При расчете по прочности материала буроинъекционных свай, прорезающих сильносжимаемые грунты с модулем деформации Е 5 МПа, расчетную длину свай на продольный изгиб в зависимости от диаметра свай d следует принимать равной:

при Е 2 МПа =25d

при 2
Периметр поперечного сечения ствола u для буроинъекционных свай следует принимать равным периметру скважины, пробуриваемой при их изготовлении.

Буроинъекционные сваи: технология установки и устройство БИС

Буроинъекционные сваи (БИС) используются при сооружении объектов, расположенных на участках плотной застройки: микрорайоны города, крупные промышленные предприятия. Это эффективная замена забивным опорам, во время работы с которыми появляются сильные динамические колебания в слоях грунта. Это нарушает целостность близлежащих сооружений. БИС решает проблему негативного действия на конструкции, расположенных по соседству со строительным участком.

Принцип технологии

Для буроинъекционных опор в земле делаются скважины диаметром до 40 см. При достижении необходимой глубины они наполняются водоцементным или цементно-песчаным составом, подающимися внутрь под большим давлением с помощью полого шнека. За счет подачи раствора под давлением его можно заливать и в горизонтально, и в вертикально сделанные скважины. Затем в еще не застывший бетон устанавливается армированное каркасное основание.

После засыхания состава скважина становится монолитной железобетонной опорой, на которую в последующем происходит установка фундамента дома.

Требования к армированию и бетонированию

С учетом действующего СНиП существуют определенные требования к бетонированию и использованию армирования в буроинъекционных сваях. Технология установки:

1. Сечение устанавливаемого каркаса должно быть всегда меньше на 14 см, в отличие от диаметра пробуренной полости. Это позволяет избежать заклинивания каркаса в скважине.
2. Для армирования применяются пространственные каркасы, у которых продольные пояса находятся на одинаковом расстоянии по отношению друг к другу. Минимальное число продольных прутьев — 6 штук, класс арматуры — А3 (сечение — не менее 18 мм).
3. К армирующим каркасам предъявлены высокие требования относительно жесткости. Крепление элементов производится с помощью сварки, арматура должна быть дополнительно усилена стальными кольцами, находящимися с внешней части каркаса с дистанцией 2 м. Устанавливаются кольца с шириной 5−10 см, толщиной — 8−10 мм.
4. Наибольшая длина арматуры — 11,7 м. Если требуется установка каркаса в скважину большего размера, то отдельные части свариваются друг с другом на стройплощадке.
5. Для устройства буроинъекционных свай используется бетон М300 с классом сжатия не менее В22,5.

Также требуется заливка защитного бетонного слоя вокруг каркаса слоем не менее 7 см. Равномерное расположение арматуры в скважине достигается благодаря креплению фиксаторов на металлических кольцах жесткости.

Перерасход раствора, который обусловлен заполнением скважины, пока из полости не появится чистый от шлама бетонный состав, должен быть не более 25% от запланированного объема заливки одной сваи.

Условия монтажа

Также существуют требования и к непосредственно процессу монтажа БИС. С учетом СНиП должны быть соблюдены следующие условия:

1. Во время постоянных работ можно бурить близлежащие скважины с шагом, который не превышает 3 диаметра уже находящейся сваи. Если дистанция меньше допустимой, разрабатывать новую опору можно только по истечении суток после заливки бетоном предыдущей опоры.
2. Процесс заливки бетоном производится при постоянных поступательно-возвратных передвижениях шнека.
3. Обязательное сохранение постоянного давления подачи бетонного раствора при наполнении полости, при его снижении требуется уменьшить время извлечения шнековой колонны.
4. После окончания процесса заливки бетоном МБУ должна отъехать от скважины. Грунт, который был выработан во время установки опоры, убирается с помощью экскаватора.
5. После очистки территории в устье скважины устанавливается кондуктор и выполняется заливка бетоном надземной части опорного столба.
6. Армирование сваи производится тут же по окончании наполнения полости бетоном и очищения устья скважины.

Внимание: Максимальный временной интервал между заливкой бетона и установкой каркаса не должен быть больше 20 минут.

Сфера использования

Чаще всего буроинъекционные столбы применяются в случае, если невозможно установить забивные сваи. Но это не единственная область их использования. Строители также могут воспользоваться этой технологией если:

• необходима закладка фундамента на нестабильных грунтах;
• требуется укрепление основной конструкции, когда необходимо превысить расчетные нагрузки — утяжелить поверхность фасада облицовкой, соорудить мансарду, установить надстройку;
• необходимо сохранить естественный ландшафт от разрушений при строительстве;
• исправить крен здания из-за неравномерной усадки уже сооруженной коробки конструкции.

Основное отличие буроинъекционных свай от буронабивных опорных столбов заключается в способе подачи инъекционного бетонного раствора в забой.

С учетом качественного состава почвы и близости прохождения подземных вод, технология постоянно усовершенствуется.

Так, сегодня существуют следующие способы:

1. Буроинъекционные опорные столбы с обсадкой отверстия монтируются в зонах с ослабленным грунтом, где часто происходит его пучение в зимний сезон. Обсадка выполняется с помощью металлических гильз, устанавливающихся в скважины. После заливают бетонный раствор.
2. БИС без дополнительной обсадки используется на стабильной почве с небольшим количеством подземных вод. Максимальный диаметр этих опор — 18 см. Пробуренную скважину армируют и заполняют бетоном зразу после достижения требуемой глубины.
3. Опоры с навивкой характеризуются особой технологией устройства. Скважины для них делаются с помощью специального наконечника в виде винта. Вместе с бурением производят армирование.

Обсадка скважин удорожает стоимость сооружения фундамента, но это гарантирует его устойчивость и продолжительное время эксплуатации.

Спецтехника для установки свай

Для организации буроинъекционных опор используют мобильные буровые установки (МБУ). При сооружении фундаментов чаще всего используют колесные МБУ.

Буровое оборудование МБУ находится на основной платформе, которая крепится к транспортному шасси на шарнирных соединений. С учетом вида платформы спецтехника бывает поворотной и фиксированной. Для бурения каждой следующей скважины МБУ с фиксированным механизмом необходимо изменять положение, при этом наличие поворотной техники позволяет машине бурить одновременно несколько скважин с учетом их расположения.

Основная рабочая часть МБУ — буровая колонна, состоящая из вертлюга, бура шнекового типа, подъемных цилиндров, вращателя и металлической мачты, по которой передвигается шнек.

Острие бура комплектуется заглушкой, предотвращающей заполнение скважины землей во время разработки полости. При окончании бурения, когда производится заливка бетоном, подаваемый по скважине раствор выдавливает из своего штатного места заглушку.

Нагнетание состава в шнек происходит за счет бетононасоса. МБУ подсоединяется к буровой колонне с помощью вертлюга, куда подключаются подающие шланги. Допустимое давление подачи бетонного раствора — 10 мПа.

Для установки в полость каркаса используют подъемные краны. При монтаже опор размером до 5 м арматура опускается в скважину под собственным весом, но во время работы с более длинными конструкциями для армирования дополнительно применяется виброгружатель.

Основные преимущества

Основным достоинством буроинъекционных опорных столбов считается абсолютное отсутствие вибрации при выполнении строительных работ.

Помимо этого, к достоинствам можно отнести:

• увеличение прочностных характеристик основания и непосредственно конструкции дома;
• снижение сроков строительства, так как установка буроинъекционных опор максимально автоматизирована и не нуждается в малоквалифицированных подсобных рабочих;
• способность произвести монтаж в стесненных условиях;
• снижение материальных затрат является следствием сокращения времени строительства;
• возможность выполнения установки без смещения слоев грунта;
• огромный спектр использования — несущие конструкции домов, стенки котлованов, сооружение основания;
• с помощью буроинъекционной технологии можно возводить здания на участках в которых использование традиционных свай невозможно из-за опасности нарушения целостности рядом находящихся домов;
• можно производить работы в зимнее время.

Буроинъекционные сваи — современная и высоконадежная технология, имеющая множество неоспоримых достоинств.

Недостатки при обустройстве

Использование буроинъекционной технологии имеет и определенные недостатки. Так, во время обустройства этих свай, в отличие от набивных и буронабивных опор, нет искусственного уплотнения почвы. То есть их несущая возможность находится на уровне природного состояния.

Использование буроинъекционных опор зачастую является невозможным из-за угрозы выдавливания бетонного состава из почвы грунтовыми водами до его полного засыхания. Этот процесс может произойти при сооружении оснований в песчаных обводненных почвах с высоким коэффициентом фильтрации, а также активным передвижением подземных вод.

Некоторые сомнения относительно качества уже изготовленных фундаментов может вызывать и технология их обустройства. Нередко появляются сложности во время погружения арматурного каркаса в бетон, который при низком давлении опускается на глубину не больше 75−85% длины опоры. Последующее погружение армирования, которое происходит под повышенным давлением, приводит к нарушению целостности арматуры, ее выпиранию из стен опоры. То есть нижний участок сваи находится почти без армирования.

Но сегодня пока не известно ни одной серьезной аварии, которая связана с деформацией основания из буроинъекционных опорных столбов. Их сфера использования в последнее время только увеличивается.

Формирование стоимости

Чаще всего во время устройства буронабивных свай производится целый комплекс строительных работ: разметка свайного поля, бурение скважин, сварка арматурных каркасов, установка армирования в полости, заливка бетонного раствора в скважины с использованием глубинного вибратора. То есть общая стоимость буроинъекционных свай состоит из следующих частей:

1. Стоимость работ по бурению скважин (глубина бурения).
2. Цена водо-песчаного или песчано-цементного состава (объем требуемого раствора).
3. Стоимость арматуры и сборка армированного каркаса.
4. Амортизация специальной техники, которая используется на стройплощадке.
5. Доплата, если рабочий процесс осложняется с учетом особенностей местности (тип и сложность рельефа).

Правильно рассчитанный и грамотно установленный фундамент на буроинъекционных сваях подойдет для сооружения любых конструкций на неустойчивых грунтах. В отличие от ленточного основания, фундамент на сваях стоит гораздо дешевле. Установку буроинъекционных свай стоит доверять лишь опытным строителям. Только так получится сделать действительно прочную основу здания.

Разновидности и устройство буроинъекционных свай

Технология применяется для оснований гражданских и промышленных сооружений. Буроинъекционные сваи выполняют методом подачи бетона под давлением в скважину. Смесь вводят посредством шнека, затем устанавливают каркас из арматуры на уровень отметки по проекту. Железобетонные конструкции делают диаметром 12 – 30 см и опускают на глубину до 20 метров.

Устройство буроинъекционных свай (БИС)

Используют густой бетон марок от М400 и больше, объем воды составляет 40 – 70% от кубатуры цемента. Бетон должен набирать прочность 15 МПа через неделю твердения, 30 МПа и более — через 28 суток. Сваи армируют объемными каркасами или закладывают внутрь единичные стержни. В ответственных случаях применяют металлические трубы или делают комбинированную основу. Вид армокаркаса принимают по расчету в соответствии со СНиП 2.02.03-1985.

Бетон готовят на объекте или доставляют с завода, при этом время подвоза не должно превышать 15 минут. В процессе обустройства тщательно контролируют скорость вращения шнека и количество ударов при заглублении оболочки, чтобы не выбрать лишний грунт. Иначе будет перерасход материалов на замещение вынутой земли, и арматура может быть установлена на неправильной высоте. Металлический каркас заглубляют непосредственно после извлечения бура или ставят уже в бетонную смесь.

Разновидности буроинъекционных свай

Отличие БИС заключается в способе наполнения раствором скважины. Стандартная технология выполнения инъекционной сваи изменяется в разных случаях и зависит от качества почвы и характеристик строения.

Виды буроинъекционных оболочек:

• скважины без обсадки;
• проход с установкой металлической оболочки;
• с винтовым погружением.

Первая технология используется в мало обводненных грунтах, при этом шнек выбирает землю, и бетононасос подает раствор внутрь забоя. Подбирается диаметр долота и транспортера. Обсадка из труб применяется в оплывающих и размывающихся грунтах, при этом увеличивается прочность элемента, экономится бетон.

Винтовые сваи не требуют начального прохода бурением. Труба снабжается лопастями и вкручивается в требуемом месте на нужную глубину. БИС бывают висячего типа, различаются также сваи-стойки, которые опираются основанием на стабильный слой грунта.

Без дополнительной обсадки скважины

Устройство опор методом непрерывного полого шнека (НПШ) больше применяется за границей, но и в России набирает популярность. Буровая колонна складывается из пустотелых шнеков и опускается в землю до монтажной отметки. Грунт поднимается на поверхность спиральным шнеком. Освободившееся пространство заполняют бетонным раствором, который поступает в скважину под давлением.

Преимущество метода в том, что его производительность больше, чем метода с монтажом обсадки в 5 – 10 раз. За счет давления раствора увеличивается компактность почвы вокруг сваи, одновременно уплотняются стенки прохода, за счет чего повышается прочность стержня.

Сокращается время работы техники, что ведет к улучшению экологии, если монтаж ведется в условиях города. Работы по установке свай без обсадки проводятся с меньшим количеством производимого шума, т.к. не нужно удалять землю с поверхности шнека.

С обсадкой скважины

Сущность обсадной технологии буроинъекционных свай заключается в использовании секционных многоразовых труб. Коллекторные элементы опускаются по мере бурения прохода и вынимаются после бетонирования очередного участка. Секции скрепляются с помощью технологичных стыков или методом сварки.

Бурение проводят вращением, ударами или вибрацией или используют составные способы. Для этого применяют станки бурения, домкраты и вращатели. Ствол зачищают после достижения нужной отметки и подают вниз арматурный каркас. Бетонирование проводят с непрерывным уплотнением смеси для очищения от воздушных пузырьков.

Очередность армирования и подачи раствора может меняться в зависимости от выбранной конструкторами технологии обустройства свайного фундамента. Устанавливают наклонные или отвесные стойки в тесных условиях, где нельзя применить другую технику. Обсадная технология используется в близости от соседних зданий, в нестабильных почвах, в дне водоемов.

С винтовой набивкой

Метод несущих винтонабивных стоек не требует бурения прохода перед установкой сваи, т.к. на трубу ставят лопастной наконечник. Труба погружается завинчиванием в грунт, при этом монтаж напоминает технологию устройства свайно-винтового основания. Сегменты арматурной конструкции сваривают или соединяют узлами из проволоки.

Инъекционные сваи, установленные завинчиванием, имеют преимущества:

• невысокая стоимость обсадки и низкие трудозатраты;
• быстрое устройство фундамента;
• возможность установки самостоятельно;
• не требуется предварительная выемка грунта.

Винтовые сваи часто выбирают для строительства частного дома. Лопасти ставят не только на конце, но и по всей поверхности трубы, если на участке рыхлая почва. Обсадка со временем подвергается коррозии и снижает защиту, кроме того, труба трудно завинчивается в прочных слоях, например, скальных.

Преимущества БИС

БИС ставятся на различную глубину, которая выбрана расчетом, при этом диаметр определяется в зависимости от нагрузки надземного строения. Метод без установки обсадки экономит средства за счет отсутствия металлических оболочек. Такой вариант применяется повсеместно, где есть водонасыщенные почвы. В сухих бетон быстро твердеет (отдает влагу), и нет возможности полноценно разместить арматурные вставки.

Шнековая выемка земли позволяет одновременно заполнять проход раствором, поэтому бетонирование начинают сразу после достижения отметки заглубления. Такой вариант набивки исключает осыпание стенок забоя и обрушения боковых слоев, поэтому часто используется недалеко от существующих оснований.

Методику БИС осуществляют не только для нового строительства, но и при корректировке наклона просевшего строения.

Оборудование для установки

Закладка стержнейведется с применением специальной техники. С помощью подручных приспособлений и инструментов также можно поставить буроинъекционные стержни, но только для малых строений загородного типа.

Разные установки на базе силового агрегата отличаются техническими параметрами и мощностью. Навесные приспособления с мощной помпой монтируются на любом автомобиле. Используются самоходные МБУ — мобильные буровые установки с колесным или гусеничным ходом. Для строительства зданий больше используются автомобильные платформы, т.к. они более мобильные.

Базовая колонна содержит элементы:

• шнековый бур;
• вращатель;
• вертлюг;
• металлическая мачта;
• гидроподъемник.

Машины для бурения бывают поворотные и фиксированные. Первые с одной точки разрабатывают несколько проходов по периметру, а второй тип требует перебазировки после каждой скважины.

Технология выполнения

Бурение передает нагрузки на грунтовой массив, поэтому есть ограничение по одновременной установке определенного числа свай. Если расстояние между стержнями меньше нормативного значения, устройство соседней стойки разрешается после твердения раствора в предыдущем стволе.

Нужно следить, чтобы на пути бура не встречались слои с галькой или валунами. Наконечник сверла может отклониться при прохождении таких напластований, и свая будет выполнена неправильно. Бурение может остановиться из-за трудности преодоления, или разрушится острие.

Бетононасос развивает давление до 25 – 30 атмосфер и инъекция проводится, пока смесь не будет выходить из устья забоя. Объем раствора составляет 1,5 – 2,5 от кубатуры скважины. Если ушло больше бетона, тподача приостанавливается до застывания и делается опрессовка. Ситуация возникает при слабых грунтах или в отсутствии обсадки.

Усиление фундамента буроинъекционными сваями

Укрепление оснований в аварийном состоянии с помощью инъекционных оболочек делают после появления трещин на стенах, что говорит о просадке. Усиление опоры здания нужно при выполнении надстройки этажа или увеличении нагрузки на перекрытие строения.

Этапы усиления опорной части здания:

• исследование объекта, проектный расчет для нахождения требуемого диаметра и протяженности стержней;
• подготовка площадки к работе, установка буровой техники;
• возведение аварийного балочного ростверка по периметру существующего основания;
• бурение проходов, заполнение оболочек раствором с армированием и опрессовкой;
• выравнивание земли и устройство отмостки.

Работу выполняют специалисты, т.к. без технических знаний можно разрушить основание и достичь эффекта ослабления.

Рекомендации по применению

БИС устраивают, если нет возможности выполнить сваи забивным способом. При этом окружающая почва ослабляется и земля наплывает в стволе, что вызывает повышение объема выработки и увеличение рабочего диаметра сваи.

Буроинъекционные стержни используют в случае:

• усиления опорной части здания, стен котлована, подпорных стенок;
• возведения основания в грунтах со сложными характеристиками;
• строительство в условиях плотной застройки квартала;
• устранения наклона и просадки здания.

Расчет стойки предполагает сбор нагрузок и определение их вида. Если предполагается сдвиг, кручение или разрыв, помимо сжатия, армирование выполняется по всей длине оболочки. Перед выбором проводят изыскание для нахождения агрессивных водных потоков в грунте и определения их влияния на материал стойки.

Как производится укрепление буроинъекционными сваями?

Буроинъекционные сваи представлены в виде особой разновидности фундамента.

Эта технология усиления фундаментов задействуется при проведении нового строительства, а также для реконструкции зданий и монтажа оградительных стен строительных котлованов.

Буровая установка каретка для буроинъекционных свай

Укрепление фундаментов такими сваями приводит к тому, что такое динамическое воздействие усиления на грунтовый слой и фундамент строения полностью теряет свою силу.

Это является основополагающим фактором при ведении строительных работ и формировании фундамента в условиях городских застроек.

Особенности буроинъекционных свай

Буроинъекционными сваями принято считать конструкции, которые возникают при замещении выбуренного грунта заранее подготовленной смесью бетона.

Пример устройства можно рассмотреть в подаче бетонной смеси в скважинный забой через наполненный шнек под воздействием давления.

Представленная технология усиления фундаментов основывается на армокаркасе. Устройство буроинъекционных свай происходит в заранее уложенный бетон фундамента до уровня достижения проектной отметки.

Пример такой технологии можно увидеть в том случае, когда сваями производится укрепление фундамента для:

• гражданских строений;
• промышленных зданий;
• уже существующих фундаментов;
• зданий, находящихся на просадочном грунте;
• ограждающих конструкций.

Такая технология усиления фундамента активно применяется в специфических условиях стесненных строительных площадок.

Технология усиления фундаментов не требует применения крупногабаритного оборудования и исключает большие объемы земляных работ.

Наиболее яркий пример преимущества усиления буроинъекционных свай – это скорость, с которой происходит усиление фундамента.

Кроме того, укрепление фундамента производится с применением компьютерной контрольно-измерительной аппаратуры, что являет собой пример высокой степени надежности конструкции.

Особенности устройства буроинъекционных свай позволяют применять их для усиления несущих способностей объекта и повышению уровня требований к его прочности.

Пример технологии устройства буроинъекционных свай

Как пример – расширение фундамента, увеличение этажности, расширение мостов, установка дополнительных конструкций.

Устройство таких свай позволяет проводить усиления фундаментов в уже существующих постройках даже в тех случаях, когда уровень плотности застройки предельно высокий.

Кроме того, усиления с помощью буроинъекционных свай могут проводиться на тех площадках, которые отличаются проблемными геологическими условиями.

Сейчас существует большое количество таких строительных объектов, которые отличаются расположением нового объекта на небольшом расстоянии от уже существующего. Усиление фундаментов, в таком случае, относится к числу технически сложных задач.

Благодаря особенностям устройства буроинъекционных свай, фундамент может быть надежно защищен от постоянно возникающих вибраций и повышенного уровня нагрузок во время проведения строительных работ.

Также при последующей эксплуатации строения, его структура подвергается укреплению с участием представленных свай. Устройство таких свай помогает сократить деформационные риски и неправильную осадку грунта при проведении строительных работ.

Устройства, представленные в виде малогабаритных буровых машин и передвижных бетонозаводов, позволяют производить манипуляции по монтажу и установке буроинъекционных изделий даже в таких условиях, где пространство достаточно ограниченно. Устройство таких свай позволяет активно применять их при:

• строительстве туннелей;
• надстройке зданий;
• укреплении уже существующего фундамента;
• создании подземных паркингов.

Такие явления как внезапное повышение уровня грунтовых вод, чрезмерное увлажнение грунта и постепенный износ несущих конструкций, в большинстве случаев приводят к тому, что здание начинает неравномерно оседать.

Пучки тонких свай расходящихся под разными углами наклона

Это происходит из-за того, что оно было возведено на фундаменте плитного или ленточного типа. Наиболее эффективным методом остановки таких разрушительных процессов является применение буроинъекционных свай.

При этом накренившийся фундамент подвергается усилению в максимальной области осадки. Затем, через некоторое время, производится тщательное усиление ряда других точек фундамента, которые просели до определенной отметки.

Тот участок, который был наиболее подвержен проседанию, укрепляется посредством введения в конструкцию свай. Приподнятые зоны постепенно опускаются на нужный уровень. Это происходит посредством ослабления оснований, с помощью увлажнения или раскопок грунта.

Область применения

Существует целый ряд случаев, в которых установка буроинъекционных свай является единственным приемлемым способом, с помощью которого может быть создан долговечный и прочный фундамент. Особая необходимость установки таких конструкций возникает в случаях, когда:

• производится работа с грунтами, изобилующими крупными кусками скальных включений или с большими показателями просадкости;
• строительство производится на тех участках, угол наклона которых больше 8%;
• создается фундамент на грунтах, обладающих недостаточной толщиной;
• строительство ведется на тех участках, где часто попадаются плывуны или грунтовые воды.

Фундамент, возводящийся по принципу «стена в грунте» сейчас считается наиболее современным типом опорной конструкции.

Благодаря его включениям можно возводить масштабные строения даже в тех типах почвы, которые для этого изначально не подходили.

Такие сооружения, с применением буроинъекционных свай, позволяют создавать эффективную защиту от оползней и предохраняют строения от проникновения грунтовых вод.

Буроинъекционные сваи постоянно совершенствуются и все чаще применяются при проведении различных геоинженерных манипуляций.

Устройство и технология буроинъекционных свай

Представленные изделия, на сегодняшний день, получили широкое распространение в горнопромышленных отраслях, горном строительстве, геотехнике. Как правило, бурение под сваи осуществляется на протяжении нескольких этапов.

Применяя такие конструкции можно заметно сэкономить время. Это связанно с тем, что при создании таких свай цементный раствор можно вливать в скважину непосредственно во время процесса бурения.

При проведении работ с большими объемами такая экономия заметна очень существенно. Сама технология начинается с того, что проводится подача цементного раствора в скважину через внутренний желоб.

Впрыск цемента производится с помощью специального приспособления, которое способствует равномерному распределению подаваемого под давлением раствора по сформированной из грунта свае.

В процессе этого, все мелкие частицы, которые имеются на стенках сваи, поглощаются потоком раствора.

В итоге прочность стержня значительно увеличивается, несмотря на то, что скорость его создания довольно высока.

Метод, с помощью которого производится бурение под сваи, с параллельной заливкой раствора, в большинстве случаев используется при формировании фундаментов крупных зданий, а также для укрепления склонов и для защиты стен фундамента от обрушения.

Как устроены буроинъекционные сваи?

Вся конструкция состоит нескольких частей – это штанга, муфта, центратор, буровая колонка, шайбы и гайки.

Шайбы в зарубежных аналогах изготавливаются с применением стали марки 28Mn6. Отечественные аналоги производятся из стали марки 30Г.

Существенное значение уделяется правильно подобранной резьбе. В большинстве случаев, трапецеидальная или круглая резьба значительно увеличивает адгезию раствора, который подается в скважину.

Нарезка осуществляется с ориентировкой на метод холодного проката. При помощи муфт штанга соединяется в цельную буровую колонну.

Представленные соединительные элементы изготавливаются с применением мелкозернистой стали под маркой 28Mn6.

Внутри муфт также нарезается резьба. Когда производится бурение под сваи, то применяется так называемая система GSI, которая позволяет применять буровые колонки.

Каждая отдельно взятая колонка подходит под определенную разновидность грунта. При необходимости наконечники колонок дополнительно укрепляются твердыми сплавами.

Централизаторы изготавливаются с применением таких марок стали, как 42CrMo4 и 42ХМ. Это узловое соединение является одной из ключевых деталей всей конструкции, ввиду того, что от него зависит центрирование всей колонны при проведении работ.

Если сваи не будут точно отцентрированы, то поступающий в скважину раствор не будет способен к равномерному распределению.

Это может провести к различным механическим повреждениям или коррозийным процессам в штангах.

Центратор всегда должен быть на несколько миллиметров выше, чем сама буровая коронка. Гайки, используемые для соединения различных элементов сваи, могут иметь прямую и сферическую форму.

Эти изделия изготавливаются с применением стали марок 42CrMo4, которые известны своей высокой степенью устойчивости к высоким температурам.

Эти детали при производстве проходят дополнительную термическую обработку. После этого показатель их твердости становится равен 26-28 HRC. Шайбы изготавливаются из стали СТ3с.

Как происходит установка буроинъекционных свай? (видео)

Виды и технологические нюансы

Все существующие на сегодняшний день буроинъекционные сваи подразделяются на два основных вида. Эти виды разнятся тем, что имеют разные части, передающие посильную нагрузку на грунт.

1. Сваи-стойки погружаются в глубоко лежащие слои подземных пород и осуществляют передачу нагрузки через пяту.
2. Сваи висячего типа конструируются на том участке, который не имеет крепкого несущего слоя. Они производят передачу нагрузки на грунт, используя для этого боковую поверхность.

Расчет буроинъекционных свай направлен на то, чтобы текущий процесс производства изделий проходил через нужное количество ключевых пунктов, имеющих важное значение. Эти расчетные пункты представлены в виде:

• тщательного заполнения скважины бетоном и его доливкой в процессе оседания смеси;
• плотности мелкозернистого бетона;
• степени прочности бетона.

Для осуществления контроля над двумя последними параметрами необходимо проводить отбор необходимых образцов с частотой равной одному разу в сутки.

В большинстве случаев расчет производится с применением ряда специальных формул, которые публикуются в специализированных строительных справочниках.

В тех видах грунтов, которые имеют высокую степень склонности к оплыванию, применяется обсадка скважин при помощи металлических труб.

Усиление фундамента буроинъекционными сваями

Иногда можно использовать промывку с участием разбавленных бетонных смесей. Они подвергаются застыванию после того, как шнек затирается в стенки.

Таким образом, формируется достаточно надежная обойма, которая берет на себя функцию обсадки.

Монтаж тех свай, которые снабжены винтовой навивкой не требует проведения предварительных бурильных работ.

Буроинъекционные сваи: устройство, виды, монтаж

Возведение столбчатого и любого другого типа фундамента требует внимания к обеспечению достаточного уровня прочности. Это служит гарантом качества возводимой конструкции и надежности в ее будущей эксплуатации. Существует множество методик, которые призваны обеспечить устойчивость фундамента. Среди них много инновационных и пока не подтвержденных достаточным числом примеров, но есть и проверенные неоднократно.

Стоит детально разобраться и ответить на вопрос: буроинъекционные сваи — что это такое?

Устройство буроинъекционных свай

Буроинъекционные сваи, технология производства которых требует особого внимания, призваны создать фундамент высокой надежности. Само устройство буроинъекционных свай гарантирует устойчивость конструкции. Их производят с использованием армирующих элементов.

В оптимальной ситуации после извлечения бурового инструмента, которым выполняют скважины, следует погружать каркас из арматуры. Сегменты, составляющие этот каркас, скрепляют сваркой или проволокой. Стыки должны быть прочными и обеспечивать работоспособность «скелета».

Если сваи небольшие, то допускается погружать каркас в уже закаченную инъекционную смесь.

Устройство буроинъекционных свай

Подача используемого раствора осуществляется с помощью полого бурового шнека или трубы, которая извлекается или остается в массе бетона. В работе применяют насосы, создающие давление до 30 атмосфер. Инъекцию по созданию сваи выполняют до тех пор, пока смесь не станет выходить из устья скважины.

Технология устройства буроинъекционных свай определяет объем смеси в 1,25 – 2,5 от объема созданной скважины. В некоторых ситуациях этого объема может не хватить, что связано с рыхлостью стенок и просачиванием смеси в грунт.

Рекомендованный раствор для инъекционных работ — марки П4. В проекте закладываются характеристики прочности бетона. Использованный раствор должен обеспечить выход на определенный уровень прочности в положенное время.

Виды буроинъекционных свай

Буронабивные и буроинъекционные сваи, отличия между которыми являются основным фактором выбора, служат лидерами в методике создания свай для столбчатого фундамента. Главное отличие — это способ подачи раствора для инъекции в созданную скважину. Стандартная технология корректируется в каждом конкретном случае в зависимости от характеристик грунтов и строения.

Глинистый грунт позволяет применять сваи без использования обсадки. Эта технология допустима в том случае, если грунт содержит мало воды. Технология применима для строительства несущих элементов, имеющих ширину не более 18 см. Работы выполняют шнековой установкой с выемкой грунта из забоя. При создании скважин необходимо стремиться обеспечить герметичность и прочность скважины, что достигается подбором оптимального диаметра забойного долота и шнека.

Если грунт на участке застройки не прочный, а также склонен к размыву и оплыванию, то скважины обсаживают металлическими трубами. Это позволяет сохранить прочность сваи и сэкономить на затратах раствора.

Если производится монтаж буроинъекционных свай с винтовым элементом, то предварительное бурение не требуется. Методика производства работ схожа с возведением свайно-винтового основания. На трубу для инъекции навинчивается специальный наконечник. После этого начинается ввинчивание трубы в указанную точку основания.

Среди многообразия предлагаемых вариантов буроинъекционных свай выделяются 2 основных вида, являющиеся лидерами технологии:

1. Сваи-стойки. Этот тип конструкции представляет собой вытянутый столб, который погружается в глубокие горизонты грунта и передает эксплуатационную нагрузку через пяту.
2. Опоры висячего типа. Этот вариант актуален для участков, не имеющих прочного горизонта в грунте. В этом типе элемента нагрузка передается через боковую поверхность.

Перед производством работ, архитектор, принимающий техническое решение и разрабатывающий технологию производства, тщательно изучает имеющие предпроектные данные и характеристики будущего строения. После этого принимается решение о конкретном типе буроинъекционных свай и особенностей их создания.

Детальный расчет буроинъекционных свай призван помочь сделать проект оптимальным с точки зрения затрат времени и денег, а также выйти на запланированную мощность конструкции в результате.

Пункты расчетов включают в себя:

• Полное заполнение созданной скважины инъекционной смесью, а также дополнительное заполнение после оседания.
• Расчет плотности бетона, используемого в работе.
• Анализ степени прочности бетонной смеси.

В процессе непосредственного производства работ осуществляется текущий контроль, с отбором проб бетона.

Оборудование для установки буроинъекционных свай

Буроинъекционные сваи создаются с применением специального оборудования. Самостоятельно, с помощью подручных инструментов, сделать сваи можно только в малых проектах, и то уровень качества будет существенно снижен.

Разнотипные установки для БИС (буроинъекционных свай) различаются мощностью и характеристиками подачи смеси в забой. Обязательным элементом является специально разработанный силовой агрегат, который позволяет работать в грунтах различной плотности и характеристики.

Съемные навесные установки могут быть установлены на любой транспорт и не требуют специальной техники. Мощный насос равномерно подает смесь в скважину и так происходит заполнение. Именно насос является главным элементом конструкции.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями осуществляется в процессе эксплуатации здания, и реже в ходе строительства. Осадка здания и возникновение некоторого крена конструкции стимулирует к быстрому принятию конструктивного решения. С помощью БИС можно оперативно устранить ошибки и недоработки в отношении прочности и устойчивости основания.

Признаками необходимости усиления являются:

• Появление на стенах трещин различной формы и величины.
• Аварийное состояние дома.
• Наклон элементов конструкции.
• Погружение здания в грунты.
• Возникновение грунтовых вод и подмывание основания.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями

БИС выполняется с помощью бурения с использованием специальной конструкции. Также данную методику применяют для улучшения качества и скорости возведения ростверков.

Самостоятельно выполнять данные работы не стоит. Проблема заключается даже не в том, что сложно найти подходящую технику. Особенность в том, что без надлежащих расчетов и проектирования усиления можно прийти к обратному эффекту и полностью разрушить основание.

Если ваш фундамент проявляет признаки неустойчивости, то быстрее обращайтесь к специалистам. Они выполнят усиление фундаментов буроинъекционными сваями в кратчайшие сроки, до наступления необратимых последствий.

Рекомендации по применению буроинъекционных свай

Необходимость монтажа БИС вызвана отсутствием возможности сделать опоры забивным путем. Данный тип свай рекомендуется применять в следующих ситуациях:

Монтаж и применение БИС

1. Потребность в дополнительной прочности при превышении проектной нагрузки на основание. Например, при возведении надстроек в здании или установке тяжеловесного оборудования.
2. Строительство фундаментов на сложных грунтах.
3. Ведение строительства поблизости от существующих зданий при вероятности обрушения смежных строений.
4. Устранение крена здания при осадке.

Использование технологии буроинъекционных свай позволяет оперативно устранять огрехи возведения фундаментов различного типа.

Технология устройства буроинъекционных свай

Буроинъекционные сваи (БИС, микросваи) широко применяются в промышленном и транспортном строительстве. К их устройству прибегают в тех случаях, когда из-за особенностей грунта невозможно использовать другие типы свайных фундаментов. БИС имеют диаметр до 300 мм, рассчитаны на заглубление до 20 м. Конструкции данной категории относятся к так называемым «висячим». Основная несущая способность возникает благодаря не уширению опорной пяты, а за счет прочного сцепления боковой поверхности с грунтом.

Условия использования

Буроинъекционные сваи будут оптимальны в следующих случаях:

• для усиления уже возведенного фундамента. Например, увеличилась нагрузка на основание из-за надстройки этажей в здании или после замены промышленного оборудования в цехах более габаритными и тяжелыми станками;
• при работе в ограниченном пространстве. Например, если строительные работы ведутся на территории предприятия или в городском районе с плотной застройкой.

Буроинъекционные сваи применяются также для исправления крена фундамента, возникшего из-за неравномерной осадки.

Основные достоинства технологии

• Несущие характеристики таких свай в пучинистых и влажных грунтах на порядок превосходят аналоги, устанавливаемые другим способом.
• Буроинъекционная технология может использоваться в густонаселенной застройке, так как не оказывает негативного воздействия на возведенные фундаменты и на грунт.
• Микросваи имеют меньшие габариты, чем буронабивные конструкции, но не уступают последним по прочностным характеристикам.
• При использовании буроинъекционной технологии в большинстве случаев не применяются обсадные трубы. Это значительно удешевляет строительство.
• Благодаря малому количеству земляных работ фундамент с такими сваями возводится быстро, общий срок строительства сокращается.

Применяемые технологии для установки буроинъекционных свай

Строительная компания «Райдекс» применяет два метода установки буроинъекционных конструкций – «Атлант» и «Титан». Они широко применяются для усиления фундаментов домов.

Буроинъекционные сваи «Атлан​т»

Основной особенностью запатентованной технологии является бурение скважин специальными штангами, которые после окончания работ не извлекают, а оставляют внутри. После того как цементный раствор затвердел, в грунте формируется армированная по центру бетонная свая. Технология «Атлант» предусматривает использование в качестве штанги недорогих стандартных труб с гладкой поверхностью, которые выпускаются отечественной промышленностью. Соединение труб выполняется с помощью муфт с конусной резьбой.

К преимуществам такого способа установки относятся:

• сокращение количества операций. Бурение, армирование, устройство тела анкерной сваи производится одновременно;
• увеличение производительности. Она в 5–10 раз выше по сравнению с устройством традиционных буроинъекционых или грунтовых анкерных конструкций;
• возможность работы в ограниченном пространстве. Технология «Атлант» применима в условиях работы из подвалов, в ограниченном пространстве подземных тоннелей и переходов, в цехе без остановки производства;
• возможность работать без обсадных труб. Это позволяет сократить общую стоимость свайных работ.

Устройство анкерных свай «Атлант» включает в себя следующие технологические операции:

• бурение скважины. Производится до отметки, указанной в проекте. Используется цементный раствор в соотношении 1 : 1 (В : Ц = 1, где В ­– масса воды, а Ц – масса цемента). Он выполняет две функции: выносит частицы разрушенного грунта на поверхность и пропитывает почву, заполняя пустоты;
• опрессовка скважины. Для нее применяется более густой цементный раствор в соотношении В : Ц = 0,4…0,6. Это обеспечивает формирование оболочки сваи из бетонного камня высокой прочности.

Буроинъекционные сваи «Титан»

Технология предусматривает применение трубных анкеров Ischebeck TITAN в качестве грунтовых нагелей и впрессовываемых свай. Использование таких конструкций позволяет не проводить такие рабочие операции, как извлечение из скважины обсадной трубы и заведение натяжного стержня из стали. Анкеры имеют стандартную длину 3 м. Они чаще всего изготавливаются из мелкозернистой конструкционной стали марки S460NH, которая отличается повышенной ударной вязкостью. В некоторых случаях может использоваться нержавейка INOX, устойчивая к определенным видам коррозии.

К преимуществам технологии «Титан» относятся:

• экономичность. Труба применяется в качестве анкера для впрессовывания цемента со дна скважины. Используются одноразовые конструкции, которые остаются в скважине. Из-за отсутствия операций по извлечению трубы сокращается время работ;
• высокое качество. Анкеры имеют арматурные ребра по всей длине. Это обеспечивает лучшую сцепляемость с цементным раствором. Прочная конструкционная или нержавеющая сталь, из которой изготовлены анкеры, обеспечивает необходимую надежность.

Если требуется повышенная прочность конструкции, компания «Райдекс» использует технологию MiniJet®. Буроинъекционные сваи такого типа имеют диаметр 250–400 мм. При такой технологии цементный раствор подается в скважину под давлением 150–200 атмосфер. Конструкции MiniJet® отличаются от аналогов «Титан» и «Атлант» более высокой несущей способностью.