Буровая техника для фундамента

Бурильная установка для свай. Принцип работы и классификация. Особенности буронабивных, буроопускных и буровинтовых конструкций

Обустройство капитального фундамента может осуществляться с помощью разных методов, начиная от заливки монолита и заканчивая установкой вертикальных заглубленных опор. При этом в ряде ситуаций может использоваться бурильная установка для свай – особое устройство, которое применяется для проделывания глубоких вертикальных каналов в грунте.

Буровые установки

Принцип работы

На сегодняшний день для максимально эффективной реализации свайных технологий применяются буровые станки самого разного типа.

В основе подавляющего большинства моделей лежит шнековый механизм, обеспечивающий выемку грунтовых масс на поверхность за счет движения винтовых лопастей.

Собственно буровой агрегат может приводиться в движение, как за счет электричества, так и за счет топливного двигателя. В ряде случаев питание обеспечивается отдельной установкой, поскольку запросы по мощности у буров бывают весьма немаленькими.

Классификация

От механических характеристик обрабатываемой грунтовой массы зависит тип бурения, применяемый установкой.

Наиболее часто используются:

Подавляющее большинство бурильных агрегатов, используемых в строительстве, монтируются на колесных или гусеничных шасси разного размера. Также в ряде случаев применяются рельсовые установки, для передвижения которых по строительному участку необходимо прокладывать временную железнодорожную ветку.

Отдельную категорию составляют ручные буровые устройства. Чаще всего они применяются для проделывания стартовых отверстий при забивке или завинчивании вертикальных опор для фундаментов.

Также бур для свай ручной может использоваться и для полноценного бурения гнезда, но только в том случае, если его диаметр не превышает 200 мм, а глубина заделки свай в основу составляет до 2 метров.

Обратите внимание!
Тонкие сваи, которые используются в качестве основы для вертикальных опор для ограды, можно устанавливать в лунки, проделанные с использованием старого рыбацкого ледобура.
С ножами, конечно, придется попрощаться, но несколько десятков отверстий вы проделаете достаточно быстро.

Буровые свайные фундаменты

Буронабивные конструкции

Технология проделывания каналов для установки вертикальных элементов или заливки их бетонным раствором имеет множество вариантов. Ниже мы опишем те из них, которые используются в строительстве наиболее часто.

Буро набивные сваи представляют собой сборные конструкции, которые заглубляются в грунт и заливаются цементным раствором. Таким образом, сама опора формируется непосредственно на глубине, и потому отсутствует риск ее повреждения или деформации в ходе установки.

Инструкция по монтажу таких систем имеет следующий вид:

Бурильный агрегат, укомплектованный шнеком или ковшебуром соответствующего диаметра, устанавливается напротив точки, в которой будет возведена опора.
Коронка бура заглубляется в грунт, после чего начинается выемка грунта из скважины с постепенным ее углублением.

Совет!
Во избежание преждевременного осыпания рыхлой части грунта не рекомендуется прерывать бурение с извлечением шнека.

В зависимости от типа выбранной конструкции в отверстие либо подается буровой раствор, препятствующий обрушению стенок, либо устанавливается обсадная труба.

Обратите внимание!
Чаще всего используются асбестоцементные обсадные трубы, которые обеспечивают надежную фиксацию стенок пробуренного гнезда.

После того как бур извлечен из обсадной трубы, на ее дно засыпается слой щебня, играющий роль основания опоры. Щебень трамбуется с помощью специальной насадки (чаще всего ее крепят к штангам буровой установки).
В скважину опускается сварной арматурный каркас обеспечивающий улучшение механических характеристик опоры.
Канал с установленной арматурой заливается бетоном. Желательно использовать так называемый литой бетон, осадка конуса которого составляет около 20 см.
После заливки обсадная труба может быть извлечена. В некоторых случаях буроналивная свая монтируется без удаления каркаса.

Как видите, описываемую технологию невозможно реализовать без участия бурильной техники, поскольку именно она отвечает за формирование гнезда в грунте.

Варианты буронабивных конструкций

Особой разновидностью буронабивных конструкция являются так называемые бурокасательные сваи. Они представляют собой комплекс из вертикальных опор, стоящих практически вплотную друг к другу.

Поскольку последовательное бурение гнезд для формирования такой «свайной стены» невозможно, то скважины проделывают через одну: вначале бетонируют четные опоры, а затем, через некоторое время – бурят и заполняют бетоном нечетные.

Еще одна разновидность – так называемые сваи ТИСЭ. Главное их отличие от обычных опор заключается в том, что в нижней части скважины формируется расширение, которое затем заполняется бетоном. Такое бетонное основание существенно повышает прочность и несущую способность конструкции.

Главная сложность при возведении фундамента по данной технологии заключается именно в проделывании отверстий: бур для свай ТИСЭ должен обеспечивать выборку грунта в нижней части углубления. Для этого используются разные модификации, среди которых есть даже ручные устройства, позволяющие обустроить свайный фундамент своими руками, без привлечения спецтехники.

Буроопускные конструкции

Основание, которое возводится по буроопускной технологии, существенно отличается от буронабивного фундамента. При сборке подобной конструкции в грунте проделывается отверстие, в которое цельная или составная опора входит с большим зазором. Пространство между стенками и установленной сваей заполняется бетоном или другими материалами.

Обратите внимание!
Данная технология реализуется с должной эффективностью только в достаточно плотных грунтах, потому что отсутствие обсадных труб может привести к осыпанию рыхлой части почвы или заполнению отверстия плывунами.

Технология в данном случае такова:

Для проделывания гнезда подбирается бур на сваи, диаметр коронки и шнека у которого превышает диаметр устанавливаемого элемента минимум на 200 мм.
Бурение осуществляем до проектной отметки, обеспечивая выемку грунтовой массы и максимальную очистку ствола скважины.

Обратите внимание!
Бетон стоит заливать максимально быстро, поскольку длительные перерывы могут привести как к обрушению стенок, так и к формированию зон напряжения, ухудшающих прочностные характеристики опоры.

Буроопускные сваи отличаются достаточной надежностью, особенно в том случае, если пробуренное отверстие имело достаточный диаметр, а бетон обеспечил прочное сцепление как с материалом опоры, так и с грунтом.

Буровинтовые сваи

Обсуждая вопросы бурения скважин для установки свайных фундаментов , нельзя обойти вниманием винтовую технологию:

Винтовая свая представляет собой бетонный ствол либо металлическую трубу, на нижних частях которых закрепляются конические башмаки.
Башмак, играющий роль проникающего элемента, оснащается винтовой лопастью из толстого металла. Лопасть может крепиться с помощью сварного шва, а может быть отлита единым целым с конической насадкой.

Обратите внимание!
Цена винтовых свай с литыми наконечниками существенно выше сборных конструкций, но зато они практически не деформируются при заглублении, особенно если для монтажа используется узкая скважина.

Перед монтажом винтовой сваи в плотный грунт выполняется так называемое лидерное бурение. Для этого используются специальные буры, диаметр которых меньше диаметра самой опоры.
Для большинства работ по возведению винтового фундамента достаточно ручного ямобура, но в некоторых случаях может потребоваться применение спецтехники.
Уровень заглубления коронки со шнеком подбирается таким образом, чтобы в нижней части винтовая насадка проходила через ненарушенный грунт. Таким образом, мы одновременно облегчаем процесс монтажа и обеспечиваем доставочную прочность фиксации опоры.
После того как гнездо сформировано и грунт вынут, опора вставляется в лунку и завинчивается с помощью вращения кабестана или же специального механизма, закрепленного на стреле автокрана.

Также лидерное бурение применяется и при ударной забивке свай, особенно в плотные почвы. При условии верного расчета диаметра лидерного отверстия несущие характеристики опоры снижаются незначительно, а скорость работы возрастает как минимум на треть.

Вывод

Как видите, в современной промышленности буры для свай разного типа применяются очень широко. Конечно, здесь, как и в каждом деле, есть огромное количество нюансов, известных только специалисту. Но уж с применением ручной буровой установки вы точно справитесь! В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Источник

Бурение под сваи

Устойчивость зданий обеспечивается надежным фундаментом. Среди различных видов фундаментных оснований широко распространен свайный тип, обеспечивающий долговечность строений на проблемных почвах и в сейсмически активных зонах. Для сооружения свайной основы применяются буронабивные сваи длиной более 15 метров. Быстрое бурение свай происходит за счет применения специальной техники. Извлекается грунт, затем производится монтаж арматуры и нагнетание в полость бетонного раствора. Рассмотрим детально, как осуществляется монтаж свай по данной технологии.

Бурение свай – назначение и последовательность действий при выполнении буровых работ

Бурение скважин под сваи – проверенный на практике технический прием, предназначенный для решения следующих задач:

строительства новых фундаментных оснований, обладающих повышенной устойчивостью к подвижкам проблемного грунта;
укрепления фундаментных основ ранее построенных зданий и повышение устойчивости строительных конструкций.

Серьезная особенность технологии – возможность выполнения бурильных мероприятий на протяжении круглого года. Процесс бурения не оказывает отрицательного влияния на фундаменты рядом находящихся строений. Формирование каналов в грунте и монтаж свайных опор – стадии общего процесса по созданию свайной фундаментной основы. Важно соблюдать непрерывность операции и придерживаться требований технологии.

На фундаменты рядом находящихся строений процесс бурения не оказывает отрицательного влияния

Работы по бурению каналов и монтажу свай выполняются по следующему алгоритму:

производится установка специального оборудования для буровых работ;
выполняются мероприятия для обеспечения неподвижного состояния техники;
бурится скважина заданной глубины и диаметра в зависимости от требований проекта;
консервируется поверхность шурфа глиной или опускается инвентарная труба;
устанавливается и фиксируется в пробуренном канале арматурный каркас для фундамента;
заливается подготовленной бетонной смесью полость с арматурной решеткой.

При выполнении буронабивных мероприятий учитывайте следующие моменты:

используйте проволоку для армирующих конструкций диаметром 8-14 мм;
применяйте марочный бетон из цемента марки М400 или М500;
не допускайте осыпания породы в пробуренный шурф;
осуществляйте бетонирование на протяжении 8 часов после бурения.

Учтите, что срок использования бетонной смеси и пробуренной скважины ограничен. Через небольшое время бетон и полость в грунте становятся непригодными для дальнейших работ. В течение смены следует армировать и бетонировать сформированные полости под буронабивные сваи.

Бурение скважин для свай – применение специальной техники и оборудования

Для выполнения шурфов в грунте под буронабивные опоры свайного фундамента используются различные приемы:

Применение бурильных машин позволяет за ограниченное время выполнить увеличенный объем работ

применяется специальное оборудование, которое самостоятельно передвигается на строительной площадке с помощью пневматических колес или гусениц. Использование промышленных установок для бурения позволяет за ограниченное время выполнить увеличенный объем работ. Специализированное оборудование позволяет бурить скважины глубиной более 40 метров диаметром до полутора метров;
используются ручные устройства для выполнения цилиндрических полостей в грунте. Конструктивные особенности ручного инструмента позволяют формировать в нижней части скважины конические полости, увеличивающие площадь опорной поверхности. Диаметр рабочего органа ручных буров составляет не более 30 см. Ручные устройства активно применяются в области частного домостроения.

Применение бурильных машин, отличающихся увеличенной производительностью, позволяет сократить продолжительность бурильных работ и значительно сэкономить денежные средства. Бурильные установки монтируются на мощные автомобили, что позволяет оперативно перемещаться для выполнения поставленных задач.

Для ускоренного формирования шурфов используются следующие виды бурильных машин:

буровая установка для бурения скважин под сваи;
бурильно-крановая установка с гидроприводом и лопастным буром;
сваебойно-бурильная машина с гидравлическим управлением.

По принципу действия мобильные установки для бурения делятся на следующие типы:

агрегаты, оборудованные цельным шнеком, который наращивается по мере погружения в шурф;
установки с бурильным рабочим органом и трубчатой оболочкой для подачи бетонного раствора в полость.

Выбирая оборудование для решения конкретных задач, учитывайте сложность поставленной задачи, объем бурильных работ, а также диаметр и длину скважин под свайные опоры.

Бурение под сваи буронабивные – технология бурильных работ

Процесс бурения шурфов для установки свайных опор представляет собой комплекс мероприятий, включающий следующие этапы:

подготовительные работы, связанные с геодезическими изысканиями и переносом координат расположения опор на строительную площадку;
доставку к месту работ необходимых материалов, а также бурильной техники, которая размещается согласно требованиям проектной документации;
непосредственное выполнение бурильных мероприятий с выходом на предусмотренную проектом глубину и монтажом армирующего каркаса;
установку, при необходимости, обсадной трубы и заполнение сформированной полости бетонным раствором.

После набора бетонным раствором эксплуатационной твердости свайная опора готова к дальнейшей эксплуатации. Данная технология применяется для постройки свайного фундамента, предназначенного для малоэтажных строений каркасного типа и зданий из бруса и оцилиндрованных бревен. Остановимся более детально на специфике подготовительных работ и подробно рассмотрим применяемые методы бурения.

Строительство буронабивных свай: подготовительные мероприятия

Бурению шурфов предшествует определенная подготовка, в процессе которой выполняются следующие работы:

Комплекс мероприятий представляет собой процесс бурения шурфов для установки свайных опор

разрабатывается проектная документация на строящийся объект. В прилагаемой к проекту технологической карте содержатся сведения по формированию каждого канала и всего свайного поля;
готовятся необходимые инструменты, оборудование и материалы для выполнения бурильных мероприятий. Выбор применяемого оборудования зависит от метода бурения, размеров сваи и состояния грунта.

На проектном этапе также учитывается расчетная нагрузка, величина которой зависит от особенностей строения.

Подготовительные мероприятия включают следующие работы:

удаление по всей площади стройплощадки верхнего слоя почвы, толщина которого составляет 15-20 см;
планировку свайного поля будущего фундамента с учетом всех необходимых проектных требований;
установку по периметру рабочей площадки ограждений, ограничивающих доступ посторонних лиц к месту работ;
разбивку фундаментной площадки согласно документации с последующей проверкой высотных отметок;
формирование щебеночной подушки по площади участка для беспрепятственного передвижения бурильного оборудования;
укладку железобетонных панелей, облегчающих перемещение по стройплощадке тяжелых бурильных установок;
оборудование системы откачки воды, необходимой для промывки скважин и извлечения почвы;
подключение осветительных установок, облегчающих выполнение работ в темное время суток;
размещение на строительной площадке бурильной техники и обеспечение ее фиксированного положения.

После завершения подготовки доставляются к месту работ материалы, необходимые для выполнения бурильных мероприятий.

На стадии проектирования выбирается технология бурения для решения конкретной конструктивной задачи

Каким способом сооружаются сваи буронабивные – специфика технологии

Бурение скважин для свай осуществляется различными методами:

с помощью стандартного лопастного шнека, оснащенного усиленным наконечником;
с использованием наращиваемой инвентарной трубы, состоящей из отдельных секций;
комбинированным способом, предусматривающим шнековое бурение с последующей подачей бетона в полость.

Каждый способ формирования скважин имеет свои особенности. Рассмотрим их более детально.

Бурение свай с помощью технологического оборудования шнекового типа

Приведенный метод выполнения бурильных работ предусматривает применение специальной бурильной техники, оснащенной стандартным шнеком. Рабочий орган представляет собой продольный стержень с расположенными по винтовой линии лопастями и хвостовиком с усиленным наконечником.

Оптимально подобранный шаг винтовых лопастей, а также угол наклона витков обеспечивают ускоренное извлечение выработанного грунта на нулевую отметку.

Главные особенности функционирования оборудования, оснащенного стандартным лопастным шнеком:

увеличенная до 120 см/мин скорость проходки скважины рабочим органом;
циклическое погружение и подъем шнекового устройства с извлечением осевшей почвы;
возможность прохода за один прием без подъема лопастного шнека скважины глубиной 8-10 м.

Конструктивные особенности рабочего органа и функциональные возможности оборудования позволяют с помощью шнекового бура сформировать полость в нижней части канала. Увеличенная площадь опорной площадки и конусообразная форма полости обеспечиваются с помощью расширительного устройства, погружаемого одновременно со шнеком. На заданной глубине шарнирный механизм изменяет угловое положение насадки, которая формирует в нижней части шурфа расширение заданной формы и размера. Это позволяет увеличить нагрузочную способность буронабивной сваи.

Определенный тип свай и технологию их погружения выбирают в зависимости от данных инженерно-геодезических и геологических изысканий

Бурение скважин для свай по стержневой технологии с бетонированием

Данный способ бурения позволяет выполнять и бетонировать полость в грунте. Используется оборудование со стержневым рабочим органом, конструкция которого позволяет подавать бетонную смесь через канал в трубе шнека.

Применяемое технологическое оборудование и рабочий инструмент позволяют:

формировать за смену множество скважин, суммарная длина которых достигает 350-400 м;
погружать рабочий орган в почву при выполнении бурильных операций на глубину 30-40 м;
обеспечить диаметр канала, сформированного при погружении стержневого инструмента, в диапазоне 50-100 см и выше;
постепенно наращивать длину секций лопастного шнека до достижения заданной глубины шурфа;
нагнетать в скважину с помощью специальной насосной установки подготовленную бетонную смесь;
поднимать рабочую мачту одновременно с подачей бетонной смеси в пробуренную полость.

В процессе нагнетания бетонного раствора уплотняются стенки скважины, что положительно влияет на прочностные характеристики канала. Арматурный каркас погружается в скважину методом вдавливания или с помощью вибропогружателя. Указанный метод бурения позволяет значительно сократить строительный цикл по сооружению свайного фундамента за счет совмещение операций по бурению и бетонированию.

Бурение под сваи буронабивные с защитой части скважины с помощью труб

Технология выполнения бурильных мероприятий предусматривает возможность использования инвентарных труб для защиты поверхности канала, сформированного в грунте.

Инвентарная труба – это специальная бурильная оснастка, которая состоит из следующих составляющих:

отдельных трубчатых секций, которые легко соединяются с помощью замков. Длина каждого элемента не превышает 6 м;
режущей головки с зубчатой поверхностью. Насадка изготовлена из твердосплавного материала и крепится в нижней части трубы.

Процесс бурения осуществляется по следующему алгоритму:

Выполняется скоростная проходка грунтового массива буром. При вращении и погружении в скважину рабочего органа грунт постепенно извлекается из сформированного канала.
Одновременно с бурением в почву вдавливается инвентарная труба. Металлическая оболочка защитной трубы затрудняет проникновение в скважину подземных вод и не допускает обрушения стенок шурфа.

После завершения операций по формированию углубления выполняются следующие операции:

Осуществляется извлечение на нулевую отметку шнекового бура.
Производится откачка воды, проникшей через грунт в шурф.
Постепенно опускается в скважину арматурная решетка.

Завершается процесс формирования буронабивной сваи закачкой предварительно подготовленной бетонной смеси в сформированную в земле полость. Для непрерывной подачи бетонного раствора используется специальное оборудование.

Технология позволяет выполнять бурильные работы на проблемных грунтах, характеризующихся повышенной концентрацией влаги, а также на сухих почвах.

Подводим итоги

Используя различные технологические приемы, профессиональные строители выполняют бурение под сваи буронабивные. Свайные опоры обеспечивают прочность фундаментной основы и повышают устойчивость строительных конструкций. Для обеспечения качества бурильных работ следует соблюдать требования технологии и руководствоваться требованиями проектной документации. Применение промышленных бурильных установок позволяет сократить продолжительность строительных мероприятий и выполнить увеличенный объем работ.

Источник