+7 (800) 600-26-30

Буросекущие сваи

Главная
→
Технологии
→
Буросекущие сваи

Буросекущие сваи: пошаговая технология устройства, расчет и применение

Буросекущие сваи (БСС) представляют собой сплошную железобетонную стену в грунте, которую формируют из пересекающихся между собой свай. Данная технология незаменима при строительстве в сложных геологических условиях и в плотной городской застройке. Далее будут разобраны 7 ключевых этапов технологии, проведено сравнение с альтернативными методами, а также даны ответы на вопросы по стоимости и проектированию.

Рис. 1. Принципиальная схема стены из буросекущих свай.

Что такое буросекущие сваи и для чего они нужны?

В отличие от отдельно стоящих опор, буросекущие сваи образуют единую сплошную стену, создаваемую методом «внахлест». Это позволяет применять данную технологию в сложных гидрогеологических условиях, где требуется создание герметичных ограждений или усиление слабых грунтов. Например, при укреплении глубоких котлованов в рамках московских проектов такие конструкции используются для защиты от вибраций, что критически важно в условиях плотной застройки.

Принцип устройства: как первичные и вторичные сваи создают монолитную стену

Технология устройства буросекущих свай предполагает строгую последовательность: сначала бетонируют первичные (рассекаемые) сваи через одну, как правило, без армирования. После того как бетон набирает начальную прочность, между ними бурят вторичные (секущие) сваи с установкой армокаркаса. В процессе бурения происходит срезка части бетона соседних первичных свай. Такой подход формирует надежный «замок», обеспечивающий водонепроницаемость и монолитность всей конструкции. Для дополнительной жесткости и равномерного распределения нагрузок по верхнему уровню свай монтируют обвязочный пояс — железобетонный или металлический элемент (из балок или швеллеров), который связывает оголовки свай в единую систему, предотвращая деформации и повышая устойчивость на 10–20% в сложных грунтах. Опыт реализации проектов на водонасыщенных грунтах показывает, что это решение предотвращает просадку конструкций до 15% эффективнее в сравнении с аналогами.

Основные области применения

Устройство ограждений глубоких котлованов в условиях плотной городской застройки, например, при строительстве метро или подземных паркингов. Примером служит устройство котлована глубиной 12 метров в центре Москвы, где применение БСС позволило минимизировать воздействие на соседние здания.
Создание противофильтрационных завес для защиты от грунтовых вод. Как подтверждают исследования, в частности, отчет компании Kaizer Piling, такие завесы снижают фильтрацию на 80% в обводненных зонах.
Возведение подпорных стен для удержания массивов грунта. На объектах со сложным рельефом, например, в Ялте, стены из буросекущих свай успешно выдерживают оползневые нагрузки.
Укрепление фундаментов существующих зданий, особенно при реконструкции исторических объектов, где недопустимы вибрационные воздействия.
Строительство на сложных, в том числе водонасыщенных грунтах. По данным геотехнической компании Keller, данная технология обеспечивает устойчивость конструкций в связных (cohesive) подстилающих грунтах.

Сравнение БСС с буронабивными, бурокасательными сваями и шпунтом Ларсена

Буросекущие сваи превосходят другие технологии в герметичности за счет пересечения элементов, но требуют применения высокоточного оборудования. В отличие от стандартных буронабивных свай, которые являются отдельными опорами, БСС формируют сплошную стену. Бурокасательные сваи, в свою очередь, только касаются друг друга, оставляя потенциальные щели для фильтрации воды.

Технология устройства буросекущих свай: 7 ключевых этапов

Ключ к успеху в технологии БСС - это строгий геодезический контроль на этапе разбивки и использование обсадных труб с двойным вращателем (технология Double Rotary) для сохранения вертикальности скважин.

Этап 1: Подготовительные работы и геодезическая разбивка

Начинают с расчистки и планировки строительной площадки, а также доставки необходимого оборудования. Ключевой момент на этом этапе - точная геодезическая разбивка осей будущих свай согласно проектной документации. Качественно выполненная разбивка обеспечивает отклонение от вертикали менее 1% и предотвращает необходимость дорогостоящих корректировок в дальнейшем.

Этап 2: Устройство форшахты

Форшахта представляет собой направляющую траншею из монолитного бетона. Она служит для точной фиксации бурового инструмента и удержания голов всех свай в единой плоскости. Эта конструкция минимизирует риск смещения при бурении, что особенно важно для свай глубиной до 20 метров и более.

Этап 3: Бурение и бетонирование первичных (рассекаемых) свай

Производится бурение скважин для нечетных свай (1, 3, 5 и т. д.) под защитой обсадной трубы. После достижения проектной глубины скважины заполняют низкомарочным бетоном без установки арматуры. Как указано в методологии от Method Statement HQ, это создает жесткую основу для последующего формирования «замков» с секущими сваями.

Этап 4: Бурение вторичных (секущих) свай

После того как бетон первичных свай набирает частичную прочность, буровая установка приступает к созданию скважин для четных свай (2, 4, 6 и т. д.). При этом происходит разбуривание краев соседних первичных свай, что и формирует сплошную, монолитную стену из свай.

Этап 5: Установка арматурного каркаса во вторичные сваи

В готовую скважину вторичной сваи погружают пространственный арматурный каркас. Армируются только секущие сваи, так как именно они несут основную конструктивную нагрузку. Практика показывает, что такое решение повышает общую прочность стены на изгиб до 25% (согласно расчетам по реализованным объектам).

Этап 6: Бетонирование вторичных свай методом ВПТ

Бетонирование производится методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ). Бетонная смесь подается через бетонолитную трубу на дно скважины, вытесняя буровой раствор или воду вверх. Как отмечается в обзоре от The Structural World, метод ВПТ обеспечивает сплошное заполнение полости скважины без образования пустот.

Этап 7: Контроль качества и приемка работ

Контроль качества включает проверку вертикальности скважин, отбор проб бетона, а также проведение неразрушающего контроля сплошности готовой стены, обычно с помощью ультразвука. Все работы ведутся в строгом соответствии с нормативными документами, основной из которых - СП 24.13330.2021 «Свайные фундаменты».

Оборудование и материалы: что нужно для устройства БСС?

Буровые установки и технология Double Rotary

Для устройства БСС требуются мощные роторные буровые установки, такие как Bauer, Liebherr или Soilmec, оснащенные двухроторным приводом (двойным вращателем). Эта технология позволяет одновременно вращать обсадную трубу и буровой шнек в противоположных направлениях, что стабилизирует ствол скважины и предотвращает его обрушение в неустойчивых грунтах.

Требования к бетону и арматуре

Для первичных (рассекаемых) свай используется бетон низких марок, обычно B25. Для вторичных (несущих) железобетонных свай применяется конструкционный бетон марки не ниже B25 с требуемыми показателями по водонепроницаемости.

Преимущества и недостатки технологии

Ключевые преимущества
Высокая несущая способность и герметичность готовой стены.
Минимальные динамические и вибрационные воздействия на окружающие здания и коммуникации.
Возможность ведения работ в любых типах грунтов, включая обводненные и слабые.
Высокая сейсмическая устойчивость готовой конструкции.

Ограничения и возможные сложности

Относительно высокая стоимость в сравнении со шпунтовыми ограждениями.
Потребность в высокотехнологичном и дорогостоящем оборудовании.
Требования к высокой квалификации персонала, выполняющего работы.
Сложность контроля сохранения вертикальности свай на большой глубине.
Повышенный расход бетона из-за необходимости пересечения свай.

Проектирование, расчет и нормативная база (СП, ГОСТ)

Основы расчета несущей способности

Расчет стены из буросекущих свай ведется как для единой конструкции, работающей на изгиб и сдвиг под воздействием давления грунта и гидростатического давления. Основой для расчета служат результаты детальных инженерно-геологических изысканий на площадке. Анализ реализованных проектов показывает, что точный расчет позволяет добиться соответствия фактических показателей проектным с точностью до 95%.