Особенности устройства свай и сопровождение работ по их устройству при реконструкции Нижнетуринской ГРЭС

В рамках реконструкции Нижнетуринской ГРЭС ОАО «Буровая компания “Дельта” выполняло работы по устройству свайного основания Главного корпуса и Административно-бытового комплекса. Белорусская буровая компания имеет мощный парк техники и оборудования, позволяющий вести работы по устройству буронабивных свай в различных геологических условиях с применением передовых зарубежных и отечественных технологий. Научно-техническое сопровождение для обеспечения должного качества работ осуществлял Научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений им. Н. М. Герсеванова, непосредственно была привлечена Лаборатория №1 Свайных фундаментов. Лаборатория является ответственным разработчиком всех советских и российских норм по свайным фундаментам.
Рабочая документация по устройству свайного основания и техническое задание на контроль несущей способности свай были подготовлены проектной организацией ОАО “Институт Теплоэлектропроект”. Проектом было предусмотрены буронабивные сваи диаметром 820мм и длиной до 22м. Несущая способность свай формируется в слое глин, суглинка твердой консистенции с заглублением не менее 17,5м; в слое щебенистого грунта с суглинком твердым до 30% с заглублением не менее 2,0м; в слое туфопорфирита пониженной прочности с заглублением не менее 1,0м. Для устройства свай был применен бетон класса по прочности на сжатие В25 и марки по водонепроницаемости W8. Армирование свай выполнено 12 стержнями Æ20мм класса АIII.
Программа научно-технического сопровождения устройства и контроля качества свай была подготовлена с учетом I степени ответственности сооружения ГРЭС.
Заказчиком объекта была поставлена задача в кратчайшие сроки завершить работы по устройству буронабивных свай, в связи с чем было принято решение выполнять сваи по технологии непрерывно перемещаемого шнека с подачей бетона под избыточным

давлением – CFA(НПШ). Суть метода состоит в проходке скважины буровой установкой, оснащенной полым шнеком закрытым снизу затвором, предотвращающим попадание внутрь полой части шнека воды и грунта в процессе бурения. После забуривания шнека на проектную глубину в центральную пустотелую часть шнека бетононасосом закачивалась бетонная смесь с одновременным подъемом шнека. При этом его затвор под давлением смеси открывался и смесь поступала в скважину. Подъем шнека осуществлялся без его вращения, что позволяло извлечь весь грунт из скважины на поверхность строительной площадки. После выхода всего шнека из скважины завершался процесс ее заполнения бетонной смесью до обеспечения проектной отметки чистой (незагрязненной грунтом) бетонной смеси. После этого в образовавшийся в скважине столб из бетонной смеси погружался арматурный каркас, как под действием собственного веса, так и с помощью вибропогружателя.
Контроль очистки забоя скважины производить не требовалось, так как обеспечивалось особенностью технологии работ:
– при бурении полым шнеком перед началом бетонирования буровой инструмент опускался на забой до проектной отметки, при этом разрушение грунтов ниже забурника шнека не происходит;
– при извлечении шнека одновременно под контролируемым избыточным давлением производится бетонирование тела сваи, что позволяет избежать перемешивания выбуренных грунтов с бетоном, так как полый шнек извлекается без вращения;
– контроль пробуренных грунтовых напластований осуществляется по визуальному осмотру выбуренных грунтов после окончания устройства каждой сваи.

Для контроля правильности принятия проектного решения о длине сваи и несущей способности использовались данные статических испытаний контрольных свай. Программа работ согласовывалась владельцем объекта, эксплуатирующей организацией, проектной организацией, буровой компанией и институтом, осуществляющим научно-техническое сопровождение.
Результаты испытаний свай статической вдавливающей нагрузкой, проводимых как для сооружений I уровня ответственности, показали подтверждение значение расчетных нагрузок для свай главного корпуса, равное 179-263тс, и для свай административно-бытового комплекса – равное 143тс. Также производился контроль свайного основания статической горизонтальной нагрузкой. Расчетная горизонтальная нагрузка, допускаемая на сваю по грунту, подтвержденная результатами испытаний достигла 43,8 тс.

Контроль качества выполненных свай также был осуществлен акустическим методом PET-PileEchoTester. Исследованиями проверена сплошность, однородность ствола и определены фактические геометрические размеры 360 свай. В результате установлено соответствие фактических длин свай проектным значениям, дефектов свай в виде разрывов, инородных включений не обнаружено. В отдельных сваях отмечены локальные неравномерности до 10% поперечного сечения, что характерно для буровых свай.
При постоянном мониторинге качества выполняемых работ массовое устройство свай в количестве 1772 штук было выполнено двумя буровыми установками в течении трех месяцев. Технологичность и непрерывность выполнения работ по устройству буронабивных свай может быть обеспечена только полным комплексом современного оборудования: буровые установки, комплекс по производству арматурных каркасов, бетононасосы, автобетоносмесители, погрузчики, что никоем образом не увеличивает стоимость работ (важный показатель для Заказчиков объектов).
Для обеспечения высокого качества работ ОАО «Буровая компания «Дельта» контролирует весь процесс устройства свай, начиная от бортового компьютера буровой установки, статических испытаний грунтов сваями, заканчивая выдачей отчетов о дефектах свай с применением методов ультразвуковой дефектоскопии.
Внедрение технологий требует сотрудничества проиводителей работ и науки, что и было продемострированно совместной работой ОАО «Буровая компания «Дельта» и Научно-исследовательского института оснований и подземных сооружений им. Н. М. Герсеванова на объекте Рекоснтрукция Нижнетуринской ГРЭС.