Буросекущие сваи: пошаговая технология устройства 2025, схемы и применение

Буросекущие сваи - это технология формирования сплошной монолитной стены из чередующихся армированных и неармированных буронабивных свай. Такая конструкция обеспечивает герметичность и прочность за счет частичного пересечения элементов. Технология незаменима для ограждения котлованов в условиях плотной городской застройки, где традиционные методы, создающие вибрации, неприменимы. Далее будет детально рассмотрен процесс устройства, схемы и применение на основе практического инженерного опыта.

Секущиеся сваи образуют сплошную стену из частично перекрывающихся элементов. Устройство секущихся свай проходит в два этапа: сначала бурение и бетонирование первичных, неармированных свай из мелкозернистого бетона, а затем - вторичных, армированных. Во время бурения вторичных скважин буровой инструмент срезает кромки соседних свай, что обеспечивает монолитность и водонепроницаемость конструкции. Диаметр сваи варьируется от 620 до 1500 мм, при этом шаг их расположения всегда меньше диаметра для создания пересечения. На одном из объектов при строительстве ЖК в Москве применялся диаметр 800 мм с шагом 720 мм, что обеспечило несущую способность стены до 500 кН/м. Подобные параметры определяют устойчивость готовой конструкции к боковым нагрузкам грунта. Регламент по устройству свай этого типа направлен на минимизацию воздействия на окружающие здания, что подтверждено в СП 24.13330.2021.

Отличия буросекущих свай от буронабивных и буроинъекционных

Ключевое отличие буросекущих свай от стандартных буронабивных заключается в их взаимном пересечении для создания сплошной стены, тогда как буронабивные сваи обычно функционируют как отдельные фундаментные элементы без перекрытия. От буроинъекционных свай, формируемых нагнетанием раствора, буросекущие сваи отличаются применением обсадных труб и полным извлечением грунта из скважины, что гарантирует прогнозируемую геометрию и прочность. Практика показывает, что буросекущие сваи демонстрируют на 20% большую несущую способность в обводненных грунтах по сравнению с буроинъекционными, как отмечается в материалах портала Stroyburkom. Буроинъекционная технология подходит для малых диаметров до 300 мм, но уступает в герметичности при устройстве ограждений.

Буросекущие сваи технология представляет собой последовательный процесс формирования сплошных ограждающих конструкций в грунте. Процесс устройства начинается с бурения первичных свай и завершается бетонированием вторичных. Эта технология изготовления свай эффективна в слабых и обводненных грунтах, где она обеспечивает водонепроницаемость и несущую способность до 1000 кН на одну сваю. Бурение сваи выполняется с применением обсадных труб для предотвращения обрушения стенок скважины. Технологии устройства свай по методу БСС дают важные преимущества: отсутствие вибраций.

Этап 1. Подготовительные работы и устройство форшахты

Геодезическая разбивка осей определяет точное положение будущих свай. Строительная площадка обустраивается для свободного доступа и маневрирования тяжелой техники. Форшахта - направляющая конструкция из железобетона - фиксирует буровой инструмент и обеспечивает строгую вертикальность скважин. Например, при реконструкции фундамента исторического здания в Санкт-Петербурге форшахта глубиной 2 м предотвратила отклонения свай более чем на 1%, что было критически важно для итоговой монолитности стены.

Этап 2. Бурение и бетонирование неармированных (первичных) свай

Бурение скважин "через одну" производится под защитой обсадной трубы до проектной отметки. После достижения нужной глубины скважины заполняют мелкозернистым бетоном, как правило, методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) с одновременным извлечением обсадки. На одном из объектов для котлована глубиной 15 м применялся бетон марки B22,5, что обеспечило достаточный набор прочности уже за 2 суток.

Этап 3. Бурение армированных (вторичных) свай с пересечением

После набора бетоном первичных свай минимальной прочности в 2-5 МПа начинается бурение вторичных скважин. Буровой инструмент располагается таким образом, чтобы он врезался в тело соседних свай, создавая надежный и герметичный замок. В ходе работ по укреплению исторического здания для точного пересечения без вибраций применялось оборудование с технологией Double Rotary.

Этап 4. Установка армокаркаса и бетонирование вторичных свай

В готовую вторичную скважину погружается арматурный каркас, после чего она заливается конструкционным бетоном, обычно марки B30. Уплотнение бетонной смеси с помощью глубинного вибратора гарантирует отсутствие пустот и высокую плотность тела сваи. Практика показывает, что плотность армирования до 200 кг/м³ способна повысить итоговую прочность конструкции на 15%.

Этап 5. Устройство монолитного ростверка (обвязочной балки)

Ростверк - железобетонная балка поверху свай - объединяет их в единую жесткую систему и равномерно распределяет нагрузки. Выступающая из свай арматура связывается с каркасом ростверка, после чего вся конструкция заливается бетоном марки не ниже B20. На одном из наших объектов ростверк углублялся в оголовки свай на 0,15 м, что обеспечило надежную совместную работу элементов.

Технология бурения буросекущих свай адаптируется под конкретные геологические условия. В слабых и обводненных грунтах ключевую роль играют обсадные трубы, предотвращающие осыпание стенок. Для работы в плотных глинах и суглинках эффективны шнековые буры. В скальных грунтах или при наличии валунов требуется специальный породоразрушающий инструмент, например, колонковый бур с твердосплавными зубьями для разрушения твердых пород. Этот метод, в отличие от вибропогружения свай, полностью исключает динамические нагрузки. Наш опыт для работы на скальных грунтах 4 категории показывает эффективность применения ковшового бура, что позволило достичь глубины 31 м без технологических простоев.

Основное применение буросекущих свай - это ограждение котлована при глубокой выемке грунта. Буросекущая стена выполняет сразу две функции: несущую, воспринимая давление грунта, и противофильтрационную, предотвращая поступление грунтовых вод. Такое ограждение котлована сваями незаменимо в условиях плотной городской застройки, где применение других методов ограничено из-за вибраций. Устройство котлованов с помощью БСС позволяет вести работы в непосредственной близости от существующих зданий. Помимо вертикальных стен котлована, технология применяется для устройства противофильтрационных завес и фундаментов глубокого заложения.

Ключевая роль инженерно-геологических изысканий

Инженерно-геологические изыскания служат основой для проектирования. Они определяют тип грунта, уровень грунтовых вод и прочностные параметры, необходимые для корректного расчета стены. Проектирование без этих данных приводит к ошибкам. Определяющими параметрами являются сопротивление грунта сдвигу, его влажность, плотность и показатель пластичности.
Проектирование БСС без актуальных данных геологических изысканий — это не просто риск, это гарантированная ошибка. Экономия на геологии приводит к кратному удорожанию и аварийным ситуациям на этапе строительства. - Шкляренко Иван, генеральный директор, Основа.

Диаметр сваи и расстояние между осями соседних свай являются ключевыми проектируемыми параметрами. От них напрямую зависят несущая способность и герметичность будущей стены. Стандартные диаметры варьируются от 620 мм до 1500 мм, а шаг составляет 80-90% от диаметра.

• Диаметр сваи: Обычно от 620 мм до 1500 мм. Определяет жесткость и несущую способность.
• Шаг свай: Расстояние между осями соседних свай, которое всегда меньше диаметра для обеспечения пересечения. Например, для свай диаметром 880 мм, шаг может быть 750 мм.
• Глубина: Зависит от глубины котлована и геологических условий.

Какая минимальная прочность бетона первичных свай нужна для начала бурения вторичных?
Обычно достаточно набора прочности в 2-5 МПа. Этот показатель достигается за 1-3 суток в зависимости от состава бетонной смеси и температуры окружающей среды.

Можно ли использовать буросекущие сваи в сейсмически активных районах?
Да, применение возможно, но оно требует специального инженерного расчета с учетом сейсмических нагрузок и, как правило, использования более мощного армирования.

Насколько стена из БСС герметична?
При строгом соблюдении технологии (правильный шаг, диаметр, контроль вертикальности), стена является условно водонепроницаемой и способна эффективно отсекать грунтовые воды. Для достижения полной герметичности могут потребоваться дополнительные гидроизоляционные меры.