы обратным вращением. Для облегчения извлечения трубы допускается порционное заполнение трубы бетонной смесью и постепенное извлечение трубы на величину бетонного столба;
• перемещение установки на следующую точку устройства сваи;
• формирование оголовка; при необходимости погружение в случае необходимости дополнительного арматурного каркаса в верхнюю часть сваи.

Рис.6 Технологическая последовательность устройства сваи Fundex:

• а – устройство скважины на заданную проектную отметку путем погружения трубы за счет крутящего момента и осевого вдавливания;
• б – установка арматурного каркаса в полость буровой трубы;
• в – заполнение трубы бетоном через верхний торец с помощью бадьи и извлечение трубы обратным вращением;
• г – готовая свая

• 1 – плотный грунт
• 2 – теряемый башмак
• 3 – обсадная труба
• 4 – подача бетона бадьей или бетононасосом
• 5 – арматурный каркас
• 6 – направление вращения обсадной трубы
• 7 – свая в грунте

Преимущества технологии:

• Изготовление свай большой несущей способности и с небольшим перерасходом бетонной смеси.
• Высокая производительность – до 25 свай глубиной до 30 м в смену.
• Отсутствие вибрации и шума, что делает данную технологию особенно привлекательной при работе в условиях плотной городской застройки.
• Отсутствие выбуренного грунта снижает стоимость работ за счет экономии на затратах по вывозу грунта.

Микросваи

Микросваи - буроинъекционные сваи Ø150-280 мм

Технологическая последовательность:

• бурение скважины
• установка арматурного каркаса
• инъекция цементно-песчаного раствора

Рис.7. Устройство устройства буроинъекционных свай

Бетонирование скважины производится через бетонолитную трубу. Данная технология применима для маловлажных глинистых грунтов. При устройстве данных свай в водонасыщенных или опесчаненных грунтах инъецирование цементно-песчаного раствора производится через полый шнек, а погружение арматурного каркаса производится после бетонирования скважины.

Устройство буроинъекционных свай особенно эффективно применяется в стесненных условиях производства работ, а также при реконструкции существующих сооружений.

Винтовые сваи

Винтовые (бурозавинчиваемые) сваи – сваи, изготовленные из стальной трубы, погружаемые в грунт путем одновременного вращения и вдавливания.

Винтовые сваи делятся на две группы:

• лопастные (узколопостные и широколопостные; однолопостные и многолопастные)
• со спиральной навивкой

Несущая способность лопастной винтовой сваи определяется в основном лобовым сопротивлением лопасти (одной или нескольких). Для изготовления данных свай используются трубы Ø108, 159, 219, 325мм с диаметром лопасти до 0,8 м.

Несущая способность безлопастной винтовой сваи (со спиральной навивкой) определяется трением боковой поверхности ствола сваи о грунт. Для изготовления данных свай используются трубы Ø159, 219, 325мм.

Шпунт Ларсена

Шпунт Ларсена представляет собой металлический профиль, по краям которого проходят замки типа Ларсен (ГОСТ 4781-85). Замковое соединение Ларсен обеспечивает совместную работу всех элементов шпунта и позволяет добиться низкого уровня водопроницаемости.

Шпунт Ларсена имеет высокую оборачиваемость (6-12 циклов)

Весь процесс устройства шпунтового ограждения заключается в поочередном погружении отдельных элементов шпунта с их одновременной стыковкой в замках.

Погружение шпунта Ларсен производится вдавливанием, забивкой или вибропогружением.

Шпунт трубчатый сварной (ШТС)

Шпунт трубчатый сварной (ШТС) – сплошное шпунтовое ограждение, изготавливаемое из стальных труб Ø426-1420мм, соединенных между собой замковым соединением типа ЗСГ1 (или аналогов).

Изготовление ШТС производится по ГОСТ Р 52664-2010 «Шпунт трубчатый сварной» и ТУ 5264-014-01393674-2012 «Шпунт трубчатый сварной с составными замковыми соединениями из горячекатаных профилей».

Основные области применения ШТС – строительство берегоукрепительных сооружений, укрепление стен глубоких котлованов в т.ч. в водонасыщенных грунтах.

С помощью ШТС возможно изготовление как прямолинейный в плане шпунтовых стен, так и стен различной кривизны, а также замкнутых герметичных шпунтовых ограждений.

Основные преимущества

В отличие от шпунта Ларсена:

1) ШТС имеет высокие показатели несущей способности при минимальном расходе металла на его производство.

2) Повышение несущей способности трубошпунта при увеличении диаметра труб практически без значительного увеличения массы подпорной стены.

3) При заполнении внутреннего пространства трубы бетоном или смесью песка и цемента коррозионный износ происходит в основном только на внешних участках трубошпунта, что повышает его долговечность

4) При обнаружении во время погружения ШТС плотных слоев грунта или непреодолимых препятствий возможно произвести их разбуривание через полость ШТС и выполнить погружение ШТС до проектной отметки.

5) Имеется возможность комбинирования ШТС с буронабивными сваями, изготовленными через полости ШТС и сокращения длины шпунта и экономии металлоемкости.

Технология устройства

Весь процесс устройства шпунтового ограждения заключается в поочередном погружении отдельных элементов ШТС с их одновременной стыковкой в замках.

Основные способы погружение ШТС: вибропогружение, ударный способ

При сочетании ШТС с буронабивными сваями, изготавливаемых в его полостях, возможно получение более сложных конструкций для решения уникальных и экономически эффективных технических задач.