Буроинъекционные сваи и анкера

Буроинъекционные или, как их часто называют, «корневидные сваи» свое распространенние получили в Италии в 60 –х годах 20 века. Последним названием обязаны форме тела, которое они образуют в грунте, а также форме свайных стволов, имеющих по длине многочисленные местные уширения, получаемые при нагнетании раствора в скважину под давлением. Буроинъекционные сваи представляют собой относительно тонкие сваи диаметром, обычно, 15-25 см, устраиваемые под различными углами наклона и имеющие большое относительное заглубление, которое характеризует отношение длины сваи к ее диаметру. Материал ствола - армированный мелкозернистый бетон или цементный раствор. Способ изготовления - инъекция бетона в скважину под давлением.

Наибольшее распространение буроинъекционные сваи имеют при усилении оснований и фундаментов реконструируемых и реставрируемых зданий и сооружений, для анкерного крепления подпорных стен, взамен распорной системы, компенсируя опрокидывающий момент, действующий со стороны грунта на конструкцию. ПРи использовании анкерного крепления подпорных стен, в котловане можно работать без ограничений.

При использовании классической технологии, в пробуренную до проектной отметки под защитой обсадной трубы или глинистого раствора скважину устанавливаются инъекционные трубки, соединенные с арматурой или анкерной тягой (стержневой или канатно-прядевой) и нагнетается тампонажный раствор с В/Ц – 0,4..0,5 до выхода его на поверхность и повторная инъекция раствора через 10 -12 часов. В результате инъецирования обеспечивается надежная связь анкера с грунтом.

При использовании технологии полого шнека размещение арматуры или анкерной тяги выполняется после заполнения скважины раствором, при необходимости через определнный промежуток времени выполняется повторная инъекция.

В настоящее время в мировой практике просматривается стремление к объединению указанных технологических операций (бурение, армирование, инъекция) в одну с обеспечением необходимого уровня качества и надежности. Поэтому ОАО «Буровой компания «Дельта» для этой технологии использует буровые высокопрочные трубчатые штанги «Титан» (рисунок 1) фирмы «Ischebeck» и трубчатые анкерные штанги-тяги собственного производства оригинальной конструкции, которые остаются в скважине в качестве армирующего элемента и тяги анкера. Пробное устройство таких анкерных свай диаметром 150 мм, выполненное впервые в Беларуси нашей компанией, и их испытания по методике П18-04 к CНБ 5.01.01, произведенные на объекте многофункционального гостиничного комплекса в 2010 году, показали высокую несущую способность анкеров и высокую эффективность.

Буроинъекционные анекрные сваи диаметром до 200 мм применяться в тех же проектах, где закладываются традиционные буроинъекционные сваи и анкера и благодаря быстрому и эффективному методу установки в один шаг представляют собой надежную альтернативу успешного использования для усиления фундаментов, закрепления шпунтовых стен котлованов, армирования откосов и возведения фундаментов сооружений, подверженных опрокидыванию.

Рисунок 1 – Анкерная свая "Титан"

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАБОТ

В соответствии с рисуноком 2, технологическая последовательность работ следующая:

1. Бурение скважины на пректную глубину выполняется трубчатой штангой-тягой с буровой головкой с использованием цементного раствора с В/Ц - 1,0..1,2 в качестве промывочной жидкости. Данный раствор выносит частицы разрушенного грунта и обеспечивает первичную инъекцию и пропитку грунта, заполняя пустоты и трещины.

2. По достижении проектной отметки подается более густой цементный раствор с В/Ц - 0,4..0,5 под давлением до 25 атм. Данный раствор при движении снизу-вверх вытесняет первичный раствор, за счет вязкой консистенции и трения о штангу и грунт выполняет роль пакера, тем самым опрессовывая грунт и создавая корень анкера и оболочку из чистого цементного камня высокой прочности вокруг трубчатой тяги.

3. После набора прочности раствора при помощи муфтового соединения к штанге присоединяется шпилька и производится натяжение анкера и его крепление к обвязочному поясу.

Рисунок 2 –Последовательность работ

ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕХНОЛОГИИ

- высокая производительность, в 2 -3 раза выше по сравнению с традиционными системами;
- снижение затрат ручного труда за счет объединения операций и отсутствия необходимости в применении обсадной трубы или бентонитового раствора в неустойчивом грунте;
- высокая несущая способность - цементный раствор, подаваемый под давлением промывает и полностью заполняет буровую скважину, опрессовывая ее стенки, повышая таким образом соединение с грунтом;
- надежность и долговечность, цементное тело обеспечивает простую постоянную защиту от коррозии.

ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Устройство таких анкерных свай требует минимального набора бурового оборудования – может быть использован любой даже малогабаритный буровой станок с вертлюгом, грязевой насос и смеситель цементного раствора. Все типы штанг устанавливаются одним и тем же способом, независимо от их размера и нагрузки на сваю, только буровое оборудование должно подходить по соответствующему типоразмеру.

Для устройства анкеров для крепления подпорных стен наша компания применяет установку для струйной цементации грунтов PSM-20 фирмы «Soilmec» (рисунок 3) со станцией перемешивания-закачки раствора (рисунок 4).

Использование данной установки в последующем при оснащении буровой головки форсунками и при увеличении давления нагнетания до 300 атм. позволит получить анкерные сваи увеличенного диаметра и повышенной несущей способности.

Рисунок 3 – Устройство анкерного крепления ограждения котлована