Усиление фундамента буроинъекционными сваями расчет

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.

Источник

Рекомендации
Рекомендации по применению буроинъекционных свай

Купить Рекомендации — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку «Купить» и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

• Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
• Курьерская доставка (7 дней)
• Самовывоз из московского офиса
• Почта РФ

Настоящие Рекомендации разработаны в развитие выпущенных в 1982 г. «Рекомендаций по проектированию и устройству фундаментов из буроинъекционных свай». Рекомендации предназначены для расчета свай и фундаментов, а также содержат сведения по рациональной области применения и вопросам технологии производства работ. Применение Рекомендаций позволит в большинстве случаев снизить стоимость работ и производить работы без остановки действующих предприятий.

Оглавление

1. ОБЩЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ
3. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
4. КОНСТРУИРОВАНИЕ БУРОИНЪЕКЦИОНЫХ СВАЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
5. РАСЧЕТ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
6. ИНЖЕНЕРНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА УСИЛЕНИЯ ОСНОВАНИЙ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
7. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА
8.РАСЧЕТ УСИЛЕНИЯ ОСНОВАНИЙ СУЩЕСТВУЩИХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ЭВМ
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Приложение 6

Дата введения	01.01.1984
Добавлен в базу	01.02.2009
Актуализация	01.10.2008

Этот документ находится в:

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ имени Н.М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ

1. ОБЩЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ

3. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ БУРОИНЪЕКЦИОНЫХ СВАЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

5. РАСЧЕТ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

6. ИНЖЕНЕРНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА УСИЛЕНИЯ ОСНОВАНИЙ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

7. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

8.РАСЧЕТ УСИЛЕНИЯ ОСНОВАНИЙ СУЩЕСТВУЩИХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ЭВМ

Настоящие Рекомендации разработаны в развитие выпущенных в 1982 г. «Рекомендаций по проектированию и устройству фундаментов из буроинъекционных свай». Рекомендации предназначены для расчета свай и фундаментов, а также содержат сведения по рациональной области применения и вопросам технологии производства работ. Применение Рекомендаций позволит в большинстве случаев снизить стоимость работ и производить работы без остановки действующих предприятий.

Рекомендации разработаны в НИИ оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР старшим научным сотрудником Джантимировым Х.А. при участии к.т.н. Бахолдина Б.В., к.т.н. Вронского А.В., к.т.н. Фаянса Б.Л., инж. Лурье В.М. под руководством к.т.н. Федорова Б.С.

1. ОБЩЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации распространяются на расчет и проектирование фундаментов из буроинъекционных свай и технологию их изготовления. Разработаны в развитие главы СНиП II-17-77 «Свайные фундаменты. Нормы проектирования» и СНиП III-9-74 «Основания и фундаменты. Правила производства и приемки работ».

1.2. Буроинъекционные сваи являются одной из разновидностей набивных свай. Они отличаются большой гибкостью (l/d = 80-120); малым диаметром (d = 120-250 мм); материалом ствола (цементный раствор); способом изготовления (инъекция раствора в скважину).

1.3. Существует несколько видов свай, отличающихся по конструкции и способу изготовления:

изготавливаемые вытеснением бурового бентонитового раствора с опрессовкой давлением 0,2-0,4 МПа;

изготавливаемые под защитой обсадных труб с опрессовкой 0,2-0,4 МПа;

изготавливаемые путем инъекции раствора в сухие пробуренные скважины;

изготавливаемые путем сброса бетона в пробитые скважины;

винтонабивные (см. «Рекомендации по проектированию и устройству фундаментов из винтонабивных свай», М., НИИОСП, 1979).

1.4. В зависимости от свойств грунтов, залегающих под нижним концом, буроинъекционные сваи подразделяются на сваи-стойки и висячие сваи. К сваям-стойкам относятся сваи, которые опираются нижними концами на скалу. Висячие сваи изготавливаются в сжимаемых грунтах и передают нагрузку на грунт боковой поверхностью и нижним концом.

1.5. Целесообразность применения буроинъекционных свай должна определяться конкретными условиями строительной площадки на основе результатов технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений.

При усилении оснований существующих фундаментов буроинъекционными сваями рекомендуется выполнять сравнения со способами химического и термического упрочнения грунтов основания, задавливания свай под существующие фундаменты, подведения новых фундаментов и другими. При строительстве новых объектов, сравнение выполняется с различными видами свай.

1.6. В рабочих чертежах свайных фундаментов должны быть указаны виды, количество и параметры свай (сечение и длина, а также несущая способность и соответствующая ей допустимая нагрузка на сваю), которые требуют дополнительных уточнений путем статического испытания свай в грунте до начала или в процессе строительства.

При необходимости проектная организация должна своевременно скорректировать проект свайных фундаментов по результатам испытаний, не задерживая выполнение строительных работ.

1.7. В проектах усиления оснований и других случаях применения буроинъекционных свай при реконструкции сооружений должно быть предусмотрено проведение натурных измерений деформаций оснований и фундаментов по специальным маркам и реперам.

Программа и результаты наблюдений, проводившихся в период строительства должны вплетаться в состав проектной документации, передаваемой заказчику после завершения работ.

2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ

2.1. Буроинъекционные сваи рекомендуется применять в сведущих случаях:

— усиление перегруженных оснований;

— усиление оснований в связи с повышением или изменением характера эксплуатационных нагрузок;

— строительство новых объектов рядом с существующими;

— строительство в стесненных условиях внутри действующих предприятий;

— исправление крена здания, или отдельного фундамента;

— решение сложных задач при реконструкции фундаментов;

— строительство новых объектов в сложных грунтовых условиях.

2.2. Усиление оснований существующих зданий и сооружений (рис. 2.1) производится обычно в следующих случаях:

при недопустимых по величине или неравномерных осадках сооружения или его части, вызванных уплотнением под нагрузкой сильно сжимаемых грунтов, замачиванием просадочных грунтов, гниением деревянных свай, перегруженностью оснований и пр.;

при увеличении эксплуатационных нагрузок (замена оборудования более тяжелым, увеличение этажности зданий, расширение проезжей части мостов, эстакад и пр.).

Применение буроинъекционных свай в этих случаях допускается в любых грунтовых условиях.

Рис.2.1. Применение буроинъекционных свай:
а — усиление основания при аварийных осадках; б — усиление основания при недопустимых горизонтальных перемещениях;
1 — существующий фундамент; 2 — буроинъекционные сваи; 3 — слабый грунт; 4 — плотный грунт

2.3. Строительство новых объектов над, под, рядом с существующими или внутри их (рис. 2.2) вызывает необходимость в усилении оснований последних для предотвращения их деформаций как при производстве работ, так и во время эксплуатации. Применение буроинъекционных свай в этих случаях позволяет предотвратить подвижки и утечки грунта, вибрации, удары и шумы при производстве работ. Кроме того, использование буроинъекционных свай позволяет исключить влияние рядом сооруженных объектов на существующие и выполнять работы в стесненных условиях.

Рис.2.2. Применение буроинъекционных свай:
а — строительство туннеля рядом с существующими зданиями; б — надстройка существующего здания:
1 — существующие фундаменты; 2 — новые фундаменты на сваях

2.4. Исправление крена может осуществляться двумя способами:

— усиление основания фундаментов в зоне максимальных осадок с последующим (с разрывом во времени до нескольких лет) усилением оснований фундаментов, оседающих под нагрузкой до необходимой отметки (рис. 2.3);

Рис.2.3. Исправление крена здания:
1 — положение фундаментов до начала усиления; 2 — буроинъекционные сваи I стадии усиления; 3 — сваи II стадии усиления; 4 — сваи III стадии усиления

— подведение свай под просевшую часть фундаментов с последующей принудительной посадкой остальных путем ослабления их основания, временно используя буроинъекционные сваи как анкера (рис.2.5б). Для ослабления оснований применяют замачивание, вибрацию, направленную выборку грунта и другие способы.

2.5. Условия, при которых применение буроинъекционных свай для вновь сооружаемых объектов может оказаться эффективным:

наличие крупнообломочного материала в слабых грунтах (рис.2.4);

наличие плотных слоев грунта ограниченной толщины;

фундирование малонагруженных сооружений в грунтовых условиях II типа по просадочности.

Рис.2.4. Применение буроинъекционных свай:
а — усиление оснований фундаментов под оборудование; б — фундамент мостовой опоры в сложных грунтовых условиях;
1 -сваи; 2 — крупнообломочный материал; 3 — фундамент

2.6. Буроинъекционные сваи используются, также в качестве элемента «сетчатых стен в грунте», применяемых как подпорные стены, в том числе для противооползневой защиты (рис.2.5).

Рис.2.5. Применение буроинъекционных свай:
а — противооползневая защита: б — сваи-анкера как элемент стены в грунте

3. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

3.1. Технологическая последовательность изготовления буроинъекционных свай следующая:

установка арматурного каркаса;

инъекция цементно-песчаного раствора.

Рекомендуемый парк сместительного, бурового и инъекционного оборудования помещен в приложениях 1-4.

3.2. В зависимости от грунтовых условий, а также от области применения рекомендуются следующие технологические схемы изготовления буроинъекционных свай:

а) в маловлажных глинистых грунтах (обычно I или II тип грунтовых условий по просадочности) наиболее целесообразно применять технологию, показанную на рис. 3.1а. Скважина диаметром 13-18 см бурится установкой шнекового бурения. При этом необходимо, чтобы диаметр бурового долота превышал диаметр шнека не более чем на 0,6-1,0 см. Это обеспечивает затирание стенок скважины более влажным грунтом, поднимающимся по шнеку из забоя и препятствует осыпанию грунта после извлечения бурового инструмента из скважины. Скважины могут также пробиваться станком БС-1М или пневмопробойниками. В готовую скважину опускается каркас, затем производится инъекция цементно-песчаного раствора через шланг или бетонолитную трубу, опущенные в забой скважины;

Рис. 3.1. Технологическая схема изготовления буроинъекционных свай в маловлажных глинистых грунтах:
а — при диаметре сваи 13-18 см; б — при диаметре более 18 см.
I — бурение скважины, II — установка армокаркаса, III — бетонирование сваи;
1 — буровой став, 2 — армокаркас, 3 — инъекционный шланг, 4 — готовая свая, 5 — бункер для выбуренного грунта, 6 — бункер для бетона, 7 — «дыхательная» трубка

б) в грунтовых условиях по п. а при диаметре вертикальной скважины более 18 см целесообразно бетонировать скважину свободным сбрасыванием раствора с осадкой конуса 13-18 см. При этом каркасы длиной до 5 м можно устанавливать в свежеуложенный раствор (рис. 3.1б);

в) в слабых, оплывающих грунтах необходимы специальные меры по укреплению скважин. На рис. 3.2 показана технология изготовления свай с помощью обсадных труб. Станком вращательного или ударно-вращательного бурения бурится скважина, обсаженная трубами.

После извлечения бурового инструмента и установки каркаса обсаженная скважина заполняется раствором через инъекционную трубу или гибкий шланг. После заполнения скважины раствором инъекционная труба извлекается, на верхнюю секцию обсадных труб навинчивается крышка со штуцером для шланга к растворонасосу или компрессору, через который свежеуложенный раствор опрессовывается по мере извлечения обсадных труб. Регулируя давление и расход раствора, можно получить уширение в свае на необходимом уровне.

Рис.3.2. Технологическая схема изготовления буроинъекционных свай с помощью извлекаемых обсадных труб (I-IV в водонасыщенных грунтах; I,V,VI — в сухих):
I — бурение скважины; II, VI — установка армокаркаса; III, V — бетонирование сваи; IV — опрессовка скважины и извлечение обсадных труб
(1 — обсадные трубы; 2 — армокаркас; 3 — инъекционная труба; 4 — оголовок со штуцером; 5 — шланг растворонасоса; 6 — готовая свая)

В тех случаях, когда забой скважины сухой, раствор заливается в обсадные трубы сверху без инъекционной трубы или шланга.

Установка фирмы «Бауэр» выполняет сваи по указанной технологии с обсадными трубами с теряемым наконечником;

г) в грунтовых условиях по п. в устойчивость оплывающих стенок скважины может быть обеспечена применением бентонитового раствора в качестве промывочной жидкости при бурении шарошечным долотом (рис. 3.3). В этом случае опрессовка выполняется через инъекционную трубу, оборудованную сальником с тампоном, устанавливаемым в устье скважины;

Рис.3.3. Технологическая схема изготовления буроинъекционных свай с промывкой скважин бентонитовым раствором:
I — бурение скважин шарошечным долотом; II — установка арматурного каркаса; III- установка инъекционной трубы и заполнение скважины раствором: IV — установка тампона и опрессовка скважины с забоя: IVа — опрессовка скважины с устья
(1 — буровой став 2 — армокаркас; 3 — инъекционная труба; 4 — усиливаемый фундамент; 5 — устьевой лоток; 6 — тампон с сальником; 7 — уширенная часть сваи; 8 — готовая свая)

д) при наличии в пределах длины сваи сильнопоглощающего слоя грунта применяется технология изготовления буроинъекционных свай с трубчатым армированием (рис. 3.4). По этой технологии пробуренная скважина заполняется цементно-бентонитовым (обойменным) раствором. Затем в скважину опускается труба-арматура с закрытым нижним концом и отверстиями в стенках, закрытыми резиновыми рукавами. Через 10-24 ч после схватывания обойменного раствора в трубу-арматуру опускается инъекционная труба с двойными тампонами и подается цементный раствор. При этом резиновые рукава расходятся и разрывают обойменный раствор, образуя уширение в нужном месте;

Рис.3.4. Схема устройства свай с трубчатой арматурой:
I — устройство скважины; II — заполнение скважины инъекционным раствором; III — установка арматуры; IV — опрессовка скважины;
1 — обсадная труба; 2 — инъекционная труба; 3 — трубчатая арматура; 4 — инъектор с двойным тампоном

е) при изготовлении буроинъекционных свай с винтовой навивкой по стволу (так называемых винтонабивных) скважина образуется путем ввинчивания в грунт полого формирующего наконечника, соединенного с вращательной инъекционной трубой (рис. 3.5), в которой устанавливается арматурный каркас. Свая образуется при вывинчивании наконечника и подаче растворонасосом в полость, образующуюся в грунте, цементно-песчаного раствора под давлением 0,2-0,3 МПа.

Рис.3.5. Технологическая схема устройства винтонабивных свай:
I — устройство скважины; II — вывинчивание винтового наконечника на высоту 5-10 см над забоем скважины и отделение теряемого башмака; III — бетонирование (формирование) сваи; IV — бетонирование и дополнительное армирование головы сваи:
1- ведущая труба; 2 — винтовой формирующий наконечник; 3 — резинотканевый рукав; 4 — теряемый башмак; 5 — арматура; 6 — дополнительный арматурный каркас

3.3. В тех случаях, когда скважина бурится в каменных или бетонных фундаментах или стенах, бурение выполняется трехшарошечным долотом с продувкой воздухом или промывкой водой. Арматура железобетонных элементов разбуривается твердосплавными шарошками или вырезается вместе с керном колонковым снарядом.

При усилении фундамента (трещины, выветрелые швы бутовой кладки и пр.), а также при наличии полостей под подошвой, работы выполняются в следующей последовательности (рис. 3.6):

— бурение лидерной скважины глубиной 0,6-0,8 м;

— замоноличивание трубы-кондуктора на цементном растворе с временной пробкой в нижней части;

— бурение скважины через кондуктор на участке фундамента, требующем усиления;

— заполнение скважины цементным раствором пол давлением 0,2-0,5 МПа. Вместо замоноличивания теряемой трубы-кондуктора можно использовать тампоны (см. приложение 4), что значительно упрощает и убыстряет производство работ.

В случае, когда необходимо выполнять усиление основания и фундамента, скважины под сваи бурятся через укрепленный фундамент через 2-3 суток после заполнительной цементации.

Рис.3.6. Усиление бутового фундамента.
I — бурение лидерной скважины; II — установка трубы-кондуктора; III — бурение инъекционной скважины и бетонирование полостей и трещин; IV — изготовление буроинъекционной сваи.
1 — лидерная скважина, 2 — труба-кондуктор, 3 — раствор омоноличивания 4 — временная пробка, 5 — раствор в трещинах кладки, 6 — труба с сальником, 7 — буроинъекционная свая

3.4. Буроинъекционные сваи в зависимости от характера и действующих нагрузок армируются на всю длину или в пределах верхней части.

Длина секций арматуры определяется в основном высотой помещения, в котором производятся работы (не более 4,5 м).

3.5. После установки арматурного каркаса или параллельно с его установкой в скважину опускается инъекционная труба или гибкий шланг. Диаметр инъекционных труб зависит от консистенции и состава перекачиваемого раствора и должен составлять не менее 30 мм при цементном растворе и 40 мм — при цементно-песчаном.

3.6. Для инъекционных растворов рекомендуется применять портландцемент активностью не ниже 400 с нормальной густотой цементного теста в пределах 22-29%.

Для раствора применяется песок крупностью не более 1 мм. Подвижность свежеприготовленного раствора должна составлять не менее 12 см по стандартному конусу. Соотношение цемент:песок:вода в растворе должно быть 1:(1-2):(0,4-0,7). Водоотделение раствора через 24 ч не должно превышать 2% первоначального объема. Прочность раствора по испытаниям кубиков размером 7´7´7 см при нормальных условиях вызревания должна быть не менее 15 МПа в 7-дневном возрасте и 30 МПа в 28-дневном.

3.7. Состав инъекционного раствора подбирается путем опытных замесов с различным водоцементным отношением (В/Ц). Наименьшее В/Ц определяется исходя из требования подвижности по п.3.6 данных Рекомендаций, наибольшее — из требования прочности. Принимая В/Ц близким к среднему в найденных границах значению, можно получить достаточный запас прочности на всевозможные неточности при производстве работ. Принятый состав проверяется на прочность и морозостойкость в соответствии с действующими нормами.

3.8. Приготовлять растворы следует в скоростных турбулентных лопастных или пропеллерных смесителях с частотой вращения не менее 200 об/мин (см. прил.7).

3.9. Необходимо обеспечивать точное дозирование компонентов раствора, особенно воды, так как небольшие отклонения от требуемого В/Ц могут существенно изменить свойства раствора.

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ БУРОИНЪЕКЦИОНЫХ СВАЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

4.1. Армирование буроинъекционных свай выполняется по расчету или назначается конструктивно. Сваи армируются одиночными арматурными стержнями, сварными каркасами, жесткой арматурой в виде проката черных металлов или металлическими трубами. Арматура сваи может быть однородной на всю длину (например, сваи-стойки в окружающих слабых грунтах) комбинированной (например, труба или прокат в зоне действия изгибающего момента и каркас или одиночный стержень на всю остальную длину). В однородных грунтах допускается не армировать нижнюю часть висячих свай.

4.2. Арматура буроинъекционных свай должна иметь фиксирующие элементы, центрирующие ее в скважине (рис. 4.1а) и обеспечивающие требуемую толщину защитного слоя бетона. Фиксирующие элементы должны привариваться с четырех сторон арматурного стержня или каркаса на расстоянии один от другого, равном шести диаметрам скважины.

4.3. Толщина защитного слоя бетона должна быть не менее 2,5 см.

4.4. Сварной стык рабочей арматуры сваи должен соответствовать изображенному на рис. 4.1б или быть любой другой конструкции, обеспечивающей его равнопрочность и удобство производства работ по инъецированию бетона.

Рис.4.1. Армирование буроинъекционных свай:
а) арматурные каркасы; б) конструкция стыка;
1- арматурный стержень или каркас; 2 — фиксирующие элементы; 3 — стыковочная труба L=15-25 см

4.5. При конструировании вновь сооружаемых фундаментов на буроинъекционных сваях необходимо руководствоваться правилами и требованиями, предъявляемыми к конструированию фундаментов на буронабивных сваях и изложенных в главе СНиП II-17-77 «Свайные фундаменты. Нормы проектирования» и настоящими Рекомендациями.

4.6. Если на фундамент действуют горизонтальная и вертикальная нагрузки, то при проектировании необходимо стремиться, чтобы центр тяжести сечений свай в любом разрезе, перпендикулярном к линии равнодействующей, находился на этой линии (рис. 4.2).

Рис.4.2. Схема расположения свай в фундаменте, нагруженном вертикальной и горизонтальной нагрузкой

4.7. При необходимости срочного выполнения работ нулевого цикла и в других случаях допускается обратный порядок устройства свайного фундамента. Вначале устраивается ростверк, а затем через специально оставляемые закладные детали изготовляются буроинъекционные сваи. При этом обязательна опрессовка свежеуложенного раствора, если скважина сооружалась шнековым бурением без циркуляции глинистого раствора для обеспечения уширения ствола сваи в грунте в месте сопряжения с ростверком.

4.8. При усилении оснований у существующих фундаментов необходимо стремиться к максимальному использованию несущей способности усиливаемого фундамента. Расчет по I и II группам предельных состояний необходимо производить с учетом совместной работы буроинъекционных свай и усиливаемого фундамента.

4.9. При усилении оснований необходимо учитывать возможное изменение статической схемы работы конструкции, например, фундаментной плиты, в связи с переносом части нагрузки на головы буроинъекционных свай (рис. 4.3).

4.10. При невозможности пробуривания скважин через тело фундамента допускается их устройство рядом с фундаментом с передачей нагрузки на сваи с помощью системы балок (рис. 4.4).

4.11. Для обеспечения совместной работы вновь вводимых свай с усиливаемым фундаментом в проекте должна быть предусмотрена надежная заделка сваи в фундаменте.

При применении глинистого раствора длина заделки сваи в фундаменте принимается равной пяти диаметрам сваи, при бурении с продувкой воздухом — четырем диаметрам.

Рис.4.3. Трансформация эпюры изгибающих моментов в фундаментной плите при усилении буроинъекционными сваями:
а -до усиления; б -после усиления и повышения нагрузки

Рис.4.4. Усиление ленточного фундамента буроинъекционными сваями

4.12. При невозможности выполнения требований п.4.11 необходимо предусмотреть уширение ствола сваи в месте примыкания к ростверку. Отношение диаметра сваи в месте примыкания к диаметру скважины в фундаменте должно составлять не менее 1,15. Расширить ствол сваи можно промывочной жидкостью при бурении или опрессовкой свежеуложенного раствора.

4.13. Для временного использования в качестве анкеров буроинъекционные сваи выполняются в следующей технологической последовательности:

-бурение через фундамент скважины с заглублением на расчетную глубину lр;

— установка арматурного каркаса с приваренной в его верхней части устьевой трубой диаметром на 5-6 см меньше диаметра скважины длиной на 1,5-2,0 м больше толщины фундаментной плиты и оборудованной сальником на отметке низа фундамента (рис. 4.5);

— инъекция цементно-песчаного раствора в забой скважины через устьевую трубу.

После набора прочности раствором производится принудительная посадка фундамента с помощью гидравлических домкратов, используя сваи как анкера. После посадки фундаментов на проектную отметку полость между стенками скважины в фундаменте и наружными стенками устьевой трубы заливается цементным раствором.

Рис.4.5. Исправление крена фундаментов принудительной посадкой:
1 — фундамент; 2 — сваи; 3 — свая-анкер; 4 — металлическая труба; 5 — шнековый бур; 6 — гидравлические домкраты

4.14. Понижение отметки пола существующих сооружений выполняется в следующей технологической последовательности (рис. 4.6):

— через существующий фундамент устраиваются сваи ниже предполагаемой отметки пола на глубину, обеспечивающую несущую способность равную несущей способности существующего фундамента;

— разбираются полы и удаляется лишний грунт;

— на новой отметке бетонируется ростверк, и монтируется или бетонируется колонна до упора с подошвой существующего фундамента;

— разбираются свободные отрезки свай и существующий фундамент, и оформляется стык колонн.

Рис. 4.6. Применение буроинъекционных свай при понижении пола промздания:
I — положение до реконструкции; II — устройство буроинъекционных свай; III — понижен уровень пола; IV — забетонированы ростверк и колонна; V — положение после реконструкции;
1 — существующий фундамент; 2 — буроинъекционные сваи; 3 — ростверк; 4 — новая часть колонны; 5 — стык

5. РАСЧЕТ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ СВАЙ ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

5.1. При расчете несущей способности буроинъекционных свай надлежит руководствоваться требованиями главы СНиП II-17-77 «Свайные фундаменты. Нормы проектирования» и настоящими Рекомендациями.

5.2. При расчете буроинъекционных свай по прочности материала сваю следует рассматривать как упругий стержень с начальным прогибом, жестко защемленный в грунте в сечении, где модуль деформации грунта Е ³ 5 МПа. Учет продольного изгиба производится по методу, предполагающему потерю устойчивости сваи в слабом грунте (Е 3

Источник