При использовании обсадных труб бурение производят с некоторым отставанием от погружения трубы, которая задавливается (забуривается) с опережением, чтобы избежать разуплотнения грунта, прилегающего к стенкам скважины.
После окончания бурения производят очистку забоя от шлама, а в сухих скважинах — уплотнение разрушенного грунта, чтобы исключить возникновение дополнительной осадки при передаче нагрузки на сваю.
После установки патрубка в устье скважины для образования головы сваи (при бурении без обсадных труб) в скважину опускают арматурный каркас с закрепленными на нем фиксаторами для обеспечения проектного защитного слоя и затем — бетонолитную трубу.
Бетонирование осуществляют методом вертикального перемещения трубы. До начала подачи бетонной смеси в трубу опускают пыж, чтобы избежать перемешивания с водой или глинистым раствором первой порции бетонной смеси. С этой же целью используют также герметичные теряемые наконечники, предотвращающие попадание воды или глинистого раствора в трубу при ее опускании в скважину до забоя. Подачу бетонной смеси в скважину ведут при минимальном зазоре между забоем и нижним торцом бетонолитной трубы. Подъем трубы начинают только после ее полного заполнения бетонной смесью при продолжающейся подаче бетонной смеси. При этом глинистый раствор (или вода — при использовании обсадных труб) вытесняется из скважины на поверхность и отводится по лоткам для повторного использования.
В процессе бетонирования бетонолитная труба должна быть заглублена в бетон не менее чем на 70 см (при бетонировании верхней части сваи). В начале бетонирования заглубление может значительно превышать указанную величину и зависит от длины трубы и создаваемого напора.
После заполнения бетоном патрубка, установленного на устье скважины, производится срезка верхнего слоя бетона (10...15 см), имевшего контакт с водой (глинистым раствором) при бетонировании.
При бурении некоторых горных пород для промывки скважины используют воду.
При устройстве коротких буронабивных свай длиной до 3...4 м в устойчивых необводненных грунтах бурение осуществляют без защиты стенок. Бетонная смесь в этом случае сбрасывается в скважину без применения каких-либо дополнительных устройств.
При использовании глинистого раствора качество изготовления свай значительно ниже, чем при использовании обсадных труб.
Кроме того, в этом случае требуются дополнительное оборудование и материалы для приготовления и регенерации значительных объемов глинистого раствора. Поэтому в современных технологиях бурение скважин осуществляют под защитой обсадных труб. Инвентарные обсадные трубы (цельные или составные) извлекают из скважины с применением различных механизмов одновременно с бетонированием ствола сваи.
На рис. 6.2 показано устройство буронабивной сваи с использованием грейферного бура и составной обсадной трубы, погружаемой в грунт с помощью специального стола с домкратами. Стол является принадлежностью базовой машины и передает на обсадную трубу продольное вдавливающее усилие и колебательный момент вращения. Столы большой массы (до 30 т) для задавливания обсадных труб могут использоваться самостоятельно без передачи усилий на базовую машину. Данная установка позволяет изготавливать сваи диаметром до 1800 мм при наибольшем вдавливающем усилии на обсадную трубу — 25 т.
Рис. 6.2.
Изготовление буронабивной сваи с использованием обсадной трубы, задавливаемой
при помощи стола: а, б, в — бурение скважины грейферным буром с наращиванием
обсадной трубы; г — опускание бетонолитной трубы и начало бетонирования; д —
окончание бетонирования и извлечение последнего звена обсадной трубы
При бурении в нескальных грунтах обсадная труба задавливается всегда с опережением, размер которого зависит от плотности грунта. Бурение ведется внутри трубы (с отставанием), что позволяет избежать разуплотнения грунта за пределами ствола сваи и даже получить некоторое дополнительное его уплотнение при значительном опережении погружения обсадной трубы. Наращивание обсадной трубы звеньями длиной 3...5 м осуществляется с помощью базовой машины или с использованием самоходного стрелового крана.
После достижения нижним концом обсадной трубы проектной глубины грунт внутри трубы удаляется до ее нижней кромки. В скважину устанавливают арматурный каркас, бетонолитную трубу и немедленно приступают к бетонированию с одновременным извлечением обсадной трубы. Задержка бетонирования недопустима, поскольку это приводит к разуплотнению грунта в забое с последующим возникновением дополнительной осадки сваи.
Поднятие бетонолитной трубы производят иногда с использованием возвратно-поступательных движений для уплотнения бетонной смеси. В зависимости от проектной глубины скважины используют цельные или составные (из отдельных звеньев) бетонолитные трубы. Одновременно с помощью стола извлекают и разъединяют звенья обсадной трубы.
Для уплотнения бетонной смеси при данном способе изготовления свай могут использоваться также различные типы вибраторов, устанавливаемых в верхней части бетонолитной трубы. Требуемую степень уплотнения бетонной смеси при данном способе изготовления свай удается получить лишь при использовании высокоподвижных (пластифицированных) бетонных смесей с осадкой конуса 16...20 см.
Рассмотренная схема изготовления буронабивных свай с применением обсадных труб используется в машинах многих зарубежных фирм. Технологические отличия заключаются в применении различных буровых насадок для бурения и извлечения грунта из обсадной трубы, а также в различных способах погружения обсадных труб и способах уплотнения бетона.
------------------------------------------------------------------
Например, в машинах серии KS—В фирмы «Юнттан» для погружения обсадной трубы используется схема, аналогичная схеме, показанной на рис. 6.2, а для бурения применяется короткий шнек с различными наконечниками и устройство для его очистки от грунта после извлечения из обсадной трубы.
В машинах серии BG фирмы Bauer (рис. 6.3) для бурения и извлечения грунта также используют короткие шнеки различной конструкции. При этом погружение обсадной трубы при бурении в песчаных и глинистых грунтах осуществляется ее вращением с одновременным действием продольного вдавливающего усилия от базовой машины (без применения стола). К нижнему звену трубы крепится специальный режущий наконечник. Машины серии BG позволяют изготавливать сваи диаметром 620...2000 мм и длиной 14,6...29,6 м. Технические характеристики машин этой серии представлены в табл. 6.1.
Рис. 6.3. Машина марки BG22H фирмы Bauer
Таблица 6.1
Технические характеристики машин фирмы Bauer
