Сучасні технології спорудження бурових паль, Бурова компанія «Дельта»
- Головна
- »
- Статті
- »
- Сучасні технології спорудження бурових паль
Сучасні технології спорудження бурових паль
МИКОЛА ВАСИЛЬОВИЧ ЧОРНОШІЙ, директор ВАТ «Бурова компанія «Дельта»;МИХАЙЛО ІВАНОВИЧ НІКИТЕНКО, доктор технічних наук, доцент, завідувач кафедри «геотехніка та екологія у будівництві» БНТУ
ВАТ «Бурова компанія «Дельта» свою виробничу діяльність орієнтує на освоєння та впровадження в геотехнічну практику найбільш передових технологій фундаментобудування, що забезпечує більш високий рівень вітчизняної будівельної галузі. При цьому основний наголос робиться на підвищення продуктивності праці у здійсненні робіт нульового циклу, зниження матеріаломісткості та підвищення експлуатаційної надійності виконуваних фундаментних конструкцій у конкретних інженерно-геологічних та гідрогеологічних умовах об'єктів, що забудовуються. Успіху в цьому напрямку сприяють оснащення компанії високопродуктивними механізмами з необхідною оснасткою за рахунок їх закупівлі у найбільш розвинених зарубіжних фірм. За необхідності провадиться їх оперативна модернізація за наявності власної виробничої бази. Важлива роль належить також науковому супроводу з боку вчених кафедри геотехніки та екології у будівництві БНТУ з їх багатим науковим потенціалом, що дозволяє оперативно вдосконалювати конструктивно-технологічні рішення, виходячи з великої різноманітності ґрунтових умов, часом дуже несприятливих, а спільне виконання робіт з випробування паль з навантаженням. до 1000 тонн дозволяє забезпечити дотримання ГОСТу та виявлення фактичного несучого навантаження палі, що в результаті дозволяє приймати більш економічні та надійні рішення щодо пальових фундаментів. Нижчезупинимося на описі деяких із застосовуваних буровою компанією технологій. Спорудження «стіна в ґрунті» за технологією С.S.Р. з використанням бурової установки із двома обертачами. Традиційно для спорудження суцільних лінійних фундаментів застосовується технологія «стіна у ґрунті» з використанням грейферного ковша. Однак особливості даної технології вимагають застосування великої кількості спеціального обладнання для приготування, очищення та подальшого зберігання бентонітного розчину. В умовах щільної міської забудови розміщення обладнання на будмайданчику, вивезення ґрунту, забрудненого бентонітним розчином з його подальшою утилізацією, створюють проблеми та вимагають додаткових витрат.
Технологія С.S.Р. (Cased Secant Piles - Посічені палі з обсадною трубою), є поєднанням двох технологій спорудження буронабивних паль - застосування безперервного шнека з використанням обсадних труб, що дозволяє споруджувати фундаменти без бентонітного розчину в будь-яких типах ґрунту, у тому числі і обводнених. Для технології С.S.Р. розроблено спеціальні бурові установки, оснащені двома обертачами. Конструктивною особливістю обладнання є встановлення безперервного шнека всередині труби обсадної (фото 1). Формування палі відбувається наступним чином: буріння починають із занурення обсадної труби на невелику глибину, потім при обертанні безперервного шнека і обсадної труби в різні боки доходять до заданої глибини, При цьому зберігається випередження обсадної труби, що не дозволяє грунтовим водам проникнути всередину порожнини. труби з розміцненням за рахунок цього навколишнього ґрунту. Після досягнення заданої глибини через порожню частину шнека починають подачу бетону з одночасним підйомом шнека та труби. Заповнює обсадну трубу шнеком, що розпушується.ґрунт виходить вздовж лопатей шнека вгору і видаляється за допомогою очисника. Після заповнення обсадної труби бетоном вона витягується, а тіло отриманої палі за допомогою вібратора занурюється арматурний каркас. Технологія С.S.Р. дозволяє споруджувати бурорубні палі з гарантованим відхиленням від вертикалі менше 1,0-1,5%, причому наявним у ВАТ «Бурова компанія «Дельта» обладнанням можна виготовляти палі діаметрами 660мм, 820мм, 1020мм з їх глибиною до 21,5м. Досягана підвищена несуча здатність підстав таких паль забезпечує можливість скорочення потрібної їх кількості та супутніх до цього термінів виконання робіт.
Бурові палі, що виготовляються без виїмки ґрунту
Формування свердловин у пористих маловологіх лесових ґрунтах за рахунок ущільнення та витіснення ґрунту за допомогою розкочувача було запропоновано в СРСР В.І. Фекліним. Німецька фірма «Bauer» у розвиток даної технології розробила комплект обладнання для розкочування та бетонування свердловин у слабких водонасичених ґрунтах. При цьому технологія виготовлення паль витіснення системи «Бауер» включає виконання свердловини для палі без вилучення ґрунту за рахунок його ущільнення робочим органом, який є конусом з гвинтовою лопатою. Конус закріплений кінці бурової труби (фото 2). При зануренні робочого органу ґрунт витісняється в сторони і навколо свердловини утворюється ущільнена зона, розмір якої залежить від властивостей ґрунту, швидкості занурення та конструкції робочого органу.
За рахунок опресування ґрунту навколо свердловини несуча здатність паль «Бауер» стає значно більшою в порівнянні з традиційними буровими пальами. За даними розробника технології, тертя по бічній поверхні цих паль приблизно на30% більше, ніж у бурових паль, а опір стиску під їх вістрям збільшується на 50. 70%. При досягненні бурової труби з робочим органом проектної позначки проводиться подача бетонної суміші під тиском, який на виході з бетононасосу підсумовується з вагою бетонного стовпа. Після цього проводиться вдавлювання арматурного каркаса за допомогою віброзанурювача.
Італійська фірма Soilmec виготовила для ВАТ «Бурова компанія «Дельта» комплект обладнання, який включає набір розкочувачів (фото 2) діаметром 450мм, 650мм, 800мм, аутригери (фото 3) та додаткова лебідка для задавлювання розкочувача. Устаткування змонтоване на буровій установці SR-65 (max крутний момент 240 kHm, потужність двигуна – 300 kW, вага – 72 тонни).
Влаштування буронабивних паль із застосуванням безперервного порожнього шнека (CFA)
Прогрес у розвитку технологій улаштування бурових паль частково був продиктований розробками буронабивних паль, що виконуються за технологією безперервного прохідного шнека. Для влаштування палі в ґрунт на певну глибину вкручується безперервний прохідний порожнистий шнек із пробкою на кінці (рис. 1). Ця пробка перешкоджає проникненню ґрунту всередину порожнього шнека у процесі буріння.
Після досягнення проектної позначки свердловини в неї через порожнистий шнек подається кілька бетонної суміші або цементного розчину для його скупчення на лопатях шнека. Потім принаймні вилучення шнека проводиться подальше одночасне нагнітання в свердловину бетонної суміші або цементного розчину (рис. 2).
Швидкості вилучення шнека та нагнітання бетонної суміші або цементного розчину в свердловину повинні бути синхронізовані, оскільки їх співвідношення визначає середню площу поперечного перерізу палі, яке має ув'язуватися з проектним діаметром палі. Помилкове визначення співвідношення швидкостей може сприяти формуванню палі невірного діаметра. При швидкому видаленні шнека існує ризик порушення цілісності стовбура палі, а при надто повільному відбувається надмірна витрата бетонної суміші. Для виключення такої невідповідності використовується найсучасніший бортовий комп'ютер, за допомогою якого забезпечується додатковий контроль цілісності стовбура і несучої здатності паль. Завдяки використанню зазначеного сучасного обладнання в даний час є можливість влаштування паль CFА діаметром від 0,45 до 1,0 м при їх довжинах до 24 м.
Контроль якості виготовлення паль
Залежно від використовуваного обладнання під час пристрою буронабивних паль, що виконуються з використанням бурового шнека, можуть вимірюватися і обчислюватися наступні параметри: частота обертання шнека і крутний момент, що створюється, швидкості буріння (проникнення шнека в грунт), нагнітання бетонної суміші і вилучення шнека з грунту. У минулому контроль якості пристрою паль здійснювався виробниками робіт, які керувалися стандартами та нормами щодо буріння свердловин. В даний час на будмайданчиках у всьому світі робота бурових установок контролюється за допомогою автоматизованих систем. Хоча такі системи контролю здатні надавати цінну інформацію про якість паль, алевсе ж таки не можуть замінити висококваліфікованих фахівців. Методи автоматичного контролю якості базуються на вимірюванні об'єму та тиску закачування цементного розчину (або бетонної суміші). Стандартні автоматизовані системи дозволяють вимірювати такі параметри: 1) час, глибину і тиск, що розвивається в гідросистемі під час буріння; 2) час, глибину, об'єм та тиск закачування цементного розчину (або бетонної суміші) під час подачі в свердловину. У процесі виконання робіт з влаштування паль на екрани моніторів виводяться різні графіки, що відображають стан технологічного процесу в режимі реального часу (це дозволяє в разі необхідності оперативно вносити зміни, що коректують). (фото 4) Таким чином на кожну палю є паспорт в електронному вигляді (фото 5).
