Меры безопасности при строительстве свай методом бурения в тоннелях
Меры безопасности при строительстве свай методом бурения в тоннелях
Предотвращение обрушения скважин
В соответствии с процессом строительства буронабивных свай и характеристиками бурового оборудования, для предотвращения обрушения скважины принимаются следующие меры безопасности:
Перед бурением горных пород для свайного строительства необходимо составить план бурения, исходя из инженерно-геологических условий грунта. Правильный выбор и контроль параметров бурового раствора являются ключом к предотвращению обрушения скважины.
Временная обсадная труба изготавливается из стальной пластины толщиной 10 мм, с внутренним диаметром на 20–40 см больше расчетного диаметра сваи, и в верхней части предусмотрены два переливных отверстия. При установке верхняя часть обсадной трубы должна находиться на высоте 0,5 м над уровнем земли. В глубоких руслах рек с мягким грунтом, илом или песчаными слоями верхняя часть обсадной трубы должна находиться не менее чем на 3 м над поверхностью воды. В местах с относительно толстым слоем мягкого грунта или ила обсадная труба должна быть заглублена не менее чем на 1,5 м в нижележащий непроницаемый глинистый слой.
Глиняный раствор используется для укрепления стенок скважины во время ее формирования. Свойства раствора должны строго контролироваться в следующих диапазонах: относительная плотность 1,2–1,6; содержание песка ≤ 4%; вязкость 16–28 с; скорость коллоидизации ≥ 95%; потери жидкости ≤ 20 мл/30 мин; толщина фильтрационного слоя ≤ 3 мм/30 мин; значение pH от 8 до 11. Во время строительства уровень раствора всегда должен поддерживаться не ниже 0,5 м ниже верхней границы обсадной трубы. На участках с плохими грунтовыми условиями внутреннее давление в скважине компенсируется увеличением плотности раствора и соответствующим снижением скорости бурения, чтобы эффективно предотвратить обрушение.
Предотвращение отклонения скважины от заданного направления
Перед началом бурения необходимо выровнять и хорошо уплотнить грунт под основанием буровой установки, а также уложить под нее шпалы, чтобы предотвратить смещение установки из-за неравномерной осадки. Позиционирование установки должно быть точным, обеспечивая погрешность центрирования бурового долота менее 2 см, а также расположение центров поворотного стола, корончатого блока и обсадной трубы на одной вертикальной линии, чтобы избежать смещения основания и, как следствие, отклонения.
В процессе строительства необходимо периодически проверять горизонтальный уровень буровой установки. Вертикальность скважины следует измерять, когда глубина достигает половины проектной глубины, а также после завершения бурения, чтобы исключить отклонения скважины.
Меры по устранению обрушения, отклонения и утечки бурового раствора вокруг обсадной трубы.
Если в процессе бурения в горных породах обнаружен наклон скважины, буровое долото следует сначала поднять до наклонного участка, а затем исправить отклонение путем многократного прохода скважины на низкой скорости. Если отклонение значительное и не поддается коррекции, скважину необходимо засыпать грунтом примерно на 0,5 м выше наклонного участка. После того как засыпка осядет и станет плотной, бурение можно возобновить.
Если во время бурения уровень бурового раствора внутри обсадной трубы резко падает и сопровождается образованием пузырьков, высока вероятность обрушения скважины. При незначительном обрушении можно продолжить работы в затронутой зоне, снизив скорость бурения и увеличив плотность бурового раствора. В случае сильного обрушения бурение необходимо немедленно остановить, а скважину засыпать глиной. Возобновление бурения возможно только после стабилизации стенки скважины.
Строительство буронабивных свай должно строго следовать принципу «одна скважина забита, одна свая бетонирована», чтобы избежать чрезмерного простоя между завершением бурения и заливкой бетона, который может привести к обрушению. Строительство должно быть организовано в соответствии с последовательностью, определенной в техническом задании на строительство. Минимальный интервал времени между строительством двух смежных свай не должен быть менее 24 часов, чтобы избежать соединения между скважинами (связи между сваями).
После завершения заливки бетона открытую площадку у оголовка сваи и вокруг скважины необходимо закрыть и защитить арматурной сеткой или досками, чтобы предотвратить случайное падение персонала в скважину и возникновение несчастных случаев.
