Авторы метода — Геннадий Болдырев, Леонид Кушнир, Владимир Мишанов и Алексей Свертилов, предлагают обеспечивать нарезку углублений в цилиндрической поверхности скважины без деформации грунта. Дело в том, что применение свай типа Atlas неизбежно сопровождается опусканием арматурного каркаса, заливкой бетона и последующим вывинчиванием обсадной колонны, что приводит к распиранию и деформации грунта.

Новый метод позволяет избежать указанной деформации и применять его вблизи существующих зданий и сооружений, иными словами, в условиях плотной городской застройки. Также нет нужды использовать тяжелые дорогостоящие буровые установки. Можно применять серийные буровые установки типа ПБУ-1 и ЛБУ-50 российского производства.

Кроме всего прочего, новая технология повышает несущую способность сваи по сравнению с обычной на 30-100% в зависимости от грунтов и дает экономический эффект от 20 до 90%.

СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ВИНТОВЫХ БУРОИНЪЕКЦИОННЫХ И БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ

Существует множество способов устройства свайных фундаментов, отличающихся как по способу устройства, так и по конструктивным особенностям. По способу устройства выделяют забивные, завинчивающиеся, буронабивные, буроинъекционные сваи. По материалам — бетонные, металлические. По конструктивным особенностям существуют сваи гладкие, с уширенной пятой, с уширениями по всей длине, винтовые.

В данной статье рассматриваются винтовые буронабивные сваи и способы их устройства.

ВИНТОВАЯ БУРОНАБИВНАЯ СВАЯ

Винтовая буронабивная свая — это цилиндрическая бетонная свая с выступами в виде винта, полученными в результате заливки бетона в предварительно нарезанный винтовой профиль в грунте. Один из существующих методов изготовления свай называется Atlas. Его технологической особенностью является завинчивание обсадной трубы с расширителем и оставляемым наконечником, опускание арматурного каркаса с последующей заливкой бетона и вывинчиванием обсадной колонны с винтовым расширителем.

Недостатком данного способа изготовления свай является распирание и деформация грунта при завинчивании обсадки с винтовым расширителем.

Устройство свай, описанное в данной статье, основано на других технологических принципах, которые обеспечивают нарезку углублений в цилиндрической поверхности скважины для свай без деформации грунта. Таким образом, сваи, изготовленные по предлагаемой технологии, можно обустраивать вблизи существующих зданий и сооружений, причем с использованием не тяжелых отечественных буровых установок.

У винтовой буронабивной сваи есть и целый ряд преимуществ по отношению к гладкой цилиндрической свае: (1) увеличивается несущая способность сваи по сравнению с обычной сваей на 30-100% в зависимости от грунтов; (2) стоимость винтовой сваи по сравнению с обычной сваей увеличивается до 10%. Экономический эффект составляет от 20% до 90%, соответственно стоимость свайных фундаментов уменьшиться до 50% и более.

ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА ВИНТОВОЙ БУРОНАБИВНОЙ СВАИ

Скважина бурится полыми шнеками со специальным забурником до проектной глубины (рис. 1, 2).

На забое взводится расширитель забурника и открывается окно для подачи бетона. Затем согласовано с подачей каретки в осевом направлении и оборотами вращателя извлекается шнековая колонна и одновременно закачивается мелкозернистый бетон. Происходит нарезка резьбы в грунте с моментальным последующим заполнением сформированного объема бетоном (рис. 3).

В полученную скважину, заполненную бетоном, опускается арматурный каркас (рис. 4).

В устойчивых грунтах закачка бетона возможна после извлечения шнековой колонны (рис. 5).

По окончанию работ получается винтовая буронабивная свая (рис. 6).

На полигоне МОЗБТ изготовлены две пары свай: гладкие диаметром 230 мм и с винтовой нарезкой диаметром до 320 мм. Проведены параллельные испытания обычных (гладких) и   винтовых свай в  2-х исполнениях (рис. 7).

Сваи испытывались на выдергивание. Несущая способность винтовой сваи по боковой поверхности в покровных и моренных суглинках оказалась на 65% выше, чем у гладкой.

Удельное сопротивление на выдергивание гладкой сваи в моренных суглинках составило 11,0 тонн/метр.

Удельное сопротивление на выдергивание винтовой сваи в моренных суглинках составило 18,5 тонн/метр.

Применение описанной технологии устройства винтовых свай актуально в настоящее время при усилении фундаментов в условиях тесной застройки, вблизи существующих зданий и сооружений.

Особенно хорошие результаты по несущей способности винтовых свай получены в грунтах с высокой структурной прочностью. Это мел и его выветрелые разновидности, высокопластичные юрские глины.

Диаметры винтовых свай в реальных размерах можно изготавливать до 500 мм, что позволяет повысить несущую способность, а у проектировщиков появляется возможность не перезакладываться в коэффициентах запаса прочности (рис. 8).

Владимир МИШАНОВ
Генеральный директор ООО «Изыскания и буровые работы»

Вестник инженерных изысканий. — 2016. — №4 (23)