Контрольные вопросы

1. Какие способы уплотнения бетонной смеси применяют при уст­ройстве набивных свай (с заранее погружаемой обсадной трубой и теря­емым наконечником)?

В каких грунтах наиболее эффективны винтовые сваи с теряемым нижним конусом

?ГЛАВА 8

Устройство буроинъекционных свай

Буроинъекционные сваи, предложенные фирмой «Фондеди- ле», используют в основном при усилении фундаментов реконст­руируемых зданий. Широкое применение этих свай обусловлено малыми габаритными размерами и уникальными техническими возможностями современного бурового оборудования, позволяю­щего вести работы из помещений (подвалов) высотой до 2 м и пробуривать скважины через кирпичную кладку, бетон и железо­бетон диаметрами до 300 мм под любым углом и глубиной до 50 м. Например, малогабаритный станок «Пунтель» может вести буре­ние из помещения с расположением силового агрегата снаружи здания (рис. 8.1).

Разновидностью буроинъекционных свай являются инъекци­онные анкеры, используемые в новом строительстве для крепле­ния ограждений вертикальных откосов и стен в грунте. Здесь ис­пользуют специальные анкерные машины фирм «Касагранде», «Камачио», «Клемм» и др.

Рис. 8.1. Устройство буроинъекционной сваи станком «Пунтель»

Выбор инструмента для бурения (шнек, шарошечное долото, коронка и др.) определяется грунтовыми условиями, а диаметр сваи и длина зависят от заданной несущей способности сваи или от усилия, воспринимаемого анкером.

В неустойчивых обводненных грунтах бурение ведут с промыв­кой скважины глинистым раствором или под защитой обсадных труб.

Буроинъекционные сваи в зависимости от характера действу­ющей нагрузки армируются на всю длину или в пределах верхней части. Длина секций арматуры определяется высотой помещения, в котором производятся работы. Установка армокаркаса выполня­ется до или после опрессовки скважины или одновременно с ней. Арматура буроинъекционных свай имеет фиксирующие элемен­ты, центрирующие ее в скважине и обеспечивающие требуемую толщину защитного слоя бетона. Соединение арматурных карка­сов по длине сваи осуществляется с помощью сварных стыков, которые должны обеспечивать равнопрочность арматуры. Продоль­ная арматура располагается равномерно по контуру сваи с рассто­янием между отдельными стержнями не менее диаметра стержня. Общая площадь сечения продольной арматуры составляет, как правило, не менее 0,5 % от площади сечения сваи.

Используют мелкозернистые бетоны классов В20... В30 по про­чности на сжатие.

Опрессовка свежеуложеиного бетона и стенок скважины про­изводится для повышения несущей способности сваи за счет уп­лотнения окружающего грунта и создания общих или локальных уширений ствола сваи. Опрессовка производится одним из следу­ющих способов:

закачка растворонасосом дополнительной порции бетона че­рез тампон, разжимаемый в устье скважины, в существующем фундаменте или в специально забетонированном устьевом пат­рубке. Опрессовка выполняется под давлением 0,2... 0,3 МПа в те­чении 2 мин. Если в течении этого времени не удается удержать указанного давления, опрессовку повторяют через 1...2 ч до по­лучения необходимого результата;

опрессовка бетоном через проходные шнеки в забой скважины или на определенном участке длины сваи;

электрогидродинамическая опрессовка стенок и забоя скважи- ны с применением электроразрядной технологии (сваи-РИТ, ан- кера-РИТ);

«вторичная инъекция» — опрессовка определенного участка ствола сваи путем инъекционного разрыва бетона первичной инъекции скважины.

Технологический цикл по устройству буроинъекционной сваи состоит из следующих основных операций: бурение скважины;

установка арматурного каркаса;

заполнение скважины мелкозернистой бетонной смесью; опрессовка свежеуложенной бетонной смеси.

Заметим, что арматурный каркас может устанавливаться в сква­жину как до, так и после заполнения скважины бетонной смесью.

Принципиальная схема изготовления буроинъекционной сваи с двухкратной опрессовкой показана на рис. 8.2.

В последние годы в связи с созданием нового оборудования значительно разнообразились и усовершенствовались технологи­ческие приемы и операции, применяемые при устройстве буро­инъекционных свай, направленные на повышение несущей спо-

Рис. 8.2. Изготовление буроинъекционной сваи с двухкратной опрессов­кой:

а — бурение скважины с промывкой глинистым раствором; б — установка арма­турного каркаса; в — установка инъекционной трубы и заполнение скважины бетонной смесью; г — установка тампона и опрессовка скважины с забоя; д — поднятие инъекционной трубы и опрессовка скважины с устья; 1 — буровой став; 2 — усиливаемый фундамент; 3 — арматурный каркас; 4 — инъекционная труба; 5 — устьевой лоток; 6 — тампон с сальником; 7 — уширенная часть сваи собности и качества свай. К новым приемам относятся примене­ние электрорязрядных воздействий на стенки и забой скважины в целях их уплотнения и расширения скважины электровзрывами; устройство уширенной пяты путем электрохимического взрыва экзотермической смеси; применение двухфазного инъецирования при увеличении давления до 6 МПа на второй фазе и ряд других приемов.

На рис. 8.3 показана принципиальная схема изготовления бу­роинъекционной сваи с использованием электроразрядной тех­нологии. После бурения скважины и заполнения ее бетонной сме­сью с помощью растворонасоса через инъекционную трубу 1 или полый шнек в устье скважины устанавливают трубу-кондуктор и затем опускают электродную систему, соединенную коаксиаль­ным кабелем с генератором импульсных токов (ГИТ). Выполняет-

Рис. 8.3. Технологическая схема изготовления буроинъекционной сваи с использованием электроразрядной технологии:

а — бурение лидерной скважины; б ~ инъекция бетонной смеси; в — обработка скважины электрическими разрядами; г — опускание арматурного каркаса; J — инъекционная труба; 2 — излучатель энергии; 3 — штанга излучателя; 4 — злект- рокабель; 5 — арматурный каркас

ся серия электрических разрядов на заданном уровне, после кото­рых уровень бетонной смеси в скважине понижается за счет полу­ченного уширения. После доливки бетонной смеси до первона­чального уровня электроды поднимают на следующий уровень для устройства очередного уширения. После окончания обработки сква­жины электрическими разрядами и извлечения из скважины элек­тродов и инъекционной трубки в скважину опускают арматурный каркас 5 и формируют голову сваи в соответствии с проектом.

Одной из наиболее эффективных операций, применяемых при устройстве современных буроинъекционных свай и в том числе анкерных свай, является повторная инъекция бетонной смеси в нижнюю часть скважины после некоторого набора прочности бе­тоном сваи. Инъекционная трубка для повторной инъекции уста- навливается в скважину заранее (до или после заполнения сква­жины бетоном). В анкерных сваях инъекционная трубка опускает­ся в скважину в составе анкерной тяги. Буроинъекционная анкер­ная свая (рис. 8.4) изготавливается в следующей последовательно­сти:

бурение наклонной скважины через вертикальное (анкеруемое) ограждение (при необходимости с промывкой глинистым раство­ром);

при достижении проектной длины скважины производится ее заполнение бетонной смесью через буровой став при его извлече­нии из скважины (с вытеснением глинистого раствора);

Рис. 8.4. Буроинъекционная анкерная свая, изготовленная с использова­нием повторной инъекции:

1 — зона 2-й фазы инъецирования; 2 — изливной клапан инъекционной трубки; 3 — замковая часть; 4 — свободная часть; 5 — блокировочный оголовок; 6 — полиэтиленовые трубки, одетые на канаты; 7 — инъекционная трубка; 8 — ка­наты (пряди) арматурны

еопускание в скважину, заполненную бетонной смесью, анкер­ной тяги с инъекционной трубкой;

после достижения бетоном некоторой прочности (через 1... 2 сут) производится повторная инъекция бетонной смеси в нижнюю часть скважины через инъекционную трубку при давлении до 6 МПа. При этом происходит разрыв ствола сваи и образование ушире­ния в нижней части. Инъекционная трубка перекрывается при действии максимального давления после получения проектного отказа;

натяжение анкерной тяги производится после набора бетоном проектной прочности.

Аналогичная технология может применяться для устройства буроинъекционных свай при усилении фундаментов или при но­вом строительстве. Основные параметры данной технологии, за­висящие от грунтовых условий, принимаются на основании ис­следований, выполненных в НИИОСП им. Н. М. Герсиванова.