На большей части территории России господствуют грунты, отличающиеся рыхлостью и высоким уровнем залегания подземных вод. При возведении котлованов под фундаменты наблюдаются такие явления, как осыпание их стенок и затопление. Для создания отсекающего барьера и предотвращения смещения пластов почвы применяются буросекущие сваи. Готовая конструкция представляет собой монолитную стену, отличающуюся высокой прочностью и герметичностью.
Устройство буросекущих свай
Технология стена в грунте позволяет получить прочное монолитное сооружение, расположенное ниже грунтовых вод
Форшахта для буронабивных свай представляет собой замкнутую систему из погруженных ниже уровня грунтовых вод опор (стена в земле). Конструкция состоит из соединенных по краям свай, изготовление которых производится непосредственно на месте строительства. Стенки скважин укрепляются бентонитовым раствором, а по верхней части столбов устанавливается железобетонная стяжка. Благодаря такому инженерному решению сооружение обретает целостность и монолитность.
Особенностью монтажа является полное отсутствие вибрации, что характерно для сваебойной технологии. Подземная стена состоит из непрерывной череды бетонных столбов, края которых пересекаются на величину, составляющую 5-7% от их диаметра. Каждая вторая свая армирована стальным каркасом, проходящим по всей протяженности опоры и замыкающимся на внешнее армирование наподобие монолитного ростверка.
В строительстве используются форшахты с диаметром несущих элементов в пределах 36-150 см, наиболее распространенными являются опоры сечением 62-82 см.
Область применения
Метод используется на сильно увлажненных нестабильных грунтах
Сваи БСС при всех присущих им особенностях, плюсах и минусах, получили широкое распространение в строительстве, особенно при его ведении на неустойчивых и сильно увлажненных грунтах. Устройство конструкции настолько хорошо продумано, что позволяет решать самые сложные монтажные задачи, когда другого решения просто не существует или оно чревато массой нежелательных эффектов.
Буросекущие сваи применяются для создания таких объектов:
- ленточный заглубленный фундамент,
- стены подземных сооружений промышленного и коммерческого типа — паркинги, торговые центры, склады, пешеходные переходы,
- туннели мелкого залегания, линии и станции метрополитена, автомобильные дороги,
- укрепительные конструкции для стен зданий, находящихся в аварийном состоянии, в том числе объектов, имеющих культурную и историческую ценность,
- подземные коллекторы для сбора стоков,
- гидротехнические объекты (пруды, озера, бассейны),
- отстойники для отработки химических, энергетических и обрабатывающих предприятий,
- аварийные резервуары вблизи объектов повышенной опасности,
- укрепительные системы на нестабильных склонах,
- ограждения для подземных коммуникаций,
- противофильтрационные завесы на плотинах,
- емкости для складирования мусора, отходов производства, компоста,
- скотомогильники закрытого типа.
Нельзя использовать технологию при наличии пустот в земле
Противопоказано устанавливать форшахты в таких условиях:
- мощные подземные течения,
- высокий процент содержания крупнообломочных пород,
- наличие под землей старых кладок, труб, железобетонных фундаментов, стальных конструкций,
- наличие под поверхностью пустот и полостей естественного или искусственного происхождения,
- высокой концентрации в почве агрессивных к бетону химических реагентов.
Форшахты могут устанавливаться в качестве ограждающей конструкции, а при монтаже в гидротехнических сооружениях — в их теле и основании.
Конструктивные особенности каркаса для буросекущих свай
Бетон имеет высокую устойчивость на сжатие, но плохо переносит изгиб и скручивание. Поперечное давление является основным критическим фактором для глубокозаглубленной конструкции. Противостоять таким нагрузкам без риска поломки могут только железобетонные изделия, в которых прочность сочетается с гибкостью.
Такую функцию в буросекущих сваях выполняет объемный стальной каркас. Наиболее эффективным является квадратное сечение, где между продольными прутами устанавливаются цельногнутые рамки. Размер каркаса делается максимально приближенным к диаметру отверстия, но с тем расчетом, чтобы металл не выступал из бетона после его застывания. Такое решение позволяет каркасу захватить часть ранее установленных бетонных опор без армирования.
Важную задачу по приданию стене в земле прочности выполняет верхний пояс из арматуры. Это сооружение изготавливается в виде балки прямоугольного сечения с прочным креплением с каркасом каждой подземной колонны. После монтажа проводится заливка армопояса бетоном. Готовая конструкция становится полностью монолитной. Снизу ее удерживает плотный слой грунта, а сверху железобетонный замкнутый пояс.
Предназначения форшахты
Буросекущие сваи предохраняют строение от оползней
Форшахта выполняет сразу несколько функций, что делает ее уникальным изобретением, которое значительно продвинуло вперед технологию частного и промышленного строительства.
Подземные сооружения отличаются многофункциональностью и могут быть использованы для таких целей:
- ограждение от внешнего давления на подземные конструкции,
- создание основы для укладки цоколя и плиты перекрытия,
- блокирование грунтовых вод при проведении рытья котлованов,
- укрепление склонов, насыпей, отвалов и прочих неровностей, где велика вероятность возникновения оползней,
- изоляция токсичных веществ в замкнутом пространстве при условии укрепления дна.
Самостоятельное создание стены в земле невозможно. Изготовление этого сооружения проводится на основании профессионально разработанных чертежей, предварительно проведенных исследованиях грунта и с помощью мощного, высокотехнологичного оборудования.
Технология строительства
Обсадные трубы для буросекущих свай
Технология монтажа буросекущих свай отработана до мелочей и состоит из таких этапов:
- Геологические исследования, по результатам которых составляется схема залегания грунтовых вод.
- Бурение скважин на расстоянии 90% их диаметра. Применяются обсадные трубы.
- Заливка бетона, уплотнения раствора вибратором.
- Извлечение обсадной трубы из отверстия.
- Созревание бетона. На это уходит 24-28 дней.
- Сверление скважин между ранее пробуренными с иссечением их краев.
- Установка каркаса и заполнения шахты бетоном.
Заключительной фазой является создание опалубки, монтаж армирующего пояса и наполнение формы бетоном.
Основные отличия буросекущих свай от буронабивных
Буросекущие сваи монтируют вплотную друг к другу с захватом соседнего элемента за счет иссечения его краев
Технологический процесс создания обоих конструкций практически одинаковый, но их назначение разное.
Буронабивные сваи устанавливаются на расстоянии друг от друга, армируются и выполняют исключительно несущую функцию в обустройстве фундамента.
Буросекущие сваи соединяются с захватом соседних фрагментов, выполняя задачи по гидроизоляции, удержания пластов земли и укрепления аварийных опорных систем.
Преимущества буросекущих свай
Использование буросекущих свай отличается такими достоинствами:
- применимость практически к любому типу грунта,
- отсутствие строительного мусора и расходных материалов,
- бесшумность и отсутствие вибрации,
- компактность бурильного оборудования,
- безопасность для окружающих площадку объектов инфраструктуры.
Все это делает данную технологию незаменимой при проведении строительства и реставрационных работ в условиях плотной застройки населенных пунктов и объектов промышленности.