Лидерное бурение — предварительная операция, которая выполняется перед погружением сваи в тех случаях, когда грунт не позволяет погрузить сваю стандартным методом вдавливания или забивки. Скважину бурят строго по оси сваи, затем в неё устанавливают и погружают саму сваю до проектной отметки.
Ниже — подробно о том, когда лидерное бурение обязательно, как устроен технологический процесс, как оно влияет на несущую способность согласно действующим нормативам и что учитывается при составлении сметы.
Что такое лидерное бурение и зачем оно нужно
Лидерная скважина — направляющий канал, пробуренный в грунте по оси будущей сваи. Её диаметр всегда меньше поперечного размера сваи: за счёт этого после погружения сваи между её боковой поверхностью и стенками скважины сохраняется контакт с ненарушенным грунтом, что обеспечивает боковое трение.
Основная функция лидерного бурения — снизить сопротивление грунта при погружении сваи. Без предварительного бурения в плотных, мёрзлых или засорённых крупными включениями грунтах свая либо не входит вообще, либо отклоняется от проектной оси. Допустимые отклонения сваи от проектного положения нормируются СП 24.13330.2021 (таблица 11.1) и при их превышении фундамент не принимается.
Лидерное бурение применяется совместно со сваевдавливающими установками (СВУ) и дизельными молотами. Последовательность едина: сначала бурение скважины, затем немедленная установка и погружение сваи.
Когда лидерное бурение обязательно
Необходимость лидерного бурения определяется инженерно-геологическими изысканиями (ИГИ) по площадке. Согласно СП 24.13330.2021 (п. 9.4), проект должен предусматривать лидерное бурение, если погружение свай в конкретных грунтовых условиях затруднено. На практике это следующие ситуации:
Плотные и полутвёрдые глины, суглинки. Грунты с показателем текучести IL < 0,25 и удельным сопротивлением по статическому зондированию qc > 3–4 МПа не поддаются прямому вдавливанию без разрыхления верхних слоёв.
Грунты с прослойками гравия, щебня или валунами. Включения крупного материала смещают сваю с оси, а в крайних случаях разрушают её голову. Лидерное бурение вскрывает препятствие, и свая проходит его без отклонения.
Мёрзлые грунты. При сезонном или многолетнем промерзании верхнего слоя лидерная скважина бурится через мёрзлую толщу; свая погружается в нижележащий талый грунт без риска повреждения при забивке по мёрзлому.
Насыпные и техногенные грунты с крупными включениями. Строительный мусор, остатки старых фундаментов, куски бетона — всё это создаёт местные препятствия, которые снимает предварительное бурение.
Площадки с ограниченным усилием вдавливания. Если несущий пласт находится ниже плотных верхних слоёв, лидерное бурение позволяет пройти их без подбора СВУ с чрезмерно большим усилием.
На площадках с однородными мягкопластичными и текучепластичными грунтами (IL > 0,5) лидерное бурение, как правило, не требуется.
Параметры лидерной скважины по нормативам
Диаметр и глубина лидерной скважины задаются проектом в строгом соответствии с нормативными требованиями — от этих параметров напрямую зависит несущая способность сваи.
Диаметр скважины
По СП 70.13330.2012 (п. 6.2.2) — «Несущие и ограждающие конструкции»:
- для цилиндрических свай — не более 0,9 диаметра сваи;
- для призматических свай квадратного сечения — не более 0,8 диагонали сечения сваи.
Таким образом, для сваи 300×300 мм (диагональ ~424 мм) максимальный диаметр скважины составит около 340 мм; для сваи 350×350 мм (диагональ ~495 мм) — около 395 мм.
Глубина скважины
По тому же СП 70.13330.2012 (п. 6.2.2): глубина лидерных скважин принимается равной 0,9 от глубины заглубления сваи в грунт. То есть нижние 10% длины сваи она проходит без скважины — острие упирается в ненарушенный несущий грунт.
СП 24.13330.2021 (таблица 7.4) дополнительно устанавливает, что концы свай должны заглубляться не менее чем на 1 м ниже забоя скважины. Это минимальный запас, обеспечивающий опору острия на плотный грунт.
Время между бурением и погружением
Стенки необсаженной лидерной скважины в рыхлых или обводнённых грунтах могут осыпаться. Проект производства работ (ППР) фиксирует допустимый интервал — как правило, не более 4–8 часов от момента бурения до погружения сваи. В устойчивых плотных глинах это требование менее критично, но в ППР всё равно прописывается явно.
Технология лидерного бурения: этапы и оборудование
Лидерное бурение выполняется буровой машиной непосредственно перед установкой сваи на данную позицию — поточным методом вслед за разметкой свайного поля.
1. Разметка. Позиция скважины обозначается по разбивочному чертежу с точностью ±10 мм от проектной оси сваи.
2. Бурение. Бур опускается строго вертикально (или под заданным углом при наклонных сваях). Вертикальность бурового снаряда контролируется уровнемером или инклинометром. Бурение ведётся до проектной отметки — на глубину 0,9 от расчётного заглубления сваи.
3. Извлечение бура и удаление шлама. Отработанный грунт вывозится или складируется на площадке согласно ППР.
4. Погружение сваи. Свая устанавливается в скважину и погружается СВУ или молотом не позднее срока, установленного ППР. Нижний участок (≥ 1 м от острия) свая проходит самостоятельно, обеспечивая плотный контакт с несущим грунтом.
Оборудование для лидерного бурения:
- шнековые бурильные установки на гусеничном или автомобильном ходу (наиболее распространены);
- роторные буровые машины — при работе с мёрзлыми или скальными грунтами;
- буровое навесное оборудование на экскаваторах — при малых объёмах и стеснённых условиях.
Диаметр бурового инструмента подбирается под требования проекта с соблюдением соотношений, приведённых выше. Применение инструмента большего диаметра без перепроектирования недопустимо.
Влияет ли лидерная скважина на несущую способность сваи
Это один из наиболее частых вопросов при проектировании. Ответ: влияет, и этот эффект учитывается в расчётах напрямую.
Бурение лидерной скважины частично нарушает структуру грунта вокруг ствола сваи — снижается его плотность и контактное давление. Это уменьшает боковое трение по длине сваи на участке скважины. Величина снижения зависит от:
- соотношения диаметра скважины и размера сваи;
- типа грунта (песчаные восстанавливают плотность быстрее глинистых);
- глубины скважины относительно общей длины сваи;
- времени между бурением и погружением.
Нормативный порядок расчёта (СП 24.13330.2021, таблица 7.4)
При расчёте несущей способности сваи, погружённой в лидерную скважину, расчётное сопротивление грунта по боковой поверхности fi на участке скважины умножается на понижающий коэффициент ξ:
| Условие | Коэффициент ξ |
|---|---|
| Диаметр скважины на 150 мм и более меньше диаметра/стороны сваи | 1,0 (снижения нет) |
| Концы свай заглублены ≥ 1 м ниже забоя скважины | Условие выполнено → полное сопротивление острия |
Таким образом, при соблюдении нормативных параметров (диаметр скважины ≤ 0,8–0,9 размера сваи, заглубление острия ≥ 1 м ниже забоя) снижения несущей способности в расчёте не возникает. Если же скважина пробурена на всю длину сваи или с недостаточным зазором по диаметру — расчётная несущая способность снижается, и это учитывается в проекте.
На практике правильно запроектированное лидерное бурение позволяет получить несущую способность, сопоставимую с прямым погружением, при значительно меньших усилиях вдавливания.
Нормативная база
Лидерное бурение под сваи регулируется следующими действующими документами:
ГОСТ 19804-2012 «Сваи железобетонные заводского изготовления. Общие технические условия» — устанавливает типы, сечения и допуски ЖБ свай, применяемых в том числе при лидерном бурении. Введён в действие с 1 января 2014 г. взамен ГОСТ 19804-91.
СП 24.13330.2021 «Свайные фундаменты» (актуализация СНиП 2.02.03-85, введён в действие 14.12.2021) — основной документ. Пункт 9.4 — условия обязательного применения лидерного бурения. Таблица 7.4 — понижающие коэффициенты к расчётному боковому трению для свай в лидерных скважинах.
СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» (актуализация СНиП 3.03.01-87) — производственные требования. Пункт 6.2.2: нормативные соотношения диаметра скважины и размера сваи (0,9 диаметра / 0,8 диагонали), требование по глубине скважины (0,9 заглубления сваи).
СП 45.13330.2017 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» (актуализация СНиП 3.02.01-87, действует с 28.08.2017, имеет изменения №1, №2, №3) — общие требования к геотехническим работам на площадке. Применяется в части требований к допустимым отклонениям и операционному контролю.
Конкретные требования к журналу лидерного бурения, допустимым отклонениям скважин от проектной оси, порядку операционного контроля — прописываются в проекте производства работ (ППР), разработанном на основе перечисленных нормативов.
Расценки на лидерное бурение в смете: из чего складывается стоимость
Лидерное бурение выделяется в смете отдельной строкой. В федеральных сметных нормативах работы нормируются по ГЭСН-2022, Сборник 05 «Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов». Расценки рассчитываются в соответствии с нормами выработки бурового оборудования и включают затраты на буровой инструмент, топливо и труд машиниста.
Итоговая стоимость определяется рядом факторов:
Диаметр и глубина скважины. Единица измерения в смете — погонный метр. Чем больше диаметр и глубина, тем выше удельная расценка.
Категория грунта. Бурение в мягких грунтах I–II категории принципиально дешевле, чем в плотных глинах и суглинках III–IV категории или гравийно-галечниковых отложениях. Разница в расценках нередко двукратная и более.
Тип применяемого оборудования. Шнековое бурение в стандартных грунтах — наиболее экономичный вариант. Роторное бурение или применение обсадных труб (при осыпающихся грунтах) существенно увеличивает расценку.
Объём работ. При большом свайном поле (сотни и тысячи погонных метров) удельная стоимость снижается за счёт непрерывного цикла без лишних переездов техники.
Стеснённость и доступность площадки. Работа в котловане, подвале или на узкой полосе вдоль здания требует применения компактного оборудования меньшей производительности — расценка растёт.
Транспортное плечо. Мобилизация бурового оборудования на объект за пределами основного региона работы компании учитывается отдельной статьёй сметы.
Лидерное бурение — неотъемлемая часть технологии там, где грунтовые условия не позволяют погрузить сваю без подготовки. При соблюдении нормативных параметров скважины (диаметр, глубина, сроки погружения) оно не снижает несущую способность фундамента и полностью вписывается в требования СП 24 и СП 70.
Подробнее об услуге лидерного бурения скважин под сваи — технические характеристики и условия выполнения работ.