Набивные сваи в раскатанных скважинах (НРС)

Технология набивных свай в раскатных скважинах

Набивные сваи в раскатанных скважинах (НРС)

Шпальный распределитель (ШР)

Набивные сваи в раскатанных скважинах (НРС) удачно сочетают в себе основные преимущества буронабивных и забивных висячих призматических свай:

  • за счёт формирования уплотнённой зоны при раскатке скважины и вовлечения в работу грунта околосвайного пространства несущая способность НРС в 2,7 ÷ 4,2 раза превышает несущую способность обычных буронабивных свай аналогичной длины и поперечного сечения и близка несущей способности забивной висячей сваи равной длины и поперечного сечения
  • обладают малой удельной материало- и энергоемкостью на единицу несущей способности
  • отличаются разнообразием конструктивных решений в зависимости от области применения: для устройства искусственных оснований и подпорных стенок, повышения несущей способности слабых оснований естественного или искусственного сложения
  • характеризуются простотой оборудования и технологии устройства в различных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях
  • возможность устройства НРС в условиях плотной городской застройки и применения для усиления оснований фундаментов реконструируемых и аварийных зданий
  • возможность использования для их устройства различных материалов, в том числе отходов (шлаков, зол и т.п.) местных производств. 

В зависимости от материала заполнения раскатанных скважин НРС подразделяют:

  • бетонные (Патент № 2338033 Способ возведения бетонных набивных свай в раскатанных скважинах),
  • бетонные с армированием,
  • бетонные с армированием и уплотненным щебнем забоем,
  • комбинированные (Патент № 2334049 Способ изготовления комбинированной набивной сваи),
  • комбинированные с армированием (Патент № 2334048 Способ изготовления несущей комбинированной армированной набивной сваи),
  • грунтовые,
  • щебенистые (Патент № 2338032 Способ изготовления щебенистой набивной сваи),
  • шлаковые (Патент № 2351711 Способ изготовления в раскатанных скважинах набивных свай из шлаков),
  • грунтошлаковые (Патент № 2348756 Способ изготовления в раскатанных скважинах набивных свай из грунтошлаковой смеси),
  • грунтошлаковые с активатором твердения (Патент № 2354780 Способ изготовления в раскатанных скважинах набивных свай из грунтошлаковой смеси с активатором твердения)
  • грунтощебенистые и т.п.
     


Разновидности НРС по материалу заполнения раскатанных скважин: а) бетонная НРС; б) бетонная с армированием; в) бетонная с армированием и уплотненным щебнем забоем; г) комбинированная; д) комбинированные с армированием; е) грунтовая, щебенистая, шлаковая, грунтошлаковая, грунтощебенистая, грунтошлаковая с активатором твердения и т.п.

Технология устройства НРС

Включает в себя две основных технологических операции:

  • раскатка скважины в грунте до проектной глубины;
  • заполнение раскатанной скважины материалом.

Раскатка скважин - непрерывный процесс образования цилиндрическо-конической полости в грунте путем его вытеснения в сторону и уплотнения, которое осуществляется специальным навесным спиралевидным снарядом - раскатчиком скважин. При раскатке скважин грунт не выбривается на поверхность, а вкатывается в окружающий скважину массив, формируя уплотнённую зону.  

Преимущество раскатки скважин заключается в отсутствии вибрационного воздействия на близко расположенные здания и сооружения, возникающего, например, при забивке свай, что позволяет выполнять работы в условиях плотной городской застройки и использовать данный способ устройства скважин для усиления оснований фундаментов реконструируемых и аварийных зданий. Кроме того, высокая производительность, а так же экономия на затратах по вывозу грунта позволяют сократить сроки устройства свайного основания и снизить стоимость работ.

Установки для раскатки скважин, применяемые ООО «ГеоТехПроектСтрой», размещены в разделе Техника.

Основные параметры раскатанной скважины:

1 – ствол; 2 – устье; 3 – забой;
4 – уплотненная зона;
5 – зона разуплотнения; 6 – зона выпора;
7 – радиальные трещины;
8 – зона наибольшего уплотнения грунта;
d – диаметр; l – глубина; hв – высота
выпора; Dв – диаметр выпора;
rs – радиус уплотненной зоны;
rsd – радиус зоны наибольшего
уплотнения грунта.

 

 

 

 

 

 

 

Технология устройства шлаковых и щебенистых НРС

Наибольшее применение в связи с высокой технологичностью и высокой экономической эффективностью нашли шлаковые и щебенистые НРС. В качестве материала заполнения могут служить: шлаковый щебень черной металлургии, щебень твердых горных пород (за исключением известняка).

Технология устройства щебенистых, а так же шлаковых НРС

состоит из следующих основных операций:

  1. раскатка скважины до проектной глубины;
  2. насыщение забоя скважины порциями материала с уплотнением каждой порции раскаткой;
  3. заполнение ствола скважины порциями материала, с уплотнением каждой порции раскаткой;
  4. уплотнение поверхностного выпора грунта в устье сваи;
  5. при необходимости выполняется срезка верха сваи до проектной отметки.
     

 

Технология устройства бетонных с армированием (железобетонных) НРС.

  1. раскатка скважины до проектной глубины;
  2. установка в скважину арматуры;
  3. заполнение скважины бетоном;
  4. устройство оголовка сваи.
  5. при необходимости, с целью повышения несущей способности сваи, после раскатки скважины до проектной глубины, забой скважины насыщают порциями щебня с уплотнением раскаткой

Область применения НРС

Наиболее эффективно применение НРС в сложных инженерно – геологических условиях, когда необходимо повысить несущую способность слабых, в т.ч. водонасыщенных грунтов, а так же преобразовать физико-механические характеристики специфических грунтов и устранить проявление ими просадочных, пучинистых, набухающих и др. свойств.

НРС применяются для

  • устройства искусственных оснований фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений,
  • для усиления грунтов оснований реконструируемых и аварийных объектов,
  • устройства подпорных стенок,
  • укрепления (закрепления) откосов, склонов и земляных сооружений,
  • уплотнения обратных засыпок и насыпей,
  • создания противофильтрационных завес.

В настоящее время при строительстве, реконструкции и восстановлении надежности эксплуатации объектов промышленного и гражданского назначения выполнено около 140 тысяч НРС, что позволило снизить расход бетона в среднем в 2,7 раза, арматурной стали – в 4,5 раза, сократить сроки возведения систем «основание – фундамент» - в 2,8 раза.