ППРК-Сервис
ППРК-Сервис
СВАЙНАЯ СПИРАЛЬ

СВАЙНАЯ СПИРАЛЬ

Сегодня среди множества новых технологий устройства свайного поля, обеспечиваемых использованием современных буровых машин, несколько подзабыт давний, но от этого не менее эффективный способ установки камуфлетных свай, впервые примененный в Германии в самом начале ХХ века.

НЕМНОГО ИСТОРИИ…
В 1901 г. в немецком городе Вильгельми был продемонстрирован на то время революционный метод устройства свайного поля. Суть данного метода состоит в образовании сферической полости в грунте на глубине расположения свайной пяты путем взрыва сосредоточенного заряда взрывчатого вещества (ВВ). Объем создаваемой полости зависит от параметров и количества применяемого ВВ, и может превышать объем заряда в сотни раз. Одновременно происходит уплотнение грунта и бурового шлама в зоне образования камуфлета. Поскольку взрыв производится под слоем бетона, залитого в пробуренную скважину, то он моментально заполняет образовавшуюся полость, создавая уширение свайной пяты.
Первоначально такие сваи устанавливались задавливанием обсадных труб с открытыми торцами, выемкой из них грунта, размещением на дне скважин зарядов бризантного ВВ – тротила или аммонита, заполнением труб бетоном и подрывом. После образования камуфлетных уширений и доливки дополнительного объема бетона обсадные трубы извлекались.
В 40­х годах данная технология была усовершенствована. Советский инженер к.т.н. А. А. Луга предложил закрыть нижний торец обсадной трубы конической насадкой и вдавливать такие полые оболочки в грунт, исключая попадание его внутрь. После задавливания оболочки в ее донной конической части размещался также заряд ВВ, увеличенный по массе для гарантированного разрушения конического наконечника. Подрыв заряда осуществлялся сразу же после заливки в оболочку бетона.
Подобные свайные конструкции широко и успешно применялись вплоть до 80­х годов 20 века при устройстве опор мостов, путепроводов, промышленных и жилых зданий. Накопленный опыт наиболее полно отражен в Указаниях по проектированию, устройству и приемке свай с камуфлетной пятой (РСН 130­64).
С начала 90­х годов в строительные организации стала поступать современная буровая шнековая техника, способная даже к механическому выбуриванию уширения в основании свай. Получила определенное распространение разрядно­импульсная технология (РИТ) выполнения уширения свайного тела. С другой стороны, ужесточение требований по обращению с ВВ из­за террористической опасности стало серьезным препятствием в дальнейшем распространении старого, проверенного десятилетиями простого способа камуфлетирования.

РАЗРУШАТЬ, НЕ ВЗРЫВАЯ
На помощь строителям пришли специалисты научно­производственного коллектива «Контех», занимающиеся внедрением высокоэнергетических материалов в гражданские отрасли. Разработав безвзрывные пиротехнические патроны марки «ГДШ» для щадящего разрушения крепких скальных грунтов и железобетона в условиях жестких ограничений, инженеры компании создали и успешно применили для устройства камуфлетного свайного поля комбинированный газогенератор, не содержащий ВВ и к тому же способный к скоростному горению только в условиях скважины, заполненной бетоном. Перевозятся и хранятся эти изделия согласно требованиям класса опасности 5.1 (окислители), а заправляются горючей добавкой непосредственно на месте проведения работ.
Предлагаемые генераторы (фото 1) после заправки опускаются с помощью веревки на дно скважины, после этого на генераторы, которые имеют прочный керамический корпус, устанавливаются армокаркасы и скважины доверху заполняются бетоном (фото 2). В нашем случае диаметры скважин составляли 0,25 м, глубина – 3 м. Инициирование скважинных генераторов осуществлялось по проводам или радиоканалам. Устройство камуфлетов производилось кустовым методом – одновременно инициировалось по 9 генераторов под монтаж ростверка (фото 3). После срабатывания генераторов в донной части скважин образовывались камуфлетные полости объемом 60–80 л, которые тут же заполнялись предварительно залитым в скважины бетоном, исключая возможное обрушение грунта в них (фото 4). Усадка бетона компенсировалась последующей доливкой.
На площади устройства свайного поля (800 свай) грунты были представлены глинами тугопластичной и полутвердой консистенции, а также мягкопластичными суглинками, и проектные решения в пользу камуфлетных свай были приняты именно по причине водонасыщенности участка. Здесь не было возможности отрывать котлованы на глубину 1,8 м, т. к. вероятность их затопления была очевидна из­за близости грунтовых вод.
Контрольные статические испытания вдавливающей нагрузкой выполненных камуфлетных свай показали остаточные деформации на уровне головы свай 8–12 мм при достижении нагрузки 22,5 т (рис. 5).
Таким образом, по результатам проведенных опытно­конструкторских работ и практической реализации предлагаемых комбинированных газогенераторов можно сделать следующие выводы:
1. Разработан и практически использован пиротехнический (бездетонационный) газогенератор, не содержащий ВВ и обладающий минимальным сейсмическим воздействием на окружающую среду, для создания уширения свайной пяты и уплотнения грунта в донной части скважины, существенно повышающий несущую способность свай.
2. При устройстве камуфлетных свай, в т. ч. по предлагаемой технологии, сокращается объем использования бетона и арматуры из­за уменьшения конструкции армокаркаса и размеров скважины.
3. Отсутствует необходимость согласования перевозки от производителя до стройплощадки и хранения генераторов.
4. Предварительная оценка экономической эффективности показывает возможность снижения себестоимости работ по устройству фундаментов на 25–30%.
Возможно, при первом взгляде на сходство двух способов устройства камуфлетных свай, взрывного и предлагаемого пиротехнического, вспомнится афоризм «Новое – это хорошо забытое старое», но в нашем примере справедлива другая философская сентенция: «Жизнь и прогресс развиваются по спирали», и хочется верить, что в данном случае – по свайной.

 

191025, Санкт­Петербург,
наб. р. Фонтанки, д. 40/68, лит. А
пом. 36­Н.
Тел./факс (812) 719­63­64
E­mail:contec.spb@yandex.ru
www.contec.su