Буроинъекционные сваи (БИС) и их устройство

Еще одна достаточно интересная технология усиления грунта и фундаментов — буроинъекционные сваи, являющаяся разновидностью традиционных буронабивных конструкций.

По своему характеру их относят к висячим сваям. За рубежом их принято называть «микросваи». Используются, как в гражданском, так и в промышленном строительстве.

Сфера применения технологии

Чаще всего технология буроинъекционных свай применяется при невозможности установки забивных элементов, но этими случаями сфера применения конструкции такого типа не ограничена.

Подобные сваи применяются для:

• Выполнения усиления фундаментных конструкций при превышении проектных нагрузок (надстройки, возведение мансардных помещений, утяжеление стен фасадной отделкой).
• Возведения фундаментов здания на сложных грунтах.
• Строительства в непосредственной близости от существующих зданий, когда имеется вероятность разрушения их фундаментов при монтаже забивных свай.
• Устранения крена строительных конструкций, появившегося в результате проседания фундамента.

Кроме того, буроинъекционные  (БИС) сваи применяются для усиления и предотвращения разрушения уникальных природных ландшафтов. При помощи данной технологии были выполнены профилактические работы по сохранению Мелового утеса в Святогорской Лавре (Донецкая область, Украина).

Виды буроинъекционных свай

Основное отличие данной технологии от буронабивных свай заключается в способе подачи инъекционного раствора (бетонной мелкозернистой или цементно-песчаной смеси) непосредственно в забой.

В зависимости от условий и свойств грунта, а также наличия грунтовых вод, могут применяться несколько типов конструкций:

• Сваи без применения обсадки скважины. Чаще всего такое устройство буроинъекционных свай применяется на глинистых грунтах, имеющей в своем составе мало воды. При этом стоит учитывать то, что такой способ может применяться для устройства несущих элементов, диаметр которых не превышает 18 сантиметров.
  Бурение осуществляется при помощи шнековой установки, обеспечивающей выемку грунта. Диаметр забойного долота не должен превышать размер шнека более чем на 10-15 мм, это обеспечит дополнительную затирку стенок скважины удаляемым влажным грунтом, что обеспечит повышение герметичности и прочности.В зависимости от диаметра скважины может применяться как самотечная подача раствора, так и применение инъекционной трубы, которая обеспечивает подачу непосредственно в забой.
• В непрочных, склонных к оплыванию грунтах применяют обсадку скважин металлическими трубами. В некоторых случаях используют промывку при помощи бентонитовых смесей, которые застывая после затирки шнеком в стенки, образуют надежную обойму, выполняющую роль обсадки.
• Монтаж буроинъекционных свай с винтовой навивкой (винтонабивные несущие конструкции) не предполагает предварительного бурения. Технология напоминает установку обычного свайно-винтового фундамента. На инъекционную трубу накручивается наконечник, благодаря ввинчиванию в грунт которого и происходит углубление скважины.

Некоторые особенности устройства инъекционных опор

Сваи данного типа выполняются в основном с применением армирующих конструкций, при этом используют различные технологии установки:

• Если позволяют геологические условия арматурный каркас лучше устанавливать в скважину после извлечения бурового инструмента. При этом отдельные сегменты этого каркаса должны соединяться сваркой или другими способами, гарантирующими прочность стыка и работоспособность всей конструкции.
• В некоторых случаях, чаще всего для неглубоких свай, допускается установка армирующего каркаса в скважину после закачки инъекционной смеси. При этом сделать это необходимо до начала отвердевания раствора (не позже чем через 1 час после прекращения подачи смеси). Чтобы обеспечить это,  необходимо заблаговременно приготовить конструкцию каркаса.

Подача инъекционного раствора может осуществляться через полый буровой шнек или по специальной трубе, которая может извлекаться или оставаться в толще бетона. От выбора определенной технологии будет зависеть окончательная цена буроинъекционных свай, при извлечении технологических труб конструкция будет стоить дешевле.

• Подача осуществляется при помощи бетононасосов, при этом давление раствора может достигать 20-30 атмосфер.
• Инъекцию бетона необходимо выполнять до тех пор, пока бетонная смесь не станет выходить из устья скважины.
• При этом стоит помнить о том, что по технологии объем закачанного бетона должен составлять 1,25-2,5 объема самой скважины. Если скважина приняла более этого количества, что бывает при плохом состоянии ее стенок при отсутствии обсадки, необходимо дать смеси застыть, и после этого произвести окончательную опрессовку.
• Для инъекций применяются растворы марки П4 (по удобоукладываемости). Предъявляются требования и к прочностным характеристикам бетона. Его состав должен обеспечить через семь дней после заливки прочность не менее 15 Мпа, а через четыре недели не меньше чем 30 Мпа.

Усиление фундаментов

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями может осуществляться их бурением через существующую конструкцию.

Такая же технология применяется для повышения скорости выполнения монтажа ростверковых фундаментов:

• По всему периметру фундамента монтируется ростверк необходимой конструкции.
• После этого прямо через него бурятся скважины необходимой глубины.
• Все дальнейшие операции стандартные — инъекция, армирование, опрессовка сваи. Особое внимание необходимо уделять качеству опрессовки, от нее во многом зависят рабочие характеристики сваи.

Стоит помнить о том, что возможность применения данной технологии монтажа или усиления фундамента может быть определена только специальными расчетами. Поэтому самостоятельно монтировать, а тем более проектировать такие конструкции не стоит.

Все работы должны выполняться только профессионалами, тем более что выполнение работ требует применения специального оборудования.