8 800 333-39-37
Ваше имя:
Номер телефона:
Главная » Разное » Инъекционные скважины что это

Инъекционные скважины что это


устройство и технология сооружения, способы установки и сфера применения БИС

Буроинъекционные сваи (БИС) используются при сооружении объектов, расположенных на участках плотной застройки: микрорайоны города, крупные промышленные предприятия. Это эффективная замена забивным опорам, во время работы с которыми появляются сильные динамические колебания в слоях грунта. Это нарушает целостность близлежащих сооружений. БИС решает проблему негативного действия на конструкции, расположенных по соседству со строительным участком.

Принцип технологии

Для буроинъекционных опор в земле делаются скважины диаметром до 40 см. При достижении необходимой глубины они наполняются водоцементным или цементно-песчаным составом, подающимися внутрь под большим давлением с помощью полого шнека. За счет подачи раствора под давлением его можно заливать и в горизонтально, и в вертикально сделанные скважины. Затем в еще не застывший бетон устанавливается армированное каркасное основание.

После засыхания состава скважина становится монолитной железобетонной опорой, на которую в последующем происходит установка фундамента дома.

Требования к армированию и бетонированию

С учетом действующего СНиП существуют определенные требования к бетонированию и использованию армирования в буроинъекционных сваях. Технология установки:

  1. Сечение устанавливаемого каркаса должно быть всегда меньше на 14 см, в отличие от диаметра пробуренной полости. Это позволяет избежать заклинивания каркаса в скважине.
  2. Для армирования применяются пространственные каркасы, у которых продольные пояса находятся на одинаковом расстоянии по отношению друг к другу. Минимальное число продольных прутьев — 6 штук, класс арматуры — А3 (сечение — не менее 18 мм).
  3. К армирующим каркасам предъявлены высокие требования относительно жесткости. Крепление элементов производится с помощью сварки, арматура должна быть дополнительно усилена стальными кольцами, находящимися с внешней части каркаса с дистанцией 2 м. Устанавливаются кольца с шириной 5−10 см, толщиной — 8−10 мм.
  4. Наибольшая длина арматуры — 11,7 м. Если требуется установка каркаса в скважину большего размера, то отдельные части свариваются друг с другом на стройплощадке.
  5. Для устройства буроинъекционных свай используется бетон М300 с классом сжатия не менее В22,5.

Также требуется заливка защитного бетонного слоя вокруг каркаса слоем не менее 7 см. Равномерное расположение арматуры в скважине достигается благодаря креплению фиксаторов на металлических кольцах жесткости.

Перерасход раствора, который обусловлен заполнением скважины, пока из полости не появится чистый от шлама бетонный состав, должен быть не более 25% от запланированного объема заливки одной сваи.

Условия монтажа

Также существуют требования и к непосредственно процессу монтажа БИС. С учетом СНиП должны быть соблюдены следующие условия:

  1. Во время постоянных работ можно бурить близлежащие скважины с шагом, который не превышает 3 диаметра уже находящейся сваи. Если дистанция меньше допустимой, разрабатывать новую опору можно только по истечении суток после заливки бетоном предыдущей опоры.
  2. Процесс заливки бетоном производится при постоянных поступательно-возвратных передвижениях шнека.
  3. Обязательное сохранение постоянного давления подачи бетонного раствора при наполнении полости, при его снижении требуется уменьшить время извлечения шнековой колонны.
  4. После окончания процесса заливки бетоном МБУ должна отъехать от скважины. Грунт, который был выработан во время установки опоры, убирается с помощью экскаватора.
  5. После очистки территории в устье скважины устанавливается кондуктор и выполняется заливка бетоном надземной части опорного столба.
  6. Армирование сваи производится тут же по окончании наполнения полости бетоном и очищения устья скважины.

Внимание: Максимальный временной интервал между заливкой бетона и установкой каркаса не должен быть больше 20 минут.

Сфера использования

Чаще всего буроинъекционные столбы применяются в случае, если невозможно установить забивные сваи. Но это не единственная область их использования. Строители также могут воспользоваться этой технологией если:

  • необходима закладка фундамента на нестабильных грунтах;
  • требуется укрепление основной конструкции, когда необходимо превысить расчетные нагрузки — утяжелить поверхность фасада облицовкой, соорудить мансарду, установить надстройку;
  • необходимо сохранить естественный ландшафт от разрушений при строительстве;
  • исправить крен здания из-за неравномерной усадки уже сооруженной коробки конструкции.

Основное отличие буроинъекционных свай от буронабивных опорных столбов заключается в способе подачи инъекционного бетонного раствора в забой.

С учетом качественного состава почвы и близости прохождения подземных вод, технология постоянно усовершенствуется.

Так, сегодня существуют следующие способы:

  1. Буроинъекционные опорные столбы с обсадкой отверстия монтируются в зонах с ослабленным грунтом, где часто происходит его пучение в зимний сезон. Обсадка выполняется с помощью металлических гильз, устанавливающихся в скважины. После заливают бетонный раствор.
  2. БИС без дополнительной обсадки используется на стабильной почве с небольшим количеством подземных вод. Максимальный диаметр этих опор — 18 см. Пробуренную скважину армируют и заполняют бетоном зразу после достижения требуемой глубины.
  3. Опоры с навивкой характеризуются особой технологией устройства. Скважины для них делаются с помощью специального наконечника в виде винта. Вместе с бурением производят армирование.

Обсадка скважин удорожает стоимость сооружения фундамента, но это гарантирует его устойчивость и продолжительное время эксплуатации.

Спецтехника для установки свай

Для организации буроинъекционных опор используют мобильные буровые установки (МБУ). При сооружении фундаментов чаще всего используют колесные МБУ.

Буровое оборудование МБУ находится на основной платформе, которая крепится к транспортному шасси на шарнирных соединений. С учетом вида платформы спецтехника бывает поворотной и фиксированной. Для бурения каждой следующей скважины МБУ с фиксированным механизмом необходимо изменять положение, при этом наличие поворотной техники позволяет машине бурить одновременно несколько скважин с учетом их расположения.

Основная рабочая часть МБУ — буровая колонна, состоящая из вертлюга, бура шнекового типа, подъемных цилиндров, вращателя и металлической мачты, по которой передвигается шнек.

Острие бура комплектуется заглушкой, предотвращающей заполнение скважины землей во время разработки полости. При окончании бурения, когда производится заливка бетоном, подаваемый по скважине раствор выдавливает из своего штатного места заглушку.

Нагнетание состава в шнек происходит за счет бетононасоса. МБУ подсоединяется к буровой колонне с помощью вертлюга, куда подключаются подающие шланги. Допустимое давление подачи бетонного раствора — 10 мПа.

Для установки в полость каркаса используют подъемные краны. При монтаже опор размером до 5 м арматура опускается в скважину под собственным весом, но во время работы с более длинными конструкциями для армирования дополнительно применяется виброгружатель.

Основные преимущества

Основным достоинством буроинъекционных опорных столбов считается абсолютное отсутствие вибрации при выполнении строительных работ.

Помимо этого, к достоинствам можно отнести:

  • увеличение прочностных характеристик основания и непосредственно конструкции дома;
  • снижение сроков строительства, так как установка буроинъекционных опор максимально автоматизирована и не нуждается в малоквалифицированных подсобных рабочих;
  • способность произвести монтаж в стесненных условиях;
  • снижение материальных затрат является следствием сокращения времени строительства;
  • возможность выполнения установки без смещения слоев грунта;
  • огромный спектр использования — несущие конструкции домов, стенки котлованов, сооружение основания;
  • с помощью буроинъекционной технологии можно возводить здания на участках в которых использование традиционных свай невозможно из-за опасности нарушения целостности рядом находящихся домов;
  • можно производить работы в зимнее время.

Буроинъекционные сваи — современная и высоконадежная технология, имеющая множество неоспоримых достоинств.

Недостатки при обустройстве

Использование буроинъекционной технологии имеет и определенные недостатки. Так, во время обустройства этих свай, в отличие от набивных и буронабивных опор, нет искусственного уплотнения почвы. То есть их несущая возможность находится на уровне природного состояния.

Использование буроинъекционных опор зачастую является невозможным из-за угрозы выдавливания бетонного состава из почвы грунтовыми водами до его полного засыхания. Этот процесс может произойти при сооружении оснований в песчаных обводненных почвах с высоким коэффициентом фильтрации, а также активным передвижением подземных вод.

Некоторые сомнения относительно качества уже изготовленных фундаментов может вызывать и технология их обустройства. Нередко появляются сложности во время погружения арматурного каркаса в бетон, который при низком давлении опускается на глубину не больше 75−85% длины опоры. Последующее погружение армирования, которое происходит под повышенным давлением, приводит к нарушению целостности арматуры, ее выпиранию из стен опоры. То есть нижний участок сваи находится почти без армирования.

Но сегодня пока не известно ни одной серьезной аварии, которая связана с деформацией основания из буроинъекционных опорных столбов. Их сфера использования в последнее время только увеличивается.

Формирование стоимости

Чаще всего во время устройства буронабивных свай производится целый комплекс строительных работ: разметка свайного поля, бурение скважин, сварка арматурных каркасов, установка армирования в полости, заливка бетонного раствора в скважины с использованием глубинного вибратора. То есть общая стоимость буроинъекционных свай состоит из следующих частей:

  1. Стоимость работ по бурению скважин (глубина бурения).
  2. Цена водо-песчаного или песчано-цементного состава (объем требуемого раствора).
  3. Стоимость арматуры и сборка армированного каркаса.
  4. Амортизация специальной техники, которая используется на стройплощадке.
  5. Доплата, если рабочий процесс осложняется с учетом особенностей местности (тип и сложность рельефа).

Правильно рассчитанный и грамотно установленный фундамент на буроинъекционных сваях подойдет для сооружения любых конструкций на неустойчивых грунтах. В отличие от ленточного основания, фундамент на сваях стоит гораздо дешевле. Установку буроинъекционных свай стоит доверять лишь опытным строителям. Только так получится сделать действительно прочную основу здания.

Загрузка...

proagregat.com

Погружение инъекторов, бурение инъекционных скважин

При погружении инъекторов в грунты и бурении скважин следует принимать меры, предупреждающие отклонения инъекторов и скважин от проектного направления установкой кондукторов. Максимальные отклонения не должны превышать при глубине до 40 м - 1 %, а при большей глубине - 0,5 %.

При силикатизации и смолизации грунтов оснований существующих сооружений в стесненных условиях погружение инъекторов можно производить из специально пройденных технологических колодцев.

Погружение инъекторов в грунты для последующей инъекции закрепляющих реагентов может производиться забивкой, задавливанием и установкой в предварительно пробуренные инъекционные скважины

Выбор способа погружения зависит от вида грунтов, естественно исторических условий территории и глубины закрепления.

Способ погружения инъекторов в грунты назначается проектом.

Погружение инъекторов в грунты забивкой применяют при силикатизации и смолизации песчаных грунтов, а также при закреплении лeссовых грунтов на глубинах менее 15 м.

Способом задавливания обычно осуществляется внедрение инъекторов при химзакреплении грунтов с применением горизонтальной технологии из специальных технологических выработок (рис. 15 и 16).

Погружение и установку инъекторов-тампонов в инъекционные скважины применяют при силикатизации просадочных лессовых грунтов на глубины более 15 м (рис. 17), а также при вспомогательной цементации.

Рис. 17. Технологическая схема силикатизации просадочных лессовых грунтов через скважины

1 - стенки скважины;

2 - шланг для подачи закрепляющего раствора;

3 - инъектор-тампон;

4 - грунтовый массив, закрепленный двумя заходками.

Примечание. При закреплении просадочных грунтов на глубину более 15 м инъекторы могут забиваться в предварительно пробуренные скважины.

Для забивки инъекторов следует применять ударный инструмент или вибропогружатели.

Забивка осуществляется по заходкам в последовательности, заданной проектом.

При затруднениях в забивке следует предварительно бурить лидирующие скважины.

При забивке инъекторов через железобетонные плиты фундаментов, стяжки и т.п. в них предварительно бурятся отверстия перфораторами.

Перед забивкой инъекторов следует проверять соосность звеньев, надежность их соединения, а при закреплении водонасыщенных грунтов плотность прилегания резиновых колец в выточках перфорированной части. Применение искривленных звеньев не допускается.

В процессе забивки нельзя допускать расшатывания инъектора, так как это приводит к образованию затрубного пространства и выбиванию раствора на поверхность.

Для забивки инъекторов под наклоном следует применять шаблоны или специальные кондукторы, обеспечивающие заданный угол погружения.

При закреплении грунтов через предварительно пробуренные инъекционные скважины последние могут быть пройдены с использованием бурового оборудования.

Инъекционные скважины должны быть строго ориентированы относительно вертикали, не иметь трещин и глубоких борозд на стенках. По окончании бурения скважины следует очистить ее от насыпного грунта до проектной глубины с помощью специального стакана типа грунтоноса и закрыть деревянной пробкой. Выдаваемый шнеками грунт должен убираться с таким расчетом, чтобы обеспечить использование его в последующем для тампонирования.

Отклонения скважин и инъекторов в плане и по глубине не должны превышать величин, указанных ранее.

Для предупреждения выбивания раствора при нагнетании скважины необходимо бурить на двойном расстоянии друг от друга в плане, т.е. через одну. После завершения инъекций по первой группе скважин производится бурение скважин и инъецирование растворов в скважины второй очереди.

Бурение инъекционных скважин для вспомогательной цементации контакта фундамента с основанием при силикатизации и смолизации грунтов под существующими сооружениями рекомендуется производить колонковыми станками, сплошным забоем с продувкой воздухом. В стесненных условиях допускается бурение пневмоударными станками.

Бурение ведется наклонными скважинами через обратную засыпку с установкой обсадной трубы, затем по фундаменту с небольшим заглублением в грунты основания.

Расстояние между скважинами 2-3 м. Проектом должна быть определена очередность, в соответствии с которой допускается одновременное бурение и инъекция скважины.

studfile.net

Буроинъекционные сваи: устройство, виды, оборудование

Буроинъекционные сваи

Возведение столбчатого и любого другого типа фундамента требует внимания к обеспечению достаточного уровня прочности. Это служит гарантом качества возводимой конструкции и надежности в ее будущей эксплуатации. Существует множество методик, которые призваны обеспечить устойчивость фундамента. Среди них много инновационных и пока не подтвержденных достаточным числом примеров, но есть и проверенные неоднократно.

Стоит детально разобраться и ответить на вопрос: буроинъекционные сваи — что это такое?

Устройство буроинъекционных свай

Буроинъекционные сваи, технология производства которых требует особого внимания, призваны создать фундамент высокой надежности. Само устройство буроинъекционных свай гарантирует устойчивость конструкции. Их производят с использованием армирующих элементов.

В оптимальной ситуации после извлечения бурового инструмента, которым выполняют скважины, следует погружать каркас из арматуры. Сегменты, составляющие этот каркас, скрепляют сваркой или проволокой. Стыки должны быть прочными и обеспечивать работоспособность «скелета».

Если сваи небольшие, то допускается погружать каркас в уже закаченную инъекционную смесь.

Устройство буроинъекционных свай

Подача используемого раствора осуществляется с помощью полого бурового шнека или трубы, которая извлекается или остается в массе бетона. В работе применяют насосы, создающие давление до 30 атмосфер. Инъекцию по созданию сваи выполняют до тех пор, пока смесь не станет выходить из устья скважины.

Технология устройства буроинъекционных свай определяет объем смеси в 1,25 – 2,5 от объема созданной скважины. В некоторых ситуациях этого объема может не хватить, что связано с рыхлостью стенок и просачиванием смеси в грунт.

Рекомендованный раствор для инъекционных работ — марки П4. В проекте закладываются характеристики прочности бетона. Использованный раствор должен обеспечить выход на определенный уровень прочности в положенное время.

к оглавлению ↑

Виды буроинъекционных свай

Буронабивные и буроинъекционные сваи, отличия между которыми являются основным фактором выбора, служат лидерами в методике создания свай для столбчатого фундамента. Главное отличие — это способ подачи раствора для инъекции в созданную скважину. Стандартная технология корректируется в каждом конкретном случае в зависимости от характеристик грунтов и строения.

Глинистый грунт позволяет применять сваи без использования обсадки. Эта технология допустима в том случае, если грунт содержит мало воды. Технология применима для строительства несущих элементов, имеющих ширину не более 18 см. Работы выполняют шнековой установкой с выемкой грунта из забоя. При создании скважин необходимо стремиться обеспечить герметичность и прочность скважины, что достигается подбором оптимального диаметра забойного долота и шнека.

Если грунт на участке застройки не прочный, а также склонен к размыву и оплыванию, то скважины обсаживают металлическими трубами. Это позволяет сохранить прочность сваи и сэкономить на затратах раствора.

Если производится монтаж буроинъекционных свай с винтовым элементом, то предварительное бурение не требуется. Методика производства работ схожа с возведением свайно-винтового основания. На трубу для инъекции навинчивается специальный наконечник. После этого начинается ввинчивание трубы в указанную точку основания.

Среди многообразия предлагаемых вариантов буроинъекционных свай выделяются 2 основных вида, являющиеся лидерами технологии:

  1. Сваи-стойки. Этот тип конструкции представляет собой вытянутый столб, который погружается в глубокие горизонты грунта и передает эксплуатационную нагрузку через пяту.
  2. Опоры висячего типа. Этот вариант актуален для участков, не имеющих прочного горизонта в грунте. В этом типе элемента нагрузка передается через боковую поверхность.

Перед производством работ, архитектор, принимающий техническое решение и разрабатывающий технологию производства, тщательно изучает имеющие предпроектные данные и характеристики будущего строения. После этого принимается решение о конкретном типе буроинъекционных свай и особенностей их создания.

Детальный расчет буроинъекционных свай призван помочь сделать проект оптимальным с точки зрения затрат времени и денег, а также выйти на запланированную мощность конструкции в результате.

Пункты расчетов включают в себя:

  • Полное заполнение созданной скважины инъекционной смесью, а также дополнительное заполнение после оседания.
  • Расчет плотности бетона, используемого в работе.
  • Анализ степени прочности бетонной смеси.

В процессе непосредственного производства работ осуществляется текущий контроль, с отбором проб бетона.

к оглавлению ↑

Оборудование для установки буроинъекционных свай

Буроинъекционные сваи создаются с применением специального оборудования. Самостоятельно, с помощью подручных инструментов, сделать сваи можно только в малых проектах, и то уровень качества будет существенно снижен.

Разнотипные установки для БИС (буроинъекционных свай) различаются мощностью и характеристиками подачи смеси в забой. Обязательным элементом является специально разработанный силовой агрегат, который позволяет работать в грунтах различной плотности и характеристики.

Съемные навесные установки могут быть установлены на любой транспорт и не требуют специальной техники. Мощный насос равномерно подает смесь в скважину и так происходит заполнение. Именно насос является главным элементом конструкции.

к оглавлению ↑

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями осуществляется в процессе эксплуатации здания, и реже в ходе строительства. Осадка здания и возникновение некоторого крена конструкции стимулирует к быстрому принятию конструктивного решения. С помощью БИС можно оперативно устранить ошибки и недоработки в отношении прочности и устойчивости основания.

Признаками необходимости усиления являются:

  • Появление на стенах трещин различной формы и величины.
  • Аварийное состояние дома.
  • Наклон элементов конструкции.
  • Погружение здания в грунты.
  • Возникновение грунтовых вод и подмывание основания.

Усиление фундаментов буроинъекционными сваями

БИС выполняется с помощью бурения с использованием специальной конструкции. Также данную методику применяют для улучшения качества и скорости возведения ростверков.

Самостоятельно выполнять данные работы не стоит. Проблема заключается даже не в том, что сложно найти подходящую технику. Особенность в том, что без надлежащих расчетов и проектирования усиления можно прийти к обратному эффекту и полностью разрушить основание.

Если ваш фундамент проявляет признаки неустойчивости, то быстрее обращайтесь к специалистам. Они выполнят усиление фундаментов буроинъекционными сваями в кратчайшие сроки, до наступления необратимых последствий.

к оглавлению ↑

Рекомендации по применению буроинъекционных свай

Необходимость монтажа БИС вызвана отсутствием возможности сделать опоры забивным путем. Данный тип свай рекомендуется применять в следующих ситуациях:

Монтаж и применение БИС

  1. Потребность в дополнительной прочности при превышении проектной нагрузки на основание. Например, при возведении надстроек в здании или установке тяжеловесного оборудования.
  2. Строительство фундаментов на сложных грунтах.
  3. Ведение строительства поблизости от существующих зданий при вероятности обрушения смежных строений.
  4. Устранение крена здания при осадке.

Использование технологии буроинъекционных свай позволяет оперативно устранять огрехи возведения фундаментов различного типа.

    Метки: Буронабивные сваи     

stroykarecept.ru

общие положения и применение, технология изготовления

Сваями называются металлические, деревянные или железобетонные стволы (стержни), которые монтируют в грунт разными способами для того чтобы придать фундаменту предельную прочность. Все они различаются не только по составляющим, из которых сделан ствол, но и по типам. Среди них есть буроинъекционные сваи, которым здесь будет уделено основное внимание.

Также мы коротко поговорим о других видах и, кроме того, вы увидите демонстрацию видео в этой статье по данной теме.

Типы свай

Технологии современного строительства подразумевают использование многих типов и котлованов, подбирая их по массе вышестоящей постройки, по составу грунта и климатических условий данной местности.

Среди них можно выделить три основных типа, это трубобетонные (ТБС), буросекущие (БСС), буронабивные (БНС) и буроинъёкционные (БИС). Так же их можно распределить, как сваи-оболочки, забивные, полые, грунтовые, шпунтовые, винтовые и составные или секционные .

Совет. Монтаж любого типа свай всегда должен быть согласован с заказчиком, также с ним обязательно нужно оговорить места временного отвала отработанного грунта и складирования материалов и техники.

Деревянные сваи

  • Деревянные сваи можно разделить на составные, пакетные и одиночные, которые могут применяться, практически, во всех областях строительства, но только при низких или средних нагрузках. Как правило, для стержней используется сосна, но иногда инструкция по использованию допускает применение дуба. Верхнюю часть ствола защищают бугелем (металлической дужкой), а заострённый конец заворачивают либо в листовое железо, либо надевают чугунный башмак.
  • Такие стержни устанавливаются путём забивания в грунт и для этого могут применяться паровые, дизельные, механические и вибрационные молоты, а также вибропогружатели. В некоторых случаях может оказаться, что длина сваи слишком мала, например, для моста, тогда один ствол просто наращивают другим.

Шпунтовые сваи


  • Шпунтовые сваи могут изготавливаться из дерева, железобетона или стали из которых возводятся гидротехнические сооружения разного рода типа мостов и набережных, а также для обустройства котлованов под ограждения. Для погружения в грунт используются копры и вибропогружатели, а устанавливаются они друг напротив друга, представляя собой стенку из водонепроницаемых сооружений (шпунтовая стенка).

Трубобетонные сваи


kupildoma.ru

Манжетная инъекционная технология укрепления грунтов

Суть манжетной инъекционной технологии:

В грунте в соответствии с проектным решением бурят скважину нужного диаметра и глубины, опускают в нее колонну манжетных труб, омоноличивают обойменным раствором и оставляют на выстойку до затвердевания обойменного раствора; после выстойки опускают на нижний интервал двойной пакер (обтюратор) и нагнетают проектное количество инъекционного раствора, затем переставляют пакер на следующий интервал и операцию повторяют.

При такой технологии слабопроницаемые грунты в результате возникающих гидроразрывов как бы подвергаются армированию прожилками цементного раствора, заполняющего возникающие в грунте при избыточном давлении трещины гидроразрыва, сам же грунт при этом уплотняется и приобретает более высокую несущую способность.

Эта технология была применена на многих объектах и, в частности, на объекте в Санкт-Петербурге по адресу: Васильевский остров, 8-я линия, дом 35, литер А (рис.1,2 фрагмент): вдоль стен по контуру здания пробурены инъекционные скважины d = 93мм под углами 8о и 17о, в них помещены пластиковые клапанные трубы d = 63мм и длиной 3,5 и 4,5м, которые омоноличивались обойменным раствором ЗАО «Геострой».

Условные обозначения:

— номер готовой (заинъекцированной) скважины, расстояние от центра скв. до стенки, отклонение скв. от проектного значения, мм. Lскв. = 3,5 м.
— номер готовой (заинъекцированной) скважины Lскв. = 4,5 м.
— не пробуренная скважина.

Рис. 1. План расположения инъекционных скважин

Рецептуры этих растворов подбирают с таким расчетом, чтобы через 5 — 7 суток прочность его составляла 1,0 ± 0,2МПа. После затвердевания обойменного раствора через двойные пакеры в грунт при давлении до 2,0 МПа нагнетали инъекционный раствор с добавками-структурообразователями и пластификаторами, в результате чего получили под фундаментом массив упрочненного грунта (рис.2).

 

Рис. 2. Расположение скважин (разрез).

После окончания инъекционных работ была выполнена проверка эффективности и качества работ по инъекционному упрочнению грунтов. Для этого на рассматриваемом объекте выполнен цикл натурных сейсмоакустических работ. Известно, что инъекционное упрочнение грунтов приводит к снижению их пористости, повышению плотности и увеличению жесткости скелета твердой фазы грунта, а, следовательно, к увеличению скоростей упругих волн, акустической жесткости и, в конечном итоге, к росту прочностных и упругих параметров грунта.

Геофизические работы выполнялись с использованием 12-канальной сейсмостанции МСС-1 с шагом между сейсмоприемниками 700мм (схема наблюдений на рис.3) до выполнения инъекционных работ и спустя 4 недели после их завершения. В результате выполненных работ получены разрезы по скоростям продольных (рис.4) и поперечных волн и относительное изменение деформационно-прочностных параметров.

При сравнении скоростных разрезов, полученных до и после упрочнения грунта под фундаментом дома, установлено, что глубина проникновения продольных волн (рис.4) существенно увеличилась — почти в 4 раза. Значения скоростей увеличились до 15% в приповерхностной зоне до глубины 1-1,5м и до 25% на глубинах более 2м.

О том, что грунт упрочнился, подтверждает увеличение в 2-4 раза значения модуля деформации Ед после выполнения инъекционных работ, вычисленного по известным соотношениям упругих и акустических параметров. Причем, упрочнение грунта, как по линии нагнетания, так и по глубине, произошло более или менее равномерно, т.е. поставленная задача инъекционного упрочнения грунтов решена успешно.

www.geostroy.ru

Укрепление грунтов инъектированием

При реконструкции различных сооружений и строительстве новых объектов часто возникает проблема слабого грунта, который не удерживает нагрузку по ряду причин.

Необходимость в упрочнении грунта чаще всего возникает в следующих случаях:
• при увеличении нагрузки на фундамент;
• для откосов, создаваемых при строительном либо природном изменении ландшафта;
• имеются сейсмические нагрузки,
• при реализации строительства на супесчаных и песчаных территориях;
• в случае возрастания риска деформации строения;
• при появлении пустот в грунте;
• при проведении работ в скальной среде;
• произошла просадка грунта;
• уровень грунтовых вод повысился;
• почва промерзла;
• инженерные системы утратили герметичность.

Работы по  укреплению грунтов проводятся способом, аналогичным выполнению гидроизоляции конструкции методом инъекции.
Подготовка инъекционных скважин осуществляется изнутри подвала или с наружных поверхностей. Через эти отверстия в грунт нагнетают специальные смеси под высоким давлением аппаратом МАРС-1С (2С). В результате трещины и пустоты заполняются, восстанавливается их прочность и происходит увеличение опорной площади.

 

В зависимости от состава нагнетаемой смеси различают следующие способы усиления грунтов под фундаментом.

 

1. Цементация применяется для закрепления грунтов просадочного типа, водопроницаемых, трещиноватых скальных пород, лессов, крупного песка.

Инъецирование грунтов производится специальным цементным раствором под давлением  0,3—1 МПа. В результате цементации раствор заполняет поры грунта, образуя новое, высокопрочное основание.

Способ цементации применим для закрепления грунтов, размеры пор которых обеспечивают свободное проникание частиц цемента. Наибольший эффект получается при цементации крупнообломочных грунтов, крупных и средней крупности песков с коэффициентом фильтрации от 80 до 200 м/сут. Цементация трудноосуществима в мелких песках и совсем непригодна для укрепления илистых, супесчаных, суглинистых и глинистых грунтов. Трещиноватые скальные грунты можно цементировать только при ширине трещин в них более 0,1 мм.

Раствор нагнетают под давлением 0,3—1 МПа насосом через предварительно заглубленные трубки-инъекторы диаметром 33—60 мм., имеющие в нижней части отверстия диаметром 4—6 мм. Радиус действия инъекторов ориентировочно принимают для трещиноватых скальных грунтов 1,2—1,5 м., для крупнообломочных грунтов 0,75—1 м., для крупных песков 0,5—0,75 м., для песков средней крупности 0,3—0,5 м.

Расход раствора составляет 20—40% объема закрепляемого грунта.

Упрочнение грунта наступает после схватывания цемента. Закрепленный песчаный грунт вблизи инъектора на 28-е сутки имеет предел прочности на сжатие 2—3 МПа. С изменением радиуса закрепления от 0,4 до 1,2 м. предел прочности на сжатие зацементированного песка в крайних слоях меняется от 2 до 0,9 МПа.

 

2. Технология закрепления полиуретановыми составами, предполагающая инъецирование в грунты основания синтетических смол, таких как полиуретановый составов с низкой вязкостью Пулер Эласт. При контакте с водой смола расширяется и быстро (в зависимости от температуры и добавленного количества катализатора) отверждается до состояния жесткой полиуретановой пены.

Метод используется для усиления пылеватых, мелких песков, супесей и суглинков. Можно инъектировать в илистые пески с коэффициентом проницаемости 0,0001 или 15% от размера частиц 0,074 мм.

Применяются вертикальный, горизонтальный и наклонный способы установки инъекторов. Величина давления определяется нагрузкой на грунт, проницаемостью, скоростью инъектирования, свойствами состава и др. факторами.

Необходимый для успешного выполнения инъекций расход состава следует определить при пробном инъектировании до начала основных работ.

Процесс инъектирования смолой можно разбить на 4 этапа:
1. Ввести инъекционную трубу (прямая манжетная труба с открытыми концами) на заданную глубину.
2. Начать инъектирование приготовленного состава.
3. Вытягивать трубу через заранее определенные промежутки времени и на глубине.
4. Продолжать процесс инъектирования в соответствии с указанной процедурой, обеспечивая «перехлест» с ранее инъектированными участками.

 

stroite.com

Инъектирование — Википедия

Инъектирование (инъецирование) – это процесс восстановления целостности строительной конструкции путем закачки под высоким давлением сверхтекучих низковязких смол и микроцементов. Технология применяется для восстановления физических и эксплуатационных характеристик железобетонных, каменных и кирпичных строений и сооружений.

При инъектировании происходит заполнение трещин, швов, пустот и пор инъекционными материалами. Сверхтекучие низковязкие составы распространяются в теле конструкции и делают бетон, кирпичную или каменную кладку прочнее за счет скрепления и герметизации даже самых тонких трещин.

Метод инъектирования используется в строительстве недавно, но благодаря эффективности, быстроте и низкой стоимости работ он получил широкое распространение.

Метод инъектирования применяется для реконструкции зданий промышленного, культурно-бытового, общественного и жилого назначения. С помощью инъекций выполняется восстановление целостности балок, колонн, стен, перемычек, плит перекрытия и прочих конструкций. В случаях когда необходимо выполнить увеличение несущей способности с применением систем внешнего армирования из углеволокна, предварительно проводят инъектирование трещин для обеспечения нормальной работы бетона.

Также к технологии прибегают в качестве меры гидроизоляции. Инъекционными составами можно заделывать любые швы и пустоты, чтобы упрочнить бетон или кладку кирпича для предотвращения попадания влаги и протечек. В таком случае инъектирование выступает в качестве отсечной гидроизоляции, а нагнетаемые полимеры становятся мембранами, которые, связываясь с грунтом, создают противофильтрационную завесу. Инъектирование может применяться для изоляции ввода инженерных систем.

Метод инъектирования стал широко применяться благодаря тому, что он дает возможность:

  • выполнить моментальную герметизацию и гидроизоляцию;
  • сохранить целостность конструкции без изменения архитектуры постройки;
  • восстанавливать труднодоступные участки сооружения;
  • выполнять реконструкцию без земельных работ;
  • проводить работы в любое время года.

Важное преимущество инъекционных составов перед рулонными материалами – это гораздо более легкое проникновение в любые трещины и швы.

К инъекционным смесям выдвигаются особые требования:

Этим условиям соответствуют следующие типы составов: эпоксидные и полиуретановые смолы, микроцементы и специализированные гидроизолирующие растворы.

Смолы[править | править код]

Смолы используются для инъектирования трещин не более 0,5 мм. Они заполняют микроскопические поры, полностью восстанавливают несущую способность и прочность бетона.

Полиуретановые смолы[править | править код]

Полиуретановые смолы используются для заполнения трещин и создания дополнительной гидроизоляции. Такие составы применяются для обработки влажных швов, восстановления железобетонных монолитных конструкций. Инъектирование полиуретановыми смолами позволяет выполнить гидроизоляцию коммуникаций и остановить напорный и безнапорный водоприток.

Эпоксидные смолы[править | править код]

Эпоксидные составы характеризуются высокой химической устойчивостью и быстрым процессом схватывания материала. Такие смолы инъецируются в сухие трещины или швы, где они полностью восстанавливают несущую способность конструкции. При контакте с водой эпоксидная смола увеличивается в объеме в 2-3 раза, создавая слой гидроизоляции. Преимущество эпоксидных смол – это отсутствие в составе растворителей и хорошая адгезия с разными материалами.

Микроцементы (полицементы)[править | править код]

Микроцементы или полицементы применяются для устранения более серьезных повреждений, трещин с раскрытием более 1мм. Они представляют собой специально разработанный для инъектирования портландцемент, который отличается особо степенью помола мелкой фракцией заполнителя, благодаря чему состав легко проникает во все поры и полости. Иногда в состав микроцементов вводятся специальные добавки, которые придают ему дополнительные свойства, например, возможность контроля времени затвердевания.

Полицементы так же применяются для усиления аварийных зданий при помощи железобетонных колонн – буроинъекционных свай. Также цементные составы применяются для заполнения усадочных трещин и остановки водопритоков.

Гидроизолирующие составы[править | править код]

В качестве состава для гидроизоляционного инъецирования чаще всего используется полиуретан, противостоящий проникновению влаги. Полиуретаном обрабатывают швы и стыки между монолитными элементами, реставрируют влажные участки и изолируют отверстия и трещины в канализационных и водопроводных сетях.

Для гидроизоляции применяются акриловые гели пониженной вязкости, которые увеличиваются в объёме во влажной среде. Хорошая текучесть акрила позволяет быстро создавать водонепроницаемые барьеры, заполнять трещины и подсушивать пространство вокруг них.

Все перечисленные выше составы нагнетаются в бетонном монолите при помощи специальных инструментов:

  • Инъекционные насосы. Применяются для подачи инъекционных составов в строительные конструкции под давлением для ремонта и гидроизоляции.
  • Пакер. Приспособление, обладающее цанговой, кеглевидной или плоской головкой со встроенным клапаном для нагнетания инъекционных составов в каменные, железобетонные и иные конструкции. В зависимости от рабочего давления и применяемых составов пакеры могут быть стальными, алюминиевыми и пластиковыми. По способу монтажа инъекционные пакеры подразделяются на разжимные, забивные и адгезионные.

Работы по инъектированию проводятся в несколько этапов:

  • Подготовка проблемных участков и шлифовка трещин.
  • Расшивка и зачеканка трещин и швов ремонтным составом.
  • Сверление инъекционных отверстий (шпуров) и пересекающих трещин.
  • Установка пакеров в просверленные отверстия.
  • Инъектирование ремонтного состава с постоянным контролем давления и расхода.
  • Промывка инструмента.
  • Удаление пакеров после полимеризации раствора.
  • Зачеканивание отверстий тампонирующим ремонтным составом.

Инъектирование снижает риск последующей усадки строения и повышает прочностные характеристики фундамента и надземных конструкций.

  1. Минстрой России. СП 349.1325800.2017 «Конструкции бетонные и железобетонные. Правила ремонта и усиления»
  2. ГОСТ 32016-2012 Материалы и системы для защиты и ремонта бетонных конструкций. Общие требования.
  • Рекомендации по усилению железобетонных конструкций зданий и сооружений реконструируемых предприятий / Харьковский ПромстройНИИпроект. - Харьков, 1985
  • СНиП 2.03.01 - 84. Бетонные и железобетонные конструкции, М., 1985.
  • СП 349.1325800.2017 «Конструкции бетонные и железобетонные. Правила ремонта и усиления»
  • ГОСТ 32016-2012 Материалы и системы для защиты и ремонта бетонных конструкций. Общие требования.

ru.wikipedia.org

Укрепление фундамента буроинъекционными сваями: усиление инъецированием

В фундаменте под определенным углом (около 45 °) пробиваются скважины диаметром 16-24 см

Классические методы усиления существующих фундаментов в некоторых случаях просто не подходят. Причин тут несколько: ограниченная площадь застройки для ремонта основания, нужно проводить реставрацию памятки архитектуры или структура почвы не способна выдерживать длительные нагрузки через смещение слоев впоследствии мощной вибрации.

Также нельзя не помнить о классическом человеческом факторе, ведь большинство разрушенных и поврежденных фундаментов случается из-за ошибок в проектировании и подборе оптимальных строительных материалов.

Сейчас большой популярностью среди строителей и ремонтников пользуется инновационный метод усиления и ремонта фундаментов буроинъекционными сваями.

Метод отлично подходит для старых и новых фундаментов, а также тех, где во время проектирования и дальнейшего строительства были допущены ошибки. Такие конструкции успешно используются не только для укрепления старых фундаментов, но и усиления новых, особенно когда возникла просадка из-за смещения грунтов.

Что такое буроинъекционные сваи

Использование буроинъекционных свай в усилении фундаментов

Это специальные бетонные конструкции, которые монтируются под углом 30-45 градусов под основание фундамента и принимают на себя основную нагрузку от поврежденного участка.

Технология монтажа и укрепления предельно простая, но сваи имеют одну ключевую особенность – их установить своими руками практически не возможно через сложность конструкции.

Как правило, в составе свай используется мелкозернистый бетон, арматура тут не практикуется, сваями можно усиливать практически любое основание. Соответственно, на их установку идет много бетона, диаметр скважины может составлять до 30 см, а глубина погружения – до нескольких метров.

Фактически, скважины бурятся до того момента, пока бур не остановится на прочных почвах ниже глубины промерзания. Только такие грунты способны выдержать нагрузку от поврежденного здания, а сваи при этом используются как основное усиление несущей конструкции.

Но сваями можно пользоваться не на всех почвах, их не используют в болотистых местностях через высокую подверженность открытых участков грунтовым водам.

Преимущества использования буроинъекционных свай для усиления фундаментов

Компактное буровое оборудование позволяет производить работы в стесненных условиях подвальных помещений
  • Возможность монтажа конструкций на труднодоступных для техники участках;
  • Проводится усиление фундаментов на территориях, подверженных сильным вибрациям;
  • Можно провести реставрацию старых оснований, сделанных из натурального камня;
  • При проектировании свай используются классические методы расчета количества и типа конструкций;
  • Они отлично выдерживают нагрузку от здания, построенного на сыпучих почвах, ведь подошва упирается на прочные слои грунта.

Единственные недостатки свай – это необходимость использования тяжелой строительной техники, для их монтажа нужно использовать много бетона и метод финансово затратный.

Укрепление фундамента таким методом проводится, когда:

Пример трещин в фундаменте
  • Обнаружены трещины в основании здания;
  • Возникла локальная просадка угла дома или целой секции;
  • Если дом в аварийном состоянии, но его нужно сохранить до начала проведения восстановительных работ;
  • Когда нужно защитить поврежденное основание или усилить фундамент от мощных вибраций от железнодорожных путей или автомобильных трасс;
  • Когда возникает необходимость сваями заменить поврежденный или разрушенный винт или столб основания;
  • Когда сваями усиливают здания в плотной городской застройке.

Схема работ по усилению оснований с использованием этого метода

Схема усиления фундамента буроинъекционными сваями
  • Проводится предварительный расчет будущей конструкции, изготавливается проект;
  • Определяется тип почвы, его слоистость и глубина расположения прочных слоев грунта;
  • В четко намеченных местах проводится бурение скважин на расчетную глубину под углом не менее 30 градусов от вертикали;
  • Изготавливается цементно-песчаный раствор с расчета на получение бетона средней плотности и малой дисперсности;
  • С помощью мощных насосов или пневматической техники под давлением бетон закачивается в скважины;
  • Готовые залитые скважины армируются между собой и соединяются с уже существующим фундаментом, который укрепляют;
  • На заключительном этапе ремонтных работ уже высохшие конструкции прессуют.

Методика усиления фундамента

Общий принцип усиления фундамента

Принцип усиления фундаментов довольно прост и заключается в следующем:

Через основание существующего фундамента бурят специальными пневматическими бурами отверстия на заданную глубину.

Затем в полученные скважины заливается под давлением бетон, который заполняет все пустоты и выдавливает воздух.

Как правило, подошва скважины имеет большую ширину, чем верхняя часть, поэтому грунт на дне уплотняется и увеличивается полезная нагрузка на плотные породы.

Благодаря надежному укреплению мощными бетонными конструкциями, практически полностью прекращается разрушительное действие грунтовых вод. Ведь сваи создают своеобразный толстый бетонный щит, который окружает поврежденную зону и забирает с нее всю нагрузку.

Метод довольно универсален, прекрасно подходит для укрепления практически всех существующих фундаментов, только состав бетона подбирается в каждом случае индивидуально.

Структура и составляющие бетона зависят от типа почвы, уровня грунтовых вод, глубины промерзания и структуры низинных грунтов. Понятно, что неотъемлемая часть таких растворов – это водоотталкивающие и морозостойкие ингредиенты.

Особенности укрепления оснований буроинъекционными сваями

Варианты укрепления фундамента буроинъекционными сваями

Далеко не всегда можно построить прочный фундамент строго по проекту. Тем более, что многие проектировщики не имеют достаточно опыта, их работа поставлена на поток и ошибки в расчетах неизбежны. И самым быстрым и щадящим методом устранения их ошибок в уже построенном фундаменте считается использование буроинъекционных свай.

Расчеты необходимого количества свай, их типа и диаметра нужно доверять профессионалам с большим опытом работы в этой сфере. Самостоятельно проводить настолько сложные расчеты не рекомендуется.

Также нужно помнить, что многие фундаменты подвержены еще большему разрушению за счет использования вибрационной техники.

Поэтому, на строительной площадке в момент монтажа буроинъекционных свай нужно прекратить любые строительные работы, связанные с вибрацией.

Также нужно предусмотреть специальный щит, который временно перекроет распространение подвижек от близлежащих магистралей.

Какие фундаменты можно укреплять с помощью буроинъекционных свай

Типы фундаментов которые подходят для усиления по данной технологии
  • Ленточные бетонные и бутовые фундаменты. В таких конструкциях сначала бурится коническое отверстие, в которое устанавливают сваи и арматуру. Всю конструкцию заливают под давлением бетоном.
  • Свайно-ростверковые и столбчатые конструкции. Тут есть несколько вариантов использования свай. Их можно установить под ростверк как дополнительные столбы и перенести часть нагрузки на них. А можно сделать замену поврежденных свай или винтов на новые. Принцип монтажа от способа использования свай практически не меняется.
  • Монолитные фундаменты. Учитывая массу конструкции, сваи подбираются максимально возможного диаметра и длины. Также тут используются сверхпрочные бетоны, способные выдержать расчетную нагрузку от целого здания. Монолитные фундаменты методом буро инъекционных свай усиливают только в крайних случаях, когда другие методы не подходят.

fundamentclub.ru

Инъектирование грунтов

Цементация грунтов - Повышение прочности основания, цементация грунтов, относится к физико-химическим способам закрепления грунтов. Технология цементации грунта проста и заключается в скреплении частиц грунта с цементом. Чаще всего такая технология актуальна для закрепления пористых, песчаных грунтов.

Специальные инъекционные растворы делают в растворосмесителях.
Если работа по закреплению грунта планируется на больших глубинах, то предварительно высверливаются инъекционные скважины. От особенностей грунта зависит также и выбор метода бурения скважин. Все работы, даже остановка напорных течей, должны выполняться только после согласования со специалистами. При цементации грунта на глубине до 5 метров, используется специальное оборудование – инъекторы.

Инъекторы состоят из:

  • наконечника;
  • штанги;
  • наголовника;

Также широко применяются двухцилиндровые насосы и циркуляционные инъекторы.
Мы, группа компаний «Injekt», рекомендуем Вам обратиться по указанным контактам, чтобы получить полную информацию о необходимом оборудовании. Наши специалисты, ориентируясь на исходные данные заказчика по типу предстоящих работ, подберут нужные виды материала и оборудования. Мы предлагаем только проверенное, качественное оборудование от ведущих производителей.
Чтобы цементация грунтов прошла в условиях соблюдения основ технологии, обращайтесь к опытным специалистам.

Стабилизация грунтов и плывунов:
Данное мероприятие часто необходимо при строительстве подземных сооружений и котлованов для повышения прочности грунта и его стабилизации, предотвращения его вымывания.
Последнее десятилетие все большую популярность для стабилизации грунтов приобретает технология с использованием акрилатных гелей, типичным представителем которых является Hansacryl Gel 40 (результаты испытаний НИЦ Тоннели и Метрополитены здесь). Основным преимуществом перед цементацией является то, что гели имеют очень низкую текучесть, что позволяет им пропитывать даже пылеватые пески. Прочность на сжатие связанных таким образом пород может достигать 15 Мпа.

Целью работ стабилизации и укрепления грунтов является:

  • проходка участков несвязных водонасыщенных грунтов;
  • ликвидация водопритока в подземные сооружения;
  • устройство ограждения котлованов и защитных экранов;
  • дополнительное укрепление оснований и фундаментов.

Для того чтобы стабилизация и укрепление грунтов могли быть выполнены в сжатые сроки, необходимо использовать современное оборудование и качественные материалы. Такой подход к организации данного процесса обеспечит значительную экономию в стоимости работ и сократит сроки строительства.
Мы – ООО «Инжект», предлагаем Вам большой выбор специального оборудования от ведущих производителей.

Где на практике применяется современные методы стабилизация грунта?

  • при строительстве новых дорог;
  • при закладке тротуаров, пешеходных дорог;
  • как и цементация грунтов, при строительстве парковок, торговых центров и т.д.;
  • при закладке оснований для железнодорожных путей.

Новые методы стабилизации оптимизируют затраты на последующие ремонты, ведь укрепление грунта позволяет увеличить долговечность созданного сооружения. Для каждого объекта специалисты должны подбирать оптимальный состав компонентов. Требуемые свойства грунта (морозостойкость, влагостойкость) могут обеспечить только современное оборудование и грамотно подобранные материалы. Мы предлагаем инъекторы, насосы для разных типов работ. Звоните нам по телефону (499) 968-60-08 и наши специалисты помогут Вам с выбором! Помните, что укрепление и стабилизация грунтов – это отличный способ повысить прочность оснований и снизить уровень деформации зданий.

Стабилизация грунтов и плывунов одно- и двухкомпонентными смолами:
Само название данного вида инъекционных работ говорит об основном их назначении. В данном случае инъекции производятся через специальные инъекторы, которые опускаются в плывун или забиваются в разуплотненный грунт с последующей выборкой пропитанного смолой грунта на необходимую глубину. Как правило, это особенно актуально при вертикальном прохождении плывунов при строительстве стволов шахт, опускных колодцев и др. В каждом конкретном случае в зависимости от инженерно-геологических условий и поставленных задач, нашими специалистами выбирается технология производства работ, которая, в дальнейшем, рекомендуется заказчику.

Если для Вас эта информация оказалась полезной или интересной, поделитесь ей в социальных сетях со своими друзьями и знакомыми, возможно она пригодиться им в будущем.

 

injekt.ru

Инъектирование грунтов - метод и материалы для укрепление грунта

Применение

Что такое геополимеры

Процесс инъектирования

Материалы

Видео

Укрепление грунта методом инъектирования относится к специальным методикам, когда геополимерный раствор закачивается в грунтовую толщу посредством инъектора. Раствор попадает под забетонированные плитки или фундамент. Инъектирование грунтов позволяет возобновлять первостепенные характеристики оснований, а также усиливать несущие способности зданий.

Для чего используется данная методика?

Инъектирование грунта под фундаментом – это очень важная процедура, если нужно поднять фундаментный уровень или провести реставрационно-восстановительные работы. Эта методика имеет множество важных особенностей, которые отличают ее от других разновидностей. Одна из них состоит в том, что при грунтовом инъектировании можно обойтись без экскавационных работ. Т.е не предполагается использование крупногабаритной строительной техники. В то время, как при традиционных методиках она необходима.

Геополимеры: что это такое и для чего оно так необходимо?

Геополимерами принято называть композитные материалы, обладающие высокой прочностью и полимерной структурой. Они отличаются превосходной устойчивостью к действию высоких температур.

Современное укрепление грунта инъектированием предполагает применение геополимерного материала. За счет уникальных свойств последнего, разнородные грунтовые элементы связываются, тем самым, резко возрастает прочность.

Как происходит сам процесс по геополимерному инъектированию?

Перед тем, как проводится основная работа, делается динамическое зондирование, с помощью которого оценивается грунтовое состояние. Потом бурится несколько отверстий возле грунта поблизости реконструируемого здания или непосредственно в полу. Диаметр отверстий не должен быть менее двенадцати миллиметров. Через эти отверстия аккуратно вводятся инъекционные пакеры. И уже через них под давлением в грунт закачиваются геополимерные материалы. В основании фундамента они заполняют собой все имеющиеся пустоты. Попав в землю, геополимерная субстанция идет на расширение. Геополимеры мгновенно затвердевают. Когда грунт приобрел необходимую ему плотность, получается действующее вертикальным образом давление. Именно, за счет последнего, и приподнимаются опустившиеся конструкции.

Какие материалы необходимо использовать?

Как понять, насколько грунтовое инъектирование получится эффективным и надежным? Дело в том, что конечный результат напрямую связан с характеристиками используемых смесей. Мы предлагаем вам геополимерные материалы, которые практически доказали свои высокие технические и эксплуатационные характеристики.

Очень удобно использовать в работе такое средство, как «Apiflex®–инъекция Н». Это гидроактивная смола одно компонентного типа. У нее минимальная степень вязкости. Затвердевая, это вещество прекрасно заполняет собой пустоту в грунте. Таким образом, останавливается интенсивный жидкостный приток. Материал обладает превосходной адгезией к различным строительным поверхностям и элементам. У такой смолы прекраснейшая стойкость к растворам солей, кислотам, щелочам, различным растворителям органического происхождения. Этой инъекционной смесью можно неплохо заделать протечки. Она позволит усилить прочность бетонных стенок, изнутри заполнить пустоты и трещинки.

подробнее

Также отличный геополимер – это сухая инъекционная смесь ЦМИД-2. Она обладает многокомпонентным составом. Ее главное преимущество – это простота в использовании. Данный вид геополимера производится на основании специальных микро-наполнителей, высоко марочного портландцемента, специальных компонентов.  Состав обладает хорошей связностью, после застывания не расслаивается. Смесь даже можно использовать при минусовом температурном режиме. Материал подойдет для ремонта скрытых дефектов и изъянов, для создания противофильтрационных завес и для увеличения прочности фундаментов.

подробнее

Если использовать подобные геополимеры для инъектирования грунтов, можно не беспокоиться о надежности конечного результата. Использование таких смесей – это реальная экономия времени. Для наглядности, предлагаем Вам посмотреть видео о данном процессе.

 

 

desoi-nord.ru

Эффективные современные технологии устройства буроинъекционных свай и грунтовых инъекционных анкеров

Эффективные современные технологии устройства буроинъекционных свай и грунтовых инъекционных анкеров

С.А. РЫТОВ, НИИОСП им. Н.М. Герсеванова

Буроинъекционные сваи являются разновидностью буронабивных сваи, и были разработаны в Италии в начале 50-х годов для усиления памятников истории и зданий, получивших серьезные повреждения после второй мировой войны [1, 2]. Основным требованием для такой системы усиления явилось восприятие действующих и предполагаемых нагрузок в ходе эксплуатации или после реконструкции зданий с минимальным вмешательством в существующую застройку.

Изначальное название свай «palo radice» или «root pile» (корневидные сваи) отражало специфику их работы. Современное название свай в зарубежной литературе - «micropile» (микросваи).

Термин «micropile»(микросваи) отражает характерные особенности такой разновидности свай, а именно:

большая гибкость L/D = 80-120.

малый диаметр D = 120-300 мм.

материал свай - цементный раствор.

способ изготовления - инъекция раствора в скважину.

Буроинъекционные сваи по характеру работы относят к висячим сваям («shaft bearing» pile), так как вклад пяты в несущую способность сваи, как правило, мал. Поэтому несущую способность буроинъекционной сваи набирают за счет увеличения ее боковой поверхности (длины) и улучшения контакта «свая - грунт».

Объем применения буроинъекционных и других буровых свай малого диаметра за прошедшие годы вырос в десятки раз. Существенно обогатился опыт решения с их помощью сложных задач фундаментостроения. Разработаны новые технологические схемы устройства свай, создано новое отечественное и зарубежное оборудование, позволившее кардинально изменить ряд технологических операций и на этой базе резко повысить несущую способность свай. В данной статье рассмотрены наиболее эффективные современные технологии устройства свай и анкеров.

Любая технологическая схема устройства свай предусматривает следующие операции:

- бурение,

- армирование,

- инъекция раствора.

Необходимость совершенствования технологий вызвана необходимостью восприятия постоянно растущих нагрузок, снижения стоимости СМР, увеличения темпов строительства, технологии должны быть универсальны для изготовления свай и анкеров.

В последних зарубежных разработках в области технологий устройства буроинъекционных свай просматривается стремление к объединению указанных технологических операций в одну с обеспечением необходимого уровня качества и надежности. Для этого, например фирма «Ischebeck Gmbh» использует одноразовые буровые колонны, оставляемые в скважине в качестве трубчатой арматуры (см. рис. 1). В зависимости от грунтовых условий применяют различные буровые коронки (см. рис. 2).

Рисунок 1. Технологическая схема устройства буроинъекционных свай сваи Titan (Ischebeck Gmbh). I - Бурение скважины с промывкой рабочей жидкостью теряемой буровой колонной. II - Замещение рабочей жидкости бетоном. III - Готовая свая.

Условные обозначения. 1 - винтовая высокопрочная полая арматура, 2 - рабочая жидкость, 3 -буровая коронка, 4 - бетон, 5 - соединительная муфта.

Рисунок 2. Вид долота.

Фирма «Dywidag» применяет высокопрочную арматуру винтового профиля для упрощения армирования сваи (см. рис. 3, 4).

Рисунок 3. Технологическая схема устройства буроинъекционных свай сваи GEWI (Dywidag). I, II - Устройство скважины и заполнение ее бетоном, III - Погружение одиночной арматуры с закрепленными на ней трубками для инъекции. IV - Инъекция бетона через инъекционные трубки.

Условные обозначения. 1 - проходной шнек, 2 - клапан шнека, 3 - клапаны для инъекции, 4 - одиночный центральный стержень из высокопрочной арматуры с винтового профиля, 5 - инъекционные трубки.

Рисунок 4. Высокопрочная арматура винтового профиля фирмы «Dywidag».

Для повышения несущей способности сваи применяют вторичную опрессовку через инъекционные трубки с клапанами (см. рис. 5).

Рисунок 5. Клапан вторичной инъекции (указан стрелкой), закрепленный на высокопрочной арматуре винтового профиля

Для обеспечения надежного результата и обеспечения качественной опрессовки на одной инъекционной трубке располагают порядка 3-х клапанов (так как заранее неизвестно какой из клапанов «сработает»).

Той же фирмой разработана конструкция для многократной вторичной инъекции, которая осуществляется через промываемые инъекционные трубки (рис. 6, 7).

Рисунок 6. Инъекционные трубки (указаны стрелками) для многократной вторичной инъекции.

Рисунок 7. Поперечное сечение сваи, показанной на рис. 6.

Условные обозначения. 1 - высокопрочная арматура, 2 - первичная антикоррозионная защита из бетона, 3 - вторичная антикоррозионная защита из пластмассовой гофрированной трубы, 4 - бетон первичной инъекции, 5 - промываемые инъекционные трубки, 6 - бетон вторичной инъекции.

Описанные технологии устройства свай имеют преимущества и недостатки. Например, армирование свай одиночным стержнем менее эффективно, чем армирование пространственным каркасом. Выполнение многократной инъекции через трубки высокого давления осложнено тем, что после очередной инъекции можно вообще не промыть трубки. К сожалению, в России не налажен выпуск высокопрочной полой арматуры винтового профиля. Кроме того, теряемое долото с экономической точки зрения менее выгодно.

Основные преимущества технологических схем, приведенных на рис. 1, 3 - сокращение сроков устройства свай (за счет упрощения технологической схемы), простота стыковки арматурного каркаса. Одним из положительных моментов является то, что для уменьшения величины защитного слоя и повышения коррозионной стойкости конструкции можно использовать пластмассовые гофрированные трубы. Армирование одиночным стержнем на муфтовом соединении позволяет отказаться от сварочных работ (что достаточно актуально для подвальных помещений), сократить время стыковки.

Фирма «Soilex» разработала свою конструкцию и технологию устройства буроинъекционных свай и анкеров. Суть технологии состоит в бурении скважины любым способом, обеспечивающим устойчивость стенок скважины. Далее производится установка трубы с расширяющимся металлическим мешком на конце, выполненным из очень тонкого металлического листа. Затем производится подача под давлением твердеющего раствора в трубу (см. рис. 8).

Рисунок 8. Технологическая схема устройства свай по технологии фирмы "Soilex". I - бурение скважины станком CFA (НПШ), II - Извлечение буровой колонны с одновременным заполнением скважины бетоном, III - погружение армокаркаса с расширяющимся металлическим мешком, IV - инъектирование бетона в расширяющийся металлический мешок.

Условные обозначения. 1 - буровая колонна для бурения методом CFA, 2 - бетон, 3 - армокаркас, 4 - расширяющийся металлический мешок.

Поперечное сечение сваи фирмы «Soilex» показано на рис. 9.

Рисунок 9. Поперечное сечение сваи фирмы «Soilex». 1 - расширяющийся металлический мешок, 2 - мелкозернистый бетон.

Данная технология имеет ряд недостатков. Для расширения металлического мешка изготовители вынуждены использовать чисто цементный раствор. К отставляемому металлическому мешку требуется установка каркаса. Свая, выполненная по данной технологии, работает только по пяте. Однако, если по геологии нет достаточно хорошего несущего слоя, который может служить основанием для пяты сваи, то применение такого типа свай нецелесообразно.

В качестве альтернативы зарубежным технологиям в Московском строительстве с 1990 г. применяется электроразрядная геотехническая технология (ЭРГТ) для устройства буроинъекционных свай и анкеров [3, 4]. Технология основана на использовании энергии электрических разрядов в скважинах, заполненных мелкозернистым бетоном (см. рис. 10).

Рисунок 10. Технологическая схема устройства свай с применением ЭРГТ. I - Бурение скважины. П - Заполнение скважины бетоном. III - Электроразрядная обработка тела сваи. IV - Погружение каркаса в твердеющий бетон.

Обозначения. 1 - проходной шнек, 2 - клапан, 3 - излучатель для обработки по ЭРГТ, 4 - каркас.

ЭРГТ позволяет уплотнить грунты в стенках и на забое скважины ударными волнами, возникающими при высоковольтных разрядах в подвижной бетонной смеси и сопровождающимися несколькими пульсациями образующейся парогазовой полости. Грунты вблизи стенки скважины при этом испытывают высокие гидродинамические давления импульсного типа, быстро спадающие с расстоянием от источника. При электроразрядной обработке используется серия импульсов с интервалом в несколько секунд, тем самым, обусловливая многократное динамическое воздействие на грунтовый массив.

Для реализации ЭРГТ применяются установки УЭГ-30 (50) (установка электроразрядная для геотехнических работ с энергозапасом 30 (50) кДж).

Электроразрядная установка представляет собой генератор мощных высоковольтных импульсов с кабельной системой транспортировки энергии и энерговыделяющим устройством (электродная система с разрядным промежутком для формирования рабочего канала разряда).

В состав установки УЭГ-30 входят электроразрядный генератор (конденсаторные батареи, системы зарядки, управления и безопасности), система транспортировки энергии (кабели, коммутирующие элементы), энерговыделяющие узлы (излучатель), автономное электропитание.

Основные технические характеристики установки УЭГ-30:

Энергозапас установки - до 30 кДж.

Напряжение зарядки батареи до 10,0 кВ.

Напряжение питания - 380/220 В, 50 Гц.

Потребляемая мощность - 7,5 кВА.

Масса оборудования - не более 1500 кг.

Установка УЭГ-30 смонтирована в закрытом металлическом корпусе с жесткой рамой (см. рис. 11). Установка сертифицирована и прошла соответствующие испытания [7].

Рисунок 11. Установка УЭГ-30 (установка электроразрядная для геотехнических работ с энергозапасом 30 кДж).

Применение ЭРГТ в каждом конкретном случае должно базироваться на корректной оценке реакции грунтов основания на такую нагрузку. Возможные реакции грунтов на динамические нагрузки приведены на рис. 12 [5].

Рисунок 12. Возможные реакции грунтов на динамические нагрузки.

Для водонасыщенных песков в данной технологической схеме используется эффект разжижения (полная потеря прочности) слоя на контакте «свая-грунт» ударной волной, порождаемой в твердеющем бетоне. Для глин используется механизм динамического уплотнения разрыхленного бурением слоя на контакте «свая-грунт».

Как правило, при ЭРГТ обработке тела свай в связных грунтах значительных уходов бетона не наблюдается. Данное поведение объясняется высокой амплитудой импульса и малым интервалом его действия (время измеряется микросекундами).

Необходимо отметить, что можно с помощью ЭРГТ обработки можно получить и обратные эффекты. Например, многократное динамическое воздействие для песков может привести к частичному разуплотнению (см. рис. 12), для глин - к снижению прочности (см. рис. 13 (б)).

Рисунок 13. Динамика восстановления прочности тиксотропной системы (а) и квазитиксотропных природных грунтов (б, в)

Основное преимущество данной технологии состоит в том, что опрессовка скважины производится на том горизонте, где она наиболее эффективна, и в том количестве, которое необходимо для получения заданного результата. Данная технология снижает влияние технологии устройства скважины на несущую способность сваи (например, ликвидация бентонитовой корки при бурении под бентонитовым раствором, уплотнение контактного слоя, разрыхляемого при бурении, ликвидация «шеек» и т.д.). С особой осторожностью данную технологию необходимо применять для усиления существующих фундаментов, основанием которых служат несвязные грунты, склонные к динамическому доуплотнению. В связи с этим, ЭРГТ обработку рекомендуется применять вне активной зоны усиляемого фундамента для снижения риска доуплотнения основания здания и как следствие увеличения дополнительной осадки.

Дальнейшим развитием ЭРГТ для устройства свай явилось применение электрохимического взрыва (ЭХВ). Отличительной особенностью ЭХВ является введение в зону разрядного промежутка специальных химсоставов, которые увеличивают в несколько раз выделяемую энергию разряда, изменяют форму импульса ударной волны. Составы, применяемые при ЭХВ, не являются взрывчатыми веществами. Применение ЭХВ позволяет получать камуфлетные уширения концов свай (рис. 14 камуфлетное уширение сваи диаметром 300 мм, выполненное с применением ЭХВ).

Рисунок 14. Камуфлетное уширение сваи диаметром 300 мм, выполненное с применением ЭХВ.

Технологическая схема устройства свай с применением ЭХВ приведена на рис. 15.

Рисунок 15. Технологическая схема устройства свай с применением ЭХВ. I - Бурение скважины. II - Заполнение скважины бетоном. III - ЭХВ обработка пяты сваи. IV - Погружение каркаса в твердеющий бетон.

Обозначения. 1 - проходной шнек, 2 - клапан, 3 - излучатель, 4 - картридж со специальным составом для ЭХВ обработки, 5 - каркас, 6 - камуфлетное уширение.

Данная технология совместима с технологической схемой, показанной на рис. 10 для значительного повышения несущей способности свай (в том числе для буронабивных свай большого диаметра).

ЭРГТ обработка и ЭХВ обработка за счет уплотнения забоя скважины снижает общую осадку свайного фундамента.

Патентный поиск показал, что существует одна из разновидностей электроразрядной технологии (см. рис. 16 разрядноимпульсная технология, патент 2087617 С1, 6Е02Д5/34)

Рисунок 16. Технологическая схема устройства буроинъекционных свай РИТ* (разрядноимпульсная технология, патент 2087617 С1, 6Е02-Д5/34). I - Устройство скважины и заполнение ее рабочей жидкостью, II, III - Расширение скважины РИТ-обработкой, IV - Замещение рабочей жидкости бетоном, V, VI - погружение арматурного каркаса в твердеющий бетон.

Условные обозначения. 1 - скважина, заполненная рабочей жидкостью, 2 - штанга, 3 - электрический излучатель, 4 - бетон, 5 - каркас.

Отличительной особенностью указанной технологии является устройство скважины чуть больше диаметра излучателя на 1-м этапе. Скважина для РИТ-обработки заполняется рабочей жидкостью. Далее производится РИТ-обработка скважины для обеспечения заданного проектного диаметра сваи. Обеспечение требуемого проектного диаметра может повлечь обратные эффекты (частичное разуплотнение, снижение прочности), описанные выше.

Фирма «ГЕОТЕХНИКА» применяет свою технологию (сваи «ГЕО»). Технологическая схема устройства свай показана на рис. 17. Вторичная опрессовка производится через клапан, размещаемый в каркасе (см. рис. 17).

Рисунок 17. Технологическая схема устройства буроинъекционных свай «ГЕО» с применением вторичной инъекции. I - бурение скважины с применением проходных шнеков, II, III - Извлечение буровой колонны с одновременной опрессовкой скважины через клапан шнека (первичная опрессовка), IV - погружение армокаркаса в твердеющий бетон, V - вторичная опрессовка сваи через клапан армокаркаса.

Условные обозначения. 1 - проходной шнек, 2 - клапан шнека, 3 - армокаркас, 4 - инъекционная трубка, 5 - клапан армокаркаса, 6 - бетон вторичной инъекции.

К возможным недостаткам данной технологии можно отнести многодельность каркаса. При первичной опрессовке через проходной шнек возможно запрессовка буровой колонны (если по разрезу есть сухие пески). После устройства практически каждой сваи требуется промывание всей буровой колонны. По технологии вторичная опрессовка может выполняться на любом горизонте, где она наиболее эффективна (для этого на каркасе клапан необходимо установить в нужном горизонте), однако из-за единообразия клапан располагается в нижней части скважины.

Рисунок 18. Клапан для вторичной инъекции (указан стрелкой).

Выводы:

В статье выполнен анализ наиболее эффективных отечественных и зарубежных современных технологий для устройства буроинъекционных свай и анкеров.

Показаны отличительные особенности технологий устройства буроинъекционных свай, анкеров фирмы «Ischebeck Gmbh», фирмы «Dywidag», фирмы «Soilex», фирмы «ГЕОТЕХНИКА», отличительные особенности электроразрядной геотехнической технологии, технологии электрохимического взрыва, разрядноимпульсной технологии (патент 2087617 С1, 6Е02Д5/34). Описаны установки УЭГ-30 (50) (установка электроразрядная для геотехнических работ с энергозапасом 30 (50) кДж), применяемые для реализации электроразрядной геотехнической технологии.

Проанализированы возможные реакции грунтов при применении электроразрядной геотехнической технологии для устройства буроинъекционных свай, анкеров.

Показана тенденция развития технологий устройства буроинъекционных свай и анкеров.

Литература

Lizzi F. Root-pattern piles underpinning. Proc. symposium on bearing capacity of piles. Roorkee, 1964.

LizziF. The static restoration of monuments. Sager publisher. Genova, 1982.

Джантимиров Х.А., Рытов С.А., Юдович Б.Э. Новейшие геотехнические технологии, конструкции и материалы. НИИОСП- 70 лет. Труды института, 2001.

Рытов С.А. Электроразрядная технология для устройства свай и анкеров. Реконструкция городов и геотехническое строительство, № 8. Санкт-Петербург. Издательство «АСВ», 2004 г.

Вознесенский Е.А. Динамическая неустойчивость грунтов. М.: Эдиториал УРСС. 1999. 263 с.

Кондриков Б.Н. и др. Взрывные превращения электрической и химической энергий. Киев, Наукова думка, 1987.

В.П. Смирнов, Е.Г. Крастелев, В.М. Нистратов и др. Мобильная установка для электроразрядного разрушения горных пород и строительных конструкций. Горный журнал, № 11, 1999, стр. 56-58,

snipov.net

Смотрите также