Буронабивные сваи от компании БОРА

Технология бурения скважин для анодного заземления не отличается от технологии бурения скважин для водоснабжения. Анодное заземление применяют в системе катодной защиты от разрушающего действия коррозии. Система катодной защиты используется в системах подземных коммуникаций, магистральных трубопроводах, площадочных сооружений промбаз, поселков и компрессорных станций. Глубинное анодное заземление применяется в высокоомных мягких, рыхлых и вязких грунтах с прослойками скальных и мерзлых пород. По глубине заземлителя допускается наличие не более 60% таких пород. ГАЗ (глубинное анодное заземление) применяется в качестве защитного для электрических установок, расположенных в грунтах с содержанием мерзлых и скальных пород.

Технология монтажа анодного заземления

Установка глубинного анодного заземления включает в себя бурение скважины под анодное заземление, размещения в ней металлического проводника и последующее заполнение скважины от устья до забоя неметаллическим токопроводящим материалом. Обычно в качестве такого материала выступает графит или измельченный кокс.

Среди недостатков такого способа можно отметить высокую стоимость металлического проводника из-за большого расхода металла, процессов по спуску, засыпке, трамбованию неметаллического токопроводящего материала и низкий срок службы анода из-за его разрушения вследствие недостаточной сцементированности и высокой растворимости токопроводящих материалов.

Иногда в качестве неметаллического токопроводящего материала используют электропроводный раствор цемента. При заполнении скважины раствором применяют метод вертикально перемещающейся трубы. В верхней части скважины до застывания раствора помещают металлический проводник. В качестве металлического проводника можно воспользоваться стержнем из арматурной стали или инъекционной трубой.

Стоимость данного способа невысокая, но срок службы анода остается низким из-за просадки грунта и, соответственно, просадки заземления. К тому же при данном способе невозможен ремонт и демонтаж установки.

При монтаже анодного заземления поверхностным способом заземлители укладываются горизонтально в траншею, и бурение скважины не требуется. При монтаже глубинного или свайного способов установки бурение скважин необходимо.

Установка глубинного анодного заземления

Глубинное анодное заземление устанавливается в скважину, которая проработана глинистым раствором. Крайне важно не допускать перерывов во время монтировки и установки заземления, поэтому сразу же после завершения бурения необходимо приступать к его установке.

Установка анодного заземления ведется секциями с использованием монтажного стола. Перед  пуском глубинного анодного заземления следует проверить при помощи дефектоскопа качество изоляции. После завершения установки скважина заполняется глинистым раствором либо коксом, верхняя часть, в соответствии с рабочими чертежами и техпроектом – песком или гравием.

Установка свайного анодного заземления

Установка свайного анодного заземления выполняется, чаще всего, из отходов труб, некондиции диаметром от 89 до 320 мм и длиной до 14 – 15 м. Конкретные размеры сваи и ее конструкция определяются техпроектом и рабочими чертежами. 

Порядок выполнения работ при установке свайного заземления следующий:

• подготовка сваи;

• бурение под анодное заземление на расчетную проектную глубину;

• установка буронабивных свай в подготовленные скважины;

• солевая обработка свай в скважинах;

• электрическое подсоединение свай;

• присоединение к кабельному заземлителю;

• обработка оголовков свай. 

Подготавливая сваи к установке, предварительно необходимо придать нижней оконечности сваи конусообразную форму и при помощи сварки к оголовку сваи присоединить фланец с прикрученной на болтах крышкой. Затем по всей длине сваи выполняется перфорация стенок.

Погружение сваи в скважину выполняется вибровдавливанием при помощи паровоздушного молота либо другого аналогичного оборудования. Над поверхностью грунта необходимо оставить оголовок сваи, равный проектной высоте. Около оголовка центровой сваи к соединительной полосе, которая изготавливается из стали, присоединяется токоведущий кабель. Кабель присоединяют сваркой или болтовым соединением.

При обработке оголовка сваи ее торцы накрываются крышками, подсоединенными к фланцам на оголовках. Соединительная полоса из стали и оголовки свай необходимо надежно изолировать от грунта на высоте не менее 30 см. Материал изоляции – битумная мастика. Оголовки свай должны быть обвалованы грунтом на высоте не более 30 см.

Электрохимическая защита, в основе которой лежит анодное заземление, считается наиболее результативным способом, защищающим металлические конструкции от разрушающего влияния подземной коррозии.

Катодная защита это защита металлических частей сооружений путем формирования на защищаемом объекте отрицательных (по отношению к земле) потенциалов при помощи катодной станции – построенного источника энергии.  При этом защищаемое сооружение соединяют с отрицательным выводом станции. Заземление это важная часть электрохимической защиты. Оно необходимо и на производстве, и на электрическом транспорте, и даже бытовую технику, устанавливаемую в квартире, необходимо заземлить, или, как  более правильно сказать, обнулить.

Коррозия – враг металла

Металлические  части наземных и подземных сооружений постоянно подвергаются почвенной коррозии и коррозии, которая вызывается электрическими токами (токи, возникающие вследствие неизбежных электрохимических процессов, блуждающие токи). Коррозии подвергаются трубы, проложенные в земле и даже арматура в бетоне. Эффективность заземления тем больше, чем  лучше его контакт с землей. Поэтому очень важно погрузить анодный электрод как можно глубже, желательно не ниже уровня грунтовых вод, таким образом можно добиться анодного заземления.

Катодная защита – эффективное решение проблем

Катодная защита содержит пассивную систему – так называемую протекторную. В качестве протекторов выступают анодные электроды, погружаемые в электролит – грунт и соединяемые с металлическим защищаемым объектом – катодом. Расходными материалами при изготовлении протекторов служат алюминий, магний, цинк и их сплавы. Если грунт твердый, необходимо осуществить бурение скважины под катодную защиту. После того как скважина пробурена, в нее постепенно опускают электрод заземления, стальные круглые отрезки диаметром от 16 до 20 мм, которые по мере погружения сваривают между собой.

Перед погружением электродов над устьем скважины устанавливается плита с зажимом. Она перекрывает его и не дает грунту осыпаться в скважину. Зажим служит для закрепления  частей погружаемого электрода во время сварки. На последнем этапе скважину замывают заполнителем в соответствии с техническим проектом.

Глубина электротехнической скважины несравнима с глубиной артезианских скважин. Если порода средней твердости, глубина скважины под катодную защиту около 25 – 30 метров. Для бурения  скважин под катодную защиту используются буровые установки большой мощности, которые способны за один день пробурить две – три скважины.

Одними из самых лучших проводников электрического тока являются твердые скальные породы. Три вертикальных электрода, углубленные в твердую породу, типа известняка на 25 метров, в несколько раз превышают эффективность коротких электродов, которые погружены в верхний слой мягкого, сыпучего грунта.

Катодная защита обсадных колонн буровых скважин предусматривает схему совместной защиты нескольких скважин одной установкой катодной защиты, кроме того, применяется персональная защита обсадных колонн. Для достижения большего эффекта на внешние поверхности колонн наносятся защитные покрытия, и цементируется все затрубное пространство скважины.

Вернуться на страницу бурения скважин на воду.

На начальном этапе строительства грунт находится в своем естественном состоянии – не уплотненном. После увеличения нагрузки на грунт, которое обеспечивается новым сооружением, грунт уплотняется, причем не только под возводимым объектом, но и в его ближайшем окружении. Такие физические процессы грозят близко распложенным постройкам деформацией и нарушением целостности. Для того чтобы предотвратить нежелательные последствия, применяется шпунтовое ограждение котлованов или "шпунтовая стенка".

Формируется такое ограждение путем погружения в грунт специальных шпунтовых свай. Шпунтовый ряд, удерживая уплотнение грунта, локализует его в своих границах и полностью устраняет влияние на грунт оснований близлежащих зданий.

Такое ограждение иногда делают временным, но нередко оно используется и постоянно. Например, в том случае, когда шпунтовые ограждения используются в качестве несъемной опалубки при возведении стен подвальных помещений и ленточных фундаментов, а также как водонепроницаемая преграда после понижения уровня грунтовых вод.

Виды шпунтовых сооружений

В зависимости от условий работы, их назначений, размеров котлована и свойств грунта  используют различные схемы шпунтовых рядов. Сооружают их из деревянных, металлических и железобетонных свай. Каждый из видов шпунтового ограждения имеет свои плюсы и минусы.

Шпунты из дерева делают либо составными, сбитыми гвоздями из досок, либо изготовляют из брусков, используя соединение паз-гребень. Деревянные шпунтовые ограждения можно эксплуатировать лишь однократно, так как извлечь их из грунта без повреждений невозможно. Такое однократное использование удорожает строительство. Поэтому наиболее эффективно использование металлических шпунтов.

Металлические шпунты выпускают различных профилей из углеродистой стали – двутавров, труб. Обычно шпунтовое ограждение выполняется из труб диаметром от 219 до 530 мм.  Тип шпунта зависит от глубины котлована, чем он глубже, тем больше подбирается момент инерции сечения. Металлические шпунты можно использовать неоднократно, проверяя после извлечения из грунта на соответствие эксплуатационных норм. После устранения дефектов сваи готовы к дальнейшей эксплуатации.

Железобетонные сваи погружают в грунт при помощи молота с большой энергией удара. При погружении вокруг шпунта грунт уплотняется, что является препятствием для погружения соседних свай. Так как железобетонные шпунты надо погружать вплотную друг к другу, процесс отличается повышенной трудоемкостью. Поэтому применяют их только в тех случаях, когда ограждение делают постоянным,  используя железобетонные изделия в качестве составной части фундамента. Чаще всего такие ограждения используются при проведении работ по укреплению берегов или возведении мостов.

Монтаж шпунтовых ограждений

Для сооружения шпунтовых ограждений применяется несколько способов погружения шпунтов в грунт. Это погружение свай вдавливанием, ударный способ, вибропогружение и комбинированные способы. Перед погружением необходимо выполнить бурение под шпунты – литерные скважины. Затем уже, в зависимости от различных требований и плотности посадки свай в скважины, выбирается метод погружения.

Погружение шпунта методом завинчивания или вдавливания.

Для этого способа применяются шпунты, выполненные из стальной трубы со спиральной навивкой из арматурной стали. Погружение осуществляется путем вращения и одновременного вдавливания. Большой плюс данного метода – обеспечение сохранности близлежащих зданий и отсутствие необходимости постоянного контроля за ними. Поэтому способ завинчивания рекомендован для районов с плотной городской застройкой.

Погружение шпунта в скважины, наполненные раствором цемента – вибропогружение.

При этом методе вначале осуществляется бурение под шпунты скважин до проектной разметки. Затем под давлением через полые буровые шнеки подается цементный раствор, и одновременно осуществляется подъем шнеков. На следующем этапе в скважину, при помощи вибропогружателей, помещается шпунт. Данный метод хорош при строительстве на песчаных грунтах. Кроме того, он отличается повышенной рентабельностью.

Погружение шпунта ударным методом.

После предварительного лидерного бурения скважины, к примеру, скважины для анодного заземления, шпунтовые сваи забиваются копровыми установками. Этот метод характеризуется высокой производительностью труда. Однако из-за значительных динамических воздействий не рекомендуется применять его в условиях городской плотной застройки.

При «легких» грунтах применяются комбинированные способы, когда сваи, после вибропогружения добивают молотом.

По мере разработки котлована его стенки крепятся так называемой забиркой. В качестве забирки выступает либо металлический лист, либо обрезная доска. В дальнейшем эти материалы могут использоваться как опалубка при бетонировании подземных конструкций. Такая ограждающая конструкция водопроницаемая, поэтому если уровень грунтовых вод выше котлована, следует применить водопонижение.

При высоких современных темпах строительства, плотности застройки и стесненности, сооружение шпунтовых ограждений помогает ускорить процесс строительства и обеспечить безопасность на строительной площадке. Ограждения из шпунта позволяют эффективно решить в непростых условиях строительства технически сложные задачи