Как усилить фундамент буроинъекционными сваями

Буроинъекционные сваи, или БИС — бетонные конструкции, которые изготавливают непосредственно во время бурения скважины.

Сваи устанавливаются, когда нет возможности применять обычные забивные из-за создаваемого шума, вибрации и применять громоздкое оборудование.

Это аналог буронабивных свай. Отличие в том, что используется полые шнеки, через которые заливается бетонная смесь. Материал затвердевает и образует надежную опору.

Зачем нужны буроинъекционные сваи

Технологию применяют для строительства промышленных и жилых объектов в условиях тесной и крупной застройки рядом с уже существующими строениями. Сваями защищают фундамент от вибраций и последствий эксплуатации соседней новостройки.

С помощью БИС укрепляют старые здания, которые нуждаются в реконструкции. Это предотвращает деформацию несущих конструктивных элементов и повышает устойчивость. Используется технология для коррекции крена старых построек на традиционных видах фундамента. Это происходит при высокой влажности почвы, износе конструктивных элементов и приближении уровня грунтовых вод к поверхности.

«Стена в грунте» — один из самых прогрессивных методов для фундамента, при котором используют БИС. Он актуален для возведения высотных зданий даже на ослабленных, сильно увлажненных, малосвязанных почвах. Такой фундамент защищает постройки от оползней.

Без БИС не обойтись при возведении зданий и сооружений в таких случаях:

• грунты с высокими показателями просадки, содержат крупные скальные включения;
• уклон участка превышает 8%;
• слабые грунты с недостаточной толщиной глубоких твердых пород;
• наличие «плывунов» или высоко протекающих грунтовых вод.

Плюсы использования

Строители применяют буроинъекционные сваи по таким причинам:

• не происходит разрыхления почвы, поэтому появляется возможность проводить строительство рядом с введенными в эксплуатацию объектами;
• предоставляется возможность проникнуть на значительную глубину даже при большом диаметре;
• используемые установки почти не создают шума и вибрации;
• допустимо применять технологию даже в оползнеопасной местности;
• уменьшается объем земляных работ;
• во влажных и пучинистых грунтах конструкции демонстрируют лучшие несущие характеристики, чем другие опор;
• не надо копать котлован вокруг здания, чтобы выполнить укрепление.

На каких фундаментах можно делать укрепление

БИС применяют на таких видах фундаментов:

• ленточные бетонные, бутовые (отверстие сверлят в самой конструкции);
• свайно-ростверковые, столбчатые (сваи устанавливают как дополнительные опоры или делают замену отдельных элементов, вышедших из строя);
• монолитные (метод используется, только когда другие недоступны, с применением сверхпрочных бетонов).

Монтаж свай

Процесс состоит из трех этапов:

• Бурение. Используют специальную установку с функцией непрерывного бура. Грунт расталкивается, чем обеспечивается дополнительная прочность опоры.
• Введение бетона. Заливка смеси производится под давлением через полый шнек. Бетон тоже расталкивает и уплотняет почву. Для заливки используют инъекционные шланги или трубы диаметром не менее 30 мм.
• Установка каркаса. Арматуру опускают в еще незастывшую смесь.
• Опрессовка. Операция частично предупреждает осадочные явления.

Технологическая схема зависит от области применения метода и свойств почвы.

Маловлажные глинистые грунты

Методом шнекового бурения делают скважину 13–18 м в ширину. Чтобы стенки шахты затирались влажным грунтом и предупреждали его осыпание, разница в диаметре долота и шнека не должна быть более 1 см. В образованное отверстие опускают каркас и заливают строительный раствор.

В слабых, оплывающих грунтах скважины укрепляют — например, посредством обсадных труб. После заполнения скважины, инъекционную трубу извлекают. Обсадные трубы подсоединяют к компрессору и проводят опрессовку по мере того, как извлекается труба. При сухом забое раствор заливают без использования инъекционной трубы или шланга.

Если по длине сваи обнаружен сильно поглощающий грунт, то применяют трубчатое армирование. Забой заполняют цементно-бентонитовым раствором и туда помещают трубу-арматуру. У нее закрыт нижний выход. В стенках имеются отверстия, к которым подсоединены резиновые рукава. Под образующиеся давлением рукава распрямляются, прорывают слой обойменного раствора, формируя необходимое расширение. Когда обойменный раствор схватится, в трубу наливают бетон.

Если в фундаменте образовались трещины, разрушились швы бутовой кладки, возникли пустоты под подошвой, придерживаются такого порядка работ:

• бурят лидерную скважину на 60–80 см либо применяют тампоны;
• осуществляют замоноличивание трубы-кондуктора на цементном растворе, на нижнем конце устанавливают временную пробку;
• бурят скважину через кондуктор в той части фундамента, который нужно укрепить;
• заливают бетон.

Дополнительные советы

К процессу выдвигаются такие требования:

• Способ непрерывного бурения требует, чтобы скважины, расположенные рядом, были на расстоянии не меньше тройной величины диаметра сформированной опоры. Чтобы монтировать сваи поближе, ждут не менее суток после высыхания залитого бетона.
• Бетон наливают в скважину с одинаковым давлением. Если давление снизилось, то шнековую колонну поднимают на поверхность с меньшей скоростью.
• Скважину заполняют, пока на поверхности не появится чистый бетон, без шлама и загрязнений. Потом территорию очищают от раствора.

Сваи армируют пространственными каркасами. Используют 6 и более продольных стержней диаметром от 18 мм. Разница между диаметром скважины и каркаса должна составлять 14 см. Благодаря этому, укрепляющая конструкция не заклинивает в полости. Кольцах жесткости дополняют крепежами.

Наибольшая длина секции составляет 11,7 м. Если длины недостаточно для выполнения поставленных задач, то отдельные каркасы сваривают между собой. Эти конструкции должны быть повышенной жесткости. С внешней стороны арматуру усиливают кольцами из металла. Расстояние между ними по высоте составляет 2 м. Вокруг укрепляющих элементов укладывают защитный слой бетона (7 см).

К бетону предъявляют такие требования:

• марки — М300;
• класс сжатия — В22.5 и выше;
• количество цемента в готовой строительной смеси — 350 кг/м3;
• подвижность — от 12 см по стандартному конусу;
• количество щебня (фракция 10–20 мм) — от 25%;
• удельное водоотделение — 2%;
• пластификатор ЛСТ — до 0,2%;
• прочность бетона через 7 дней — от 15 Мпа и выше, через 28 дней от 30 Мпа;
• перерасход смеси — 25–150%.

Проводя работы в неустойчивых обводненных почвах скважины во время бурения обмывают глинистым или бентонитовым раствором. Это необходимо для большей устойчивости стенок.

В каменных или бетонных фундаментах бурят шахты под сваи трехшарошечным долотом, параллельно продувая рабочую зону воздухом и промывая водой.

Каркас рекомендуют устанавливать после извлечения бурового инструмента. При неглубоких сваях укрепляющую конструкцию можно размещать уже по окончании заливки бетона, но не позже, чем через 60 минут после проведения операции.

Если перерасход бетона больше, чем предполагает технология, то это указывает на неудовлетворительное состояние стенок скважины. Тогда смесь оставляют застывать, а потом проводят опрессовку. Несущую способность свай рассчитывают по СНиП II–17–77.

Буронабивные сваи — практичный и доступный метод укрепления и строительства фундаментов.