Телефон: +7 (495)902-69-40
Отправить запрос

Буронабивные сваи методом CFA (НПШ)

УСТРОЙСТВО БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ (CFA)

Буроинъекционные сваи представляют собой аналог буронабивных свай. Они устраиваются нагнетанием (так называемой инъекцией) цементно-песчаного или бетонного раствора в заранее подготовленные скважины. Эта технология широко известна под названием непрерывного полого шнека (НПШ), или Continuous Flight Auger (CFA).

Метод CFA полностью исключает вибрации и динамические нагрузки на грунт. Благодаря этому не наносится ущерб объектам, находящимся поблизости стройплощадки, и не возникают смещения грунтов.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА НПШ

Этот метод устройства свай используется в следующих случаях:

  • в условиях ограниченных пространств, на маленьких стройплощадках;
  • в условиях сложных грунтов;
  • для усиления фундаментов или оснований по причине их перегруженности или увеличения имеющегося сооружения;
  • постройка нового объекта в непосредственной близости к уже существующим;
  • при реконструкции фундамента (при работах на аварийных или старых сооружениях особенно важно исключить любые динамические нагрузки, чтобы снизить риск серьезных повреждений или разрушения конструкции);
  • возведение новых или реконструкция старых объектов на территории предприятий.

Широко распространено устройство буроинъекционных свай в строительстве многоэтажных зданий, в которых размеры одного этажа (длина и ширина) незначительны по сравнению с высотой всего сооружения. В зданиях с такими пропорциями возникают большие выдергивающие нагрузки, и именно буроинъекционные сваи, установленные по периметру, способны принять на себя эти нагрузки благодаря своей высокой несущей способности по боковым поверхностям.

СУТЬ ТЕХНОЛОГИИ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛОГО ШНЕКА

Буровая колонна, которая состоит из инвентарных секций, погружается в грунт. При этом затвор в нижней части шнека находится в закрытом положении, препятствуя проникновению в полость штанги воды и грунта.

Когда проходка скважины выполняется до проектного уровня, производится контроль скважины. Если ее фактическая глубина равна расчетной (с допуском ±100 мм), в полость штанги подается бетонный раствор. Под его напором затвор открывается, и скважина под шнековой колонной заполняется бетоном.

Одновременно с подачей раствора выполняется подъем шнека без его вращения. Грунт подается на поверхность по мере подъема колонны. Арматурный каркас погружается в бетонную смесь сразу после полного подъема шнека и заполнения скважины бетоном. Для опускания армирующей конструкции используется вибратор, установленный на каркасе.

При устройстве буроинъекционных свай «Строй-Партнером» выполняются следующие действия:

оформление проектной документации, согласование работ;

изучение плана всех коммуникаций, которые находятся в месте строительства объекта;

подготовка стройплощадки;

поставка на стройплощадку материалов и техники;

непосредственное выполнение буроинъекционных свай: бурение скважин, заливка бетонной смеси, армирование;

уборка строительного мусора; выведение техники, демонтаж временных электросетей (если они требовались).

ПРЕИМУЩЕСТВА БУРЕНИЯ МЕТОДОМ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛОГО ШНЕКА

Технология CFA имеет ряд достоинств по сравнению с традиционными методами:

отсутствие вибраций и динамических колебаний;

отсутствие шума во время работы оборудования, что позволяет использовать буровые установки даже в спальных районах или в центре города;

высокая несущая способность свай (приблизительно в 1,5 раза большая по сравнению с расчетным показателем согласно СНиП при равных технических параметрах конструкций) благодаря уплотнению стенок скважины и забоя;

высокая производительность (устройство буроинъекционных свай выполняется примерно в 4 раза быстрее буронабивных конструкций);

возможность использования технологии для строительства сооружений на сыпучих или рыхлых грунтах;

возможность работы в ограниченных пространствах благодаря использованию достаточно компактной техники: буровой установки и бетононасоса.

ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ МЕТОДОМ НПШ

Схема буровой установки

Стоимость работ при устройстве буроинъекционных свай (НПШ/CFA) за 1 погонный метр (без материалов) (руб. без НДС):

категория грунта

диаметр сваи, мм

Ф420

Ф620

Ф820

Ф1000

Ф1200

1кат

2400

4000

4500

5000

6000

2кат

 

 

 

 

 

3кат

 

 

 

 

 

4кат

 

 

 

 

 


БУРОИНЪЕКЦИОННЫЕ СВАИ (НПШ)(CFA)

 

 

  

 

ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ

МЕТОДОМ CFA (НПШ – непрерывный полый шнек)

ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ  МЕТОДОМ CFA (НПШ – непрерывный полый шнек)

ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ  МЕТОДОМ CFA (НПШ – непрерывный полый шнек)

 

 

Технологическая карта на устройство буроинъекционных свай по технологии непрерывного шнека (CFA) c использованием бурового станка Casagrande CFA 425

Технические характеристики бурового станка Casagrande CFA 425

Размеры буровой скважины

Максимальная глубина бурения 25м

Максимальный диаметр 900мм

Шасси

Ширина со сдвинутыми гусеницами 2500/2700 мм

Ширина с выдвинутыми гусеницами 3900/4000 мм

Длина гусениц 660/700 мм

Ширина башмака 4765 мм

Скорость перемещения 0÷1,3км/ч

Скорость вращения башни 0÷2 об/мин

Двигатель Cummins

Тип QSC 5.9 с турбонаддувом

Мощность при 2200 об/мин 160кВт

Емкость топливного бака 240 л

Емкость масляного бака 370 л

Главная лебедка

Максимальная грузоподъемность 135 кН

Максимальная линейная скорость 72 м/мин

Диаметр троса 24 мм

Рабочая длина троса 86 м

Вспомогательная лебедка

Максимальная грузоподъемность 60 кН

Максимальная линейная скорость 70 м/мин

Диаметр троса 16 мм

Рабочая длина троса 78 м

Привод-вращатель Н 12.11

Максимальный крутящий момент 112 кНм

Максимальная скорость вращения при бурении 33 об/мин

Усилие на извлечение 500 кНм

Масса

Масса в рабочем состоянии ~42000 кг
Технические характеристики бурового станка Casagrande CFA 425

 Технологическая карта  на устройство буроинъекционных свай по технологии непрерывного шнека (CFA)

Комплекс работ по устройству буронабивных свай включает следующие процессы:

- подготовку площадки под буровую машину для бурения очередной скважины , с планировкой подсыпки, с перемещением и наводкой буровой машины по осям скважины;

- установка буровой машины на точку предполагаемого устройства сваи;

- погружение шнековой колонны до проектной отметки;

- постепенное извлечение шнека из скважины с одновременным ее заполнением бетонной смесью, подаваемой через полый шнек бетононасосом;

- погружение в скважину, заполненную бетонной смесью арматурного каркаса с помощью крана и вибропогружателя;

- перемещение буровой машины на следующую точку бурения;

- формирование оголовка сваи для связи с ростверком.

 

Технологическая схема производства буровых работ:

 

1) Бурение каждой скважины должно начинаться после инструментальной проверки отметок спланированной поверхности земли и положения осей буронабивной сваи на площадке.      

2) Установить буровую машину в рабочее положение, при этом центр рабочего органа устанавливается непосредственно над верхним торцом колышка разбивки сваи. Выполнение центровки шнека  относительно оси скважины при помощи рулетки или специально изготовленной крестовины. Ось скважины должна быть строго в центре шнека.

3) От центра скважины с четырех сторон на равном расстоянии (0,8-1,0 м) забиваются маяки для контроля точности забуривания  шнека. Точность забуривания шнека должна составлять +/- 150 мм а вдоль ряда, +/- 100 мм поперек ряда (СП 50-102-2003 "Проектирование и  устройствосвайных  фундаментов", пункт  15.5.11). Мачта буровой машины должна находиться в строго вертикальном положении. Убедиться, что инструмент не задевает габариты самой буровой машины. 

4) Бурение скважин должно вестись с применением непрерывного полого шнека, состоящего из отдельных секций и забурника, оснащенный двумя спиралями и режущим инструментом, что позволяет облегчить прохождение через грунт.  

5) Специальная заглушка, оснащенная уплотнительным кольцом и закрепленная стальной цепью, защищает от попадания грязи в полую часть шнека.   

6) Эта заглушка открывается при бетонировании.

7) Шнек вращением погружается в грунт при этом необходимо постоянно следить за характером проходимых грунтов.

8) При погружении шнека периодически проверяется его вертикальность с помощью

инклинометра на мачте, который отправляет данные в компьютер машиниста.

9) Сваи бурятся с частичным удалением и одновременным боковым уплотнением грунта,

которое увеличивает конечную несущую нагрузку сваи.

10) При несоответствии грунтов согласно геологических изысканий, указанных в рабочих чертежах, составлять акт за подписью технадзора заказчика.                      

11) Если в процессе бурения нельзя преодолеть встретившиеся препятствия, решение о возможности использования скважин для устройства свай должна принять организация, проектировавшая фундамент.

12) В случае попадания буровой скважины на коллекторные сети бурение приостановить и вызвать представителя заказчика, службу эксплуатации. По решению Заказчика продолжить бурение или прекратить.

13) Погружение шнековой колонны происходит до проектной отметки. Допускаемое отклонение по глубине скважины не должно превышать ±10 см «Свайные фундаменты», СНиП 3.02.01-87 "Земляные сооружения, основания и фундаменты).

14) В соответствие проекту фактических размеров скважин, отметки их устья, забоя и расположения каждой скважины в плане, а также установить соответствие типа грунта основания данным инженерно-геологических изысканий (при необходимости с привлечением геолога), составить Акт освидетельствования скрытых работ, выполненных на строительстве и Акт промежуточной приемки ответственных  конструкций (СНиП 12-01-2004, Приложения Б, В).

Технологическая схема бетонирования скважины:

 

1) Доставка бетонной смеси производится автобетоносмесителями.

2) Для контроля прочности бетона (на 28 день) одновременно с бетонированием изготавливают бетонные образцы кубической формы размером 10х10х10 см по 3 шт. для суточной партии бетона, в соответствии с ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам»

3) Перед началом и в процессе бетонирования следует определять показатель подвижности бетонной смеси. При несоответствии подвижности бетонная смесь к укладке не допускается.

4) Нагнетание бетоной смеси производится с помощью бетонасоса, соединенного шлангами с вертлюгом, расположенном на удлинительной мачте шнека буровой машины.

5) Перед запуском бетононасоса должны быть тщательно проверены состояние креплений в соединениях основных узлов оборудования, стыков бетоновода и исправность контрольно-измерительных приборов, сетей электроснабжения, водопровода, и комплектность приспособлений для очистки и промывки бетоновода.

6) Перед включением бетононасоса в его приемный бункер необходимо подать «пусковую смесь», которая необходима для образования смазки на внутренней поверхности «сухого» бетоновода и предотвращения процессов пробкообразования при перекачке первых порций бетонной смеси.

7) Включение бетононасоса и подача бетонной смеси должны производиться на медленном ходу по получении подтверждающего сигнала от звена бетонщиков о готовности приемки смеси в

скважину. После этого в приемный бункер насоса необходимо постоянно подавать бетонную смесь с интенсивностью, соответствующей темпу бетонирования.

 Технологическая схема бетонирования скважины:

8) В процессе работы бетононасоса бункер должен быть постоянно заполнен бетонной смесью на 5 - 10 см выше лопастей смесителя. При большем заполнении будут происходить разбрызгивание и дополнительные потери бетонной смеси, при меньшем - появляется опасность попадания воздуха в транспортные цилиндры при всасывающем ходе поршня. Последнее приводит вначале к резкому падению производительности насоса, а затем - к закупорке бетоновода.

Решетка приемного бункера должна систематически очищаться от сверхразмерных частиц крупного заполнителя.

9) Давление, создаваемое бетононасосом при прохождении бетона через полую часть шнека, выдавливает специальную заглушку и бетон попадает внутрь скважины, при этом шнек поднимается,

освобождая пространство в скважине.

10) Заполнение скважины происходит при непрерывном подъеме колонны шнека на протяжении всей скважины от забоя до устья, без остановок. Этим достигается гарантированная сплошность бетона в теле сваи.

11) Контроль за процессом бетонирования осуществляется непосредственно из кабины буровой машины с помощью специальных датчиков и бортового компьютера.

12) Избыточное давление, создаваемое бетононасосом,обеспечивает дополнительное уплотнение забоя и стенок скважины и повышение несущей способности сваи.

13) В случае вынужденных перерывов в подаче по трубам бетонной смеси, например из-за задержки в пути автотранспортных средств, в приемном бункере бетононасоса всегда должно оставаться 100 - 200 л смеси для ее периодического подкачивания в бетоновод малыми порциями. Максимальная продолжительность перерывов не должна превышать 20 - 30 мин.

Эти перерывы должны быть сведены до минимума в жаркую погоду, при нагреве бетоновода солнечными лучами или в случае применения высокомарочных цементов с ускоренными сроками схватывания.

14) Основной причиной, нарушающей процесс перекачивания бетонной смеси, является закупорка бетоновода. Типичным признаком начала образования пробки в трубопроводе является повышение давления в системе, которое фиксируется по показаниям манометра на бетононасосе. Затем происходит внезапная остановка бетононасоса.

При обнаружении закупорки бетоновода необходимо прекратить приемку бетонной смеси и путем реверсирования двигателя бетононасоса попытаться откачать бетонную смесь из трубопровода в приемный бункер. После ее дополнительного перемешивания можно продолжать перекачивание смеси. Если эта операция не приведет к положительному результату, то необходимо принять немедленные меры по обнаружению и удалению пробки.

Не следует проталкивать пробку увеличением давления в системе гидропривода бетононасоса. Это приводит к дальнейшему уплотнению бетонной смеси, увеличению размеров пробки, а иногда и к аварии установки.

15) Причинами образования пробок при эксплуатации бетононасосов являются:

- неправильный подбор состава бетонной смеси, при котором не обеспечивается ее удобоперекачиваемость; несоответствие гранулометрического состава заполнителя требуемому; применение крупного заполнителя, имеющего максимальный размер зерен больше допустимого; избыточное содержание химических добавок в бетонной смеси; применение быстросхватывающегося цемента;

- использование частично расслоившейся, плохо перемешанной либо начавшей схватываться бетонной смеси;

- недостаточное количество пусковой смеси, приводящее к отсутствию смазывающей пленки на стенках бетоновода;

- давление, развиваемое бетононасосом, недостаточное для преодоления величины сопротивления движению бетонной смеси в трубопроводе, например, из-за снижения подвижности смеси или превышения допустимой длины бетоновода;

- утечка цементного молока в местах соединения звеньев бетоновода из-за ослабления замковых соединений или повреждения уплотнений ; неудовлетворительная очистка и промывка бетоновода;

- образование вмятин или наплывов схватывающегося бетона на стенках бетоновода;

- неправильное использование выпускных секций бетоновода, при котором бетонная смесь на участках за этими секциями, в направлении ее движения, оставалась продолжительное время в неподвижном состоянии;

- сильный нагрев бетоновода в жаркую погоду (при неокрашенной в белый цвет или неизолированной наружной поверхности бетоновода) и значительные перерывы в работе, при которых смесь в трубах находилась длительное время в неподвижном состоянии;

- изношенность резиновой манжеты наконечника поршня, приводящая к попаданию воды в бетонную смесь из полости транспортного цилиндра при такте всасывания и к отжатию цементного теста из смеси в цилиндр при такте нагнетания;

- наличие остатков воды в изгибах или низких участках бетоновода после его промывки.

16) Обнаружить места образования пробок и устранить их можно следующим образом:

- заклинивание распределительной системы бетононасоса свидетельствует об образовании пробки в клапанной коробке. В этом случае насос немедленно останавливают, снимают первое звено бетоновода, удаляют уплотнившуюся бетонную смесь, с запуском бетононасоса на 2 - 3 хода поршня окончательно очищают клапанную коробку;

- внезапная остановка бетононасоса указывает на образование пробки в переходном конусе. Для очистки конуса его следует снять и промыть;

- постепенное снижение производительности бетононасоса с одновременным повышением давления в системе происходит при закупорке бетоновода в наиболее удаленном его участке от бетононасоса. Пробка удаляется путем отсоединения и очистки концевых звеньев бетоновода;

- при просачивании цементного молока через стыки бетоновода пробка образуется в следующем по направлению движения смеси звене;

- пробку можно обнаружить при наблюдении за бетоноводом при кратковременном пуске бетоновода на медленном ходу. Бетоновод при этом слегка вздрагивает до места нахождения затора. При достаточном навыке обслуживающего персонала место образования пробки может быть установлено по звуку при простукивании бетоновоза деревянным молотком.

Если указанными способами не удается определить место пробки, бетоновод разбирают непосредственно за первым от бетононасоса изгибом, и, включив бетононасос на несколько ходов поршня, проверяют, проходит ли бетонная смесь. Если смесь прошла, то пробка ликвидирована или, в противном случае, находится в другом месте. При оставшемся заторе продолжают поиски таким же образом за последующими изгибами.

17) При удалении пробки от бетонной смеси очищают не только звенья, в которых находилась пробка, но и одно-два звена, следующих за пробкой по направлению движения смеси. Отсоединенные звенья следует тщательно промыть, после чего их можно присоединить к бетоноводу.

18) Очистка бетоновода и бетононасоса является одной из ответственных операций в процессе эксплуатации этого оборудования, которая производится по окончании бетонирования сооружения, рабочей смены, при каждом длительном перерыве в работе из-за неисправности оборудования, прекращения доставки бетонной смеси, подачи электроэнергии или в других необходимых случаях.

Очистку бетоновода от бетонной смеси можно производить водой или сжатым воздухом.

Воду в бетоновод нагнетают бетононасосом или индивидуальным центробежным насосом, развивающим давление, достаточное для продвижения бетонной смеси по трубопроводу. В первом случае вода подается в бункер бетононасоса, который предварительно должен быть очищен. В бетононасосах с механическим приводом над всасывающим отверстием после промывки бункера должен быть установлен водяной клапан.

При промывке трубопровода индивидуальным насосом после его отсоединения от переходного конуса или тройника в бетоновод должны быть установлены два пыжа из губчатой резины или пыж из влажной мешковины, плотной бумаги и т.п. Затем с помощью быстроразъемного замкового соединения к бетоноводу подсоединяется патрубок с заваренным торцом или круглая пластина, имеющая штуцер, через который подается вода от насоса.

Подачу воды следует прекращать при приближении пыжей к выходному концу бетоновода, что определяется по величине падения давления в промывочной системе

Для удаления воды из бетоновода следует произвести реверсирование бетононасоса или открыть краны для ее слива в заранее установленные места или емкости. После выполнения этой операции необходимо снять промывочные приспособления, опустить воду из пониженных участков бетоновода, промыть бункер, очистить бетононасос, убрать рабочее место и выполнить работы по ежедневному техническому обслуживанию оборудования.

При очистке бетоновода сжатым воздухом принцип удаления бетонной смеси и приспособления остаются теми же, что и при промывке водой. Особенностью является то, что при использовании сжатого воздуха необходимо строго соблюдать соответствующие правила техники безопасности.

В случаях, когда давления, развиваемого водяным насосом или компрессором, недостаточно для очистки бетоновода, бетонную смесь из трубопровода необходимо откачать в приемный бункер путем реверсирования бетононасоса.

19) При промывке бетоновода водой или его очистке сжатым воздухом необходимоыВ обеспечить плотное прилегание пыжей к внутренней поверхности трубопровода. При неплотном прилегании пыжей вода или сжатый воздух, попадая в бетонную смесь, выжимает из нее цементное тесто, что приводит к потере удобоперекачиваемости смеси и закупорке бетоновода.  

На концевом звене бетоновода необходимо установить ловитель, предназначенный для его запирания пыжами по окончании промывки водой или очистки сжатым воздухом. В первом случае предупреждается попадание промывочной воды в свежеуложенную бетонную смесь, во втором - возможные травмы обслуживающего персонала.

20) После бетонирования происходит отгрузка и транспортировка грунта при помощи экскаватора- погрузчика во временный перегрузочный узел расположенный за пределами строительной площадки. Место отвала назначает генподрядчик.

 Технологическая схема бетонирования скважины:

Технологическая схема армирования скважины

1) Армирование сваи производить заранее изготовленными на заводе-изготовителем или на стройплощадке каркасами.

2) Арматурный каркас для буронабивных свай собирается на сварке в соответствии с чертежом и должен иметь соответствующий паспорт к нему. Номер арматурного каркаса, устанавливаемого в скважину, должен фиксироваться в Журнале входного контроля поступающихконструкций и строительных материалов.

3) Качество изготовления арматурного каркаса должно удовлетворять требованиям проекта и ГОСТ 14098-91 "Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры".

4) К автомобильному крану устанавливают вибропогружатель для установки армокаркаса в скважину.

5) Арматурный каркас при зацеплении к вибропогружателю должен находится на расстоянии не более 5 м от автомобильного крана.

 

6) Вибропогружатель зажимает пластину установленную на вержнем кольце жесткости армокаркаса и поднимается автокраном.

Технологическая схема армирования скважины

7) Погружение армокаркаса происходит с помощью вибропогружателя, это позволяет качественно провибрировать бетонную смесь по всей длине сваи и удалить излишний воздух из бетона.

8) Подъем и опускание арматурного каркаса в скважину должны исключать появление в нем деформаций. (Не допускать ударов, зацеплений об мачту или о вращатель буровой машины.). Каркас опускают в положении, обеспечивающем его свободное прохождение в скважину. Опускать медленно избегая ударов, зацепление фиксаторов и продольной арматуры армокаркаса об скважину. В целях предотвращения смещения в плане арматурного каркаса укладываемой бетонной смесью, к арматурному каркасу привариваются фиксаторы для обеспечения защитного слоя арматуры.

9) Верх каркаса выставить согласно проектной отметки.

10) После завершения работ по установке в скважину арматурного каркаса составляется акт освидетельствования и приемки буровой скважины с установленным арматурным каркасом. Рекомендуемые формы: Акт освидетельствования скрытых работ, выполненных на строительстве и Акт промежуточной приемки ответственных конструкций (СНиП 12-01-2004 "Организация строительства", Приложения Б, В).

Технологическая схема армирования скважины

11) Перечень скрытых работ, на которые обязательно составление актов их освидетельствования в процессе работы:

- акт приемки геодезической разбивочной основы для строительства; - акт на приемку скважин;

- акт на бетонирование свай.

- акт на установку арматурного каркаса;

В процессе производства работ обязательно ведение следующих журналов:

- общий журнал работ;

- буровой журнал;

- журнал бетонных работ;

- журнал сварочных работ;

- журнал входного контроля качества поступающих конструкций и материалов.