Описание системы «КАПТАР»

Система «КАПТАР» представляет собой устройство для возведения армированной буронабивной  сваи с уширением. Оно предназначено для выполнения свайных фундаментов различных типов сооружений.

Сегодня широко известны способы устройства буронабивной скважины с использованием расширителей различных конструкций (см. Некоторые сведения из истории). Они характеризуются тем, что сначала производится бурение скважины с диаметром, соответствующим диаметру вертикального ствола сваи, а затем выполняется разработка уширения скважины механическим расширителем. После этого в пробуренную скважину устанавливают арматурный каркас и заполняют скважину бетонной   смесью.

Как и все технологии существующие способы устройства буронабивных свай с уширением имеют свои преимущества и недостатки (см. Преимущества и недостатки существующих способов).

 

Более массовому применению буронабивных свай с уширением в малоэтажном строительстве мешают следующие недостатки известных способов их выполнения:

 

— высокая трудоёмкость выполнения уширения сваи, механизированные способы выполнения уширения не позволяют добиться гарантированного качественного результата, применение ручного бура требует привлечения на стройплощадку опытных квалифицированных рабочих, что удорожает и удлиняет процесс строительства;

 

— вынужденное использование ручного бура накладывает ограничения на габариты сваи, на практике не находят применения сваи с диаметром уширения более 600мм и глубиной заложения более 2,5м;

 

— невозможность выполнения уширения с применением обсадной трубы, что накладывает ограничения на устройство скважин в неустойчивых грунтах;

 

— затруднённость однородного уплотнения грунта по всей площади опирания сваи;

 

— затруднённый визуальный контроль качества выполнения уширения;

 

— невозможность контроля отсутствия обрушения грунта в зоне уширения в процессе заполнения скважины бетонной смесью;

 

— сложность установки арматурного каркаса по всему объёму уширения сваи, зона монтажа ограничена габаритами ствола сваи.

 

     Применение системы «КАПТАР» позволяет:

— повысить производительности труда, уменьшить долю ручного труда;

— применить сборные элементы заводского изготовления;

— повысить качество свай и контроль за их изготовлением;

— расширить возможности применения в различных грунтовых условиях с увеличением возможных габаритов сваи;

— применить обсадные трубы при устройстве уширения скважин в неустойчивых грунтах;

— снизить сроки выполнения работ.

 

Это производится за счет осуществления следующих составляющих:

— изготовление элементов несъёмной опалубки и арматурных каркасов в заводских условиях;

— сборка в заводских условиях элементов несъёмной опалубки и арматурных каркасов в конструктивное единство;

— оптимальная форма несъёмной опалубки;

— контролируемая установка арматурных каркасов во всём объёме тела сваи;

— использование высокопроизводительной буровой техники и доступных материалов.

 

Принципиальная схема

устройства для возведения армированной буронабивной  сваи с уширением

«КАПТАР»

                             

 

     На рисунке приняты следующие обозначения:

1– несъёмная опалубка уширения сваи;

2 — несъёмная опалубка ствола сваи;

3 – арматурный каркас сваи;

4 – фиксатор защитного слоя арматуры;

5 – фиксирующая шпилька;

6 – сочленение путём сварки или соединения вязальной проволокой;

7– обратная засыпка скважины;

8 – полость бетонирования сваи.

 

Выполнение сваи с применением системы «КАПТАР» в обобщённом варианте выполняется следующим образом:

— в заводских условиях изготавливаются несъёмная опалубка уширения сваи, несъёмная опалубка ствола сваи и элементы арматурного каркаса сваи, при этом продольные и поперечные стержни вертикальной части арматурного каркаса соединяются между собой с использованием сварки и/или вязальной проволоки, образуя пространственную структуру;

— на вертикальную часть арматурного каркаса ствола сваи устанавливаются фиксаторы защитного слоя арматуры, широко применяемые в строительстве и позволяющие расположить каркас внутри несъёмной опалубки ствола сваи и обеспечить нормируемую толщину защитного слоя арматуры;

— в несъёмной опалубке ствола сваи выполняются отверстия, через которые вставляются фиксирующие шпильки, имеющие длину, превышающие наружный диаметр несъёмной опалубки ствола сваи, но не выступающие за габариты уширения;

— производится сочленение арматурного каркаса сваи с фиксирующими шпильками с путём сварки или соединения вязальной проволокой, что позволяет исключить перемещение арматурного каркаса внутри несъёмной опалубки ствола сваи;

— в несъёмную опалубку уширения сваи вставляются нижние элементы арматурного каркаса сваи;

— производится сочленение путём сварки или соединения вязальной проволокой между собой нижних элементов армирования, которые после этого формируют пространственную структуру в несъёмной опалубке уширения сваи , что обеспечивает фиксацию нижней арматуры каркаса в несъёмной опалубке уширения сваи и исключает выпадение арматурного каркаса из опалубки;

—  производится сборка несъёмной опалубки уширения сваи с зафиксированными в ней нижними элементами арматурного каркаса с несъёмной опалубкой ствола сваи  с  зафиксированной  в ней вертикальной частью арматурного каркаса;

— производится сочленение вертикальной части арматурного каркаса с нижними элементами арматурного каркаса сваи в несъёмной опалубке уширения сваи путём сварки или соединения вязальной проволокой, что приводит к сочленению всех составных частей комплекта и обеспечивает конструктивное единство;

— зазор между несъёмной опалубкой уширения сваи и несъёмной опалубкой ствола сваи заполняется эластичным материалом (монтажной пеной, герметиком и т.п.) либо закрывается самоклеющейся лентой для исключения возможность попадания грунта в полость бетонирования;

— на стройплощадке с использованием буровой техники производится бурение скважины с диаметром, немного превышающим диаметр несъёмной опалубки уширения сваи, что впоследствии облегчает процесс установки комплекта в скважину и позволяет провести окончательную юстировку размещения сваи относительно проектного положения, в случае устройства скважин в неустойчивых грунтах при бурении возможно применение обсадных труб;

— на стройплощадке производится контроль и зачистка дна скважины и, при необходимости, его уплотнение;

— собранный комплект устанавливается в проектное положение в скважину;

— производится обратная засыпка скважины грунтом, ранее извлечённым из скважины или грунтом с более низким коэффициентом фильтрации для того, чтобы снизить проникновение дождевой воды к основанию скважины и минимизировать изменение гидрологического режима основания;

— в полость бетонирования сваи производится заливка бетонной смеси до проектной отметки.

        Несъёмная опалубка уширения сваи изготавливается в виде полусферы с отверстием в верхней части. В нижней части полусферы сделаны выступы, которые обеспечивают совместную работу опалубки уширения и залитого в неё бетона по передаче нагрузки на основание. Сферическая форма опалубки способствует оптимальному использованию её материала для восприятия давления грунта обратной засыпки и заливаемого бетона. Это позволяет сделать оболочку опалубки уширения сваи тонкостенной, что снижает её вес и облегчает процесс установки в скважину.

       Несъёмная опалубка ствола сваи изготавливается в виде цилиндрической оболочки, нижний конец которой заводится в верхнее отверстие несъёмной опалубки уширения сваи.  Несъёмная опалубка ствола сваи изготавливается из материала, легко поддающегося резке, что позволяет быстро изменить высоту уже установленной в скважину опалубки в соответствии с проектной отметкой верха сваи. Это, в частности, может быть использовано при выполнении свайного фундамента на склоне.

   Для применения в зимних условиях на арматурном каркасе может быть закреплён греющий кабель, концы которого выводятся через верхнее отверстие несъёмной опалубки ствола сваи для последующего подключения к станции прогрева бетона.

     Несъёмная опалубка уширения сваи изготавливается из фибропескобетона.   Для несъёмной опалубки ствола сваи могут быть использованы серийно выпускаемые цилиндрические изделия: одноразовая картонная опалубка для круглых колонн и свай, полимерные канализационные трубы, асбестоцементные трубы, стальные воздуховоды.   Арматурный каркас сваи и фиксирующие шпильки могут быть стальными, стеклопластиковыми и композитными.  Могут быть использованы также комбинации и композиции указанных материалов. Фиксаторы защитного слоя арматуры выпускаются отечественной промышленностью в широком ассортименте для различных диаметров арматуры и толщин защитного слоя.

    

     Части опалубки соединяются между собой таким образом, чтобы исключить попадание грунта во внутреннюю полость и вытекания бетонной смеси из опалубки в процессе бетонирования, а арматурный каркас фиксируется в несъёмной опалубке таким образом, чтобы обеспечить проектное положение и защитный слой арматуры и сочленение всех составных частей комплекта.