Технология устройства буронабивные сваи: Буронабивные сваи – технология устройства, СНиП. Технология изготовления буронабивных свай

alexxlab | 27.08.1998 | 0 | Разное

Содержание

Технология устройства буронабивных свай | «Арт Строй Дизайн»

Буронабивные сваи применяются для получения прочной и надежной основы для дома. Технология их устройства зависит от многих параметров. В основном это геологические и гидрогеологические параметры участка, на котором возводится фундамент. Параметры и характеристики участка являются определяющими условиями строительства свай.

Основные способы возведения

По конструкции это заполненные бетонной смесью скважины. В зависимости от метода и способа крепления стенок углублении различают несколько технологий обустройства буронабивных свай:

  • Возведение креплений стенок без специальных мероприятий;
  • Строительство с укреплением боковых поверхностей глинистым раствором или под защитой избыточного давления воды;
  • Применение обсадных труб или применение специальных креплений – неизвлекаемые металлические скобы;
  • Обсадка боковых стенок железобетонными кольцами или специальными оболочками.

Основные методы строительства фундамента на буронабивных сваях

Буронабивные сваи, технологии которых используются на практике, могут быть обустроены разными способами. Рассмотрим их:

1. Устройство столбов «сухим» способом используется на прочных грунтах. Стенки не осыпаются за счет сил сцепления частиц почвы, скважины впоследствии бетонируются. Так как дополнительных средств не используется, то способ называется «сухим». Подходит для заглубления столбов на 0,4-1,2 м. Данный способ применяется нечасто, так как требует высоких трудозатрат;

2. На практике часто применяется метод ударно-вращательного бурения. Используется для скважин длиной до 12 м., диаметр столба – не более 375 мм. Заглубления очищают от шлама. Бетонирование производится послойно с обязательным утрамбовыванием каждого. Обсадные оболочки при этом постепенно сдвигают к верхней поверхности и вынимают. В данном случае буронабивные столбы обязательно армируют для обеспечения прочности всей конструкции. Над готовой скважиной обустраивается опалубка для строительства оголовка. Для этого можно использовать асбоцементную трубу или кусок рубероида. Оголовки должны располагаться строго на одном горизонтальном уровне, так как на них в дальнейшем будет ставиться конструкция дома;

3. Строительство скважин под буронабивные столбы с применением технологий механизированных средств и спецтехники. Для этого применяют специальные бурильные установки со шнеком и ковшовыми бурами. Первое устройство применяется для свай малого заглубления – до 0,6 м., а ковши – для заглубленных элементов. Для того чтобы предотвратить обрушение стенок, необходимо установить металлический патрубок в устье ямы. Если грунты прочные и не предусматривают обвалы, то такой патрубок не используется. Бурение производится с периодическим отвалом грунта на поверхность, далее – материал вывозят с участка спецтранспортом. В нижней части может быть разбито уширение, что делается для повышения устойчивости и прочности конструкции фундамента. Данный способ позволяет получить максимально ровные вертикальные стенки скважин. Перед бетонированием устанавливают арматурный каркас (используются рифленые прутки диаметром 10-12 мм.) и заливают раствором углубление. Данный способ подходит не всем, так как аренда спецтехники или наем специалистов – дорогостоящий процесс, однако высокая скорость работы и конечное качество, зачастую, говорят в пользу выбора именно этого способа строительства фундамента.

Важно запомнить

При обустройстве буронабивных свай технология подразумевает сначала бурение скважин по внешней стороне, далее – по внутренним рядам. Стоит отметить, что смежные ямы делают через каждые 8 часов после укладки бетона в предыдущие. Обустройство свай буронабивного типа может быть произведено самостоятельно, может построить даже один человек.

Стоимость основных видов свайных фундаментов
Тип фундамента Единица измерения Стоимость в рублях
1 На буронабивных сваях м/п 3900
2 Свайно-ростверковый м/п 3800
3 Свайный фундамент c закладными м/п 4000
4 Свайный фундамент c обвязкой брусом м/п 4000
5 Свайно-винтовой м/п 4600
Полезная информация по фундаменту на буронабивных сваях:

Буронабивные сваи: технология изготовления и устройство

Устройство буронабивных свай при монтаже фундамента является оптимальным вариантом на участках с небольшой площадью, находящихся вблизи водоемов, на обрывах, каменистых, слабых грунтах, подверженных подтоплению.

Целесообразно применение такой технологии из-за минимального динамического воздействия на почву и постройки, находящиеся вблизи места проведения работ. Из этой статьи можно узнать, что такое буронабивные сваи, важные технологические моменты и методы устройства основания по буровой методике.

Методы монтажа буронабивных свай

Технология устройства буронабивных свай выполняется тремя методами, выбор которых зависит от характеристик грунта:

  1. При наличии неустойчивых насыщенных водой грунтов используется метод циркуляции глинистой смеси плотностью 1,2-1.3 г/см3. Раствор бентонитовой глины подается по шлангу под давлением в шахту. Когда скважина наполнилась, раствор, смешиваясь с грунтом, поднимается наружу, попадается в отстойник, из него снова с помощью насоса передается в скважину. На стенках буровой шахты образуется корка из глины, препятствующая проникновению внутрь влажности. После образования глинистой корки монтируется каркас из металлических прутьев, и начинается подача бетонной смеси, которая по мере заполнения скважины выталкивает из нее глину. Бетон должен подаваться без перерыва до полного заполнения шахты. Если на время прекратить его подачу, то между слоями бетона образуется глиняный слой, который снизит прочность сваи. Такой метод позволяет обойтись без применения обсадной трубы.

    Монтаж буронабивной сваи

  2. Сухой способ используется в том случае, когда стенки скважины не требуют укрепления при наличии на строительном участке полутвердых, тугопластичных, твердоглинистых грунтов. Скважина проектной глубины (до 30 м) и диаметра (400-1200 мм) бурится с использованием ковшевого бура или шнековой колонны. Основание шахты может быть расширено с помощью специального устройства, имеющего на конце механизм по типу раскрывающегося ножа (диаметром до 3 м), взрывным методом или технологией усиленного трамбования нижней части шахты. Бетонируется свая с использованием опалубки, которая по мере заполнения раствором поднимается и после окончания работ убирается. Голова опоры формируется в инвентарном кондукторе, в зимнее время необходимо провести ее утепление. Такой метод неприменим при наличии на участке агрессивных или промышленных вод.
  3. Использование обсадной трубы для обустройства свай, устанавливаемых буронабивным методом, приемлемо в любом типе грунта. Шахта бурится ударным или вращательным способом, при необходимости нижняя часть ее расширяется взрывным методом или с участием техники с расширителем на конце. Обсадные трубы, соединенные между собой, опускаются в скважину методом забивки, вибрационного погружения или с помощью гидродомкратов. Погруженный в шахту каркас из обсадной трубы заполняется бетоном. Чтобы утрамбовать бетонную смесь и выпустить из нее воздух, трубе придается полувращательное и возвратно-поступательное движение, за счет этого бетон дополнительно уплотняется.
  4. В условиях строительства на сейсмически неустойчивой почве сваи обустраиваются без динамического воздействия по методу фундекс. Бурение скважины происходит методом вдавливания без выемки грунта. Раскатчики или конические катки устанавливаются на валу, в шахту опускается чугунный наконечник, который вдавливает грунт. По окончании работ он остается внутри скважины, к нему крепится нижний конец трубы с помощью замка. Если внутри трубы вода отсутствует, то монтируется металлический каркас и происходит подача пластичной бетонной смеси. По мере заполнения раствором труба поднимается на поверхность.

Способ установки выбирается в зависимости от особенностей грунта, месторасположения, планируемой нагрузки и финансового состояния застройщика.

Что нужно знать при работе с глинистым раствором

Отработанный раствор глины уходит по желобам к отстойнику

Для приготовления глинистого раствора применяются смесители, грязевые насосы, отстойники для чистой и отработанной смеси.

Используется только плотная бентонитовая или местная комковая глина.

Для предохранения строительной площадки от загрязнения по ее периметру устанавливаются желоба, изготовленные из древесины, с уклоном 1:100.

По этим желобам подается к отстойнику отработанный раствор, выходящий из скважины.

Технология расширения нижнего конца скважины

Сваи с расширенным концом более устойчивы

Расширенный нижний конец на опоре придает ей значительную прочность и устойчивость. Рассмотрим методы и способы устройства расширенного основания:

  • механическим способом скважина с расширенным основанием бурится с помощью специального устройства с раскрывающимися на конце лопастями до 3 м в сечении. Управляется с поверхности земли с помощью гидравлического устройства. При монтаже расширения бурение ведется одновременно с подачей циркулирующей глиняной смеси, которая предохраняет стенки от осыпания;
  • метод взрыва детонатора в полости шахты. В скважину опускается взрывное вещество, обсадная труба заполняется бетонным раствором на 1,5-2 м, трубу поднимают на 0,5 м вверх, приводят в действие детонатор, провода от которого находятся на поверхности. Образуется воронка сферической формы, она быстро заполняется бетоном, подающимся из обсадной трубы;
  • расширение можно создать путем утрамбовки грунта с помощью специальных устройств. Но качество изготовления опоры по такому методу трудно оценить с поверхности.

Буронабивные опоры нужно заполнять бетоном непрерывно до полного наполнения и монтажа головы сваи. Опоры, находящиеся на близком расстоянии друг от друга (менее 1,5 м), обустраивают через одну. Если заливать их по порядку, то нарушится целостность только что залитой, не успевшей подсохнуть опоры.

Преимущества

Монтаж фундамента с использованием буронабивных свай имеет множество преимуществ:

  • минимальный объем земельных работ;
  • возможность монтажа свай большого диаметра и длины;
  • можно установить сваи на большой глубине, достав до плотных грунтов с высокими несущими способностями;
  • буронабивная свая может выдерживать на себе значительную нагрузку;
  • возможность выполнять работы в густо застроенных районах;
  • нет большой динамической нагрузки на почву и близко расположенные постройки.

В густо застроенных районах при обустройстве фундамента не получится загнать технику для выполнения земельных работ, а если постройка находится недалеко от природного источника воды, то устройство буронабивных свай может быть единственно правильным вариантом при закладке фундамента.

Недостатки

При монтаже бронабивных свай тратится много бетона

Существуют у данного метода и недостатки:

  • достаточно сложно контролировать все ступени технологического процесса при производстве свай непосредственно в грунте;
  • на уплотнение грунта рядом с обустраиваемой сваей расходуется много бетонного раствора;
  • большая часть работ используется с применением ручного труда;
  • однотипные опоры в одинаковых условиях могут иметь различную несущую способность, тяжело просчитать средний коэффициент нагрузки на опору.

Метод экономически выгоден по сравнению с обустройством других видов оснований, но не находит повсеместного применения за счет вышеперечисленных особенностей.

Монтаж буронабивных свай

Строительство свайного фундамента позволяет исключить земельные работы, что значительно ускоряет строительство. Применяются при строительстве промышленных и гражданских объектов, не подходят для построек, в которых планируется возводить под домом подвал. О том, как происходит монтаж свай, смотрите в этом видео:

Представляет собой сваи, погруженные в грунт и объединенные между собой бетонными балками или плитой.

Количество и расположение свай определяется в зависимости от общей массы постройки, мебели, предметов, людей, которые будут находиться в доме.

Технология устройства буронабивных опор

Согласно СНиПа 2.02.03-85 применяются следующие методы устройства буронабивных опор:

  • буроинъекционное строительство основано на методе нагнетания мелкодисперсного бетона в заранее подготовленную скважину. Инъекционным способом устанавливаются сваи диаметром до 250 мм.
  • обустройство свай диаметром более 800 мм основывается на принципе погружения сердечника в шахту, частично заполненную раствором из цемента и песка;
  • сплошное бетонирование скважины с расширением нижней части;
  • погружение с использованием вибрационного сердечника, полой обсадной трубы с наваренной пяткой в виде конуса и набивания ее бетоном;
  • сплошное бетонирование производится как с использованием опалубки, так и без нее. В случае использования опалубки извлекается по окончанию работ.

В качестве опалубки применяют обсадные трубы. Допускается обустройство свай без использования опалубки, углубленных ниже расположения источников подземных вод.

Этапы монтажа буронабивных опор

Перед бурением сделайте разметку расположения свай

Установка буронабивных свай происходит в следующей последовательности:

  1. Согласно проекту отмечаются места расположения свай.
  2. Бурится скважина по технологии: первые 1500-2000 мм почвы выбирается буровой насадкой, далее бурение проводится с использованием шнека.
  3. На дно будущей сваи насыпают слой песка толщиной 300-400 мм, песчаная подушка способствует повышению несущих свойств.
  4. Затем, используя кран, в скважину вводят металлический арматурный каркас. Он изготавливается из вертикальных прутьев диаметром 1-1,6 см с горизонтальной обвязкой.
  5. Скважина заполняется бетоном, вследствие чего обсадная труба по мере наполнения раствором поднимается к поверхности. Беспрерывно вводится раствор бетона до полного заполнения скважины.
  6. Обсадная труба удаляется, формируется голова сваи. О том, как бетонируют буронабивные сваи с рубероидной рубашкой смотрите в этом видео:

Чаще всего сваи монтируют через одну рядом стоящую опору, каждую из которых обустраивают только после того, как предыдущая затвердела на 25%.

Этапы монтажа опор с использованием раскатчика

Раскатчик устанавливают на нижний край бура

Возведение буронабивных свай с помощью раскатчика относится к нетипичным элементам строительства фундамента, которое осуществляется в следующей последовательности:

  1. На нижний край бура устанавливают раскатчик, являющийся аналогом воронки, выполненной в форме конуса. Раскатчик опускается на необходимую глубину, затем приступают к обустройству скважины методом вдавливания почвы в стенки скважины.
  2. Когда отверстие под сваю готово, вал вынимается, а раскатчик остается внутри и служит пятой будущей опоры.
  3. Погружаются трубы, которые выполняют функцию опалубки.
  4. В них устанавливают металлический каркас, выполненный в форме цилиндра.
  5. Полость заливается бетонным раствором.

Метод используется без выемки грунта. Максимальная длина опоры до 45 м, диаметр до 600 мм. Сваи можно обустраивать на сейсмически неустойчивых грунтах.

Монтаж свай с применением полого шнека

Полый шнек

Обустройство опор с использованием полого шнека предполагает сборку надежной конструкции любой необходимой глубины залегания опоры. Этапы устройства свай:

  1. Полый бур с рабочего торца закрывается забурником, с помощью него в грунте бурится отверстие под опору. До необходимой длины бур наращивается с помощью специальных вставок.
  2. Когда бур достигает проектной глубины, начинается подача бетона. Буровую установку включают на реверс, по мере наполнения скважины бетоном бур выкручивается, поднимаясь на поверхность.
  3. С помощью вибровдавливателя в свежий бетонный раствор погружают стальной каркас.

Этот метод характеризуется минимальным уровнем вибрации, передающейся на почву при погружении установки, это позволяет уменьшить расстояние между опорами до диаметра сваи.

Зависимость несущей способности от сваи длиной 1500 мм от диаметра

Ширина опоры, ммНесущая способность, кг
160980
2401480
4002470

Расчет количества опор, необходимых для постройки дома

Для того чтобы рассчитать, сколько понадобится свай при строительстве, необходимо учитывать следующие параметры:

  • общий вес постройки;
  • несущая способность одной опоры кроме других факторов зависит от марки бетона, используемого для устройства сваи.

Порядок расчета опоры на различный поперечник

Берется расчетная высота сваи 2000 мм, горизонтальное армирование прутом в диаметре 6 мм, вертикальное 12 мм, расстояние между сваями 1 м.

Поперечник опоры, ммНесущая способность, кгПлощадь опоры, см2Гладкая арматура, расход, ммКоличество вертикальных прутьев каркаса, штРебристая арматура, расход, мм
150106217775036000
2001884314100048000
2502946491126048000
30042427071510612000
400753612562010816000
50011775196320501020000

Чаще всего используются буронабивные опоры с несущей способностью от 200 до 400 тонн, при повышенных нагрузках применяют современные технологии, позволяющие добиться увеличения показателя до 600 тонн.

Высокая несущая способность приобретается при укреплении стенок шахты под опору, укреплении нижнего края скважины с помощью его расширения, увеличении глубины залегания и диаметра сваи.

Технология установки буронабивных свай

Отличительный признак буронабивных свай – это производство заливки уже непосредственно в отрытых скважинах. Применение буронабивных свай рекомендуется для тех случаев, когда необходимо обеспечить устойчивость конструкции в условиях больших нагрузок на фундамент. Технология устройства буронабивных свай позволяет провести операции по сверлению посадочных ям, включающие полное либо частичное вытаскивание грунта, а также дает возможность обойтись без него. Возможность создать правильный фундамент, обеспечивающий высокую прочность и совершенство конструкции можно реализовать только путем применения качественных составляющих каркаса для буронабивных свай.

Несущая способность буронабивной сваи рассчитывается и напрямую зависит от многих факторов, например, таких как прочность грунта, диаметр залитой конструкции, ее опорная площадь. Стоит отметить, что буронабивные монолитные сваи обладают универсальностью применения, так как имеется возможность выбрать любые диаметры и любую длину конструкции. Их рекомендуется применять для создания прочного основания любой конструкции, особенно при строительстве высоких массивных зданий. Также это востребовано при наличии грунта с твердыми включениями, когда нецелесообразно использовать забивные в землю сваи.

Армирование буронабивных свай осуществляется с целью улучшения прочностных качеств конструкции, а также для обеспечения поддержания больших нагрузок. Задачи, которые ставят строители при возведении мощного и прочного фундамента зданий или любых других строений решаются путем применения арматуры буронабивных свай. Она выступает в роли связующего элемента, укрепляет связи в растворе бетона, следовательно, он приобретает высокие прочностные характеристики. Для оптимального подбора необходимого размера сечения арматуры, требуется провести точный расчет по значению предельной допустимой нагрузки, исходя из максимального веса будущего строения.

Дополнительные технологии при создании свай

Обсадные трубы для буронабивных свай применяются для создания скважин в местах слабого грунта, пресыщенного водой. Это обеспечивает защиту слоям земли от вибрации, что в свою очередь предотвращает возможное обрушение почвы. Монтаж обсадной трубы может производиться с помощью ее забивки либо закручивания в грунт земли. Возможности применения данной технологии позволяют создать прочный фундамент вблизи уже существующих конструкций и зданий, а также осуществить высокое качество заливки бетона.

Способ применения труб для буронабивных свай территориально распространен на северо-западных участках России, потому что это напрямую зависит от качества находящегося в этой местности грунта. Буронабивные железобетонные сваи – это отличная технология для возведения прочного качественного основания будущих строений, которая честно завоевала свою репутацию в сфере строительства объектов различных размеров.

Стоимость установки буронабивных свай

Стоимость фундамента буронабивных свай зависит: от глубины установки буронабивной сваи, диаметра и удаленности строительной площадки.

Кол-во свайДиаметр сваиДлина сваиОснованиеЦена за шт
от 30 шт 150 мм 2000 мм 300 мм 3800 руб
20 – 29 свай 150 мм 2000 мм 300 мм 3950 руб
10 – 19 свай 150 мм 2000 мм 300 мм 4100 руб
от 30 шт 150 мм 2000 мм 300 мм договорная
от 30 свай 200 мм 2000 мм 300 мм 4900 руб
20 – 29 свай 200 мм 2000 мм 300 мм 5300 руб
10 – 19 свай 200 мм 2000 мм 300 мм 5450 руб
от 30 шт 200 мм 2000 мм 300 мм договорная
Свая 300 мм от 2000 мм 400 мм 7500 руб
Свая 350 мм от 2000 мм 450 мм 8730 руб
Свая 450 мм от 2000 мм 600 мм 9460 руб
Свая 600 мм от 2000 мм 800 мм договорная

Рассчитать фундамент на буронабивных сваях здесь >>

Чтобы заказать строительство фундамента буронабивных свай, позвоните по телефону или отправьте ваш проект и контактные данные на [email protected], мы обязательно свяжемся с вами в течении 24 часов

Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой

Как вы знаете, буронабивные сваи— это устройства, которые применяется в районах, где нет твердого грунта, чтобы нести строительные нагрузки на твердом грунте. Ниже представлена техническая и основанная на опыте информация о буронабивных сваях. Устройство буронабивных свай с обсадной трубой вы можете найти здесь.

Наша страна находится в зоне не всегда хорошего грунта и почты, и в последнее время все чаще стали применяться буронабивные сваи или другие монолитные железобетонные сваи. Действительно, с увеличением землепользования и подземного строительства применение буронабивной сваи стало обязательным. Основание буронабивной сваи открывает глубокий шурф

большого диаметра для обеспечения основания в неустойчивых местах. В котлован заливается бетон и закрепляется фундамент для строительства. Кроме того, такое оборудование также полезно для добычи воды. Гидравлические буронабивные сваи используются в строительной отрасли. В частности, буронабивные сваи диаметром от 65 см до 150 см применяются на участках строительства с низкой структурой грунта.

Буронабивные сваи с трубой сегодня применяются достаточно часто. Это связано с тем, что такой тип фундамента способен выдержать здание практически на любой местности.

Крепление свай должно быть ниже уровня промерзания грунта. Такое основание подходит для грунта, где есть уклоны. Начинать работы по обустройству столбов можно на площадке любого типа. Работы не повлияют на близлежащие постройки и строения на земле. При использовании этого фундамента сооружение можно возводить и в непосредственной близости от водоема, что исключено при других типах фундаментов. Буронабивные сваи с трубой способны выдержать любую конструкцию, это касается и каркасных, и бревенчатых, и кирпичных домов.

Буронабивные сваи с трубой должны монтироваться с шагом в 100 см. Если это расстояние мало, носитель может деформироваться во время работы. Исключением из предыдущего правила является установка этого фундамента на скальном грунте. При этом минимальный шаг не должен быть меньше 30 см. Для расчета расстояния между опорами необходимо использовать информацию, отражающую несущую способность опор разного размера. Так, если буронабивные сваи с ростверком, технология установки которых будет описана в статье, монтируются под конструкцию, вес которой составляет 50 тонн, то необходимо будет использовать 50 опор.

Диаметр последней должен быть 15 см. Как вариант, можно использовать 17 свай, каждая из которых должна иметь диаметр 25 см. Минимально допустимый шаг между штабелями в основании ленты равен двум метрам. Если вы намерены обустроить монолитную решетку, вам следует отдать предпочтение своим 300 миллиметрам. В этом случае несущая способность носителя будет равна пределу от 1600 до 1700 килограммов. Для постройки среднего дома понадобится около 70 свай.

технологии, преимущества и сферы применения

Буронабивные сваи — довольно простая технология, которая чаще всего не требует специальной сложной техники. Суть способа: пробурить скважину и залить её бетоном. Бывает, что для бетонирования используют арматуру. При стройке объектов на неустойчивых грунтах устанавливают опалубку. При масштабном строительстве применяют обсадные трубы.

В статье расскажем о типах буронабивных свай, технологиях их устройства, а также о плюсах и минусах свайного фундаментного основание.

Области использования

Буронабивные сваи применяют на стройке городских объектов. Это подходит, если поблизости есть здание, которые нужно сохранить (от других способов забивки свай на соседние здания могут распространяться динамические колебания).

Также их используют при стройке объектов на заболоченной местности или слишком слабом грунте.

При строительстве Крымского моста в Керченском проливе как раз использовали буронабивные сваи.

Помимо этого, если нужно построить дом на крутом рельефе или большие промышленные объекты.

Преимущества

  • Когда строят фундаментное основание — можно не бояться повредить соседние сооружения, поскольку забивка таких свай не оказывает на них динамического воздействия.
  • Сваи закладывают на той глубине, где промерзает грунт.
  • Технология установки не вредит окружающему ландшафту, можно устанавливать на неровной земле.
  • Можно применять на плохих грунтах.
  • Можно не завозить большое количество готовых свай.

Классификация свай

Буронабивные сваи различаются по форме, материалу, способу изготовления и технологии армирования.

  • Сваи могут быть в форме цилиндра одного сечения или разного, в том числе с уширением нижнего конца.
  • Материал — бетон, смесь бетона и арматурной стали, раствор цемента и песка.
  • По способу армирования бывают с армированными каркасами по всей длине или её части.

Способ изготовления будет зависеть от того, какие геологические и гидрогеологические условия на строительной площадке. Также на выбор технологии повлияет и тип рабочего оборудования.

Можно выделить основные способы изготовления свай:

  • Обустройство специальных креплений стен скважин.
  • Обустройство стен таким образом, который защищает их обрушения: чаще всего для этого применяют глиняный раствор или воду под большим давлением.
  • Крепление стен скважины с помощью обсадных труб: неизвлекаемых или инвентарных.

В Своде правил под названием — СП 50-102-2003 есть полная классификация всех видов буронабивных свай. Там описано, как проектируются различные виды фундаментов, в основе которых установлены сваи.

Решение о применении того или иного вида свай в качестве фундамента или ограждающей стенки принимают, основываясь на результатах проведённых инженерно-геологических работ. Изыскания помогут определить свойства грунта и наличие грунтовых вод.

Технологические особенности

Обычно диаметр буронабивных свай — не выходит за пределы 880-1200 мм. В длину они могут достигать 35 м. Чтобы сваи обрели форму — применяют литую бетонную смесь.

Чтобы изготовить разные конструкции свай, используют четыре способа:

  • Технология с непрерывным шнеком. Внутри него полость для подачи бетона в самую нижнюю точку скважины.
  • С обсадной трубой. Её погружают и извлекают с помощью вибропогружателя. Таким образом защищаются стенки.
  • С бентонитовым раствором, который не позволяет стенкам осыпаться.
  • Технология с обсадной трубой, которую погружают используя метод вращения.

Технология с непрерывным шнеком

Эту технологию применяют в прочных грунтах, чаще всего в глинистых.

У шнека есть труба, к которой приварена специальная спираль, способная удалять грунт. Так по грунту бурится скважина. Шнек вращается, бурильная часть дробит грунт, и он по спирали подаётся на поверхность.

На конце внутренняя полость закрыта заглушкой с функцией обратного клапана: она не пропускает в полость разбуриваемый грунт.

Сначала выбирается нужная глубина, заглушка открывается, постепенно подаётся бетон и заполняет скважину. Когда она наполнится, шнек вынимают (вращая или просто вытаскивают без вращения).

Чтобы бетон застыл, скважину на некоторое время оставляют с раствором.

Для устройства железобетонных свай, в скважину вибратором опускают каркас из арматуры.

По этой технологии можно изготавливать буронабивные сваи до 30 м в длину и диаметром 400-1200 мм. Не рекомендуют использовать эту технологию в условиях грунтовых или промышленных агрессивных вод.

Технология с обсадной трубой

Этот способ используют, когда грунт оползневый или неустойчивый. Обсадная труба способна защитить скважину: она не позволяет стенкам обрушиться при бурении, «держит» слои грунта вокруг скважины, чтобы они не давили, и не даёт обрушиться арматурному каркасу при его введении.

Процесс технологии такой:

  • Нужно погрузить трубу отдельными частями (вынимать нужно таким же способом).
  • Метод погружения: вдавливание, вибрация или вращение. После нужно вытащить бур и остатки грунта, заполнить трубу бетоном или арматурным каркасом.

Арматуру ставят по центру скважины с получением защитного слоя в 60-70 мм. Следующий этап — заливка бетонного раствора и его уплотнение. Скважину заполняет бетон, и постепенно извлекается обсадная труба.

При обустройстве свай-стоек, для их опоры нужно расширить низ скважины. Грунт нужно удалить до 1,5-3 диаметров скважины. Если скважина камуфлетная — можно уплотнить взрывом.

В середине ХХ века для этого стали использовать электроимпульсный многократный гидроудар.

Технология с обсадной трубой «фундекс»

Этот способ стал популярен несколько лет назад благодаря так называемому щадящему режиму. Работы проходят без ударных и вибрационных воздействий, поэтому нет риска повредить близлежащие сооружения. Грунт при этом сохраняет свои физико-механические свойства.

Диаметр изделий, которые выполняются по этой технологии — в пределах 450-600 мм. Эту технологию обычно используют в местностях, где неустойчивая сейсмическая ситуация.

Скважина бурится специальными коническими катками, которые установлены на общем валу. Бурят одновременно методом вращения и вдавливания, что не позволяет грунту попадать на поверхность.

  • Наконечник-раскатка выполнен из чугуна. Его ввинчивают в грунт и оставляют внутри, он становится надёжной опорой сваи.
  • Труба крепится к раскатке, проверяется — нет ли в трубе воды. Если нет — можно устанавливать каркас из арматуры.
  • Затем подают праймер. Специальный раствор содержит равное количество воды, цемента и песка. Поэтому он не позволяет бетону расслаиваться.
  • Затем труба заполняется пластичным бетоном и вытягивается, при этом возвратно вращаясь.

Технология устройства свай выбирается исходя из грунтов. Кроме этого общая финансовая составляющая фундамента из свай — тоже имеет значение.

Обычно обсадные трубы в скважине не оставляют.

По закону, их можно не вынимать только в крайних случаях. Допустим, если грунты оползневые на склонах или скорость движения подземных потоков более 200 метров в сутки. Для каждого исключительного случая нужно составлять техническое обоснование.

Виды буронабивных свайных фундаментов

Идея буронабивного основания весьма простая: там, где нельзя докопаться до плотного грунта, можно использовать сваи. Чтобы соединить их в общую конструкцию используется ростверк – монолитная железобетонная лента, которая связывает сваи.

Основные схемы свайных фундаментных оснований

Ленточно-свайное фундаментное основание.Используют для тяжелых кирпичных и бетонных зданий, где высокая парусность постройки.
Буронабивное свайное фундаментное основание с монолитным ростверком.Применяют для строительства объектов из пенобетона, газобетона, бревен и бруса.
Плиточно-свайное фундаментное основание. Можно выполнить используя малозаглубленную ленту. Но также можно и не использовать её.Используют, где грунт совсем неудачный: вязкий и топкий, насыщенный болотными и речными водами.

Схемы с использованием этого вида свай делятся на две группы: конструкции, в которых цоколь и стены подняты над землёй и основания, привязанные к грунту.

Преимущество фундаментного основания на сваях: можно поднять строение над грунтом, сохранив при этом жесткость цокольного пояса фундамента.

Благодаря этому сваи могут использоваться на неблагополучных грунтах, они способны защитить каркас дома от холода и грунтовой влаги. А это предельно важно, если дом построен из бруса, бревна или сип-панелей.

Этапы фундаментного основания

  1. Скважину бурят с помощью ручного мотобура или мощной передвижной установки.
  2. Монтируют обсадную трубу (если грунт сыпучий или сырой).
  3. Устанавливают арматурные каркасы.
  4. Бетонируют скважину.
  5. Отсыпают песчано-щебеночную подушку для ростверка толщиной 10-15 см. Она компенсирует подъем грунта в результате морозного пучения.
  6. Монтируют опалубку над поверхностью земли, устанавливают арматуру и заливают ростверк, который будет связывает сваи.

Необходимо правильно рассчитать вес здания. От него будет зависеть, количество нужных свай, их диаметр и глубина установки. Если дом тяжёлый, сваи нужно ставить плотнее под стены.

Согласно нормативам, расстояние между центрами соседних опор должно быть не менее трёх диаметров сваи. Если эта дистанция будет меньше, может снизиться несущая способность стоек.

Плюсы фундамента на буронабивных сваях

Фундаментное основание из таких свай обладает следующими преимуществами:

  • Универсален. Подходит почти для любого грунта, кроме совсем каменистого.
  • Неровность участка или его близость к воде вовсе не препятствие для свайного фундамента. Уровень строения всё равно задают непосредственно расположением несущих опорных элементов.
  • Экономичен. Денег на постройку такого фундамента расходуется гораздо меньше, по сравнению с другими типами.
  • Работы можно проводить в любое время года, сроки установки — достаточно быстрые.
  • Не нужно использовать спецтехнику, можно построить такой фундамент своими силами, что ещё раз говорит о его бюджетности.
  • Свайный фундамент не требует масштабных земляных работ, поэтому лишнее повреждение окружающего ландшафтного дизайна исключено.
  • Подобные фундаменты устойчивы к вертикальному движению грунтом, поскольку их основание располагается ниже точки промерзания.
  • Высокая несущая способность. Фундамент держит весовую нагрузку даже от тяжёлого здания. Обязательное условие — гидроизоляция между ленточным элементом и стенами постройки. Так можно уберечь от разрушения разные по свойствам материалы.

Недостатки основания из свай

  • Слабая теплоизоляция пола. Возможно попадание в дом сквозняков и прохлада. Рекомендуют обустраивать на первых этажах домов с таким фундаментом теплые полы.
  • Нет возможности оборудовать в доме подвал. Но если такой фундамент, например у бани, то там подвал ни к чему.
  • Расход бетона больше, по сравнению с забивными сваями. Поскольку нет уплотнения грунта около сваи в процессе ее изготовления.
  • Изготовление свай сложно контролировать.

Нужно запомнить

  • Фундаменты из буронабивных свай могут быть в основе не только многоквартирных домов, но и деревянных, каркасных и панельных.
  • Использование буронабивных гораздо дешевле забивных свай.
  • Технологию можно применять почти на любых грунтах.
  • Если использовать обсадные трубы, можно повысить прочность и долговечность конструкций.

Устройство буронабивных свай: технология и способы, стоимость

Устройство буронабивных свай не отличается особой сложностью. Пробуренная шахта, смонтированная опалубка (из обсадной трубы), залитый раствор и погруженный в пока еще жидкий бетон армирующий каркас – вот и все.  Однако за этой простотой скрывается самая мощная опорная система, способная выдержать нагрузку в сотни тонн.

Поэтому технология устройства буронабивных свай интересует как прогрессивных, так и консервативных заказчиков. Причем первые ценят буронабивные опоры за технологичность и простоту, а вторых привлекает низкая стоимость процесса сооружения фундамента. Ведь буронабивная опора обходится дешевле и забивного и набивного основания. А винтовые сваи не могут конкурировать с буронабивными опорами по причине недостаточной несущей способности.

Способы устройства буронабивных свай

Согласно СНИП 02.02.03-85 существуют следующие способы обустройства буронабивных фундаментов:

  • Технология сплошного бетонирования скважин с опалубкой и без нее. Причем отсутствие опалубки допускается лишь в скважинах, углубленных до уровня залегания грунтовых вод. В качестве опалубки в большинстве случаев используется обычная обсадная труба, извлекаемая после заливки раствора.
  • Технология погружения (с помощью вибросердечника) полой опалубки, круглого сечения, набиваемой бетонным раствором. В качестве полой опалубки используется та же обсадная труба в наваренной конической пятой.
  • Технология сплошного бетонирования скважины с придонным расширением (камуфлетной пятой).
  • Технологии строительства свай-столбов, реализуемой на основе погружения монолитного сердечника в частично заполненную (песчано-цементным раствором) скважину. Причем диаметр колонны начинается от 80 сантиметров.
  • Технологии буроинъекционного строительства, основанной на инъекции (нагнетании) раствора мелкодисперсного бетона в готовую скважину. Таким способом возводят только мелкогабаритные сваи с диаметром менее 25 сантиметров.

За исключением последнего варианта (буровой инъекции) все вышеописанные технологии можно использовать для строительства свай с диаметром поперечного сечения до 1,5 метров и длиной (глубиной залегания подошвы) до 40 метров.

Типовой процесс устройства буронабивных опор

Типовой процесс обустройства свай буронабивного типа позволяет соорудить сплошные опоры.

Ну а сам процесс выглядит следующим образом:

  • В грунте участка бурится скважина. Причем первые 1,5-2 метра высверливаются буровой насадкой, а последующая глубина выбирается шнеком.
  • Далее, в скважины вводят обсадную трубу – опалубку будущей опоры. Причем диаметр опалубки должен немного превышать габариты скважины. Поэтому опалубка вдавливается в грунт прессом. После чего тот же шнек очищает полость опалубки от грунта.
  • На следующем этапе на дно будущей опоры подсыпают 30-40 сантиметров песка. Эта подушка увеличит опорные характеристики грунта. После чего, с помощью крана, в тело опалубки вводят цилиндрический каркас из арматуры на 10-16 миллиметров, состоящий из вертикальных штырей и кольцевых перевязок.
  • За арматурой в скважину вливают бетон. Причем марка бетона должна быть, как минимум, В15, а еще лучше В25.

В финале из залитой скважины, краном, извлекают опалубку (обсадную трубу). Причем указанным способом можно обустраивать не одну, а несколько свай, действуя параллельно.

Однако соседние опоры монтируют только после 25-процентного отвердения расположенных рядом свай. Поэтому в самом начале принято строить четные, а затем нечетные сваи.

Альтернативные процессы строительства буронабивных свай

К нетипичным процессам обустройства опорных элементов свайного фундамента можно отнести CFA технологию и устройство буронабивных свай раскатчиком.

Первый вариант — CFA технология – реализуется следующим образом:

  • На площадку завозят особую технику – буровую установку с полым буром.
  • Далее, с помощью полого бура, заглушенного с рабочего торца особой насадкой – забурником — в земле высверливается шахта под сваю. Причем, если длины бура не хватает, то он наращивается с помощью особых вставок.
  • После выхода на расчетную глубину в полость бура подают раствор, а сам инструмент включают на реверс, выкручивая из грунта. В итоге, в грунте остается только скважина, заполненная бетоном.
  • Дальнейший шаг – армирование тела будущей сваи. Для этого в залитый в скважину раствор погружают армирующий каркас, используя для этих целей классический вибровдавливатель.

Таким образом, устройство буронабивных свай полым шнеком (CFA буром) дает возможность собрать надежную конструкцию основания, с практически любой глубиной залегания сваи.

Причем из-за минимальной вибрации, транслируемой в грунт во время заглубления полого бура, такая технология позволяет сократить минимальный шаг размещения опор до одного диаметра сваи.

Строительство свай с помощью раскатчика предполагает следующий порядок действий:

  • На рабочий торец стандартного бура монтируют особое изделие – раскатчик – аналог конической буровой коронки. После чего буровая установка заглубляет раскатчик на заданную глубину. Причем выемка грунта в данном случае не предполагается – раскатчик вдавливает почву в стенки обустраиваемой шахты.
  • На следующем этапе вал буровой установки извлекается из шахты, а раскатчик остается на дне, образуя пяту будущей опоры. После чего в скважину погружают инвентарные трубы – опалубку будущей сваи.
  • Затем в опалубку вводят цилиндрический армирующий каркас и заполняют внутреннюю полость бетоном В15.

В итоге получается достаточно габаритная опора (максимальное заглубление – 45 метров, максимальный диаметр  — 60 м=сантиметров). К тому же, данный способ отличается самой высокой производительностью. Ведь раскатчик избавляет нас от малейшего намека на извлеченный грунт. Поэтому опытные строители за одну рабочую смену могут построить с помощью вышеописанной технологии до 30 опор.

Кроме того, металлическая, а точнее  чугунная пята усиливает прочность армирующего каркаса. Поэтому такие опоры можно монтировать даже в сейсмически активных районах.

Стоимость устройства буронабивных свай

Смета строительства сваи определяется по следующим критериям:

  • Стоимость процесса бурения.
  • Стоимость раствора для бетонирования.
  • Стоимости опалубки.

Причем на окончательную сумму влияет еще и технология строительства сваи. Ведь монтаж сваи-столба требует одних затрат, а строительство опоры методом сплошного литья – обойдется в совершенно иную сумму. Так что, процесс подсчета стоимости сваи – это сугубо индивидуальный процесс, который, к тому же, зависит еще и от габаритов опоры.

Сваи-оболочки. Технология устройства буронабивных свай с применением свай-оболочек

 

Буронабивные сваи повышенной несущей способно­сти в сложных инженерно-геологических условиях можно устраивать с использованием свай-оболочек, широко применяемых в транспортном строительстве. В грунт сваи-оболочки погружают одним из трех способов: без выборки грунта из оболочки, с выбор­кой грунта, а также в предварительно пробуренные скважины.

Для погружения сваи по первому способу не требуется выраба­тывать грунтовое ядро внутри оболочки. Для погружения таких оболочек применяют ударные или вибрационные механизмы. Этот способ применяют для проходки однородных слабых грунтов, если представляется возможным без нарушения прочности ствола сваи образовать и уплотнить грунтовое ядро.

 

Сложный грунт. Использование свай-оболочек в неоднородных грунтах

 

При проходке неоднородных грунтов с твердыми скоплениями в сложных инженерно-геологических условиях, в которых сваи-обо­лочки испытывают со стороны грунта значительные сопротивления, их рекомендуется погружать с удалением грунта из ее полости. В этих случаях сваи погружают с помощью кольцевого вибратора, имеющего отверстие для погружения рабочего органа, вырабаты­вающего грунт внутри оболочки. При указанном способе могут воз­никать большие лобовые и боковые напряжения.

Прочность оболочки в этом случае определяют нагрузками не от сооружения, а от сопротивления грунта. Это обстоятельство при­водит к излишнему увеличению прочности тела сваи. Этого недо­статка не имеет способ погружения свай-оболочек в предваритель­но пробуренные скважины. При этом можно легко заделывать низ сваи-оболочки в плотный грунт, а также устраивать бетонную проб­ку или уширенную пяту.

Имеется опыт погружения цельных оболочек длиной 20 м в предварительно пробуренные скважины. Таким способом были устроены, например, буронабивные сваи на строительстве второй очереди Лукомльской ГРЭС.
Сваи-оболочки в скважины устанавливали с помощью специаль­ного оборудования ПО-1, разработанного Киевским ПКО Гидропроекта. Установленную в скважину сваю-оболочку вибри­руют, в результате чего грунт вокруг сваи оседает и плотно об­жимает ее ствол, а под подошвой образуется зона уплотненного грунта; несущая способность сваи в этом случае значительно воз­растает.

Что такое буронабивные сваи? | Процесс строительства буронабивных свай

Что такое буронабивные сваи?

Буронабивная свая — это технология, которая используется с начала прошлого века.

Буронабивные сваи представляют собой фундаментные конструкции, возводимые путем выемки грунта с помощью вращательного бурового оборудования. Процесс строительства включает в себя бурение и удаление грунта полностью с намеченного участка и заливку бетона в скважину.

Буронабивные сваи в основном представляют собой тело цилиндрической формы, изготовленное из бетона с вставкой арматуры или без нее, которая устанавливается в землю различными способами.

Форма и длина, материал и диаметр буронабивных свай варьируются в зависимости от их использования. Основная цель строительства буронабивной сваи – выдерживать большие вертикальные нагрузки.

Отличительной чертой буронабивных свай является их цилиндрическая форма, которая обычно имеет размеры более , чем 600 мм . Буронабивные сваи спроектированы инженерами таким образом, чтобы можно было выдерживать осевые сжимающие нагрузки.

Эта технология набирает популярность благодаря наличию все более мощного оборудования, а также поддержке стенок скважины бентонитовым или полимерным шламом.

Процесс строительства буронабивных свай

Строительство буронабивной сваи происходит в основном в два этапа:

1. Этап сверления:

Фаза, на которой происходит снос или раскопки, за которыми следует удаление грязи, а затем инициируется стабилизация.

2. Этап строительства:

Фаза, на которой устанавливаются арматурные каркасы в соответствии с потребностями фундамента, выполняется заливка бетона, а затем начинается отверждение.

Ниже приведены этапы строительства буронабивной сваи , которые заключаются в следующем

Этапы строительства буронабивной сваи следующие:

  • Сверление
  • Вставка усиления
  • Литье бетона
  • Готовая свая

А.Установка армирующего каркаса:

Процесс установки стальных армокаркасов осуществляется с помощью сервисных кранов, которые должны иметь подходящую грузоподъемность.

В процессе опускания арматурного каркаса необходимо использовать распорки из пластмассы или бетона, чтобы избежать деформации конструкции, предусмотренной для бетонного покрытия.

B. Заливка бетона:

Это этап заливки скважины бетоном после успешной имплантации арматурного каркаса в назначенное место.

Этот процесс инициируется вводом колонны тонких стальных труб. Эти стальные трубы должны иметь диаметр не менее 250 мм и должны быть вставлены в центр шахты.

Воронка заводского изготовления расположена на самом верхнем конце струны. Затем бетон стекает по воронке. Когда бетон достигает ямы, он начинает заполнять скважину.

Из-за значительной разницы плотностей бетона и бурового раствора обе жидкости не смешиваются друг с другом.Буровой раствор выталкивается вверх на поверхность, а затем собирается в специальные ямы, вырытые для раствора. Затем эту суспензию можно снова использовать в строительных процессах.

Поток бетона по воронке останавливается, как только уровень бетона достигает отметки, необходимой для проектирования конструкции конкретной буровой сваи.

С. Отверждение:

Бетону требуется время для затвердевания, и по истечении этого времени вокруг границы свайного массива начинаются горные работы и земляные работы.После обрезки оголовков свай остаются только арматурные стержни.

Читайте также: Что такое свайный фундамент? | Использование свайных фундаментов | Типы свайных фундаментов |

Типы методов строительства буронабивных свай

Различные типы методов строительства, которые используются для буронабивных свай, следующие:

1. Конструкция буронабивной сваи:

Этот подход используется, когда грунт, на котором должно производиться строительство буронабивной сваи, является устойчивым и, таким образом, процесс строительства может осуществляться без выполнения операций по стабилизации.

При бурении из скважины удаляется разрыхленный грунт и выделяется арматурный каркас. Далее следует этап бетонирования шахты.

2. Конструкция свай с мокрым бурением:

При этом подходе скважина заполняется буровым раствором для предотвращения обрушения стенок скважины. Буровой раствор, также называемый буровым раствором, представляет собой бентонитовые и полимерные суспензии.

Этот подход используется, когда грунт, на котором предполагается строительство буронабивных свай, состоит из рыхлого грунта или очень мягкой глины и находится ниже уровня грунтовых вод.При бурении используется специальный буровой раствор с целью стабилизации вырытых стенок скважины.

Эти буровые растворы имеют больший удельный вес, чем вода. Это помогает создать водонепроницаемый слой на поверхности стенок скважины. Когда буровые растворы покрывают стенки более чем на метр выше уровня грунтовых вод, они воздействуют на водонепроницаемость ствола и инициируют предотвращение обрушения стенок скважины.

На данном этапе строительства решающее значение имеет бесперебойная подача буровых растворов.Такие проблемы, как внезапное падение уровня жидкости, обнаружение подземных полостей или обнаружение чрезвычайно рыхлой почвы, могут возникнуть без предупреждения.

Вот почему производство этих жидкостей на основе бентонита или полимеров происходит на месте с использованием некоторых смесительных установок с высокой турбулентностью.

Жидкость должна иметь определенные реологические характеристики, чтобы эффективно служить цели стабилизации стенок скважины. По этой причине плотность, вязкость, содержание песка и т.проверяется время от времени в ходе строительства.

По окончании бурения производится очистка шурфов с помощью специальных инструментов, а также удаление шлама из скважины с помощью пескоотделителя.

Целью этого этапа является поддержание уровня пульпы в скважине. Далее арматурный каркас выделяется на место. Далее следует этап бетонирования шахты.

Читайте также: Что такое Well Foundation? | Формы колодца | Компонент Well Foundation | Преимущества и недостатки фундаментов скважин

3.Конструкция буронабивной сваи:

В этом подходе временные обсадные трубы устанавливаются на месте во время бурения, так что скважина остается открытой во время заливки бетона для строительства.

Выполнение этого подхода принято, когда использование буровых растворов не применимо к строительному процессу.

Сегментная обсадная труба может использоваться для временной или постоянной поддержки в процессе строительства системы буронабивных свай. Это происходит, когда земля для строительства имеет глубокие или неустойчивые грунтовые условия, например, когда в земле есть камни или валуны, которые могут отклоняться от работы оси бурения.

В таком случае аппарат может выдержать серьезные повреждения. Применение сегментной обсадной трубы применяется к фундаментным сваям, смежным стенам, которые необходимо сохранить и т. д. Важное значение имеет использование поддержки обсадной колонны, введенной в действие на этапе бурения. Для установки и извлечения обсадных труб необходимо использовать буровой аппарат или осциллятор, прикрепленный к аппарату или сервисному крану.

Вращающаяся головка буровой установки или молот, работающий за счет вибрации и соединенный с сервисным краном, может использоваться для установки временных кожухов в землю.

Оболочки могут быть двух вариаций. Они могут быть временными или постоянными.

1. Временные кожухи:

Когда стенки скважины необходимо удерживать только до укладки жидкого бетона, требуется применение временных кожухов. Эти временные кожухи должны находиться в месте, где они будут использоваться, до укладки жидкого бетона до уровня, достаточного для того, чтобы выдерживать давление грунта, а также грунтовых вод.Когда назначение таких кожухов выполнено, их извлекают.

2. Постоянные корпуса:

Когда обсадные трубы, установленные при строительстве скважин для свай, становятся постоянным компонентом фундамента строительной площадки, они называются постоянными обсадными трубами.

Применение этих кожухов можно описать для строительных процессов, например, когда установка бурового вала происходит через воду. Части корпусов, выступающие из земли, используются в качестве формы на строительных площадках с использованием этого метода.

При применении этого подхода к строительству следует помнить, что эти временные обсадные трубы могут приводиться в движение только при наличии специального гидравлического оборудования, называемого обсадным вибратором. Далее следует этап бетонирования шахты.

Опорные кожухи отсоединяются сегментами на этапе бетонирования и должны быть извлечены с помощью осциллятора или сваебойного устройства.

Читайте также: Что такое спред? | Типы распространения фонда | Проект фундамента

Оборудование, необходимое для сооружения буронабивных свай

На стандартной строительной площадке, реализующей применение буронабивных свай на растворах, используется следующее оборудование:

  • Гидравлический буровой аппарат
  • Высокотурбулентная смесительная установка для производства бурового раствора.
  • Специальное оборудование для удаления песка из шлама.
  • Крановая установка используется для позиционирования стальных арматурных каркасов в скважине и для поддержания положения колонны стальных труб, залитых в бетон.
  • Экскаваторный инструмент или лопата для вывоза выкопанной земли и гравия из зоны строительства.

Буровой инструмент для буронабивных свай

Используются следующие различные буровые инструменты:

1.Шнек:

Этот инструмент лучше всего подходит, когда грунт на строительной площадке, где необходимо проводить земляные работы, глинистый, сухой или несвязный.

Этот инструмент состоит из центрального стержня, окруженного спиралевидным фланцем. Острые края спирального фланца выполнены в виде клиновидных зубов.

2. Ведро:

Этот инструмент лучше всего подходит, когда грунт на строительной площадке, где необходимо проводить земляные работы, рыхлый, несвязный или мягкий и находится ниже уровня грунтовых вод.

Этот инструмент состоит из полой цилиндрической части с люком на дне. Этот люк имеет прорезь, которая крепится к одному концу цилиндра с помощью шарнира. Край щели сделан так, чтобы напоминать режущие зубы.

Помогают загружать грунт в цилиндрический ковш, а также препятствуют высыпанию грунта при втягивании орудия. Когда буровой инструмент достигает поверхности, люк отсоединяется от ковша и грунт падает на землю.

3. Скальный бур:

Этот инструмент лучше всего подходит, когда грунт на строительной площадке, где необходимо проводить земляные работы, сильно уплотнен, глинист, мягок или имеет сильно выветренные породы. Этот инструмент состоит из центрального вала, окруженного спиралевидным фланцем.

Режущие зубья скального бура отличаются от традиционных буров. Скальный шнек не имеет клиновидных зубьев, а имеет конические зубья.

Их конструкция напоминает обтекаемый кончик пули.Следовательно, их иногда также называют зубами пули. В верхней части зубьев пули используется сверхпрочный металлический элемент. Это, наряду с их структурной основой с опорами, которые помогают вращаться вокруг оси, обеспечивает равномерный износ режущего наконечника бура для скальных пород.

4. Основной ствол:

Этот инструмент лучше всего подходит, когда грунт на строительной площадке, где необходимо проводить раскопки, состоит из очень твердых горных пород и каменных образований.

Этот инструмент состоит из полой и цилиндрической части, как и ведро, но без люка на дне.Колонковая бочка спроектирована таким образом, чтобы режущие зубья располагались по всей длине нижней кромки.

Когда извлеченный керн входит во внутреннюю цилиндрическую сборку колонкового бура, он остается на месте при втягивании. Это связано с характерной конфигурацией и расположением зубов.

Читайте также: Что такое жилой дом? | Типы жилых зданий | Выбор площадки для жилых домов

Проблемы строительства буронабивных свай

Существуют различные проблемы, с которыми сталкиваются при строительстве буронабивных свай:

  1. Операции, выполняемые для возведения буронабивных свай , требуют использования бурильных установок, которые вырезаются для конкретной операции.Для этого необходимо учитывать различные факторы, такие как диаметр, глубина, состояние грунта, метод строительства и т. д.
  2. Из-за различных грунтов и условий местности стабилизацию скважин необходимо выполнять с применением временной обсадной колонны.
  3. Даже после тщательного планирования фактические грунтовые условия на строительной площадке позволят определить длину обсадной трубы.
  4. Подрядчик должен провести исследование грунта, чтобы понять инженерные свойства грунта.Тип метода бурения зависит от типа грунта, который должен использоваться при строительстве буронабивных свай.
  5. Каждое положение сваи должно быть обследовано отдельно, а затем необходимо убедиться, что на этом участке не будет создано никаких нарушений до начала строительства буронабивной сваи.
  6. Подрядчик по укладке свай полностью зависит от прошлых отчетов об исследовании грунта, чтобы выбрать метод, вызывающий меньшее беспокойство.
  7. Бурение скважины и устройство сваи на несвязном грунте – очень сложный и сложный процесс.
  8. Когда глубина бурения достигает уровня грунтовых вод, необходимо обеспечить дополнительную опору с помощью стального каркаса и основная проблема возникает при несвязных грунтах.

Читайте также: Что такое стандартный тест Проктора? | Использование стандартного теста Проктора | Стандартный прибор для испытания на уплотнение по Проктору | Процедура стандартного теста Проктора | Преимущества & Недостатки стандартного теста Проктора

Преимущества буронабивных свай

Существуют различные преимущества конструкции буронабивной сваи:

  1. Фундаментные сваи диаметром до 4 метров и глубиной 100 метров могут быть забурены и сооружены с помощью буронабивных свай .
  2. Навозная жижа, полученная на строительной площадке с использованием смесительных установок с высокой турбулентностью, может быть переработана.
  3. Буронабивные сваи с защитной оболочкой экологически безопасны, коррозионностойки, водостойки, обеспечивают оптимальное распределение несущей способности по всей длине оболочки.
  4. Буронабивные сваи спроектированы таким образом, чтобы они могли выдерживать большую нагрузку, а также могли передавать нагрузку на грунт.
  5. Буронабивные сваи облегчают перемещение свай на переменной глубине.
  6. Буронабивные сваи лучше всего подходят для мягких, сжимаемых и набухающих грунтов.
  7. Буронабивные сваи можно удлинять на глубину ниже сезонных колебаний влажности.
  8. Буронабивные сваи имеют более высокую несущую способность по сравнению с забивными сваями.

Недостатки буронабивных свай

Есть также некоторые недостатки фундамента на буронабивных сваях , которые заключаются в следующем

  1. Строительные площадки, на которых используются буронабивные сваи, требуют наличия смесительных установок с высокой турбулентностью.Эти заводы требуют много работы и спецификаций.
  2. Весь бетон, который должен использоваться в процессе строительства, должен пройти испытания на сжатие и отбор проб в соответствии с инструкциями инженера или представителя инженера.
  3. В случае буронабивных свай качество бетона контролировать нельзя.

Читайте также: Что такое матовая основа? | Для чего используется матовая основа? |Типы матового основания | Строительство матовых фундаментов |

Применение буронабивных свай

Существуют различные области применения буронабивных свай в строительстве:

  1. Буронабивные сваи применяются при строительстве высотных промышленных и коммерческих зданий.
  2. Применяется там, где несущая способность грунта низкая.
  3. Буронабивные сваи также используются при строительстве кессонов.

Заключение

Буронабивная свая представляет собой выгодный процесс забивки свай, так как позволяет экономить время и материал. Буровые сваи могут быть отлиты точной длины, что позволяет избежать потерь.

Буронабивные сваи спроектированы таким образом, чтобы они могли выдерживать большую нагрузку, а также могли передавать нагрузку на землю, поскольку их можно забрасывать далеко и они глубоко посажены в землю.Таким образом, все более широкое применение буронабивных свай оправдано в инженерно-строительном бизнесе.

Часто задаваемые вопросы

Как устроены буронабивные сваи?

Буронабивные сваи — фундаментные конструкции, сооруженные путем выемки грунта с помощью вращательного бурового оборудования. Процесс строительства включает в себя бурение и удаление грунта полностью с намеченного участка и заливку бетона в скважину.

В чем разница между сваями CFA и буронабивными сваями?

Вращающиеся буронабивные сваи часто имеют больший диаметр, чем обычные шнековые сваи (CFA).Они используются для выдерживания больших нагрузок, преодоления подземных препятствий и проникновения в грунт, который слишком трудно бурить, с использованием методов непрерывного шнека.

Что такое диаметр буронабивных свай?

Форма и длина, материал и диаметр буронабивных свай варьируются в зависимости от их использования. Основная цель строительства буронабивной сваи – выдерживать большие вертикальные нагрузки. Отличительной чертой буронабивных свай является их цилиндрическая форма, которая обычно имеет размеры более , чем 600 мм . Буронабивные сваи спроектированы инженерами таким образом, чтобы можно было выдерживать осевые сжимающие нагрузки.

На какую глубину можно погрузить буронабивные сваи?

Буронабивные сваи обычно можно бурить на глубину более 60 м и диаметром до 2,4 м.

Что делают буронабивные сваи?

Буронабивные сваи представляют собой цилиндрические элементы фундамента из бетона, устанавливаемые в грунт различными способами. Они передают высокие структурные нагрузки на более низкие несущие грунты.

Для чего используются буровые пирсы?

Буронабивные сваи обычно используются в качестве фундаментных свай для ограничения осадки конструкций, которые они поддерживают, однако этот метод также может применяться для строительства свай-солдат для подпорных стен. Процесс установки буронабивных свай отличается минимальным уровнем шума и вибрации по сравнению с забивными сваями.

Почему буронабивные сваи используются в глине?

Забивка свай в глину изменяет физические характеристики грунта.В мягких глинах забивка свай приводит к увеличению порового давления воды, что приводит к снижению эффективного напряжения. По мере того, как поровое давление воды со временем падает, а грунт оседает, эффективное напряжение в грунте будет увеличиваться.

Что такое скучная конструкция?

В контексте строительной отрасли бурение включает бурение отверстий в земле для различных целей, например, для определения того, безопасна ли земля на проектной площадке для строительства.

Что такое несъемная обсадная труба для буронабивных свай?

Сваи, проходящие через воду и мягкие верхние слои грунта, должны быть снабжены несъемной стальной обсадной трубой, если это показано на чертежах.Бурение сваи должно производиться с использованием временного стального кожуха, рассверливаемого до подошвы сваи или до уровня, утвержденного Инженером. Временный кожух снимается.

Что такое буронабивные сваи?

Вращающееся буронабивное устройство (RBP) использует машину, называемую сваебойной установкой, со специально разработанными буровыми инструментами, включая ковши и шнеки, для удаления грунта и камня. Эти инструменты используются для многократного бурения в земле, удаления грунта по мере продвижения сваи, пока не будет достигнута расчетная глубина.

Что такое буронабивная свая большого диаметра?

Буронабивные сваи большого диаметра

сооружаются с использованием мощных гидравлических буровых установок, которые могут использовать сменные приспособления, такие как шнеки, ковши или колонковые буры. Эти инструменты могут работать со всеми типами гранулированных или связных грунтов, включая скальные породы с прочностью до 100 МПа.

Нравится этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Предлагаемое чтение –

Новый метод измерения толщины завалов в пальцах буронабивных свай на основе теории одномерных волн

1.Введение

Буронабивные сваи, особенно сваи большого диаметра, обычно используются для поддержки высотных зданий и мостов в Китае и во всем мире из-за их способности выдерживать большие нагрузки. Однако из-за неправильного проектирования и/или неправильного технологического процесса неизбежно наличие дефектов, таких как пустоты, ячеистость, трещины, шейки, включения грунта/шлама и т. д. [1-3]. В Таблице 1 показано выборочное испытание дефектных буронабивных свай.

Таблица 1. Результаты выборочных испытаний буронабивных свай

Количество испытательных свай

Количество дефектных свай

Вероятность дефектных свай

Артикул

717

70

9.70 %

Дэвис [4]

2986

600

20,10 %

О’Нил [5]

5000

75

1.50 %

Флеминг [6]

4550

86

1,90 %

Флеминг [6]

4400

185

4.20 %

Элуэй [7]

8 689

287

3,30 %

Таснанипан [8]

380

27

7.00 %

Лью [9]

5000

78

1,56 %

Лью [9]

41

5

12 %

Ган [10]

7.50 %

Прейсс [11]

Наличие дефектов может привести к неудовлетворительной работе свайных фундаментов или задержкам в строительстве [12-15]. Лабораторный эксперимент, численное моделирование и испытания на статическую нагрузку используются Сарханом [12] и О’Нилом [14] для систематического изучения размера дефектов (например, отверстий, коррозии арматуры), влияющих на несущую способность сваи. емкость снижается примерно на 10 % при отношении площади дефектов к площади поперечного сечения свай 15 %.Что еще хуже, дефекты могут быть не обнаружены межскважинным акустическим каротажем, когда размеры дефектов относительно малы, например, менее 5 % площади поперечного сечения [16]. Таким образом, меры обеспечения качества, такие как проверка целостности или проверка статической нагрузки, могут сыграть важную роль в обеспечении качества строительных работ и качества после завершения строительства. В этой статье основное внимание будет уделено проверке целостности буронабивных свай.

Xu [17] предлагает новый подход к измерению прогиба крупногабаритных буронабивных свай с использованием технологии распределенного волоконного зондирования, и его применение осуществляется с использованием 6 буронабивных свай в Гонконге.Chun [18] представляет новый метод оценки толщины шлама с использованием температурно-компенсированного удельного электрического сопротивления, а для проверки предложенного метода используется лабораторный эксперимент. Однако предлагаемое оборудование слишком сложно, чтобы ограничивать его применение. Xiao [19] предлагает новый метод обнаружения дефектов для буронабивных свай, который использует только один волоконно-оптический кабель как для измерения, так и для передачи. Ni [20] использует комплексное непрерывное вейвлет-преобразование для определения длины сваи и местоположения дефектов на свайном фундаменте путем анализа диаграммы время-частота-фаза в различных диапазонах частот.Тем не менее, вышеупомянутые исследования не имеют никакого отношения к тесту обломков пальцев ног. Сюй [21] представляет технику приподнятого плота для буронабивных свай, при которой рыхлые отложения и обломки грунта на острие сваи могут быть сжаты под действием нагрузки от надстройки.

Обломки пальцев являются обычным дефектом буронабивных свай. При большой толщине пальцевых свай возникает угроза безопасности свайного фундамента [22, 23]. Следовательно, необходимо разработать надежное и эффективное оборудование для проверки толщины зацепов.В данной статье разрабатывается новое оборудование для измерения толщины обломков пальцев буронабивных свай. Оборудование состоит из испытательного стержня, испытательного молотка, измерителя скорости, кабеля передачи и устройства приема и обработки данных. На основе одномерной волновой теории проанализирован механизм скачкообразного изменения кривой скорости во времени, полученной в вершине стержня, что обусловлено изменением волнового сопротивления на границе раздела стержня и стержня. осадка, таким образом работоспособность оборудования проверяется теоретически.

2. Конструкция и эксплуатация оборудования

В этой статье, основанной на методе отраженных волн с низкой деформацией, предлагается новое оборудование для измерения толщины буронабивных свай, которое показано на рис. 1.

Рис. 1. Схематический эскиз испытательного оборудования для определения обломков пальцев ног.

Данное оборудование состоит из испытательного молотка, испытательного стержня, кабеля передачи и устройства приема и обработки данных. Испытательный стержень устанавливается в завалы пальцев, которые могут соответствовать расчетной глубине отверстия сваи.Измеритель скорости находится в верхней части испытательного стержня, который соединен с устройством приема и обработки данных с помощью кабеля передачи.

Рабочий подход данного оборудования:

(1) Испытательный стержень вставляется в отверстие сваи перед строительством сваи, и его глубина должна соответствовать требованиям проекта.

(2) Измеритель скорости наклеивается на расстоянии 2/3 радиуса от центра сечения вершины испытательного стержня и соединяется кабелем передачи с устройством приема и обработки данных.

(3) С помощью испытательного молотка проковайте центр секции верхней части испытательного стержня. На вершине стержня возникает кратковременная возбуждающая сила, таким образом, упругая волна развивается внутри испытательного стержня, упругая волна приводит в движение частицы в стержне, а затем наблюдает устройство приема и обработки данных.

(4) Первая интегрированная волна выбирается из данных наблюдений, чтобы отметить резкий момент времени перед отраженным сигналом, затем толщина обломков пальцев ног может быть рассчитана с использованием следующих уравнений:

, где с – скорость волны внутри испытательного стержня; Е — модуль упругости испытательного стержня; р — плотность пробного стержня; Ld – интервал между вершиной испытательного стержня и границей раздела обломков пальцев и испытательного стержня; Δt — время волновой мутации за вычетом времени наклепа; ΔL — толщина обломков пальцев ног; L – длина испытательного стержня.

3. Теоретическая основа оборудования

В этом оборудовании используется метод измерения отраженной волны с малой деформацией. Этот метод помещает низкоэнергетическую переходную силу возбуждения на верхнюю часть испытательного стержня, после чего испытательный стержень может вибрировать с малой амплитудой в пределах упругого диапазона. Основываясь на теории вибрации и волн, толщину обломков пальцев можно определить, зафиксировав расстояние между нижней частью обломков пальцев и верхней частью испытательного стержня.

Отраженная волна с малой деформацией использует упругую волну (или волну напряжения), которая распространяется вдоль одномерного стержня.Для тестового стержня его длина намного больше диаметра, что можно рассматривать как одномерный стержень. Он будет создавать упругую волну (или волну напряжения), когда на верхнюю часть испытательного стержня воздействует переходная возбуждающая сила. Большое количество волновой энергии будет передаваться вдоль ствола сваи из-за мгновенного контакта и разного волнового сопротивления между испытательным стержнем и обломками пальцев. Изменение волнового импеданса на границе раздела стержня и грунта может привести к тому, что кривая перемещения скорости во времени вершины стержня приведет к резкому скачкообразному изменению.Следовательно, упругая волна вдоль ствола сваи может быть рассчитана с помощью одномерного волнового уравнения [24].

3.1. Основные предположения

Для проверки представленного оборудования используются следующие допущения:

(1) испытательный стержень и обломки пальцев вибрируют в пределах упругого диапазона;

(2) Материалы испытательного стержня и обломков пальцев являются изотропно-однородными;

(3) Обломки пальцев буронабивных свай симметричного распределения;

(4) Допущение о плоском сечении.

3.2. Установление уравнения

На рис. 2 показана схема смещения и поперечного сечения штокового узла. Как показано на рис. 2, дифференциальный сегмент получается вдоль направления длины испытательного стержня. Длина, площадь сечения, плотность равны Δx, A и ρ соответственно. Предполагая, что перемещение дифференциального сегмента равно u, а модуль упругости испытательного стержня равен E. На основании второго закона Ньютона можно получить следующее уравнение:

(4)

ρAΔx∂2u∂t2=Aσx+Δx-Aσx,

, где V=∂u∂t – скорость движения точки испытательного стержня; a=∂2u∂t2 – ускоренная скорость точки испытательного стержня; σx и σx+Δx — положительное напряжение двух концевых секций.

Рис. 2. Схематическое изображение смещения узла стержня и поперечного сечения

Уравнение (4) деленное на AΔx, представляет собой следующее уравнение:

(5)

ρ∂2u∂t2=σx+Δx-σxΔx=ΔσΔx,

, когда Δx→0, ограничивающее уравнение. (5) это:

(6)

ρ∂2u∂t2=∂σ∂x.

Деформация дифференциального сегмента равна ε=∂u∂x, и на основании закона Гука напряжение можно записать как: σ=E∂u∂x.Приведение уравнения. (6) в нем можно получить следующее уравнение:

(7)

ρ∂2u∂t2=E∂2u∂x2.

Уравнение (7) разделенное ρ представляет собой следующее уравнение:

(8)

∂2u∂t2-Eρ∂2u∂x2=0.

Скорость продольной волны испытательного стержня равна c=E/ρ, в результате чего c в уравнении (8) это:

(9)

∂2u∂t2-c2∂2u∂x2=0.

Уравнение (9) представляет собой волновое уравнение, основанное на теории одномерных волн, которая лежит в основе измерения толщины обломков пальцев ног с использованием метода отраженных волн с малой деформацией.

3.3. Решение уравнения

Основываясь на теории бегущей волны, решение Даламбера одномерного волнового уравнения может быть описано как наложение двух обращенных бегущих волн, общее решение которых записывается как:

, где f(x-ct) — бегущая вниз волна прямого распространения вдоль оси x; g(x+ct) — восходящая волна отрицательного распространения вдоль оси x.

Если u(x,t)=X(x)+U(t), на основе теории колебаний и разделения переменных можно получить следующие уравнения:

(11)

Xx=C1sinωcx+C2cosωcx,

(12)

Ut=C3sinωt+C4cosωt,

где ω – угловая частота продольных колебаний стержня; C1 и C2 — константы, вычисляемые по граничным условиям; C3 и C4 — константы, вычисленные по начальным условиям.

Условия ограничения испытательного стержня: один конец свободен, а другой конец закреплен в соответствии с условием испытания, которое может быть показано как ∂u∂t x=0=0 и u x=L=0, таким образом, можно получить следующие уравнения :

(13)

C2=0,   ωcC1cosωcL=0.

Решение уравнения. (14) являются:

Угловая частота: ωn=(2n-1)πc2L, (n=1,2,3⋅⋅⋅);

Круговая частота: fn=(2n-1)c4L, (n=1,2,3⋅⋅⋅);

Смещение: un=u0xtcos(2n-1)π2Lsin(2n-1)π2L, (n=1,2,3⋅⋅⋅).

3.4. Отражение и передача волны

Метод отраженных волн с малой деформацией основан на теории одномерных волн, и предполагается, что испытательный стержень представляет собой непрерывный и однородный упругий стержень. Исследован динамический отклик продольных колебаний упругого стержня под действием силы возбуждения.

Под действием возбужденной силы верхняя часть стержня может генерировать распространяющуюся вниз волну напряжения в естественном состоянии. На границе разности волновых импедансов (на границе между испытательным стержнем и осадком) часть волны напряжений будет отражаться и распространяться вверх.Часть волны напряжения будет продолжать проходить вниз к концу стержня, а отражение будет распространяться вверх по концу стержня.

Измеритель скорости, установленный на вершине стержня, принимает исходный падающий сигнал и все отраженные сигналы. Кривые перемещения скорости во времени фиксируются устройством приема и обработки данных. Смещение точки стержня вызвано колебанием нисходящей и восходящей волн.

В исходной нисходящей волне, создаваемой возбужденной силой в верхней части стержня, имеется сжимающее напряжение σ1.Под действием сжимающего напряжения σ1 частица в теле сваи движется. Скорость частицы V зависит от интенсивности напряжения и характеристик материала:

, где V — скорость вибрации точки испытательного стержня, направление которой необходимо учитывать. c – скорость распространения продольной волны; ε — деформация испытательного стержня.

На основе F=σA, σ=Eε и c=E/ρ получается F=ρcAV. Если волновое сопротивление определено как Z=ρcA, будет зафиксировано F=ZV.С учетом направления волны падающая волна и отраженная волна имеют вид FI=ZVI и FR=-ZVR соответственно.

На рис. 3 Z1 и Z2 представляют собой импедансы вверх и вниз интерфейса соответственно. Коды ног I, R и T являются символами падающей волны, отраженной волны и волны передачи соответственно. Уравнения равновесия можно получить по непрерывности интерфейса:

(15)

Водоизмещение: u1=u2,   uI+uR=uT

(16)

Скорость: V1=V2,   VI+VR=VT

(17)

Принудительное: F1=F2,   FI+FR=FT

Рис.3. Схематическое изображение изменения волнового сопротивления и распространения волн.

На основе уравнения. (10), нисходящая волна:

(18)

uI=fx-cIt=fξ,ξ=x-cIt.

Дифференциальное уравнение. (18) равно ∂uI∂t=-cI∂uI∂x. На основе того же процесса волна передачи ∂uT∂t=-cT∂uT∂x, а отраженная волна ∂uR∂t=cR∂uR∂x. Согласно V=∂u∂t и уравнению (16) получаются следующие уравнения:

(19)

-cI∂uI∂x+cR∂uR∂x=-cT∂uT∂x.

Из-за того, что ε=∂u∂x+σx=FAE, Z=ρcA=AEc, cI=cR=cT, уравнение (19) можно переписать как:

На основе уравнения. (16) получаются следующие уравнения:

Если α=Z1-Z2Z1+Z2, уравнение (21) можно переписать как:

В уравнении (29) α называется коэффициентом отражения, диапазон которого составляет [–1, 1]. На основе FI=ZVI и FR=-ZVR получаются следующие уравнения:

Уравнение (23) является основой теста отраженной волны с низкой деформацией. Из-за изменения импеданса интерфейса на испытательном стержне и обломках пальцев, и импеданс испытательного стержня больше, чем импеданс обломков пальцев при проверке толщины обломков пальцев (Z1

4. Анализ численного моделирования

Программное обеспечение конечных элементов (ABAOUS) используется для проверки точности и надежности предлагаемого испытательного оборудования.

4.1. Метод расчета

Испытание отражающей волны с малой деформацией на толщину обломков пальцев ног является динамической проблемой по своей природе.ABAOUS может решать различные проблемы в зависимости от различных динамических характеристик. Методами решения являются метод модального анализа, непосредственное интегрирование и так далее. В этой статье будет использоваться явный метод ABAQUS/Explicit, который представляет собой немедленную интеграцию.

Явный метод позволяет решать задачи без совместного решения уравнений и касательной матрицы жесткости. Таким образом, стоимость расчета каждого шага приращения невелика, что подходит для решения задачи расчета высокоскоростной динамической нагрузки [25].

4.2. Расчетные модели и допущения

На рис. 4 показана расчетная модель. В этой модели используется половинный размер буронабивных свай, что аналогично инженерным фактам для повышения эффективности расчетов. Вычислительный блок C3D8R используется для проверки расчетной сходимости.

Предположения: (1) Игнорировать демпфирование осколков стержня и носка; (2) стержень имеет линейную упругость и небольшую деформацию; (3) равномерная нагрузка на верхнюю часть испытательного стержня.

Рис. 4. Расчетная модель

4.3. Выбор параметра

В данной статье используется буронабивная свая, длина и диаметр буронабивной сваи которой составляют 19 м и 0,6 м соответственно. В качестве диаметра и длины испытательного стержня выбраны 0,1 м и 20 м. Его материалы приведены в табл. 2. Параметры обломков пальцев приведены в табл. 3 [26]. Для обеспечения точности численного моделирования тринадцать различных комбинаций обломков пальцев ног анализируются в соответствии с таблицей 3, которые показаны в таблице 4.

Таблица 2. Параметры испытательного стержня

Материал

ρ/т∙м -3

Е/ГПа

мк

А

Бетон

2.5

31,5

0,3

Б

Углеродистая сталь

7,65

206

0.3

С

Купрум

8,65

93

0,37

Д

Алюминий

2.7

68

0,34

Таблица 3. Параметры пальцев ног

Материал

γ / кН∙м -3

Es / МПа

мк

с/кПа

φ/°

1

Разное наполнение

1.58

5

0,3

5

28,5

2

Илистая глина

1.8

9,6

0,3

10

8

3

Песок гравийный

1.9

25

0,25

3

30

Таблица 4. Тринадцать различных комбинаций обломков пальцев ног

Номер группы

Количество материала

Толщина группы

я

1

100 см

II

2

100 см

III

3

100 см

IV

1

50 см

В

2

50 см

VI

3

50 см

VII

1

30 см

VIII

2

30 см

IX

3

30 см

х

1+2

25 см+25 см

XI

1+3 ​​

25 см+25 см

XII

2+3

25 см+25 см

XIII

1+2+3

10 см+20 см+20 см

4.4. Анализ результатов
4.4.1. Результаты испытаний обломков пальцев ног толщиной 100 см с использованием различных испытательных стержней

Четыре типа материалов испытательного стержня, показанные в Таблице 2, используются для имитации обломков пальцев ног толщиной 100 см, а также возбуждаемой силы 1000 Па. Результаты испытаний показаны на рис. 5-8. На рис. 5-8 кривые четко отображают скачкообразные изменения перед дном стержня, отражающего сигналы. Поверхность раздела испытательного стержня и обломков пальцев является не только местом резкого изменения, но и местом изменения волнового сопротивления.Время, когда три кривые на рис. 5 соответствуют резкому изменению скорости, составляет 0,010651 с, 0,010651 с и 0,010651 с соответственно. Следовательно, испытательная толщина обломков пальцев составляет 1,096 м, 1,096 м и 1,096 м соответственно. Время, когда три кривые на рис. 6 соответствуют резкому изменению скорости, составляет 0,007200 с, 0,007200 с и 0,007200 с соответственно.

Рис. 5. Кривая скорости во времени испытательного стержня, изготовленного из бетона (толщина = 100 см)

Рис.6. Кривая скорости во времени испытательного стержня из углеродистой стали (толщина = 100 см)

Таким образом, испытательная толщина обломков пальцев составляет 1,318 м, 1,318 м и 1,318 м соответственно. Время, когда три кривые на рис. 7 соответствуют резкому изменению скорости, составляет 0,011475 с, 0,011475 с и 0,011475 с соответственно. Следовательно, испытательная толщина обломков пальцев составляет 1,187 м, 1,187 м и 1,187 м соответственно. Время, когда три кривые на рис.8 соответствуют внезапному изменению скорости 0,007576 с, 0,007576 с и 0,007576 с соответственно. Таким образом, испытательная толщина обломков пальцев составляет 0,990 м, 0,990 м и 0,990 м соответственно. Соответственно, результат теста относительно чувствителен к материалам испытательного стержня. Максимальная погрешность составляет 0,318 м, а результаты расчетов превышают фактические значения, это означает, что представленный метод может не только соответствовать требованиям спецификации при очистке завалов [23], но и гарантировать качество новых свай.Кроме того, когда толщина обломков пальцев относительно велика, результат нечувствителен к материалам испытательного стержня.

Рис. 7. Кривая скорости во времени испытательного стержня, изготовленного из меди (толщина = 100 см)

Рис. 8. Кривая скорости во времени испытательного стержня из алюминия (толщина = 100 см)

4.4.2. Результаты тестирования обломков пальцев толщиной 50 см с использованием различных испытательных стержней

Все параметры и методы такие же, как в 4.4.1, только толщина обломков пальцев ног в этой части изменена на 50 см. Результаты испытаний показаны на рис. 9-12. Из рис. 10-11 не видно резких изменений кривых, когда материалами испытательного стержня являются углеродистая сталь и медь.

Рис. 9. Кривая скорости во времени испытательного стержня, изготовленного из бетона (толщина = 50 см)

Рис.10. Кривая скорости во времени испытательного стержня из углеродистой стали (толщина = 50 см)

Рис. 11. Кривая скорости во времени испытательного стержня, изготовленного из меди (толщина = 50 см)

Рис. 12. Кривая скорости во времени испытательного стержня из алюминия (толщина = 50 см)

Однако резкие изменения кривых отчетливо наблюдаются, когда материалами испытательного стержня являются конкретная сталь и алюминий с рис.9 и рис. 12. Время, когда три кривые на рис. 9 соответствуют резкому изменению скорости, составляет 0,010951 с, 0,010951 с и 0,010951 с соответственно. А испытательные толщины обломков пальцев ног составляют 0,563 м, 0,563 м и 0,563 м соответственно. Время, когда три кривые на рис. 12 соответствуют резкому изменению скорости, составляет 0,007800 с, 0,007800 с и 0,007800 с соответственно. А испытательные толщины обломков пальцев ног составляют 0,428 м, 0,428 м и 0,428 м соответственно. Максимальная ошибка 0.082 м по вышеуказанному расчету, что соответствует требованиям технических условий после очистки [23].

4.4.3. Результаты тестирования обломков пальцев ног толщиной 30 см с использованием различных испытательных стержней

Все параметры и методы те же, что и в 4.4.1, только толщина обломков пальцев в этой части изменена до 30 см. Результаты испытаний показаны на рис. 13-16. Кривая испытаний показывает ту же тенденцию, что и описанная в 4.4.2. Хотя резкие изменения кривых трудно наблюдать, когда материалы испытательного стержня бетонные из рис.13, места резких изменений могут быть зафиксированы. Время, когда три кривые на рис. 13 соответствуют резкому изменению скорости, составляет 0,011100 с, 0,011100 с и 0,011100 с соответственно. Испытательная толщина обломков пальцев ног составляет 0,299 м, 0,299 м и 0,299 м соответственно. Погрешность составляет всего 0,001 м, что говорит о достаточной точности результатов расчета.

Из анализа следует, что при одной и той же возбуждаемой силе чем меньше толщина обломков пальцев ног, тем точнее получаются результаты, подтверждающие достоверность представленного оборудования.

Рис. 13. Кривая скорости во времени испытательного стержня, изготовленного из бетона (толщина = 30 см)

Рис. 14. Кривая скорости во времени испытательного стержня из углеродистой стали (толщина = 30 см)

Рис. 15. Кривая скорости во времени испытательного стержня, изготовленного из меди (толщина = 30 см)

Рис.16. Кривая скорости во времени испытательного стержня из алюминия (толщина = 30 см)

4.4.4. Результаты различных комбинаций отложений, обнаруженных одним и тем же тест-стержнем

Все параметры и методы такие же, как в 4.4.1, только комбинации обломков пальцев изменены на X, XI, XII и XIII, что показано в Таблице 4. Эта часть посвящена проверке надежности испытательного оборудования для различных групп обломков пальцев ног. .Результаты испытаний показаны на Рис. 17 и Рис. 18. Из Рис. 17 и Рис. 18 видно, что если обломки пальцев состоят из двух материалов (показаны на Рис. 17) или трех материалов (показаны на Рис. 18), испытательные кривые такие же, как на рис. 9. Это кривая скорости во времени, учитывающая внезапное изменение на границе между испытательным стержнем и обломками пальцев. На рис. 17 время внезапного изменения составляет 0,010951 с, 0,010951 с и 0,010951 с на основе рис. 17 и 0,010945 с на основе рис. 18, а соответствующая толщина обломков пальцев ног равна 0.563 м, 0,563 м, 0,563 м и 0,575 м. Погрешность испытаний для разных материалов составляет 0,075 м, что больше фактического значения. Следовательно, после очистки он удовлетворяет требованиям технических условий [23].

Рис. 17. Результаты испытаний X, XI и XII

Рис. 18. Результаты испытаний XIII

4.4.5. Результаты различной возбуждаемой силы одним и тем же испытательным стержнем и толщиной обломков пальцев

Используя тот же метод испытаний, что и в 4.4.1. Для обломков пальцев, толщина 100 см и три материала, показанные в таблице 4, выбраны для изучения кривой скорости во времени, когда верхняя часть испытательного стержня нагружена возбуждающими силами 1000 Па, 2000 Па и 3000 Па. На рис. 19-21 показаны результаты испытаний, которые показывают, что кривые одинаковы для разных материалов и возбуждаемых сил.

Рис.19. Кривые скорости движения во времени I типа пальца ноги. осколки под действием различных возбуждающих сил

Рис. 20. Кривые скорости движения обломков пальцев ног II типа под действием различных возбуждающих сил

Рис. 21. Кривые скорости движения во времени обломков пальцев ног III типа при различных воздействующих силах

Однако волновое сопротивление чувствительно к возбужденным силам.Моменты внезапных изменений всех точек равны 0,01065 с на рис. 19-21, что аналогично рис. 5. Соответствующая толщина обломков торса составляет 1,096 м. Для сравнения установлено, что чем больше сила возбуждения, тем отчетливее сигнал при мутации. Следовательно, при испытании обломков пальцев толщиной 50 см или 30 см необходимо увеличить возбуждающую силу, воздействующую на верхнюю часть испытательного стержня. А место резкого изменения можно определить по рис. 10-11 и рис. 14-16.

5.Выводы

1) В устройстве, предложенном в этой статье, после выполнения операции очистки скважины в соответствии с результатом измерения оставшееся максимальное количество отложений находится в пределах диапазона технических характеристик.

2) Результаты испытаний испытательных стержней с различными материалами для трех различных толщин осадка показывают, что материал испытательного стержня будет влиять на результаты испытаний при одинаковой силе возбуждения, а толщина осадка требуется для испытания. материал стержня.Выше, но результаты показывают, что чем меньше толщина осадка, тем меньше ошибка теста.

3) Результаты измерения толщины отложений разной толщины и различных комбинаций трех разных материалов показывают, что свойства материала отложений мало влияют на результаты испытаний и ими можно в некоторой степени пренебречь.

4) Различные силы возбуждения на испытательных столбах не имеют разницы в точности измерения одинаковой толщины отложений, но существенно влияют на степень изменения испытательной кривой.Для отложений с меньшей мощностью для обнаружения следует использовать большую силу возбуждения.

5) Практическое применение устройства находится в центре внимания будущих исследований автора. Более поздняя работа автора направлена ​​​​на оптимизацию использования этого устройства для облегчения применения на строительной площадке.

Буронабивные сваи | Keller Australia

Буронабивные сваи представляют собой монолитные элементы большой грузоподъемности, сооруженные с использованием обычной келли-штанги и шнековой системы.Независимо от того, установлены ли они как отдельные элементы фундамента, в группе наголовников или в подпорной стене, мы готовы предоставить вам оптимизированное решение для буронабивных свай.

Процесс

Бурение сваи продвигается с помощью бурового инструмента, прикрепленного к келли-штанге, приводимой в движение сваебойной установкой. Инструмент продвигает скважину с каждым проходом, поэтому полная мощность буровой установки доступна для всего процесса бурения. Если стволу требуется поддержка, чтобы оставаться открытым, доступны различные методы, которые выбираются в зависимости от состояния почвы, окружающей среды и режима грунтовых вод.Они варьируются от механической поддержки в виде временной или постоянной обсадной колонны до жидкостной поддержки с использованием воды, полимера или бентонита.

После того, как скважина была пройдена на глубину и очищена, в скважину опускают арматурную сталь по всей длине, которая затем заполняется бетоном. Буронабивные сваи можно бурить на глубину более 80 м, а типичный диаметр составляет до 2,4 м.

Обеспечение качества

Keller обеспечивает неизменно высокое качество результатов при возведении буронабивных свай.Наша аккредитация Федеральной комиссии по безопасности (FSC), стандарты компании, процессы, политики и процедуры были специально разработаны для достижения этой цели, включая такие инновации, как гидроакустический профилировщик свай и инспекции видеонаблюдения, обеспечивающие гарантию качества перед бетонированием. Во всех отраслях промышленности Keller работает строго в соответствии с австралийскими стандартами, а также соответствующими проектными или отраслевыми спецификациями (DTMR, RMS, VIC Roads, Main Roads WA и т. д.).

Keller предлагает полностью квалифицированный внутренний дизайн сертифицированными инженерами, которые могут предоставить качественные решения для забивки свай и улучшения грунта.Наши возможности по проектной и технической сертификации включают в себя проведение статических испытаний, проверку целостности свай, профилирование тепловой целостности, динамические испытания свай, испытания уклономером, геотехническую проверку, а также комплексное проектирование опор/креплений и анкеров для завершения полного пакета обеспечения качества.
 

Буровые установки Soilmec Australia

Что касается забивных свай, то при бурении сваи бурильщику приходится решать проблему обрушения стенок скважины.Использование обсадной колонны, бентонита и полимеров – классические решения.

При методе CFA, при котором извлечение грунта и бетонирование выполняются одновременно, скважина всегда остается заполненной грунтом или бетоном. Поэтому проблемы ваттного коллапса не существует.
С технологией вытесняющей сваи , в которой инструмент бурит грунт и смещает его вбок к стенкам скважины, ситуация становится очень близкой к забивным сваям: больше не портит , чистая рабочая площадка!

Несмотря на то, что этот тип свай с давних пор довольно популярен, особенно на севере Европы, в последнее время растущие затраты на утилизацию грунта, вынутого при раскопках, способствовали развитию метода вытесняющих свай.
Также свой вклад в распространение метода внесли экологические проблемы в загрязненных грунтах, которые привели к разработке инструментов для уплотнения грунта, которые устраняют или минимизируют количество грунта, выносимого на поверхность во время закладки свай. Кроме того, благодаря отсутствию шума и вибрации уплотнение (смещение) является интересной альтернативой забивным сваям, особенно в городских районах.

SOILMEC, на основе своего обширного опыта, полученного в технологиях CFA ( Непрерывный правый шнек ) и CSP/CAP  ( Обсаженная секущая свая/Обсаженная шнековая свая ), разработала ряд новых инструментов, которые была специально разработана для снижения требуемого крутящего момента и усилия напора, что позволяет расширить диапазон используемых буровых установок, повысить производительность и снизить затраты на транспортировку и разгрузку.Таким образом, в качестве альтернативы технологии DP ( Вращающиеся сваи ) компания SOILMEC открыла и запатентовала новую технологию уплотнения под названием TCT ( Инструмент для уплотнения тяги ).

Буробетонные сваи – Тег «проект» – Shore Tec Piling

Буронабивная свая — еще один тип железобетонных свай, которые используются для поддержки высоких зданий, создающих большие вертикальные нагрузки. Буронабивная свая — это монолитная бетонная свая , где буронабивные сваи должны быть залиты на строительной площадке, в то время как другие бетонные сваи, такие как закрученная свая и железобетонная квадратная свая, представляют собой сборные железобетонные сваи.

Просверленные стволы отливают с помощью буронабивной машины, которая имеет специально разработанные буровые инструменты, ковши и грейферы, используемые для удаления грунта и горных пород.

Как и любая другая система глубокого фундамента, буронабивные сваи также имеют свои сложности при бурении.

Давайте начнем с указания, что метод бурения будет зависеть от типа почвы, поэтому у вас должен быть хороший отчет об исследовании почвы, который поможет вам понять, какая технология бурения должна быть развернута.Опыт подрядчика по укладке свай заключается в том, чтобы определить правильную технологию бурения и свести к минимуму нарушение окружающего грунта.

Для несвязных грунтов, таких как песок, гравий, ил, независимо от того, находится ли он под уровнем грунтовых вод или нет, скважина должна поддерживаться с помощью стальных каркасов или стабилизирующего раствора, такого как бентонитовая суспензия. Бентонитовый раствор действительно грязный, и вы может захотеть избежать этого, если это возможно. Как только этот процесс будет завершен, арматурный стержень будет сброшен на место, а в скважину будет залит бетон.

Основные преимущества буронабивных свай или буронабивных стволов по сравнению с обычными фундаментами или другими типами свай:

  • Сваи переменной длины могут быть вставлены через мягкие сжимаемые или набухающие грунты в подходящий несущий материал.
  • Сваи могут быть расширены до глубины ниже промерзания и сезонных колебаний влажности.
  • Крупные земляные работы и последующая обратная засыпка сведены к минимуму.
  • Меньше разрушения соседней почвы .
  • Отсутствие вибрации не будет мешать соседним сваям или конструкциям.
  • Чрезвычайно кессоны большой вместимости могут быть получены путем расширения основания шахты до трехкратного диаметра шахты, что позволяет отказаться от строительства крышек над несколькими группами свай.
  • Во многих проектных ситуациях буронабивные сваи обеспечивают более высокую грузоподъемность с потенциально лучшими экономическими характеристиками, чем забивные сваи.

(PDF) Обзор исследований по высотному позиционированию поверхности бетонного заполнения буронабивных свай

3

1234567890 «»»

2018 Международная конференция по гражданскому и гидротехническому строительству (IConCHE 2018) IOP Publishing

3 90 Conf.Series: Earth and Environmental Science 189 (2018) 022076 doi :10.1088/1755-1315/189/2/022076

сила тяжести бурового раствора увеличивается, вместе с ней изменяется скорость волн и увеличивается погрешность результатов измерений. В будущем рекомендуется создать более точную модель скорости волны

для повышения точности измерений в буровом растворе с высоким удельным весом.

Ультразвуковой метод определения высоты поверхности инфузии бетона является новой технологией,

и интерференция плавающего слоя на ультразвуковых волнах до сих пор не решена.Тем не менее, благодаря своим преимуществам

, заключающимся в удобной переноске, простоте эксплуатации, мониторинге в режиме реального времени и сокращении трудозатрат,

строительные компании и научно-исследовательские подразделения проводят активные исследования, и это

тенденция развития в будущем.

2.5. пробоотборник

Из-за таких факторов, как конструкция, оборудование и технологии, все еще трудно точно определить

высоту поверхности заливки бетона.Поэтому некоторыми отечественными учеными проведено

исследований по подводным пробоотборникам. С помощью метода предварительного суждения компоненты

отбираются в положении повышения перфузии для достижения цели точного суждения,

ошибок полностью избегаются.

Чжан Лэй, Цуй Цзяньцзюнь и др.[5] разработал подводный пробоотборник с гидравлическим управлением. Пробоотборник

состоит из гидравлической трубки, полого и твердого конусного молотка.Молоток с полым конусом находится сверху

, а молот с цельным конусом — снизу. Они соединены стрелой и образуют полость. Путем

регулировки значения гидравлического давления молот с полым конусом отделяется от молота со сплошным конусом

, и смесь поступает в полость. После завершения отбора проб значение гидравлического давления

постоянно регулируется, чтобы закрыть полый и твердый конусный молоток.Пробоотборник

предлагается для выявления материала в полости.

Jin Xuxing[8] разработал подводный пробоотборник для определения положения вершины буронабивной сваи

. Накопительный цилиндр с обоих концов открыт, а направляющий стержень прикреплен к верхнему накопительному цилиндру

. Две разъемные подвижные панели соответственно шарнирно закреплены на фиксирующей пластине накопительного цилиндра.

Ограничительный стержень расположен на боковой стенке накопительной бочки для ограничения амплитуды вращения

подвижной пластины.Прибор имеет простую конструкцию и низкую стоимость, но его неудобно носить с собой и

эксплуатировать при большой глубине измерения.

В настоящее время на большинстве строительных площадок используются простые пробоотборники в виде стальных стержней и воронок

из-за удобного выбора материала, простоты производства и принципа, низкой стоимости и простоты эксплуатации. Они получаются определенные приложения. Тем не менее, положение выборки не является точным, и

человеческих факторов имеют большое влияние.Поэтому простой пробоотборник еще нуждается в дальнейших исследованиях.

2.6. Другие

В дополнение к вышеуказанным методам исследования, автор считает, что можно попробовать некоторые новые методы.

Например, метод инфракрасной фотосъемки под водой использует

подводную камеру для наблюдения за высотой поверхности заливки бетона. Из-за различной консистенции бурового раствора, плавучей суспензии

и бетона в процессе заполнения крутящий момент, создаваемый вращением,

отличается, поэтому можно разработать измеритель консистенции.

3. Заключение

При строительстве свайных фундаментов трудно решить проблему «слишком много

переливов бетона». Отечественные ученые и компании проводят соответствующие теоретические и

экспериментальные исследования, а текущие методы исследования включают температуру, давление, молоток,

ультразвук и пробоотборник, и были достигнуты определенные результаты исследований. Но из-за таких факторов, как технология,

оборудование и конструкция, соответствующие устройства обнаружения и отбора проб не были

продвинуты.Тем не менее, я считаю, что с развитием науки и техники в ближайшем будущем на рынок будут представлены измерители высоты поверхности заливки бетона

.

BAUMA 2019 ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОВЕРШЕННО НОВУЮ БУРОВУЮ СТАНКУ IMT A290 LDP

На выставке Bauma в Мюнхене (Германия) скоро будет представлена ​​новая буровая установка IMT A290 для буронабивных свай большого диаметра.

Новый IMT A290 представляет собой сваебойную установку грузоподъемностью 75-80 тонн для многоцелевых технологий, таких как буронабивные сваи большого диаметра, шнековые шнеки непрерывного действия, перемешивание грунта и стеновые диафрагмы.Буровое оборудование TerraQuip примет участие в выставке Bauma 2019 в Германии в качестве дилера IMT в Австралии и Новой Зеландии.

IMT Piling and Drilling Rigs представит на выставке Bauma в Германии три мощные и прочные машины: IMT A140 с буронабивной сваей, IMT A215 с технологией непрерывного шнека и IMT A290 с буронабивной сваей. Bauma является глобальной движущей силой инноваций, двигателем успеха и рынком. Это единственная выставка в мире, которая объединяет индустрию строительной техники во всей ее широте и глубине.Эта платформа представляет собой самую высокую концентрацию инноваций, что делает ваш визит незабываемым событием.

IMT Piling расшифровывается как Industria Meccanica Trivelle, что в переводе с итальянского означает «Механическая промышленность для бурения». Сваебойные и буровые установки IMT уже более 50 лет находятся в авангарде наземной техники. Компании IMT Piling and Drilling Rigs Company всегда удавалось постоянно улучшать свои машины для забивки и бурения, чтобы помочь подрядчикам по забивке свай по всему миру строить более качественные фундаментные сваи и выполнять более качественное бурение, независимо от применения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.