Буроинъекционные сваи и анкера

Буроинъекционные или, как их часто называют, «корневидные сваи» свое распространение 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 определенный 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 «Буровая 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 анкерные 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.

В соответствии с рисуноком 2, технологическая последовательность работ следующая:
1. Бурение скважины на проектную 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

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 при креплении 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.

• 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.