Набивные сваи в раскатанных скважинах

Технология набивных свай в раскатных скважинах

Набивные сваи в раскатанных скважинах (НРС) удачно сочетают в себе основные преимущества буронабивных и забивных висячих призматических свай:

• за счёт формирования уплотнённой зоны при раскатке скважины и вовлечения в работу грунта околосвайного пространства несущая способность НРС в 2,7 ÷ 4,2 раза превышает несущую способность обычных буронабивных свай аналогичной длины и поперечного сечения и близка несущей способности забивной висячей сваи равной длины и поперечного сечения
• обладают малой удельной материало- и энергоемкостью на единицу несущей способности
• отличаются разнообразием конструктивных решений в зависимости от области применения: для устройства искусственных оснований и подпорных стенок, повышения несущей способности слабых оснований естественного или искусственного сложения
• характеризуются простотой оборудования и технологии устройства в различных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях
• возможность устройства НРС в условиях плотной городской застройки и применения для усиления оснований фундаментов реконструируемых и аварийных зданий
• возможность использования для их устройства различных материалов, в том числе отходов (шлаков, зол и т.п.) местных производств.

В зависимости от материала заполнения раскатанных скважин НРС подразделяют:

• бетонные (Способ возведения бетонных набивных свай в раскатанных скважинах),
• бетонные с армированием,
• бетонные с армированием и уплотненным щебнем забоем,
• комбинированные (Способ изготовления комбинированной набивной сваи),
• комбинированные с армированием (Способ изготовления несущей комбинированной армированной набивной сваи),
• грунтовые,
• щебенистые (Способ изготовления щебенистой набивной сваи),
• шлаковые (Способ изготовления в раскатанных скважинах набивных свай из шлаков),
• грунтошлаковые (Способ изготовления в раскатанных скважинах набивных свай из грунтошлаковой смеси),
• грунтошлаковые с активатором твердения (Способ изготовления в раскатанных скважинах набивных свай из грунтошлаковой смеси с активатором твердения)
• грунтощебенистые и т.п.

Разновидности НРС по материалу заполнения раскатанных скважин:

а) бетонная НРС;

б) бетонная с армированием;

в) бетонная с армированием и уплотненным щебнем забоем;

г) комбинированная;

д) комбинированные с армированием;

е) грунтовая, щебенистая, шлаковая, грунтошлаковая, грунтощебенистая, грунтошлаковая с активатором твердения и т.п.

Технология устройства НРС

Включает в себя две основных технологических операции:

• раскатка скважины в грунте до проектной глубины;
• заполнение раскатанной скважины материалом.

Раскатка скважин — непрерывный процесс образования цилиндрическо-конической полости в грунте путем его вытеснения в сторону и уплотнения, которое осуществляется специальным навесным спиралевидным снарядом — раскатчиком скважин. При раскатке скважин грунт не выбривается на поверхность, а вкатывается в окружающий скважину массив, формируя уплотнённую зону.

Преимущество раскатки скважин заключается в отсутствии вибрационного воздействия на близко расположенные здания и сооружения, возникающего, например, при забивке свай, что позволяет выполнять работы в условиях плотной городской застройки и использовать данный способ устройства скважин для усиления оснований фундаментов реконструируемых и аварийных зданий. Кроме того, высокая производительность, а так же экономия на затратах по вывозу грунта позволяют сократить сроки устройства свайного основания и снизить стоимость работ.

Основные параметры раскатанной скважины:

1 – ствол;

2 – устье;

3 – забой;

4 – уплотненная зона;

5 – зона разуплотнения;

6 – зона выпора;

7 – радиальные трещины;

8 – зона наибольшего уплотнения грунта;

d – диаметр;

l – глубина;

hв – высота выпора;

Dв – диаметр выпора;

rs – радиус уплотненной зоны;

rsd – радиус зоны наибольшего уплотнения грунта.

Технология устройства шлаковых и щебенистых НРС

Наибольшее применение в связи с высокой технологичностью и высокой экономической эффективностью нашли шлаковые и щебенистые НРС. В качестве материала заполнения могут служить: шлаковый щебень черной металлургии, щебень твердых горных пород (за исключением известняка).

Технология устройства щебенистых, а так же шлаковых НРС

Cостоит из следующих основных операций:

1. раскатка скважины до проектной глубины;
2. насыщение забоя скважины порциями материала с уплотнением каждой порции раскаткой;
3. заполнение ствола скважины порциями материала, с уплотнением каждой порции раскаткой;
4. уплотнение поверхностного выпора грунта в устье сваи;
5. при необходимости выполняется срезка верха сваи до проектной отметки.

Технология устройства бетонных с армированием (железобетонных) НРС.

1. раскатка скважины до проектной глубины;
2. установка в скважину арматуры;
3. заполнение скважины бетоном;
4. устройство оголовка сваи.
5. при необходимости, с целью повышения несущей способности сваи, после раскатки скважины до проектной глубины, забой скважины насыщают порциями щебня с уплотнением раскаткой

Область применения НРС

Наиболее эффективно применение НРС в сложных инженерно – геологических условиях, когда необходимо повысить несущую способность слабых, в т.ч. водонасыщенных грунтов, а так же преобразовать физико-механические характеристики специфических грунтов и устранить проявление ими просадочных, пучинистых, набухающих и др. свойств.

НРС применяются для

• устройства искусственных оснований фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений,
• для усиления грунтов оснований реконструируемых и аварийных объектов,
• устройства подпорных стенок,
• укрепления (закрепления) откосов, склонов и земляных сооружений,
• уплотнения обратных засыпок и насыпей,
• создания противофильтрационных завес.

В настоящее время при строительстве, реконструкции и восстановлении надежности эксплуатации объектов промышленного и гражданского назначения выполнено около 140 тысяч НРС, что позволило снизить расход бетона в среднем в 2,7 раза, арматурной стали – в 4,5 раза, сократить сроки возведения систем «основание – фундамент» — в 2,8 раза.

Для устройства набивных свай в раскатанных скважинах применяются:

• серийно выпускаемые буровые установки, типа ПБУ-1, ЛБУ-50, для раскатки вертикальных скважин диаметром до 300мм, длиной до 10м.
• установка СБУ-100ГА, для раскатки вертикальных и наклонных скважин диаметром до 250мм, длиной до 6м.
• малогабаритная специализированная опытная установка УРС-150, для раскатки скважин в стесненных условиях диаметром до 150мм, длиной до 4,5м

Установки оснащены навесным спиралевидным оборудованием — раскатчиком скважин.