Буронабивные сваи в обсадной трубе
Изначально технология обсадных труб применялась для бурения нефтяных и газовых скважин, в геологической разведке при поисках полезных ископаемых и лишь в последнее время получила распространение в частном строительстве. Такой способ не только уплотняет грунт в ходе буровых работ, не давая ему осыпаться, но и используется при установке свайных фундаментов.
Материалом для обсадных труб может служить:
- металл (чугун, сталь) – самый популярный вариант, имеющий только два недостатка: подверженность коррозии и большой вес;
- дерево – эконом-вариант, используется редко по причине недолговечности;
- асбест – имеет высокую устойчивость к размыванию, незаменим при устройстве водопроводных скважин. Минус материала – большой вес;
- пластик – легкий, очень удобный и надежный материал. Недостатки: высокая цена, ограничения для использования в нефтехимической отрасли.
Чаще всего обсадные элементы состоят из отдельных секций, скрепляемых между собой с помощью сварки или специальных замков. После завершения заливки бетона трубы демонтируются. Иногда при входе в грунт под сильным давлением они прикипают к земле, и тогда ради экономии ресурсов строители бетонируют сам обсадной кожух.
Способы погружения обсадных конструкций
Для погружения труб используется буровая техника, домкраты или специальные забои. Бурение может вестись двумя способами:
- Вращательный. Предполагает поэтапное бурение скважины: сначала по длине одной секции обсадной трубы, погружаемой в процессе бурения, затем второй и т. д. до достижения проектной глубины. После установки трубы ее полость очищают от осыпавшегося грунта с помощью бура.
- Ударный. Элементы труб заходят в почву под давлением гидравлических домкратов, следуют до нужной отметки за забоем. Если длина буронабивных свай превышает высоту обсадки, производится сборка конструкции по секциям или наращивание.
Нередко для формирования ж/б свай в трубах используют т. н. штангу Келли – устройство, позволяющее проводить бурение с опережением. В ходе работы его лопасти раздвигаются до необходимой величины, а с ослаблением нагрузки снова приходят к размеру диаметра трубы. По завершении работы штанга поднимается наверх за шнеком, вынимая из обсадки лишний грунт и вращательными движениями распределяя их по периметру скважины.
Алгоритм монтажа
Принцип монтажа буронабивных свай в обсадной трубе прост в технической части, но достаточно трудоемок. После установки в скважину трубу или ее сегмент постепенно заполняют бетонным раствором. Это происходит так: раствор заливают приблизительно на метр и утрамбовывают, затем обсадную трубу поднимают вверх таким образом, чтобы в ней оставалось чуть меньше половины заливки (около 40 см) – и так до заполнения шахты.
В процессе бурения стены скважины выходят неровными, с ямками и зазубринами, в которые проникает раствор. Хотя большой расход бетонной смеси принято считать одним из недостатков технологии буронабивных свай, однако в этом есть и важный плюс: попадающий в неплотные слои грунта раствор делает конструкцию более прочной.
Главным же минусом технологии является невозможность контроля над уровнем грунтовых вод, которые могут подмывать еще не застывший бетон. Для минимизации рисков в раствор добавляют специальные присадки-стабилизаторы, ускоряющие твердение.
При способе монтажа с обсадкой нет необходимости армирования буронабивных свай по всей длине, достаточно заглубить прутья в свежезалитый раствор на 1, 5-2 м.
Можно ли обойтись без обсадки?
Технология буронабивных фундаментов с применением обсадных труб считается универсальной и подходит для многих типов проблемных грунтов: сыпучих, пучинистых, песчаных, а также для участков с большими перепадами высот. На твердых несыпучих грунтах целесообразнее устанавливать опоры без обсадных конструкций. В таких случаях каркас фиксируют на стенах скважины и заливают бетоном.
Если же сваи формируются на слабых и влажных грунтах без надежной обсадки, перед бетонированием рекомендуется использовать вяжущую глинистую смесь. Специальная бентонитовая глина формирует на стенах скважины влагозащитный слой, а ее излишки при заливке бетона выталкиваются наружу.