Усиление фундаментов существующих зданий с помощью самозабуриваемых винтонабивных микросвай

Устройство самозабуриваемых винтонабивных микросвай допускается во всех видах песчаных, глинистых и скальных грунтов. Винтонабивные микросваи являются разновидностью буроинъекционных свай, но отличаются способом устройства.

Устройство таких свай производится методом последовательного забуривания в грунт составляющих трубчатых винтовых штанг (ТВШ) с муфтовым соединением и передовой буровой коронкой, при одновременной промывке скважины буровым цементным раствором. По достижении проектной длины микросваи, производят опрессовку скважины более густым цементным раствором. [1]

Рисунок 1. Схема закрепления микро-сваи из ТВШ в грунте:

1-фиксирующая гайка; 2-опорная плита; 3-защитная трубка из ПВХ; 4-зона первичной инъекции грунта; 5-вмещающий грунт; 6-цементное тело; 7-ребристая штанга; 8-внутренний канал штанги; 9-соединительная муфта; 10-распорка; 11-буровая коронка; 12-инъекционное отверстие

Данная технология усиления применялась при реконструкции бывшего административного здания в гостиницу в Центральной части Санкт-Петербурга [2]. Гостиница представляет собой 6-ти этажное здание в монолитном железобетонном каркасе высотой 24,0 м и максимальной высотой 27,7 м. Здание во время блокады пострадало от прямого попадания авиационной бомбы.

Под всем зданием гостиницы предусмотрен заглубленный этаж для автостоянки автомобилей и технических помещений. Фундаментами сооружения служат буронабивные сваи диаметром 410 и 550 мм, изготавливаемые по технологии уплотнения грунта DDS c использованием бурового оборудования фирмы «Bauer».

В состав работ по усилению фундаментов входило инъекционное укрепление тела фундамента при помощи инъекции цементного раствора, а также установка 75 наклонных анкерных свай по технологии «Титан» длиной 25 м и диаметром 200 мм с поверхности основания. Скважины под анкерные сваи бурились без обсадных труб ударно-вращательным способом с подачей по внутреннему каналу штанги промывочного раствора под давлением.

Еще одним примером использования технологии самозабуриваемых винтонабивных микросвай является усиление фундаментов многоквартирного дома в городе Верхняя Силезия (Польша) [3]. Добыча полезных ископаемых в районе расположения здания способствовала его осадке. Чтобы стабилизировать здание и защитить его от дальнейшего разрушения, был разработан проект усиления фундамента.

Усиление выполнялось с использованием микросвай, просверленных через стенки фундамента с цементацией под высоким давлением. Во время инъекции бурового раствора полый стальной стержень служит в качестве канала и остается готовой свае в качестве усиления. Конец стержня оснащен сверлом, выбранным в зависимости от типа почвы. Для соединения стержней используются системные стяжки. Во время бурения осуществляется предварительная закачка бурового раствора. Просачивание раствора в грунт стабилизирует стенки скважины, устраняя необходимость в обсадной колонне.

После достижения заданной глубины производится окончательная инъекция. Скважина заливается снизу вверх. Это обеспечивает правильное заполнение скважины.

 Стержни, вставленные в скважину, остаются там в качестве усиления для сваи.

Работы начались в конце октября 2013 года. Сваи были введены в грунт через стены фундамента под углом 2°-5°. Бурению предшествовало вырезание ниш в стенах.

После установки микросвай эти ниши были заполнены бетоном. Из-за ограниченного пространства бурение осуществлялось с помощью дрели с ручным приводом, установленной на стенде. Микросваи были изготовлены из сращиваемых частей длиной 1 метр.

Ещё одним примером усиления фундаментов сваями можно рассмотреть использование микросвай для существующих коммерческих зданий как ИКЕЯ в Гданьске, из источника [4] можно увидеть что микросваи использовались для укрепления существующих фундаментов и строительства новых фундаментов в ходе реализации развития коммерческих зданий ИКЕА в Гданьске (работы выполнены в 2007-2008 годах).

Для передачи дополнительных нагрузок, вызванных в результате расширения знания ИКЕЯ, было принято решение использования микросвай системы Titan – Ti103/78 и Ti52/26 с общей длиной стержня 12 метров, диаметром расточных коронок 220 миллиметров и 175 миллиметров. Микросваи устанавливались внутри и вокруг существующих фундаментных блоков. Опоры с большими нагрузками использовали специальные рамы из стальных балок, размещенные поверх существующих фундаментов.

Согласно проекту, дополнительный этаж  поддерживаться на системе свай, установленных на существующий фундамент, усиленный микросваями, и с помощью независимой системы стальных балок.

На основании представленных выше примеров использования данного типа свай, можно сделать вывод о применимости  данного метода усиления как в странах СНГ так и за рубежом.