Устройство буроинъекционных свай

Описание технологии

Буроинъекционные сваи — выполняются путем замещения выбуренного грунта бетонной смесью, подаваемой в забой скважины через полый шнек под давлением и последующей установки арматурного каркаса в уложенный бетон на запланированную проектную отметку.

Иллюстрации

В этом блоке процесс устройства буроинъекционных свай представлен в виде графических иллюстраций с подписями. Каждая иллюстрация имеет: заголовок, текст объяснения и порядковый номер.

Бурение в грунте

Устройство буроинъекционной сваи - Бурение в грунте

Поступательное бетонирование под давлением с параллельным извлечением шнека

Устройство буроинъекционной сваи - Поступательное бетонирование под давлением с параллельным извлечением шнека

Установка арматурного каркаса

Устройство буроинъекционной сваи - Установка арматурного каркаса

Схема распределения нагрузки на сваю

  • 1) нагрузка на сваю
  • 2) сопротивление грунта
Устройство буроинъекционной сваи - Схема распределения нагрузки на сваю

Анализ преимуществ и недостатков технологии устройства буроинъекционных свай

Данный блок содержит в себе информацию о представленной выше технологии. Каждое преимущество, каждый недостаток представлен в разрезе 7 основных критериев:

  • 1. Себестоимости
  • 2. Продолжительности
  • 3. Качества и надежности
  • 4. Несущей способности
  • 5. Грунтовых условий
  • 6. Уровня сложности технологии
  • 7. Экологичности

В случае позитивного влияния технологии, критерий будет выделен синим цветом. При негативном влиянии технологии, критерий будет выделен красным цветом. При условии отсутствия влияния технологии, критерий будет выделен серым цветом.

Перечень преимуществ и недостатков технологии устройства буроинъекционных свай:

1. Устройство буроинъекционных свай в водонасыщенных грунтах

В водонасыщенных грунтах устройство буроинъекционных свай проводится без использования обсадных труб или глинистого раствора, что позволяет ускорить и удешевить процесс устройства каждой сваи по сравнению с буронабивным методом (с использования обсадных труб) в таких условиях.

2. Глубина и диаметр

Главным преимуществом такого вида свай является возможность их устройства на большую глубину и большого диаметра.

3. Шумы и динамическое воздействие

Использование буронабивного метода во время строительства исключает высокие шумы и динамическое воздействие на близстоящие сооружения путем вибраций и подземных толчков.

4. Устройство фундаментов на оползнеопасном склоне

Этот метод иногда используют при устройстве фундаментов на оползнеопасном склоне.

5. Себестоимость материалов

Устройство буроинъекционных свай требует использования более дорогих материалов (раствора, мелкозернистого бетона).

6. Контроль качества ствола сваи

Контроль качества ствола сваи является одним из основных недостатков буроинъекционного метода, так как бурение и изготовление сваи осуществляется вслепую.

7. Контроль качества

Электронный контроль качества работ при устройстве буроинъекционных свай позволяет лишь калькулировать объем использованного бетона и совершенно не учитывает особенностей конкретного грунта (пустоты, водяные ловушки и т.д.).

8. Шлам и грунт в основании скважины

В результате использования буроинъекционного метода, в основании скважины всегда будет оставаться некоторое количество не удаленного шлама или грунта, разрыхленного при бурении, а само тело сваи будет образовано с четко выраженными дефектами из-за включений грунта. Этот комплекс недостатков негативно скажется на качестве сваи и ее будущей несущей способности.

9. Производство буроинъекционных свай в сухом грунте

Устройство фундаментов с использованием технологии буроинъекционных свай затруднительно производить в сухом грунте. Из-за быстрого затвердевания бетона возникают сложности с погружением каркаса. Чтобы препятствовать этому, необходимо увеличивать бюджет строительства на покупку и использование специальных добавок и примесей, что в свою очередь увеличит стоимость строительства и, как следствие, отразится на экологичности проекта.

10. Работа на крутых склонах или при наличии подвижных подземных вод

На крутых склонах или при наличии подвижных подземных вод буроинъекционные сваи заменяют методами с использованием свай заводского изготовления.

11. Бурение через прослойки тугопластичных или полутвердых суглинков или глин

Технология буроинъекционных свай при бурении через прослойки тугопластичных или полутвердых суглинков или глин, характеризуется снижением скорости проходки относительно нормальных условий. Необходим более тщательный контроль соотношения скорости проходки и частоты вращения шнека для исключения выноса из скважины на поверхность лишнего грунта. Вынос лишнего грунта не только потребует дополнительных затрат на его вывоз, но и повлечет перерасход бетона. Эти факторы сообща значительно увеличивают себестоимость строительства. Параллельно этому, излишняя выемка грунта и каждая дополнительная порция бетона будут непременно понижать экологичность проекта.

12. Слаженная работы всех участков и высокая степень надежности всей используемой инфраструктуры

При изготовлении буроинъекционных свай необходима предельно слаженная работа всех участков и высокая степень надежности всей используемой инфраструктуры. Максимальное расстояние до завода по изготовлению бетона не должно превышать 45 минут езды. Любые временные простои на участке работ или непосредственно во время доставки бетона могут остановить весь производственный процесс и препятствовать своевременному использованию подготовленной порции бетонной смеси.

13. Устройство буронабивных свай в обводненных грунтах

В процессе устройства буронабивных свай в обводненных грунтах бурение будет стимулировать осадку грунтов под фундаментом рядом стоящих зданий, что может негативно сказаться на эксплуатационных характеристиках этих зданий.

14. Геологический контроль глубин кровли плотных слоев грунта

Процесс устройства буроинъекционных свай сопровождается сложностями геологического контроля глубин кровли плотных слоев грунта, опорных для нижнего конца свай. Этот недостаток часто компенсируются увеличением глубин буровых скважин, там где это позволяет сделать большая толщина несущего слоя. Такой подход требует дополнительного расход бетона и увеличивает стоимость свайных работ.

15. Работа в условиях слабых прослоек в грунте

При использовании буроинъекционного метода, наличие слабых прослоек в грунте может привести к повышенному расходу бетона, а это неотъемлемо отразится на экологичности и себестоимости строительства.

16. Влияние на массив грунта

Процесс бурения при устройстве фундаментов буроинъекционным методом оказывает влияние на весь массив грунта. Это обстоятельство вводит ограничение на количество одновременно устраиваемых скважин при работе вблизи существующих зданий, и, тем самым, удерживает темпы строительства на невысоком уровне.

17. Темпы строительства

Параллельно этому, темпы строительства будут привязаны к расстоянию между буроинъекционными сваями. Если расстояние между ними окажется меньше нормы, бурение смежных скважин будет разрешено только через определенное время после укладки бетона в предыдущие скважины.

18. Проведение статических испытаний

Как существенный недостаток, можно отметить сложность проведения статических испытаний свай больших сечений, устроенных буроинъекционным методом, так как для испытания последних потребуется передача на них более высоких нагрузок, нежели для свай со средним сечением. Из-за этого исчезает возможность с достаточной достоверностью определять несущую способность и качество изготовленной сваи.

19. Отклонение ствола буроинъекционной сваи

В результате наличия в основании плотных грунтов галечниковых или валунных включений может произойти отклонение ствола буроинъекционной сваи от проектного положения или остановка бурения и разрушение бурового наконечника, что в итоге может не только снизить качество и повысить стоимость, но главное, не достигнуть нужной несущей способности будущей буроинъекционной сваи.

20. Работа в водонасыщенных грунтах

Использование буроинъекционных свай в водонасыщенных грунтах, способствует уменьшению их несущей способности.

21. Расструктурирование слабых грунтов

Устройство буроинъекционных свай неминуемо будет сопровождаться расструктурированием слабых грунтов, их наплывание в скважины, в результате чего выработка извлекаемой породы оказывается существенно больше рабочего ствола скважин. Это может привести к неравномерным осадкам зданий, появлению в них трещин и деформаций несущих конструкций.