Важно! Основная функция бентонитового раствора — предотвращение обрушения скважины: Эмульсия образует твердую полимерную корку на стенках полости, укрепляя грунт низкой плотности.
Основные технологии лидерного бурения
На этой странице вы найдете информацию об особенностях использования метода лидерного бурения. Вы узнаете, в каких случаях осуществляется лидерное бурение и какое специальное оборудование для этого используется. Мы подробно остановимся на процедуре бурения и использовании таких приспособлений, как обсадные трубы и промывка бентонитом.
- Необходимость бурения лидеров
- Технология производства работ по лидерному бурению
- Лидерное бурение с применением вспомогательных средств
- Что такое CFA или SOB-колонны
- Преимущество CFA
- Явление размягчения грунта
- Основные плюсы лидерного бурения
- Технические средства для лидерного бурения
- Стоимость лидерного бурения
Чтобы сделать бурение железобетонных свай или свай и забивку свай менее трудоемким, более безопасным для существующих рядом строений и в то же время более точным с точки зрения строительства, используется лидерное бурение. Иногда такое забивание свай также называют «пробным бурением».
Необходимость бурения лидеров
В фундаментных работах необходимость в пробных отверстиях возникает как при установке железобетонных свай, так и при забивке шпунтовых свай.
Важно: Бурение под шпунт предназначено только для шпунтовых свай, но не для плоских, корытных или зигзагообразных свай.
Иллюстрация: Бурение под фанеру
Лидерное бурение обычно используется, когда сопротивление грунта, в который забивается свая, или конструкция сваи превышает применимую мощность забивного оборудования, такого как молот, вибрационная проходческая машина или статическая проходческая машина. В таких случаях забивка без бурения невозможна или требует гораздо больше времени.
Важно: В центральной части России грунт часто содержит слой твердого песка толщиной 1-2 м (глубина слоя 6-7 м), для пробивания которого сваи требуют направленного бурения.
Направленное бурение также выполняется, если грунт на участке содержит твердые включения в виде конгломератных пород, которые сталкиваются с наконечником сваи и вызывают разрушение.
Помимо грунтов высокой плотности, лидерные скважины бурятся в текучих, насыщенных влагой глинистых грунтах, где отсутствие жестких структурных связей делает невозможным точное позиционирование погружаемой конструкции. Лидерная скважина в этом случае действует как направляющая, позволяя установить сваю точно под нужным углом.
Иллюстрация: Направляющее отверстие в скальных грунтах
Направляющие сваи можно бурить с меньшей потребностью в мощности дизельных молотов, что снижает сопутствующий шум машины и динамические нагрузки, передающиеся через сваю на контактирующий с ней грунт и через грунт на фундаменты соседних сооружений. Это преимущество позволяет использовать ударные и шпунтовые сваи в застроенной части города без разрушительного воздействия на фундаменты соседних зданий.
Особенности проведения работ
На этапе планирования специалисты определяют, каким образом будет сделан фундамент, определяют требования к лицам, выполняющим работы, и процедуру.
Только после проведения всех подготовительных мероприятий бурится направляющее отверстие для сваи. Сначала необходимо определить сечение сваи. Размер отверстия для бурения лидера должен быть на 4-6 см меньше диаметра железобетонной конструкции.
Все этапы монтажа должны выполняться в соответствии со СНиП. Бурение лидера должно производиться до установки железобетонных конструкций в грунт.
Этот метод часто используется из-за низкого уровня шума и вибрации.
Техника выполнения лидерного бурения описана в следующих сводах правил:
- 3.02.01.87 — земляные конструкции, основания, фундаментные сооружения.
- СНиП 3.01.03.84 — геодезические работы и строительство.
- 12.04.2002 — безопасность техники проведения.
- 2.02.03.85 — монтаж свайных фундаментов.
- 50.102.2003 СП — этапы проектирования .
- 48.13330.2001 СП — организация строительных работ.
- 11.05.2007 РД — правила к регламенту работ.
- 11.02.2006 РД — требования к документам.
Размер буровой установки, используемой для бурения скважины, выбирается в зависимости от типа грунта под фундаментом.
Глубина должна быть примерно на один метр меньше глубины погружения сваи. Монтаж железобетонных конструкций и предварительное бурение скважин должны быть тщательно спланированы профессионалами.
Это позволяет полностью контролировать технологический процесс и оптимально устанавливать сваи в каждом конкретном случае строительства фундамента.
Сфера использования
Для свайных фундаментов часто используется метод лидерного бурения. Конструкция может быть установлена любой сложности и объема.
Как правило, в таких случаях используется именно этот метод:
- Если верхний слой грунта очень твердый. Во время ударной технологии установки свай может случиться нарушение целостности железобетонной конструкции. Предварительное выполнение скважин дает возможность с легкостью пройти сложные слои почвы.
- Монтаж шпунтовых заграждений для траншей и котлованов.
- Если в процессе выполнения геологического исследования был определен слой плотного песка. Во время ударного способа установки свай этот грунт пройти почти невозможно. Поэтому требуется использование лидерного бурения.
- Установка коммуникаций без обустройства траншей.
- Если на строительном объекте по большей части находятся скальные породы. Для забивного способа каменистый грунт является непреодолимым препятствием.
- Если строительство выполняется на вечно замерзшем грунте. Эта земля является довольно плотной. Чтобы избежать возможных проблем, лучше всего использовать лидерную технологию.
- Если на территории, где производится установка фундамента, преобладает дисперсная почва, которая обладает незначительной плотностью. В таком случае особо ценна направляющая технология бурения.
- Если сваи погружаются на довольно большую глубину. В этом случае может произойти «отказ» сваи. Вследствие этого без разработки скважин выйти на требуемый уровень не представляется возможным.
Технологический процесс установки свай в лидерные скважины также используется при строительстве фундаментов вблизи зданий и сооружений.
Глубина бурения не должна превышать 90 % от размера устанавливаемой в грунт сваи и рассчитывается с помощью экспертной методики бурения.
Задачи лидерного бурения
Технологический процесс бурения помогает решить сразу несколько задач
- забить сваи на любую глубину, независимо от почвы;
- снизить вибрационный уровень и общую динамическую нагрузку;
- выполнить погружение стержня за один проход;
- минимизировать риск деформации сваи под действием вибромолота;
- контролировать соответствие проектной документации, независимо от места проведения работ;
- исключить разрушение или снизить вероятность этого процесса для периферийных объектов.
Особенности технологии
Пилотное отверстие — это своего рода контейнер для установки окончательной сваи. В зависимости от используемого оборудования, коронка может быть пробурена одним из трех способов:
- вдавливанием;
- забиванием;
- погружением под вибрацией.
Диаметр отверстия зависит от способа установки железобетонной опоры в отверстие. Если стержень забивной или обсадной, то диаметр бура выбирается примерно на 5 см меньше диаметра сваи. Это необходимо для создания прочного соединения и обеспечения надежного контакта между поверхностями. При забивании сваи под вибрационной нагрузкой эта разница уменьшается до 1-2 см.
В соответствии с требованиями СНиП, лидерное бурение осуществляется только при наличии утвержденного проекта, в котором указан порядок выполнения скважин и забивки свай. Это необходимо соблюдать во избежание обрушения готовых скважин при бурении новых.
Если работы должны проводиться в устойчивых грунтах и при низком уровне грунтовых вод, то бурение скважин должно осуществляться по традиционной технологии. Однако если фундамент должен быть построен на болотистых, обводненных и других несвязных почвах, то процедура должна проводиться с использованием дополнительных средств: Обсадные трубы и бентонитовые смеси.
В большинстве случаев скважины делаются путем полного удаления грунта, но в некоторых случаях выбирается частичное бурение (рыхление грунта буром).
Показания к лидерному бурению
- в грунт из твёрдых скальных пород, когда стандартная методика невозможна;
- в подвижные грунты толщиной свыше 2 метров, которые таят опасность возможного отклонения от вертикали, что недопустимо;
- в районах с плотной застройкой, когда использование вибрационного или ударного воздействия при возведении свай нежелательно, поскольку может сказаться на целостности строений, что рискует стать серьёзной проблемой в перспективе.
Бурение снижает риск повреждения свай, нарушения почвы и шумового загрязнения. Следовательно, минимизируется возможность механического повреждения соседних конструкций. Глубина, на которую устанавливаются сваи, не зависит от состояния грунта, а их расположение может быть под любым углом.
Нюансы проведения бурильных работ
Стоимость забивки свай зависит от количества свай, свойств свай и грунта, расположения объекта и его транспортной инфраструктуры, а также геодезических данных и времени года.
Поперечное сечение скважины зависит от проектных характеристик сваи. В компактных грунтах эти параметры могут совпадать, а в мягких грунтах диаметр должен быть на 3,5-4,5 см меньше сечения сваи. Глубина скважины составляет 90% ее длины.
Существует 2 типа бурения: полная и неполная выемка грунта. Первый метод более трудоемкий и требует специального оборудования и складских помещений.
Отметим, что средняя производительность типичной буровой установки составляет 300 м в день, при глубине бурения до 50 м и диаметре до 80 см. Скорость вращения буровой установки зависит от ее диаметра. Чем он больше, тем ниже скорость вращения.
