В строительстве фундаменты обеспечивают надежность и долговечность зданий. Эффективным решением для создания устойчивых оснований являются буросекущие сваи, для устройства которых необходима форшахта. В статье рассмотрим технологию устройства форшахты для буросекущих и буронабивных свай, а также конструктивные особенности и область применения этого метода. Понимание принципов работы форшахты и ее отличий от буронабивных свай поможет специалистам выбрать оптимальные решения для строительных проектов, что повысит качество и безопасность объектов.
Устройство буросекущих свай
Форшахта для буронабивных свай представляет собой замкнутую конструкцию, состоящую из опор, погруженных ниже уровня грунтовых вод (стена в земле). Эта система включает в себя сваи, которые изготавливаются непосредственно на строительной площадке и соединяются по краям. Стенки скважин укрепляются бентонитовым раствором, а на верхней части столбов устанавливается железобетонная стяжка. Такое инженерное решение придает сооружению целостность и монолитность.
Одной из ключевых особенностей монтажа является отсутствие вибрации, что отличает эту технологию от традиционных сваебойных методов. Подземная стена состоит из непрерывной последовательности бетонных столбов, края которых перекрываются на 5-7% от их диаметра. Каждая вторая свая дополнительно армируется стальным каркасом, который проходит по всей длине опоры и соединяется с внешним армированием, создавая эффект монолитного ростверка.
В строительстве применяются форшахты с диаметром несущих элементов от 36 до 150 см, при этом наиболее распространены опоры сечением от 62 до 82 см.
Эксперты в области геотехнического строительства отмечают, что устройство форшахты для буросекущих свай и стен в грунте является ключевым этапом в обеспечении устойчивости и долговечности конструкций. Правильное проектирование и выполнение форшахты позволяют минимизировать влияние грунтовых вод и предотвратить обрушение стенок скважины. Специалисты подчеркивают важность выбора оптимального диаметра и глубины форшахты, а также использования современных технологий, таких как вибрационные и ротационные методы бурения. Это не только ускоряет процесс, но и повышает качество работ. Кроме того, эксперты рекомендуют проводить регулярный мониторинг состояния грунта и конструкции в процессе эксплуатации, что позволит своевременно выявлять возможные проблемы и принимать меры для их устранения.
Область применения
Сваи БСС при всех присущих им особенностях, плюсах и минусах, получили широкое распространение в строительстве, особенно при его ведении на неустойчивых и сильно увлажненных грунтах. Устройство конструкции настолько хорошо продумано, что позволяет решать самые сложные монтажные задачи, когда другого решения просто не существует или оно чревато массой нежелательных эффектов.
Буросекущие сваи применяются для создания таких объектов:
- ленточный заглубленный фундамент;
- стены подземных сооружений промышленного и коммерческого типа — паркинги, торговые центры, склады, пешеходные переходы;
- туннели мелкого залегания, линии и станции метрополитена, автомобильные дороги;
- укрепительные конструкции для стен зданий, находящихся в аварийном состоянии, в том числе объектов, имеющих культурную и историческую ценность;
- подземные коллекторы для сбора стоков;
- гидротехнические объекты (пруды, озера, бассейны);
- отстойники для отработки химических, энергетических и обрабатывающих предприятий;
- аварийные резервуары вблизи объектов повышенной опасности;
- укрепительные системы на нестабильных склонах;
- ограждения для подземных коммуникаций;
- противофильтрационные завесы на плотинах;
- емкости для складирования мусора, отходов производства, компоста;
- скотомогильники закрытого типа.
Противопоказано устанавливать форшахты в таких условиях:
- мощные подземные течения;
- высокий процент содержания крупнообломочных пород;
- наличие под землей старых кладок, труб, железобетонных фундаментов, стальных конструкций;
- наличие под поверхностью пустот и полостей естественного или искусственного происхождения;
- высокой концентрации в почве агрессивных к бетону химических реагентов.
Форшахты могут устанавливаться в качестве ограждающей конструкции, а при монтаже в гидротехнических сооружениях — в их теле и основании.
| Элемент форшахты | Назначение | Материалы и особенности |
|---|---|---|
| Направляющие балки (кондуктор) | Обеспечение точного позиционирования бурового инструмента и поддержание вертикальности скважин. | Металлические профили (двутавры, швеллеры), деревянные брусья. Должны быть жесткими, устойчивыми к деформациям и надежно закреплены. |
| Опорные элементы (стойки, подкосы) | Передача нагрузки от направляющих балок на грунт, обеспечение устойчивости всей конструкции форшахты. | Металлические трубы, уголки, деревянные стойки. Выбор зависит от глубины бурения, типа грунта и нагрузок. |
| Распорные элементы (при необходимости) | Предотвращение сближения или расхождения направляющих балок, поддержание заданного расстояния между ними. | Металлические стержни, трубы, деревянные брусья. Используются при значительной длине форшахты или при работе в слабых грунтах. |
| Крепежные элементы | Соединение всех частей форшахты между собой и крепление к грунту. | Болты, сварка, хомуты, анкерные устройства. Должны обеспечивать надежное и прочное соединение. |
| Рабочая площадка (при необходимости) | Обеспечение удобства и безопасности работы персонала, размещения оборудования. | Деревянные настилы, металлические решетки. Должна быть ровной, устойчивой и иметь ограждения. |
| Система водоотведения (при необходимости) | Отведение поверхностных и грунтовых вод от зоны бурения. | Дренажные канавы, лотки, насосы. Предотвращает размывание грунта и ухудшение условий работы. |
| Защитные ограждения | Обеспечение безопасности персонала и предотвращение падения предметов в скважины. | Металлические сетки, щиты, сигнальные ленты. |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов о форшахтах, используемых для буросекущих свай и стен в грунте:
Читайте также:
-
Технология буросекущих свай: Форшахты позволяют создавать свайные фундаменты, которые могут достигать значительных глубин и обеспечивать высокую несущую способность. Эта технология особенно полезна в сложных геологических условиях, где традиционные методы бурения могут быть неэффективными.
-
Минимизация воздействия на окружающую среду: Устройство форшахты для буросекущих свай и стен в грунте позволяет значительно сократить объемы земляных работ и минимизировать воздействие на окружающую среду. Это особенно важно в городских условиях, где ограничено пространство и необходимо учитывать существующую инфраструктуру.
-
Гибкость в проектировании: Форшахты могут быть адаптированы для различных типов грунтов и условий строительства. Это позволяет инженерам разрабатывать индивидуальные решения для конкретных проектов, что делает эту технологию универсальным инструментом в современном строительстве.
Конструктивные особенности каркаса для буросекущих свай
Бетон обладает высокой прочностью на сжатие, однако не выдерживает изгибов и скручивания. Поперечные нагрузки являются ключевым критерием для конструкций, расположенных на значительной глубине. Лишь железобетонные элементы способны справляться с такими воздействиями, сочетая в себе прочность и гибкость.
В буросекущих сваях эту роль выполняет объемный стальной каркас. Наиболее оптимальным вариантом является квадратное сечение, где между продольными стержнями располагаются цельногнутые рамки. Размер каркаса подбирается так, чтобы он максимально соответствовал диаметру отверстия, при этом металл не должен выступать за пределы бетона после его затвердевания. Это решение позволяет каркасу захватывать часть ранее установленных бетонных опор без необходимости дополнительного армирования.
Ключевую роль в обеспечении прочности стенки, находящейся в земле, играет верхний пояс из арматуры. Он изготавливается в форме балки прямоугольного сечения и надежно соединяется с каркасом каждой подземной колонны. После установки производится заливка армопояса бетоном, что делает конструкцию полностью монолитной. Снизу ее удерживает плотный слой грунта, а сверху — железобетонный замкнутый пояс.
Предназначения форшахты
Форшахта выполняет сразу несколько функций, что делает ее уникальным изобретением, которое значительно продвинуло вперед технологию частного и промышленного строительства.
Подземные сооружения отличаются многофункциональностью и могут быть использованы для таких целей:
- ограждение от внешнего давления на подземные конструкции;
- создание основы для укладки цоколя и плиты перекрытия;
- блокирование грунтовых вод при проведении рытья котлованов;
- укрепление склонов, насыпей, отвалов и прочих неровностей, где велика вероятность возникновения оползней;
- изоляция токсичных веществ в замкнутом пространстве при условии укрепления дна.
Самостоятельное создание стены в земле невозможно. Изготовление этого сооружения проводится на основании профессионально разработанных чертежей, предварительно проведенных исследованиях грунта и с помощью мощного, высокотехнологичного оборудования.
Технология строительства
Технология установки буросекущих свай тщательно отработана и включает в себя несколько ключевых этапов:
- Проведение геологических исследований, на основе которых разрабатывается схема расположения грунтовых вод.
- Бурение скважин на расстоянии, равном 90% их диаметра, с использованием обсадных труб.
- Заливка бетона и уплотнение раствора с помощью вибратора.
- Извлечение обсадной трубы из пробуренного отверстия.
- Созревание бетона, для которого требуется 24-28 дней.
- Сверление дополнительных скважин между уже пробуренными с выемкой их краев.
- Установка каркаса и заполнение шахты бетоном.
Завершающим этапом является создание опалубки, монтаж армирующего пояса и заполнение формы бетоном.
Основные отличия буросекущих свай от буронабивных
Технологический процесс создания обоих конструкций практически одинаковый, но их назначение разное.
Буронабивные сваи устанавливаются на расстоянии друг от друга, армируются и выполняют исключительно несущую функцию в обустройстве фундамента.
Буросекущие сваи соединяются с захватом соседних фрагментов, выполняя задачи по гидроизоляции, удержания пластов земли и укрепления аварийных опорных систем.
Преимущества буросекущих свай
Применение буросекущих свай обладает рядом преимуществ:
- возможность использования на большинстве типов грунтов;
- минимизация строительного мусора и расходных материалов;
- тихая работа без вибраций;
- компактные размеры буровых установок;
- безопасность для окружающих объектов инфраструктуры.
Эти качества делают данную технологию особенно актуальной при осуществлении строительных и реставрационных работ в условиях плотной городской застройки и на промышленных объектах.
https://youtube.com/watch?v=amU8EuNMhXA
Экологические аспекты и влияние на окружающую среду
При проектировании и эксплуатации устройства форшахты для буросекущих свай и стен в грунте необходимо учитывать экологические аспекты, которые могут оказать значительное влияние на окружающую среду. В процессе бурения и установки свай, а также при создании стен в грунте, могут возникать различные экологические риски, которые требуют тщательной оценки и управления.
Одним из основных факторов, влияющих на экологическую ситуацию, является уровень шума, создаваемый оборудованием. Буровые установки и машины для создания стен в грунте могут генерировать значительный уровень звукового давления, что может негативно сказаться на местной фауне и флоре, а также на здоровье людей, проживающих вблизи строительных площадок. Для минимизации шума рекомендуется использовать современные технологии, такие как вибрационные буровые установки, которые работают тише, а также применять шумоизолирующие экраны.
-
Читайте также:
Кроме того, необходимо учитывать возможные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и грунт. При бурении могут выделяться пыль и другие частицы, которые могут негативно повлиять на качество воздуха. Для снижения этого воздействия следует применять системы пылеподавления, такие как распыление воды или использование специальных пылеуловителей. Также важно контролировать использование химических веществ, применяемых в процессе бурения, чтобы избежать загрязнения подземных вод.
Еще одним важным аспектом является воздействие на водные ресурсы. При проведении работ по устройству форшахты может происходить изменение уровня грунтовых вод, что может привести к затоплению или осушению прилегающих территорий. Для минимизации этого риска необходимо проводить гидрогеологические исследования и разрабатывать соответствующие меры по управлению водными ресурсами, такие как установка дренажных систем или использование насосов для откачки воды.
Также следует учитывать влияние на экосистемы, находящиеся в зоне строительства. Работы по бурению и устройству свай могут привести к разрушению мест обитания животных и растений. Поэтому важно заранее проводить экологические оценки и разрабатывать планы по восстановлению нарушенных экосистем. Это может включать пересадку растений, создание новых мест обитания для животных и другие меры по восстановлению природного баланса.
В заключение, экологические аспекты устройства форшахты для буросекущих свай и стен в грунте требуют комплексного подхода и внимательного планирования. Учитывая все возможные риски и принимая меры по их минимизации, можно значительно снизить негативное воздействие на окружающую среду и обеспечить устойчивое развитие строительных проектов.
Вопрос-ответ
В чем суть метода стена в грунте?
Стена в грунте — метод возведения подземных или заглублённых сооружений, фундаментов, ограждений котлованов, подпорных стен, а также противофильтрационных завес с использованием при разработке грунта тиксотропного глинистого раствора.
Для чего делают форшахту?
Блоки форшахт нужны для того, чтобы фиксировать направление и обеспечивать устойчивость рабочей траншеи, а также служить направляющими элементами для рабочего органа землеройки. Форшахты широко используются при строительстве зданий и сооружений.
Что такое буросекущая свая?
Буросекущие сваи (БСС) — это вариант буронабивной конструкции. Особенность буросекущих опор в том, что они должны вставать стеной в грунте. Для этого сваи закладывают так, что расстояние между их центрами меньше диаметра; одна свая рассекает другую.
Что такое траншейная «стена в грунте»?
Траншейная «стена в грунте» — это подземная стена разной конфигурации, сооружаемая в траншее под тиксотропным раствором с последующим заполнением траншеи монолитным железобетоном или сборными элементами (стеновыми панелями) в качестве заглубленных сооружений разного назначения.
Советы
СОВЕТ №1
Перед началом работ по устройству форшахты обязательно проведите геологические изыскания. Это поможет определить характеристики грунта и выбрать наиболее подходящие методы бурения и укрепления стенок шахты.
-
Читайте также:
СОВЕТ №2
Используйте качественное оборудование и инструменты для бурения. Надежные и проверенные технологии помогут избежать непредвиденных ситуаций и обеспечат высокую точность выполнения работ.
СОВЕТ №3
Обратите внимание на систему водоотведения. Правильная организация дренажа поможет избежать затопления форшахты и обеспечит безопасность работ, особенно в условиях повышенной влажности или вблизи водоемов.
СОВЕТ №4
Не забывайте о безопасности. Обучите рабочий персонал правилам работы с оборудованием и соблюдайте все необходимые меры предосторожности, чтобы минимизировать риски травматизма на строительной площадке.
