Буронабивные сваи для подземных сооружений

Дефицит площади для новой застройки в городах заставляет осваивать воздушное пространство посредством высотных зданий и подземное пространство, метро тому свидетель. Проблемы, возникающие при подземном строительстве, связаны с передачей строительных и технологических нагрузок в глубину грунтового массива. При этом необходимо исключить дополнительные нагрузки на окружающую застройку. Желательно, чтобы внедрение в глубины земли стали поводом для сохранения и даже улучшения геоэкологии. Поэтому возведение фундаментов глубокого заложения в виде свай и траншейных стен невозможно без привлечения к расчетам выкладок инженерной геологии, геомеханики, геоэкологии, теоретической и прикладной механики и еще ряда дисциплин.

 

Чем отличаются фундаменты мелкого заложения от глубинных фундаментов? Мелкие фундаменты распределяют нагрузку и развивают объемное напряженно-деформированное состояние грунтов в горизонтальной плоскости. Сваи и траншейные стены передают и развивают нагрузки в глубину грунтового массива. Напряженно-деформированное состояние образуется в вертикальном направлении, что и делает целесообразным их применение в условиях тесной застройки городов. Наибольшее распространение получили фундаменты в виде буровых свай, из-за технологичности их строительства и возможности при их изготовлении приспособиться к требуемым нагрузкам только лишь изменением длины и диаметра. Повышенной несущей способностью обладают буронабивные сваи. Их изготавливают в скважинах грунтовытесненных, пробитых, продавленных и прочих, названия которых соответствуют методу получения скважин. Грунтовытесненные скважины невозможно изготовить без мощного оборудования, способного преодолеть сопротивление грунтов. Проблема полного вытеснения грунта из цилиндрических скважин и строго осесимметричных камуфлетных уширений для своего разрешения потребовала со стороны геомеханики готовой методики расчета состояния грунтов, в том числе сдвиговых прочностных характеристик грунтов, состояния предельного равновесия при сдвиге грунта, методики расчета физического состояния грунтов в процессе сдвига, механической и математической модели грунта.

 

Со стороны теоретической механики, предлагающей в том числе и строительное оборудование для данных строительных работ, потребовались методики расчета прочности стенок цилиндров грунтовытесняющих агрегатов. Со стороны физики – характеристики агрегатов технологического оборудования, в частности модели расчетов допустимых величин импульсов высокого давления в рабочих камерах-цилиндрах. Прикладная механика готовила модели расчета механических воздействий в системе «агрегат-грунт». Проблема постепенно сводилась к созданию соответствующего задаче оборудования. Но не только. Благодаря комплексному подходу разработан метод прогноза несущий способности свай и траншейных стен. Сущность метода в том, что найден способ технологически создать насколько возможно объемное поле максимально предельного предварительно напряженного состояния грунтов, окружающих сваю, а конструктивно обеспечивается сохранность этого напряжения и реализация сопротивления его сдвигу, который ожидается при нагружении и перемещении сваи или стены в грунте как фундамента. Разработаны и методы расчетов, которые помогают смоделировать и обеспечить технологически и конструктивно полное вытеснение грунтов из объемов скважин и траншей управляемой энергией взрыва. В основу новой технологии проходки скважин, образования в них камуфлетных уширений и устройства в них набивных свай положен, таким образом, конструктивно-технологический принцип вытеснения направленным взрывом.