Когда требуется забивка свай с лидерным бурением
Забивка свай с лидерным бурением — этап устройства свайного фундамента, применяемый при погружении сборных железобетонных свай в плотные грунты (суглинки твёрдые, глины полутвёрдые и твёрдые) или при работе в стеснённых условиях вблизи существующих зданий. Лидерное бурение — предварительное формирование скважины (лидера) диаметром на 50–100 мм меньше сечения сваи (для сваи 300×300 мм — лидер 200–250 мм) на глубину 2–6 м (на 1–2 м короче проектной длины сваи). После бурения в лидерную скважину погружается свая дизель-молотом (СП-75А, СП-77А, масса ударной части 1,8–5 т) до проектной отметки или до расчётного отказа. Отказ — величина погружения сваи за один удар (нормативный — 0,2–2 см в зависимости от типа грунта и молота), измеряется на последних 10 ударах.
Лидерное бурение применяется: для снижения динамического воздействия на соседние здания (при забивке на расстоянии менее 15 м от существующей застройки — СП 50-101-2004 рекомендует снижать вибрацию за счёт лидерного бурения); для уменьшения количества отказов и доборов (свая в плотном грунте забивается на 30–50 % быстрее при лидере); для обеспечения проектной отметки погружения (в сухих плотных глинах свая без лидера не добивается на 0,5–2 м до проектной отметки — отказ меньше расчётного, требуется лидер); для снижения нагрузки на сваебойную установку (в суглинках с прочностью 0,3–0,5 МПа лидер сокращает количество ударов на 40–60 %). Типовой состав работ — разбивка свайного поля, бурение лидерных скважин ямобуром (диаметр 250–400 мм, шнек с наконечником), забивка свай дизель-молотом на базе экскаватора или копровой установки, контроль отказа, добивка «слабаков» (сваи с отказом более 2 см), испытание свай динамическим зондированием (1–2 % от количества).
Проблемы при забивке свай с лидерным бурением
Основная проблема — разрушение оголовка сваи при забивке. Сборная ж/б свая сечением 200×200–350×350 мм забивается дизель-молотом с ударной частью 1,8–5 т, высота падения 0,3–2 м. Удар молота передаётся на сваю через наголовник (стальной колпак с деревянным вкладышем — дуб, бук толщиной 100–150 мм). Если вкладыш изношен (сработан на 30–50 мм вместо 100–150 мм) или не заменён после 50–100 ударов — удар молота передаётся с концентрацией на центр оголовка, бетон сваи в зоне оголовка (0,5–1,0 м от торца) растрескивается. На бетоне образуются трещины шириной 0,3–1,0 мм по всей окружности — потеря защитного слоя арматуры (оголение продольных стержней на 50–200 мм). Продольные стержни при дальнейшей забивке изгибаются от бокового удара соседнего грунта — теряется 20–40 % несущей способности сваи по материалу. Для восстановления — срубка повреждённого оголовка (0,5–1,0 м), наращивание сваи новым оголовком — 10–20 тыс. руб. за одну сваю. При отказе 0,5–2 см и количестве ударов 20–30 на метр на плотных суглинках — повреждение оголовка происходит на 10–20 % свай за смену при отсутствии контроля состояния наголовника.
Вторая проблема — разрушение сваи при забивке на неровные лидерные скважины. Лидерная скважина бурится с отклонением от вертикали (допуск 1° — для глубины 4 м отклонение устья 70 мм). Если скважина искривлена более чем на 2° (кривизна 150–200 мм на 4 м), свая при погружении упирается боковой гранью в стенку скважины — изгибается на 10–30 мм от оси, получает внецентренное сжатие от молота. При внецентренном ударе свая разрушается по диагонали (скол угла нижней части на глубину 200–500 мм) или изгибается, образуя трещину на 0,5–2 м от низа. Для сваи 300×300 мм скол угла — потеря 10–15 % несущей способности по грунту (площадь пяты уменьшается). Кроме того, в искривлённой скважине свая застревает (повышенное трение о стенку на изгибе) — для погружения требуется больше ударов, растёт отказ. Если свая не добивается до проектной отметки (остаётся 0,5–1,5 м до проектного отказа), требуется добивка свай соседними — что изменяет проектное свайное поле, создаёт неравномерную осадку. Профилактика — контроль вертикальности лидера уровнем на штанге бура (допуск 1°), замер положения устья скважины.
Неочевидные риски при забивке свай с лидерным бурением
Первый скрытый риск — недостаточная длина лидера и «отказ» сваи до проектной отметки. Лидер бурится на 1–2 м короче проектной длины сваи — для того чтобы свая на последних 1–2 м погружалась в непробуренный грунт с расчётным отказом (0,5–2 см на удар). Если лидер пробурен на полную глубину проектной длины сваи, последняя погружается полностью в «пустом» лидере — отказ отсутствует (свая «проваливается» — 5–20 см на удар). Без отказа несущая способность сваи не подтверждена — свая не опирается на плотный грунт, а висит в лидерной скважине. Несущая способность такой сваи — только боковой трение о стенки лидера, что в 2–3 раза меньше проектной несущей способности по грунту (проектная — 20–40 т, фактическая — 10–15 т). Для свайного поля из 20–40 свай — разгруженный фундамент на сваях с половинной несущей способностью — осадка здания на 20–50 мм больше расчётной через 1–2 года. Исправление — наращивание сваи (добивка дополнительной секцией через стальной наголовник) до появления расчётного отказа, или усиление фундамента дополнительными сваями.
Второй скрытый риск — динамическое воздействие на существующие здания при забивке без демпфирования. Забивка дизель-молотом СП-75А (масса ударной части 1,8 т) на расстоянии менее 15 м от существующих зданий создаёт колебания грунта с амплитудой 0,1–0,5 мм на частоте 8–15 Гц. Для зданий на ленточных фундаментах мелкого заложения (типовая застройка 1960–2000-х годов) колебания с амплитудой 0,3–0,5 мм вызывают: раскрытие существующих трещин на 0,5–1,0 мм, образование новых волосяных трещин в стенах (особенно в зонах оконных и дверных проёмов), осадка фундамента на 5–15 мм в песчаных грунтах от уплотнения. Владельцы соседних зданий предъявляют претензии подрядчику — стоимость экспертизы влияния свайных работ (2–5 тыс. руб./м² обследуемой площади), ремонт повреждённых зданий (от 500 тыс. руб. до 3 млн руб. для близкорасположенного жилого дома). Лидерное бурение снижает динамическое воздействие на 40–60 % (меньше сопротивления на забивку — меньше ударов), но не устраняет его полностью. Для ответственных объектов — шпунтовое ограждение (вибропогружатель со шпунтом по контуру котлована) или замена забивных свай на буронабивные (#50).
Третий неочевидный момент — отказ «ложный» при забивке в плотный пласт с прослойкой в 0,5–1 м. Свая забивается и достигает отказа 0,5–1 см на удар на глубине 3 м при проекте 5 м — «ложный отказ»: свая упёрлась в валун (диаметр 0,3–0,5 м в суглинке Самарской области) или в прослойку плотного песчаника. Дизель-молот показывает отказ менее 1 см — оператор прекращает забивку, свая считается «забитой». Под сваей на глубине 0,5 м — валун или прослойка, под ними — рыхлый грунт (песок, супесь). При нагрузке от здания (20–40 т на сваю) валун смещается или прослойка разрушается — свая проседает на 0,5–1,5 м через 3–6 месяцев после забивки. Здание получает неравномерную осадку (разность осадок соседних свай 10–50 мм). Для выявления «ложного отказа» — контрольное динамическое зондирование свай (1–2 сваи из 20) или испытание статической нагрузкой (домкрат 50–80 т на сваю). Если в проекте не заложен контроль несущей способности — «ложный отказ» выявляется только при осадке здания.
Как ВОЗВЕДЕНИЕ решает проблемы забивки свай с лидерным бурением
ООО «ВОЗВЕДЕНИЕ» выполняет забивку свай с лидерным бурением под ключ в Тольятти, Самарской области и ЦФО. Специализация на строительстве из ЛСТК и ЛМК — мы подбираем режим бурения и забивки под плотные грунты и условия застройки.
В рамках услуги выполняем: разбивку свайного поля с выносом осей в натуру теодолитом; бурение лидерных скважин ямобуром на базе экскаватора (диаметр 250 мм для сваи 300×300, 300 мм для сваи 350×350, глубина на 1–2 м меньше проектной длины сваи); забивку ж/б свай сечением 200×200–350×350 мм дизель-молотом СП-75А или СП-77А (масса ударной части 1,8–5 т) до проектной отметки или расчётного отказа (контроль отказа на последних 10 ударах, норматив 0,2–2 см на удар); замену деревянного вкладыша наголовника через каждые 50–100 ударов для исключения разрушения оголовка; контроль вертикальности сваи уровень и теодолитом (отклонение не более 1°); добивку «слабаков» — свай с отказом более 2 см (дополнительные 20–30 ударов, при отсутствии отказа — замена сваи на сваю большей длины или усиление основания); контрольное динамическое зондирование 1–2 свай для выявления «ложного отказа»; замер вибрации на соседних зданиях при работе на расстоянии менее 15 м с составлением протокола.
Наличие лицензии МЧС № 63-06-2021-026584 и допуска СРО рег. № СС-СЧ-6324093743-1585-18 позволяет выполнять свайные работы на объектах любой категории. Мы являемся резидентами технопарка «Жигулёвская долина» (запись № ЖД.0279.2018). Выступаем в роли генерального подрядчика по устройству фундаментов «под ключ», а также как субподрядчик по забивке свай.
Принимаем объекты, где сваи забиты с отклонениями (недобивка, ложный отказ, бой оголовков) — выполняем контрольное зондирование, добивку или замену дефектных свай с перерасчётом несущей способности. Обратившись в ВОЗВЕДЕНИЕ, вы получаете свайное поле с подтверждённой несущей способностью каждой сваи — фундамент, готовый к ростверку без скрытых дефектов.
