Экспертное руководство по строительству буронабивных свай в фундаментостроении

Инженерные работы по устройству свайных фундаментов требуют тщательного планирования на каждом этапе, поскольку каждое решение напрямую влияет на устойчивость и безопасность конструкции. При столкновении со сложными геологическими условиями выбор подходящей системы бурения, инструментов и методов установки становится первостепенным для обеспечения успеха проекта при минимизации затрат и рисков.

Комплексное геологическое исследование остается необходимым условием перед началом любого бурового проекта. Это включает в себя детальный анализ типов грунтов, уровней грунтовых вод и горных пород на площадке проекта. Клиенты должны предоставить подробные отчеты об изысканиях, содержащие образцы керна и данные геологических испытаний, что позволит строительным бригадам выбрать оптимальное буровое оборудование и методы.

Выбор системы бурения оказывает существенное влияние на эффективность и качество проекта. Ниже приведены распространенные методы бурения:

Роторное бурение служит универсальным решением для различных геологических условий, с несколькими специализированными вариантами:

• Шнековые буры: Они используют вращающиеся винтовые лопасти для резки и транспортировки грунта или породы вверх. Критическим элементом конструкции является «шаг» между лопастями, который определяет эффективность удаления материала. Неправильный размер шага может либо препятствовать потоку материала, либо снижать эффективность резки.
• Буровые ковши: Идеально подходят для рыхлых грунтов или слоев гравия, эти инструменты имеют отверстия в нижней части, которые захватывают материал во время вращения перед выгрузкой на поверхность. При проектировании необходимо учитывать вязкость грунта и содержание влаги, чтобы предотвратить потерю материала во время подъема.
• Керновые снаряды: Специализированы для извлечения образцов породы, эти двухстенные инструменты используют закаленные сплавы или алмазные режущие зубья. Наружная труба режет, а внутренняя сохраняет целостность керна, требуя конструкций, соответствующих твердости породы и структурным характеристикам.

При выборе систем роторного бурения специалисты должны оценивать требования к крутящему моменту (для режущей способности) и давление вниз (для способности к проникновению), а также типы материалов и номинальную мощность оборудования.

Механические системы обеспечивают простоту эксплуатации и обслуживания, но им не хватает гибкости. Гидравлические альтернативы обеспечивают превосходную адаптируемость при позиционировании инструмента и регулировке угла, обеспечивая большую мощность с точным управлением при более высоких затратах на обслуживание.

Эти передовые гидравлические системы используют вращающиеся обсадные трубы, которые прикладывают давление вниз во время бурения. Альтернативные конфигурации монтируют роторные буры поверх обсадных труб, используя методы обратной циркуляции с удалением обломков воздушным подъемом. Такие системы требуют тщательного проектирования и планирования площадки.

Традиционные ручные методы остаются экономически эффективными для определенных проектов по усилению или ремонту фундаментов, хотя и требуют обширных мер безопасности, включая структурные опоры, дренажные системы и вентиляцию. Некоторые проекты сочетают ручное управление с механическими инструментами, такими как гидравлические фрезеры.

• Буровые установки на грузовиках: Обеспечивают максимальную мобильность для быстрой передислокации, эти механически управляемые системы сталкиваются с ограничениями по высоте и ограничениями по местности.
• Гусеничные буровые установки: Обеспечивают баланс между мобильностью и устойчивостью, эти установки эффективно перемещаются по неровной местности, особенно в компактных моделях.
• Буровые установки, установленные на экскаваторах: Сочетают гидравлическую универсальность с платформами экскаваторов, эти системы превосходны в ограниченном пространстве и условиях с низким просветом.
• Буровые установки, установленные на кранах: Необходимы для крупномасштабных проектов, таких как фундаменты мостов, хотя и требуют специализированных транспортных решений.

• Шнеки: Доступны в вариантах для грунта, породы и специализированных вариантах с конструкцией винтовых лопастей, оптимизированной для удаления материала.
• Буровые ковши: Предназначены для извлечения рыхлого материала с учетом свойств грунта.
• Расширители: Увеличивают диаметр основания в устойчивых грунтах с помощью убирающихся режущих рычагов.
• Ударные инструменты: Инструменты для разрушения породы, включая падающие молоты, ударные молоты и специализированные насадки для разрушения.
• Грейферные инструменты: Служат двойной цели при удалении материала и выемке грунта.

После выемки грунта методы удаления материала варьируются в зависимости от требований проекта. Методы цементирования улучшают неустойчивые грунты, заполняя пустоты, в то время как смешивание грунта создает стабилизированные колонны. Инновационные подходы включают создание облицованных бетоном «туннелей», сначала заливая и отверждая отверстия увеличенного размера перед окончательным бурением.

Успешное проектирование фундаментов требует тщательной подготовки, технических знаний и правильного выбора оборудования для обеспечения структурной целостности и безопасности на протяжении всего срока службы здания.