Усиление фундамента буроинъекционными сваями — современный оптимальный метод

Буроинъекционные сваи — это один из наиболее технологичных и эффективных методов усиления фундаментов и укрепления грунтов основания. Этот метод активно применяется при новом строительстве, реконструкции, реставрации зданий и сооружений, а также для предотвращения дальнейших осадок и стабилизации деформированных конструкций.

Необходимость в усилении фундаментов возникает по целому ряду причин: изменение нагрузки на несущие конструкции, нарушение технологии возведения, ошибки проектирования, влияние внешних факторов (подтопление, размыв грунта, неравномерная осадка). Как правило, это приводит к неравномерным осадкам здания, появлению и раскрытию трещин в несущих конструкциях. Традиционные методы усиления фундаментов связаны со значительным объемом земляных работ, что не всегда возможно в условиях плотной городской застройки или на территории действующих предприятий.

Буроинъекционные сваи позволяют решить эту проблему без разрушения существующих фундаментов и конструкций зданий, обеспечив высокую несущую способность в любых инженерно-геологических условиях.

Содержание:

  1. Общие сведения о буроинъекционных сваях
  2. Область применения буроинъекционных свай
  3. Технология устройства буроинъекционных свай
  4. Преимущества буроинъекционных свай
  5. Экономическая эффективность

 

Общие сведения о буроинъекционных сваях

Буроинъекционные сваи представляют собой вид буронабивных свай, которые изготавливаются путем бурения скважин и последующего заполнения бетонной смесью с использованием высокого давления.

Принцип работы буроинъекционных свай основан на уплотнении и укреплении грунта вокруг ствола сваи за счет его вытеснения и инъекции цементно-песчаного раствора. При этом достигается эффект армирования грунта и существенного повышения его несущей способности.

По конструкции буроинъекционные сваи бывают:

  • Сплошного сечения - представляют собой монолитный ствол по всей длине.
  • Полые (трубчатые) - заполнены бетоном только в нижней части.
  • С уширением в основании — конусовидной или луковичной формы.

В зависимости от глубины заложения различают мелкие, средние и глубокие буроинъекционные сваи. 

Область применения буроинъекционных свай

Буроинъекционные сваи находят широкое применение в гражданском и промышленном строительстве при решении следующих задач:

  • Усиление фундаментов существующих зданий и сооружений, в том числе объектов культурного наследия.
  • Стабилизация осадки зданий и сооружений путем передачи дополнительной нагрузки на глубокие слои грунта.
  • Устранение неравномерных осадок фундамента.
  • Повышение несущей способности свайных фундаментов.
  • Закрепление неустойчивых грунтов (просадочных, набухающих, насыпных).
  • Анкеровка откосов, подпорных стенок, фундаментов близлежащих зданий.
  • Усиление цокольных этажей заглубленных сооружений.

Буроинъекционные сваи применяются при строительстве и реконструкции:

  • Жилых домов, в том числе многоэтажных.
  • Общественных, административных, промышленных зданий.
  • Мостов, эстакад, путепроводов.
  • Подземных сооружений (тоннелей, коллекторов, паркингов).

Технология устройства буроинъекционных свай

Технологический процесс включает следующие основные этапы:

  1. Разметка мест бурения. На фундаменте или рядом с ним в соответствии с проектом размечаются точки бурения скважин под сваи.
  1. Бурение скважин. Производится бурение скважин диаметром 300-400 мм и глубиной до 20 м. Бурение ведётся буровой установкой при помощи специальных буровых штанг с наконечниками.
  1. Установка армокаркаса. В скважину погружается металлический армокаркас, состоящий из нескольких стальных стержней длиной 3-12 м.
  1. Инъекция раствора высокого давления. Через буровой став подаётся цементно-песчаный раствор, который заполняет скважину, плотно обжимает стенки и вытесняет грунт, уплотняя его.
  1. Устройство монолитной железобетонной сваи. После схватывания раствора в скважину заливают бетонную смесь с заданными свойствами.
  1. Нагнетание раствора для контроля качества. Через трубки, оставленные в теле сваи, производится повторная принудительная инъекция под высоким давлением для контроля качества работ. 
буроинъекционные сваи

Преимущества буроинъекционных свай

Основные преимущества данной технологии:

  1. Высокая несущая способность. За счет уплотнения и закрепления грунта несущая способность одной сваи может достигать 150 тонн.
  2. Возможность работы в стесненных условиях при отсутствии свободного доступа техники. Для бурения скважин достаточно небольшого пространства под буровую установку.
  3. Сохранение эксплуатационной пригодности здания в процессе работ. Метод позволяет проводить усиление, не прерывая работу предприятий или проживание людей.
  4. Высокая скорость производства работ. Монтаж одной сваи занимает 1-2 дня в зависимости от глубины.
  5. Надежность и долговечность конструкции за счет антикоррозийной стойкости материалов. Срок службы более 50 лет.
  6. Экономическая эффективность по сравнению с традиционными фундаментами при значительном сокращении сроков работ.

Преимущества делают целесообразным применение буроинъекционных свай в большинстве случаев, когда нужно повысить несущую способность грунтов основания. 

Таблица 1. Сравнение методов усиления фундаментов

Метод Сложность работ Сохранение эксплуатации здания Срок службы Стоимость
Буронабивные сваи Средняя Нет 50 лет Средняя
Буроинъекционные сваи Ниже средней Да 50 лет Ниже средней
Устройство нового фундамента Высокая Нет 50 лет Высокая


Таблица 2. Технико-экономические показатели различных методов усиления

Параметр Буроинъекционные сваи Буронабивные сваи Новый фундамент
Стоимость 1 сваи, руб. 25 000 45 000 -
Стоимость 1 м2 фундамента, руб. 12 000 25 000 60 000
Срок выполнения работ на 100 м2, дней 14 45 120
Трудоемкость на 100 м2, чел.-дн. 210 800 2300


Как видно из таблиц, буроинъекционные сваи обеспечивают наиболее оптимальное сочетание по ключевым критериям - скорости, стоимости работ и сроку эксплуатации. 

Экономическая эффективность

Ключевыми факторами экономической эффективности буроинъекционных свай являются:

  1. Высокая скорость производства работ. Благодаря относительной простоте технологии, 1 свая монтируется за 1-2 рабочих дня.
  2. Сокращение затрат на подготовительные мероприятия. Отсутствует необходимость в устройстве котлованов, разработки и выемки грунта.
  3. Относительно невысокая стоимость материалов и оборудования по сравнению с полным возведением нового фундамента.
  4. Возможность выполнения работ без остановки эксплуатации здания и сокращение потерь от простоя.

Окупаемость вложений в буроинъекционные сваи наступает в среднем через 1-2 года за счет предотвращения дальнейшей деформации конструкций здания и экономии на более дорогих методах усиления фундамента.

Использование современной технологии буроинъекционного усиления фундаментов является экономически целесообразным решением по оптимальному соотношению цены и качества.

Таблица 3. Стоимость устройства 1 м2 различных типов фундаментов

Тип фундамента Стоимость за 1 м2, руб.
Монолитная плита От 8 000 до 12 000
Свайный (сваи-стойки) От 15 000 до 25 000
Свайный (буронабивные сваи) От 20 000 до 35 000
Буроинъекционные сваи От 10 000 до 15 000
Ростверк От 6 000 до 10 000


Из таблицы видно, что буроинъекционные сваи обеспечивают один из самых оптимальных показателей стоимости на единицу площади усиления фундамента. Это объясняется относительной технологичностью метода и меньшим расходом материалов по сравнению с традиционными конструкциями фундамента. 

Заключение

Использование буроинъекционных свай для усиления фундаментов зданий и сооружений является одним из самых передовых современных методов. Данная технология позволяет обеспечить надежное и долговечное укрепление фундаментов без необходимости останавливать эксплуатацию здания.

Применение буроинъекционных свай наиболее оправдано при:

  • Неравномерных осадках фундамента;
  • Необходимости увеличения нагрузки на фундамент при реконструкции зданий и сооружений;
  • Устранении деформаций при просадочных и иных неустойчивых грунтах.

Буроинъекционные сваи обеспечивают высокую несущую способность наравне с капитальными фундаментами при значительной экономии времени и стоимости строительно-монтажных работ. Поэтому подобное решение стоит рассматривать смело и в первую очередь для реализации наиболее ответственных и амбициозных проектов в сфере строительства.