Описание
Буроинъекционные сваи в условиях плотной городской застройки
Буроинъекционные сваи
В начале 90х годов в строительстве активно использовали забивные сваи, но часто это приводило к авариям и разрушениям близлежащих зданий и сооружений. Остро стал вопрос: как возводить фундамент в мегаполисе, когда очень высока плотность застройки, при этом не повредив инженерные коммуникации и фундаменты соседних зданий. Ответ был найден:
Использование буроинъекционных свай (БИС)
Данные сваи также как и буронабивные сваи, применяются вблизи существующих зданий и сооружений при невозможности применения забивных свай в любых типах грунтов. В случае их использования отсутствуют динамические воздействия на грунт при выполнении буровых работ. Поэтому буроинъекционные сваи можно удачно использовать в условиях плотной городской застройки и они получили достаточно широкое применение на объектах инженерной реставрации памятников и реконструкции.
Суть буроинъекционных свай заключается в высокой степени надёжности и обеспечении требуемой несущей способности, минимальной вибрации при их изготовлении. Они применимы в сжимаемых и несжимаемых грунтах, водянистых и крупнообломочных. Все их преимущества в полной мере раскрываются в сложных грунтовых условиях строительства: в техногенных, многослойных, рыхлых и обводнённых грунтах. А также при необходимости исправить недочёты в устройстве фундаментов, проседании, размывании, потере прочности и разрушении оснований сооружений.
Сегодня буроинъекционные сваи представляют собой очень выгодный и практичный способ создания и укрепления фундамента.
Сферы применения буроинъекционных свай
- устройство фундаментов новых строений вблизи существующих или в сложных грунтовых условиях
- устройство фундаментов в стеснённых условиях плотной промышленной и городской застройки
- усиление фундаментов существующих зданий и сооружений в случае возникновения неравномерных аварийных деформаций
- в качестве превентивного усиления при строительстве вблизи расположенного нового здания; при реконструкции зданий с изменением конструктивной схемы и передаче на фундаменты дополнительных нагрузок
- реконструкция оснований существующих зданий
- для целей надстройки
- сфера применения ограничена устойчивыми прочными грунтами, кроме скальных; так как сама технология предусматривает бурение скважин без обсадных труб и прочих защитных мер её исполнение возможно лишь в грунтах, обладающих достаточной крепостью, чтобы стенки шурфа не обвалились внутрь до завершения бетонирования.
Преимущества буроинъекционных свай
- Применимы практически во всех типах плотных и слабых грунтов с невысоким фильтрационным потоком
- Буроинъекционные сваи обладают высокой несущей способностью за счёт развитой боковой поверхности
- Отработанная технология со сравнительно низкой трудоёмкостью способствует высокой скорости исполнения свайного поля
- Более низкая себестоимость изготовления в сравнении с буронабивной технологией, поскольку в большинстве случаев позволяет обходиться без специальных мер защиты (обсадных труб или бентонитового раствора).
Технология устройства буроинъекционных свай
Технология устройства буроинъекционных свай регламентируется сводом правил СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты и состоит из технологических этапов бурения, заполнением мелкозернистой бетонной смесью, погружения армокаркаса. Заполнение скважины производится под давлением через полый шнек буровой машины или по бетонолитной трубе (подача бетонной смеси прямо в забой скважины под высоким давлением, раствор входит в надёжное зацепление с грунтом, частично растворяясь в нём у поверхности стенок), или самотёком при большом диаметре и небольшой глубине скважин.
Используют бетонный раствор, прочность которого проверяют по ГОСТ 18105. Объём закачанного бетона превышает объём пробуренной скважины в 1,5-2 раза, чем обеспечивается высокое проникновение раствора в породу и повышенная несущая способность свай. Бетононасосный узел — это отдельная машина, она подключается и эксплуатируется совместно с буровой установкой при изготовлении инъекционных свай. После заполнения скважины бетоном устанавливается арматурный каркас — заранее подготовленная сварная конструкция из строительной арматуры.
В слабых и водонасыщенных грунтах бурение может проводится под защитой инвентарной обсадной трубы или под креплением глинистым раствором, который способствует дополнительному укреплению среза скважины, с опрессовкой давлением 200-400 кПа.
Момент готовности сваи определяется СНиПом и связан с расчётным периодом отвердевания бетонной смеси. В течение, примерно 28 суток бетон набирает большую долю своей прочности. Хотя этот процесс не прекращается ещё значительный отрезок времени, считается что через 28 дней после изготовления свай они набирают достаточную несущую способность, чтобы считать свайный фундамент (или усиление) готовым. И переходить к следующим этапам строительства здания. Испытания свай проводят в соответствии с ГОСТ 5686.
Буроинъекционные сваи аналогичны буронабивным сваям и, как правило, выполняются диаметром 180-400 мм, без обсадных труб, с заполнением пробуренной скважины водоцементным, цементно-песчаным раствором (мелкозернистым бетоном). Диаметр буровой головки не более чем на 15 мм превышает диаметр шнека, чем обеспечивается дополнительное шлифование и укрепление стенки скважины.
Таким образом, широко практикуется устройство буроинъекционных свай по методу CFA (Continuous Flight Auger, что в переводе с английского означает Непрерывный Полый Шнек (НПШ). Суть которого заключается в непрерывности процесса изготовления сваи, начиная с бурения и завершая опрессовкой.
При устройстве буроинъекционных свай технология CFA (НПШ) обеспечивает высокую производительность, надёжность и соблюдение прочностных характеристик опор. Применяется буровая установка для свай со специальным буром — полым шнеком, дополнительной насадкой для крепления и подвода бетонолитных труб от стационарного бетононасоса к буровой колонне. Полый шнек снабжён заглушкой, выполняет бурение скважины до проектной глубины. После чего под избыточным давлением в полость шнека подаётся бетонный раствор и выдавливает заглушку. Оператор буровой установки приподымает шнек и в забой скважины поступает бетонная смесь. По мере заполнения скважины бур поднимается. После чего в раствор опускается арматурный каркас. Допустимо погружать под собственным весом, но зачастую для этого применяется высокочастотный вибропогружатель (например, В-402). Свая готова после схватывания раствора. Согласно технологии свая может принимать нагрузку не менее, чем через 28 дней после её бетонирования. Метод НПШ, как и буроинъекционная технология применяется в устойчивых грунтах.
В отдельных случаях применяются особые технологии устройства свай. Разрядно-импульсный метод позволяет обеспечить необходимую несущую способность при меньшем диаметре скважин. Это обеспечивается созданием уширений у пяты и в теле сваи серией разрядов импульсного тока. Происходит увеличение площади боковой поверхности, уплотнение прилегающей породы, цементация. Методика нашла применение при укреплении стен и усилении фундаментов зданий, при уплотнении грунтов. Для него требуется специальное оборудование, подготовленный персонал, строгое соблюдение технологии и техники безопасности.
При укреплении фундаментов бурение может проводится под наклоном, прямо сквозь фундаментные конструкции (в соответствии с проектом фундаментоукрепительных мероприятий). Для этого применяют специальную буровую установку, оборудованную мачтой с переменным углом наклона. Вспомогательное оборудование: стационарный бетононасос высокого давления, погрузчик, подъёмный кран. Компания Геострой76 располагает большим парком подобной техники.
