Буронабивные сваи — один из самых востребованных типов фундаментов в современном строительстве. Компания, специализирующаяся на устройстве свайных оснований, подтверждает: технология буронабивных свай применяется в условиях плотной городской застройки, на слабых и водонасыщенных грунтах, при строительстве мостов и высотных зданий. В отличие от забивных свай, этот метод не создает динамических нагрузок на соседние сооружения и позволяет возводить опоры практически любой длины и диаметра . Буронабивные сваи изготавливаются непосредственно на строительной площадке: сначала бурится скважина, затем устанавливается арматурный каркас и производится бетонирование. Такая технология исключает необходимость транспортировки и складирования готовых свай, что особенно важно в стесненных условиях.
Ключевая особенность устройство буронабивных свай — возможность создания фундаментов с высокой несущей способностью (до 500 тонн на одну сваю) при относительно низких вибрационных воздействиях на окружающую застройку . Это делает технологию незаменимой при реконструкции зданий и строительстве в сейсмически опасных районах. Правильная организация работ включает несколько этапов: от геодезической разбивки и подготовки площадки до бурения, армирования, бетонирования и контроля качества.
Основные элементы конструкции буронабивной сваи
Буронабивная свая состоит из трех основных элементов. Тело сваи — железобетонный ствол, который воспринимает вертикальные и горизонтальные нагрузки от сооружения . Оголовок — верхняя часть сваи, соединяющая ее с ростверком (распределительной плитой или балкой). Пята — нижнее основание сваи, которое может иметь уширение для увеличения площади опоры на грунт . Диаметр буронабивных свай обычно составляет от 300 до 2000 мм, длина — от 5 до 50 метров и более.
Для повышения несущей способности часто применяют сваи с уширенной пятой. Уширение может быть образовано несколькими способами: разбуриванием специальным расширителем, трамбованием бетонной смеси или взрывным методом . Такие конструктивные решения позволяют увеличить несущую способность сваи по грунту в 1,5-2 раза при минимальном увеличении расхода бетона .
«Буронабивные сваи фактически являются опорами, воспринимающими вертикальные и горизонтальные нагрузки, а также моментные воздействия. Поэтому они должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к железобетонным конструкциям типа колонн» .
Подготовительные работы перед устройством свай
До начала основных работ по устройству буронабивных свай необходимо выполнить комплекс подготовительных операций. В первую очередь требуется уточнить расположение всех подземных и надземных коммуникаций в пределах свайного поля. При необходимости их отключают или переносят за пределы рабочей зоны в соответствии с проектом производства работ . Строительную площадку ограждают, выполняют вертикальную планировку и водоотвод, устраивают временные дороги для проезда буровой техники и кранов.
Геодезическая разбивка осей сооружения — один из самых ответственных этапов подготовки. Все оси должны быть надежно закреплены на местности с оформлением акта, к которому прилагаются схемы расположения знаков разбивки и данные о привязке к базисной линии . Также необходимо подготовить площадки для складирования обсадных труб, арматурных каркасов, бетонолитных труб и других материалов. Участки для работы буровых установок и кранов должны быть спланированы и укреплены железобетонными плитами .
Оборудование для устройства буронабивных свай
Для бурения скважин и погружения обсадных труб применяются специализированные буровые установки. Среди отечественных машин распространены установки типа БСО-1М, среди зарубежных — оборудование фирм «Беното» (Франция), «Хохштрассе-Вайсе» и «Зальцгиттер» (Германия), «Като» и «Мицубиси» (Япония) . Установки могут быть оснащены механизмами поступательно-вращательного движения, грейферами для разработки грунта, а также системами для погружения и извлечения обсадных труб .
Вспомогательное оборудование включает краны для монтажа арматурных каркасов и секций обсадных труб, вибропогружатели для установки и извлечения обсадных труб, а также бетононасосы или бадьи для подачи бетонной смеси. В сложных геологических условиях могут применяться гидравлические расширители для образования уширений в забое скважины .
Сравнение основных типов свай по характеристикам:
Параметр | Буронабивные сваи | Забивные сваи | Винтовые сваи
Несущая способность | До 500 т | 100-150 т | Более 24 т
Динамическое воздействие | Минимальное (вибрация отсутствует) | Высокое (ударное погружение) | Низкое
Длина свай | Практически не ограничена (до 50+ м) | 5-25 м | До 15 м
Грунтовые условия | Любые, включая водонасыщенные и слабые | Не подходят для сильносжимаемых грунтов | Практически любые категории
Применение в стесненных условиях | Да (особенно буроинъекционные сваи) | Ограничено из-за вибрации | Да
Технология бурения скважины и погружение обсадной трубы
Бурение каждой скважины должно начинаться после инструментальной проверки отметок спланированной поверхности и положения осей . В несвязных и водонасыщенных грунтах бурение выполняется с опережающим погружением обсадной трубы. Этот метод позволяет надежно крепить стенки скважины на всю глубину, исключая их обрушение . Погружение обсадной трубы осуществляется периодическим поворачиванием с одновременным вдавливанием. В водонасыщенных мелких песках и илах грунт разрабатывают желонкой (буровым клапаном), которая используется и для зачистки скважины .
При бурении в плотных грунтах применяют долото для разрыхления породы, а затем грейфер для удаления разрыхленного грунта. После достижения проектной отметки забой тщательно зачищают — качество зачистки решающим образом влияет на несущую способность сваи . По окончании бурения проверяют соответствие проекту фактических размеров скважины, отметок ее устья и забоя, а также расположения в плане. Составляется акт освидетельствования скрытых работ.
Армирование скважины: установка арматурного каркаса
Арматурный каркас буронабивной сваи собирается на сварке из секций длиной 4-8 метров и должен иметь соответствующий паспорт . Качество изготовления каркаса должно удовлетворять требованиям проекта и ГОСТ 14098-91. Перед установкой каркас очищают от ржавчины и грязи. Способ строповки, подъем и опускание каркаса в скважину должны исключать появление деформаций .
С наружной стороны каркас должен иметь ограничители, обеспечивающие необходимую толщину защитного слоя бетона (обычно не менее 50-70 мм). При установке каркаса на полную глубину скважины принимаются меры, предупреждающие нарушение структуры грунта в забое. С этой целью нижняя часть каркаса с наружной и внутренней стороны снабжается двумя кольцами из листовой стали . Номер арматурного каркаса, устанавливаемого в скважину, фиксируется в Журнале учета результатов входного контроля.
Бетонирование буронабивных свай
Укладку бетонной смеси производят методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). Бетонная смесь подается по бетонолитной трубе, которая опускается до забоя скважины. По мере заполнения скважины бетоном трубу поднимают, но ее нижний конец должен быть постоянно заглублен в бетонную смесь на глубину не менее 2 м . Бетонирование осуществляют непрерывно, чтобы не возникали прослойки глинистого раствора или воды в теле сваи. Подвижность бетонной смеси должна быть в пределах 18-24 см осадки конуса .
В процессе укладки бетона производят постепенное извлечение обсадной трубы. При работе буровой установки «Като» уплотнение подводного бетона выполняется путем поднятия и опускания обсадной трубы . Если сваи расположены одна от другой на расстоянии менее 1,5 м, их выполняют через одну, чтобы не повредить только что забетонированные. Пропущенные скважины бетонируют при второй проходке, после набора ранее забетонированными сваями достаточной прочности .
«Нагружать фундамент из буронабивных свай можно только после полного схватывания бетона» .
Контроль качества и приемка работ
Контроль качества устройства буронабивных свай осуществляется на всех этапах производства работ. При бурении контролируют глубину скважины, отметку забоя, отсутствие обрушения стенок. При армировании проверяют соответствие каркаса проекту, правильность установки, толщину защитного слоя. При бетонировании ведут контроль подвижности бетонной смеси, непрерывности процесса, объема уложенного бетона. После завершения работ сваи могут быть испытаны статическими или динамическими нагрузками для подтверждения несущей способности.
По окончании работ составляются акты освидетельствования скрытых работ и промежуточной приемки ответственных конструкций . На каждую сваю составляется паспорт, в котором фиксируются: дата изготовления, диаметр и длина сваи, отметка забоя, объем уложенного бетона, тип и количество арматуры, результаты контроля бетона по прочности. Качество изготовления арматурного каркаса фиксируется в Журнале учета результатов входного контроля по форме Приложения 1 ГОСТ 24297-87 .
Основные этапы устройства буронабивных свай:
- Подготовительные работы — планировка площадки, геодезическая разбивка, подвоз оборудования и материалов, подготовка мест складирования .
- Бурение скважины — разработка грунта с опережающим погружением обсадной трубы, зачистка забоя, контроль глубины .
- Установка арматурного каркаса — подъем, опускание, центрирование каркаса в скважине, фиксация защитного слоя .
- Бетонирование — укладка бетонной смеси методом ВПТ, постепенное извлечение бетонолитной и обсадной труб .
- Контроль и приемка — испытание свай, оформление актов и паспортов, проверка прочности бетона .
«`