Устройство буроинъекционных свай

Фундаменты зданий постепенно изнашиваются и теряют свои свойства. Старение строительных конструкций, изменение нагрузок при надстройке этажей и неравномерная осадка могут привести к разрушению. Для предотвращения аварий основания необходимо вовремя укреплять. Современная технология ремонта — устройство буроинъекционных свай. В статье разберем особенности методики и преимущества перед традиционными решениями, а также рассмотрим рекомендации по применению.

Что из себя представляют буроинъекционные сваи

Это конструктивные элементы небольшого размера, изготавливаемые методом бурения скважин с дальнейшим заполнением цементным раствором. Технология буроинъекционных свай предусматривает последовательное выполнение операций: создание скважины диаметром от 50 до 300 мм, монтаж арматурного каркаса и нагнетание бетонной смеси под контролируемым давлением. Процесс обеспечивает плотное заполнение полости и активное взаимодействие с грунтом основания.

От буронабивных и традиционных конструкций, буроинъекционные сваи отличаются:

• небольшим поперечным сечением;
• высокой точностью позиционирования;
• возможностью монтажа в условиях ограниченного пространства;
• минимальным воздействием на несущие конструкции.

Использование свай обеспечивает усиление оснований, восстановление поврежденных фундаментов и стабилизацию грунтовых массивов.

Сфера применения

Усиление буроинъекционными сваями задействуется при реконструкции зданий, когда требуется укрепление существующих фундаментов при увеличении этажности или росте нагрузок. Технология позволяет равномерно распределять дополнительные нагрузки без необходимости полной замены основания. Сваи применяются при устранении дефектов и повреждений существующих сооружений. С их помощью исправляются крены, просадки и деформации сооружений, возникшие вследствие неравномерной осадки грунтов или изменения гидрогеологических условий.

Сваи также востребованы при восстановлении объектов в стесненных условиях, реконструкции исторических зданий, работе вблизи от существующих коммуникаций. Используя методику, стабилизируют грунтовые массивы, укрепляют склоны и оползневые участки. Сваи также подходят для защиты береговых линий, откосов автомобильных и железных дорог, укрепления стен котлованов при новом строительстве. Востребованы при ликвидации последствий аварийных ситуаций, восстановлении объектов после природных катастроф и создании дополнительных опорных элементов при изменении функционального назначения зданий.

Буроинъекционные сваи: технология устройства

Создание свай предполагает последовательное выполнение ряда технологических операций с учетом действующих нормативных требований. Первый этап — геодезические работы, включающие вынос и закрепление осей будущих свайных элементов, привязку к существующим конструкциям и нивелировочные измерения. Одновременно проводится изучение грунтовых условий с использованием данных инженерно-геологических изысканий. Для получения более точных сведений выполняется дополнительное зондирование.

По итогам изысканий проводится расчет буроинъекционных свай:

• глубина погружения — определяется положением несущего пласта;
• диаметр буроинъекционных свай — рассчитывается с учетом требуемой несущей способности;
• шаг расположения — обеспечивает равномерное распределение нагрузок.

По окончании проводится расчет каркаса и составляется схема расположения свай с привязкой к архитектурным осям.

Бурение отверстий для свай

Метод выбирается с учетом грунтовых условий и технических требований. Вращательное бурение с промывкой раствором применяется в устойчивых грунтах и позволяет создавать стволы с гладкими стенками. Ударно-канатный способ эффективен при работе в обводненных грунтах и прохождении плывунных слоев. Шнековое бурение подходит для сухих связных грунтов, где нужно минимизировать осыпание стенок скважины. Контроль геометрических параметров отверстий для свай осуществляется с помощью современного измерительного оборудования. Для обеспечения стабильности стенок скважин в области сыпучих грунтов применяются обсадные трубы, которые извлекаются по мере их заполнения свайным материалом.

Инъектирование раствора

Подача цементно-песчаной смеси осуществляется через полую буровую штангу под контролируемым давлением от 0,3 до 0,7 МПа. Процесс обеспечивает не только заполнение полости, но и уплотнение окружающего грунта за счет проникновения раствора в поровое пространство.

Контроль качества инъекций осуществляется с помощью мониторинга давления и расхода раствора, наблюдения за выходом смеси из устья скважины и фиксации момента стабилизации давления. Уплотнение грунта оценивается по величине поглощения смеси и изменению параметров нагнетания. При снижении давления без изменения расхода вещества делается вывод об образовании фильтрационной зоны. Превышение проектного расхода смеси указывает на наличие пустот и зон высокой проницаемости в грунтовом массиве.

Установка буроинъекционных свай

Монтаж арматуры осуществляется после завершения инъектирования раствора. В подготовленную скважину погружаются заранее изготовленные каркасы или отдельные сваи из стали требуемого класса. Конструкция арматурной основы зависит от проектных требований. Для восприятия изгибающих моментов применяются пространственные каркасы, а для работы на сжатие — отдельные буроинъекционные сваи периодического профиля. Фиксация положения арматуры выполняется с помощью специальных направляющих устройств.

Контроль качества

Проверка сечения буроинъекционных свай, надежности и других параметров выполняется несколькими способами. Полевой метод предполагает проведение статических испытаний эталонных свай штатными нагрузками, динамического тестирования готовых элементов и ультразвукового контроля целостности стволов. При необходимости проводится забор проб для лабораторных испытаний. Образцы свай проверяются на прочность при сжатии и изгибе, а также на коррозионную стойкость. Все результаты контроля документируются в специальных журналах и протоколах испытаний.