Палевий фундамент найчастіше влаштовується на складних ґрунтах. Для того щоб багатоповерховий житловий будинок не нахилився і не впав усі залізобетонні палі повинні тримати своє проектне навантаження. Але однаково забити палі гідромолотом складно, особливо коли паля проходить шари з різною щільністю. Крім того в глибині ґрунту можуть опинитися великі камені, в які паля може уткнутися, пройшовши тільки частину свого важкого шляху.

Також поруч із будмайданчиком можуть бути старовинні будівлі або пам'ятники архітектури.

А іноді просто поруч звичайний житловий будинок та мешканцям доведеться слухати весь цей гуркіт до закінчення забиття пальового поля.

Щоб частково або повністю вирішити ці проблеми, застосовують забивання з попереднім бурінням лідируючої свердловини (лідера), або статичне вдавлювання або вібраційно-статичне вдавлювання паль.

Іноді лідерне буріння призначають за наявності на шляху паль піщаного прошарку, що має товщину понад 2 м. Таке рішення може бути призначене проектувальником фундаменту пальового фундаментного. Приймається воно та обґрунтовується на матеріалах інженерно-геологічних досліджень ґрунту на майбутньому пальовому полі.

Якщо лідерне буріння закладено на етапі проектування пальової основи, то об'єм ґрунту, вибраного із свердловин, має бути врахований під час проектування глибини котловану. Якщо рішення прийнято після забиття частини паль, то у видатковий кошторис потрібно занести ручне видалення такого ґрунту. За відсутності такого видалення рівень майданчика може піднятися на 200-500 мм від проектного.

Бурити багато свердловин відразу нерозумно, тому що при забиванні однієї палі в сусідній готовій свердловині може статися обвалення стінок і частина свердловини може виявитися засипаною.

Діаметр шнека для операції попереднього буріння вибирають в межах на 10 - 50 мм менше поперечного перерізу залізобетонної палі, що забивається. Наприклад, при розмірі палі 350х350 мм діаметр шнека для лідерної свердловини може бути в межах 300 - 340 мм. Різниця визначається категоріями ґрунтів на будівельному майданчику. Лідерну свердловину бурять не на повну глибину палі, що забивається, а не доходять до її проектної глибини на 0,5 – 1,5 м. Цю величину встановлює керівник проекту пальового поля.

Бурять лідерні свердловини безперервним шнеком, між витками шнекової спіралі якого набирається грунт, що вибурюється. Іноді заповнений шнек піднімають на поверхню і очищають від ґрунту.

При настанні холодного сезону особливої ​​актуальності набуває нестандартного методу пробурювання отворів під палі, який зветься «лідерне буріння». Саме завдяки йому стає можливим строго вертикальне заглиблення опор у мерзлий ґрунт.

Передумови застосування

Призначення лідерного пробуровування – отримання отвору, що підходить для подальшого застосування відповідно до проекту.

Даний тип буріння застосовується на ділянках зі стабільним ґрунтом у випадках, коли необхідно задати курс забивної паля або труби, виконати подальше буріння іншим діаметром або методикою, а також при влаштуванні буронабивних опор малого перерізу.

Крім цього, можна виділити ще кілька випадків, які є передумовами до застосування такої технології пробурювання. Лідерна методика використовується:

• При зведенні пальових основ на територіях з високощільними ґрунтами, опір яких опори не в змозі подолати під впливом ударного механізму або віброзанурювача;
• Під час забивання паль у ґрунт зі значною кількістю кам'янистих частинок, при зіткненні з якими опора може деформуватися та втратити свої якості;
• При закладці пальової базової конструкції у вічно холодних регіонах або взимку. У такому випадку методиці властива пара альтернатив - іноді промерзлий ґрунт розтоплюється або за допомогою гарячої пари, або за допомогою електричного струму. Ці технології мають право на існування, однак їх застосування потребує солідних фінансових та фізичних вкладень, на відміну від лідерної методики;
• Якщо є необхідність занурення опор в особливо вологі ґрунти, пливуни або нестабільні пухкі ґрунти, верхні шари яких не мають жорсткої структури.
• При виконанні забивання ударним методом у щільно забудованих районах, на ділянках, що знаходяться неподалік пам'яток архітектури та будівель, що мають історичну цінність. Базиси таких будов можуть не витримати навантаження, що передається по ґрунту, від впливу дизельного молота.

Підсумувавши все вищесказане, можна виділити три основні цілі використання техніки лідерного пробуровування:

• Можливість влаштування пальових конструкцій на промерзлих і надто щільних ґрунтах;
• Можливість встановлення опор у точно вертикальному положенні на територіях, що характеризуються слабкою несучою здатністю і на заводних ділянках;
• Можливість зменшити негативний вплив на основи будівель, що є сусідами з будівельним майданчиком.

Позитивні та негативні якості

Особливу популярність лідерне буріння свердловин під палі отримало завдяки тому, що воно має кілька незаперечних переваг:

• Попереднє пробурювання свердловин дозволяє виконати проходку утрамбованих піщаних пластів ґрунту, м'яких та жорстких глинистих порід та інших високощільних ґрунтів;
• Лідерні отвори допомагають опорам зберегти цілісність та якісні характеристики, знижуючи опір ґрунту;
• Методика дозволяє встановлювати палі без похибок та відхилень від проекту;
• Дана технологія є щадною по відношенню до ґрунту і не впливає на його стан.

Крім переваг технологія завчасного копання шурфів має і свої мінуси:

• Перед початком будівництва потрібно подолати низку бюрократичних перешкод;
• Робочий процес вимагає солідних матеріальних витрат, тому що для його здійснення доводиться наймати професійних підрядників та замовляти важку спеціалізовану техніку.

Методика виконання попередніх шурфів

Риття лідерних шурфів виконується з використанням вібраційних машин або іншої техніки, призначеної для занурення опор у ґрунт (часто використовують дизельний молот).

План робіт складає професійний проектувальник. При цьому всі будівельні заходи обов'язково здійснюються відповідно до нормативів «Будівельних норм та правил» («СНіП»), адже відходження від них може спричинити не лише руйнування свердловин, а й судові розгляди.

Сама методика буріння лідерних отворів під забиття опор проводиться у кілька етапів:

• Встановлення технічного обладнанняна місце майбутньої закладки палі та регулювання шнека;
• Безпосередньо створення свердловини (під час буріння ґрунт, вироблений з шурфу, піднімається на поверхню на лопатях, а після проходження свердловини забирається за допомогою грейдера);
• Занурення в отвір опори;
• Перевірка шурфу, що вийшов.

Розробка отворів може виконуватися за допомогою безперервних та складових шнеків.

Якщо використовується безперервна конструкція, то шурф виготовляється в один підхід. Якщо доводиться створювати свердловину суттєвої глибини, а довжина шнека відповідає, використовується телескопічний подовжувач.

Використання шнеків складеного типу відрізняється поетапним пробурюванням отворів - свердловина риється на глибину, яка дорівнює розміру одного сегмента шнека, далі колона поступово нарощується. З'єднання шнеків проводиться за допомогою шестигранної або різьбової стикування.

Підсумовуючи, слід зазначити, що без грамотних, попередньо проведених приготувань та проектування кожного етапу роботи, а також без узгодженості техніки та обладнання, пробурювання проводити категорично не можна. Крім того, дуже важливо враховувати рекомендації «Будівельних норм та правил», щоб унеможливити осипання лідерів під динамічними навантаженнями при заглибленні опор пальовим молотом.

Також слід враховувати той факт, що робота виконується у певній послідовності – створюється лідерна свердловина, далі провадиться забиття паль. Тільки після цього можна розпочинати виготовлення нового шурфу. Пробуровування відразу кількох отворів з подальшим заглибленням опор може призвести до руйнування стінок прилеглих незакритих свердловин.

Якщо проігнорувати ці правила, зросте ймовірність виникнення аварійної обстановки, що веде до втрати всіх результатів виконаної роботи.

Приклад лідеронного буріння відеофайлів:

*У нас ніколи не буває неякісних проектів пальових фундаментів. Ми повністю відстежуємо та виконуємо всі проектні рішення. Наша робота повністю відповідає вимогам зведення правил проектування та будівництва, а також правилам проектування фундаментів.

Вартість робіт

Роботи (Послуги)	Динамічна забивка (занурення) одиночної палі	Статичне вдавлювання (занурення) одиночної палі	Випробування палі динамічним навантаженням (одне випробування)	Випробування паль статичним навантаженням (одне випробування)	Перебазування будівельної техніки	Шпунтова огорожа котлованів	Лідерне буріння
одиниця виміру	пог.м.	пог.м.	1 одиниця	1 одиниця	1 одиниця		пог.м.
вартість (руб.) з урахуванням ПДВ*	від 260	від 600	10 000	85 000	від 100 000	договірна	від 450

Що таке лідерне буріння?

Лідерне буріння - процес виготовлення підготовчої свердловини, призначеної для занурення сталевої, бетонної або залізобетонної паліу разі складних ґрунтів на будівельному майданчику. Наприклад, промерзлі ґрунти, що містять прошарки піску або великоуламкового ґрунтувеликої товщини, уламки будівельних конструкцій чи залишки раніше збудованих будівель тощо.

У шар піску завтовшки 2 – 2,5 м майже неможливо забити палю. Паля в піску спирається лише своїм нижнім торцем, а бічні її поверхні по піску лише ковзають. Т. е. при забиванні отримують тільки «сваю-стовпчик». Через деякий час пісок під цим «стовпчиком» втрачає несучу здатністьі паля просідає. Лідерною свердловиною проходять шар піску та частина ґрунту під ним. В результаті палю в грунті, розташована нижче піщаного прошарку, отримує опір руху і від підошви палі, і від її бічних поверхонь.

Якщо при геологічних дослідженняхбудмайданчика виявлено, що при зануренні пальможливе попадання на великі уламки будівельних блоків або плит, то краще провести буріння лідерних свердловин, ніж потім вирішувати проблеми з сваями, що зруйнувалися, або зі значно змінили своє вертикальне положення. Іноді такі палі виходять за зону майбутнього фундаменту. В цьому випадку палю потрібно висмикувати або зрубувати ту частину її оголовка, яка не міститься.

Лідерне буріння свердловин під палі по БНіП, технологія

Відповідно до розділу 11 СНиП 3.02.01-87, буріння лідерних свердловин, підмив паль та інші технологічні прийоми – це додаткові заходи, які полегшують роботи з занурення паль або шпунтів

Лідерні свердловини слід використовувати:

У випадках, коли на будівельному майданчику для пробних занурюваних паль швидкість віброзанурення менше 50 мм/хв або відмова (величина занурення після удару) паль не перевищує 0,2 см;

Коли залізобетонні палі занурюються забиванням на відстані менше 5 м від сталевих підземних трубопроводів, в яких тиск середовища, що перекачується, не більше 2 МПа;

Коли оцінка небезпеки вібраційних чи ударних впливів показала непридатність цих методів занурення поблизу існуючих будівель;

У випадках, коли в ґрунті не більше 30% будівельних великоуламкових відходів;

У ґрунтах з пластично-мерзлим станом та/або з підвищеним модулем деформації тощо.

Лідерне буріння - відео

Принципи та способи лідерного буріння

Для лідерного буріння використовуються дещо принципово різних способівбуріння. Серед них найбільш поширені такі:

А. Буріння шнекове . Є найпоширенішим із застосовуваних у технології буріння свердловин. Використовується при бурінні нескладних ґрунтів – піщаних, супіщаних, глинистих, дрібноуламкових, щебнистих тощо. Т. е. ґрунтів І – V категорії за складністю буріння.

Його суть у тому, що для буріння використовується суцільний шнек, що має довжину рівну або велику глибини свердловини, що розбурюється. Шнек складається з центрального стрижня, який зазвичай виготовляється з високоміцної труби, тому порожнистого по всій довжині і спірально навитої реборди з кроком, що не дозволяє грунту ссипатися вниз, яка приварена до стрижня двостороннім суцільним швом. На нижньому кінці шнека зазвичай за допомогою шестигранного з'єднання кріпиться грунто-руйнівний інструмент. При обертанні шнека грунт подрібнюється і поступово піднімається по шнеку. Частина ґрунту зрозумілого шнеком вище за рівень будмайданчика висипається зі шнека і її потрібно прибирати від гирла свердловини. Після досягнення свердловиною заданої глибини шнек, продовжуючи обертати, піднімають на поверхню, відносять краном убік та звільняють від вибуреного ґрунту. Діаметр шнеків змінюється від 72 до 750 мм чи навіть більше.

Б.Буріння роторне. Спосіб використовується в тих випадках, коли грунт має скельні прошарки, валуни або він крупноуламковий або засмічений уламками будівельних конструкцій,

У цьому випадку бурильний інструмент є сталевою трубою високої міцності, яка використовується як обсадна колона. Усередині міститься теж порожниста штанга, на нижньому кінці якої закріплюється бурове долото - двох або трьох-лопатеве, або стирально-ріжуче, фрезерне, пікоподібне і т.п.

Зруйновані породи вимиваються потоком води або глинистого розчину, який подається через порожнину у штанзі та виконує три основні функції:

Охолоджує бурове долото, захищаючи його від перегріву та руйнування;

Виносить на поверхню, тобто на рівень будівельного майданчика зруйновані породи;

Якщо обсадна труба не використовується, то глинистий розчин, просочуючись у пухкий ґрунт, зміцнює стінки свердловини та гідравлічним тиском оберігає їх від обвалення у свердловину.

Глинистий розчин може подаватися як через бурову штангу, так і через проміжок між обсадною трубою і стінками свердловини. В обох випадках виходить він між обсадною трубою та буровою штангою.

Ст.Ударно-канатний. Спосіб старовинний, але для свердловин невеликого діаметра та глибини може використовуватись.

Суть його в тому, що в ґрунті роблять невелике поглиблення, в яке скидають з висоти кількох метрів буровий снаряд - відрізок труби з однією або двома поздовжніми прорізами в стінці. Труба встромляється в ґрунт, розпушує його і набирає у внутрішню порожнину. Трубу знову піднімають та скидають. Після заповнення порожнини ґрунтом трубу відносять убік і через прорізи звільняють від ґрунту. Якщо використовувати обсадну трубу, процес йде швидше і грунт не обсипається.

Будівельні палі, що застосовуються при виробництві фундаменту та однойменного свердловин, використовуються в технології лідерного буріння. Таке буріння вимагає не просто відповідального підходу, а й якісного виконання разом із точністю твору всієї роботи від початку і до кінця.

А враховуючи те, що палі та лідерне буріння свердловин зазвичай застосовуються в , коли грунт промерзлий і досить твердий, без залучення фахівців та вивчення «СНіП» акта просто не обійтися.

1 У чому особливості лідерного буріння?

Лідерне буріння проводиться завжди перед зануренням паль. Робиться це з кількох спонукань. Таких, наприклад, як:

• Зниження загального динамічного навантаження;
• Зменшення шуму від роботи дизельного молота;
• Збільшення максимальної довжини паль, що застосовуються, якщо йдеться про занурення їх в щільний грунт.

Крім того, лідерне буріння свердловин використовується і тоді, коли є піщаний прошарок (від двох метрів) у геологічному розрізі. При цьому займається проектувальник, який зобов'язаний ознайомитися зі «СНіП» актом та вивчити звіт про інженерно-геологічні дослідження .

2 Який принцип роботи лідерного буріння?

Занурення паль у разі, коли необхідно застосовувати лідерне буріння, відбувається із застосуванням або вібромолота, або дизельного молота, або іншої машини для занурення паль у земну породу (грунт).

Загалом вибір способу занурення палі безпосередньо залежить як від умов земної породи, так і від конструкції, довжини і ваги палі. При цьому в обов'язковому порядку вся будівельна робота здійснюється з використанням нормативів «СНіП», за прямої співпраці з фахівцем-проектувальником.

Таким чином, лідерне буріння проводять до здійснення віброзанурення або вдавлювання палі. Іноді в таких випадках застосовують альтернативний варіанту вигляді забиття залізобетонних паль, що здійснюється із застосуванням віброударних пристроїв і вібровдалюючих машин.

Безпосередньо сам процес занурення паль після лідерного буріння поетапно виглядає так:

• Встановлюється будівельне обладнання на вісь у так званому проектному положенні;
• Виробляють;
• Відбувається занурення паль до проектної позначки.

Примітно, що весь процес проведення робіт провадиться за нормативами акта «СНіП», і будь-які спроби імпровізації чи відходження від нормативів можуть призвести до аварійної ситуації та судових розглядів згідно із законодавством країни, в якій відбуваються будівельні роботи на свердловині.

Слід зазначити, що лідерний варіант буріння повсюдно використовується і для створення огорож шпунтових котлованів, а також в прокладці трубопроводу без застосування траншей.

Найчастіше під час проведення такого типу будівельних робіт застосовують установку «СО-2». Спочатку ця установка застосовувалася для створення буронабивних паль, але тепер у переважній більшості випадків застосовується для своєрідної організації. Другою за популярністю установкою для лідерного буріння є ПБУ-2-317 на КАМАЗ-шасі.

У Останнім часомробляться спроби оснащення КМУ «FASSI» на КАМАЗ-шасі гідрообертачем, що дозволить проводити такий самий вид буріння на невеликі глибини (з діаметром від 100 до 1000 мм).

2.1 Плюси та мінуси

Перевагами даного виду проведення облаштування свердловини є те, що є можливість забезпечення вертикальності напряму завантаження паль, а це дуже актуально зимовий часколи земні породи мерзлі і, відповідно, доставляють проблеми під час проведення будівельних робіт. Вертикальність палі досить легко досягається ще в момент її забиття.

Завдяки попередньому проведеннюбуріння свердловини можливість зробити проходження щільних пісків, глинистих земних порід твердої та м'якшої консистенції. При цьому лідерна свердловина, що виробляється з метою зниження опору ґрунту для занурення паль, водночас є напрямною для них.

Завдяки цьому методу можна створити умови, за яких палі збережуться в найкращому вигляді. А це, у свою чергу, дозволить забезпечити їхнє подальше занурення до проектних орієнтирів з більш високою точністю, що позитивно позначиться на загальних тимчасових витратах і зменшить вплив на будівлі та споруди, що стоять поруч.

При проведенні будівельних робіт такого типу в умовах міської забудови з високою щільністю цей метод є найбільш прийнятним та щадним.

Мінусом даного методу можна назвати лише те, що він вимагає серйозної бюрократичної підготовки, вагомих грошових витрат, у тому числі залучення фахівців, та застосування різних високотехнологічних машин та пристроїв.

2.2 Як працює лідерне буріння із забивання паль? (відео)

Лідерна свердловина- це свердловина, створена для подальшого занурення забивної залізобетонної палі. Лідерні свердловини є напрямними отворами в ґрунті, що значно полегшують процес занурення палі.

Дана технологія дає можливість не тільки зменшити опір ґрунту, що дозволяє занурювати палі на велику глибину, але й сприяє значному зменшенню вібраційних навантажень, що виникають у процесі роботи копрових установок та передаються на фундаменти сусідніх будівель.

Рішення необхідність буріння лідерних свердловин приймаються головним проектувальником виходячи з геодезичних досліджень грунту.

Глибина і діаметр лідерної свердловини визначаються виходячи з розмірів палі, що занурюється. Глибина свердловини має бути не більше 90% довжини пальового стовпа, а діаметр – на 30-50 міліметрів менше діаметра ЗБ конструкції. При зануренні паль у вічномерзлі ґрунти та кам'янистий ґрунт допускається створення лідерних свердловин діаметром аналогічним діаметру палі.

Мал. 1: Шнек для буріння лідерних свердловин

Лідерні свердловини, як правило, створюються за методом повного вилучення ґрунту із свердловини в процесі буріння, проте в деяких випадках можлива реалізація технології часткового розбурювання.

При створенні лідерних свердловин виникає необхідність подальшого вирівнювання поверхні ґрунту, оскільки ґрунт, що вилучається шнеком із свердловини, досить сильно збільшує його рівень. Зважаючи на це раціональним є створення котловану з початковим запасом глибини 10-15 сантиметрів.

Мал. 2: Створення лідерної свердловини

Занурення залізобетонної палі в лідерну свердловину може виконуватися двома методами: ударним – за допомогою дизель молотів, або вібраційним – за допомогою віброзанурювачів.

Де використовуються лідерні свердловини

Лідерні свердловини застосовуються для скорочення часу процесу встановлення пальового фундаменту, забезпечення кращої безпеки паль, забезпечення проектних параметрів глибини занурення паль, а також скорочує час подолання шарів ґрунту підвищеної щільності. Занурення паль проводиться в спеціально пробурені в місцях установки паль свердловини. Такі свердловини називають лідерними. Діаметр лідерної свердловини повинен бути на 5 см менше діаметра палі круглого перерізу або діагоналі палі квадратного перерізу.

Мал. 3: Наконечник бурового шнека

Необхідність створення лідерних свердловин зустрічається при облаштуванні пальових фундаментів із забивних ЗБ паль досить часто. До цієї практики вдаються у таких случаях:

• При необхідності занурення палі в грунт, в якій розташований глибинний шар піщаного грунту товщиною понад 2 метри - такий шар ущільненого піску ЗБ паля не може самостійно пройти ні при ударному ні при вібраційному способі занурення;
• При надмірно щільних верхніх шарах ґрунту - у таких випадках створення лідерної свердловини дає можливість уникнути пошкодження ствола ЗБ палі при ударному контакті із щільним ґрунтом;
• При необхідності занурення паль у кам'янистий ґрунт - численні вкраплення гірських порід, розташовані всередині кам'янистого ґрунту, є для палі забивається без попередньо створеної свердловини лідера непереборною перешкодою;
• При зануренні паль у вічно мерзлі грунти - щільність вічно мерзлого грунту значно більша за щільність звичайних грунтів, забити в промерзлий грунт ЗБ палю звичайними методами неможливо;
• При необхідності занурення ЗБ паль на глибину понад 9 метрів - чим глибше знаходиться шар ґрунту, тим більш ущільненим він є, оскільки на нього тиснуть розташовані вище шари ґрунту. При забиванні ЗБ палі нижче певної глибини відбувається її "відмова" (відмова палі) і подальше занурення можливе тільки в пробурену лідерну свердловину;
• При забиванні палі в дисперсні ґрунти - даний вид ґрунту відрізняється мінімальною щільністю через відсутність жорстких структурних зв'язків, внаслідок чого при зануренні палі виникають проблеми з її вертикальним позиціонуванням. Лідерні свердловини в таких випадках виконують напрямну роль, вони дозволяють завантажити ЗБ палю ідеально рівно.

Технологія забивання паль у лідерні свердловини також використовується при пристроїфундаментів, розташованих поблизу будівель та споруд. Глибина буріння лідерних свердловин не повинна перевищувати 90% довжини частини палі, що занурюється в грунт, і визначається шляхом дослідного буріння.

Гідність та недоліки лідерного буріння

Технологія лідерного буріння свердловин під палі має цілу низку вагомих переваг, розглянемо основні з них:

• Лідерні свердловини дозволяють занурювати забивні ЗБ палі в будь-які типи ґрунтів;
• Реалізація технології дозволяє суттєво збільшити максимальну глибину занурення паль;
• Лідерна свердловина, що виконує напрямну функцію, дає можливість виконати ідеально рівне забиття паль, без будь-яких вертикальних відхилень;
• При зануренні палі в попередньо пробурену свердловину значно зменшується деструктивна вібраційна дія на фундаменти прилеглих споруд, що дає можливість облаштування пальових основ у щільно забудованій межі міста.

Також варто відзначити, що занурення ЗБ паль у лідерні свердловини вимагає значно меншої кількості витрат часу, ніж забиття паль у непідготовлений ґрунт.

Мал. 4: Процес буріння лідерної свердловини

Єдиним мінусомЛідерного буріння є необхідність додаткових фінансових витрат. Реалізація даної технології потребує як залучення спеціального бурового устаткування, а й проведення попередніх геодезичних досліджень, у результаті кошторис проектних витрат збільшується досить істотно.

Ціни на буріння лідерних свердловин

Будівельна компанія "Богатир" пропонує своїм клієнтам одну з найбільш низьких цінвиконання лідерного буріння свердловин у Москві області.

Вартість створення лідерної свердловини ми розраховуємо виходячи з її глибини. базова цінаодного погонного метра буріння становить 300 рублів (може змінюватись в залежності від типу ґрунту та обсягів роботи).

Також необхідно враховувати ціну на перебазування будівельної техніки - по Москві та області вона становить 20 тисяч рублів (можливе перебазування в сусідні регіони, її вартість можна уточнити, зв'язавшись з представниками компанії).