«Щебеночные сваи» как экономичная альтернатива свайному фундаменту

В статье описан опыт достижения необходимых показателей деформативности участков слабых грунтов основания при возведении жилого комплекса с подземной парковкой.

При проектировании жилого комплекса «Белый остров» в Санкт-Петербурге перед инженерами возникла проблема. В целом геология строительной площадки позволяла построить дома на фундаментах мелкого заложения. Однако данное решение невозможно было реализовать в полном объеме из-за наличия участков слабых грунтов. Чтобы избежать неравномерных осадок, большую часть здания требовалось разместить на свайном основании. Инженеры «ГЕОИЗОЛ Проект» предложили альтернативу – модифицировать слабые участки грунта по технологии «щебеночных свай», что позволило реализовать исходные проектные решения и достичь экономии порядка 40% по сравнению с устройством свайного фундамента.

Общий вид строительной площадки в процессе выполнения «щебеночных свай»

Особенности колонн из щебня

Технология глубинного виброуплотнения с устройством столбов из инертных материалов, так называемых «щебеночных свай» – эффективный способ укрепления слабых грунтов. Он нашёл применение на ряде объектов промышленно-гражданского и инфраструктурного строительства, среди которых автомагистрали М-11 «Нева» и ЦКАД, Крымский мост, московский ЖК «Люберцы Парк», завод Estel в Колпине (Санкт-Петербург) и другие.

ЖК «Белый остров». Разрез

В результате глубинного виброуплотнения увеличивается несущая способность грунтового массива, сокращается время консолидации и устраняются просадочные свойства грунтов. «Щебеночные сваи» работают как дрены, через которые отжимается вода из окружающего грунта, за счет чего стабилизация основания происходит уже во время производства работ.

При устройстве «щебеночных свай» применяется виброфлот, который за счет горизонтальных колебаний и подачи под высоким давлением воздуха (сухой метод) погружается в грунт, образуя скважину. Через подводящую трубу (метод нижней подачи), которая является частью конструкции виброфлота, на дно скважины подается грунтовый наполнитель: щебень, песок, бетонный рецикл и т.п. По мере подачи материала виброфлот его утрамбовывает, наращивая сваю до поверхности земли. 

Процесс устройства «щебеночных свай»

При улучшении характеристик грунта выполняется поле «щебеночных свай», устроенных с расчетным шагом. На каждую «щебеночную сваю» бортовая система виброфлота в автоматическом режиме формирует паспорт, в котором отражаются характеристики как готовой «щебеночной сваи», так и технологических процессов при ее устройстве. Эти данные позволяют определить глубину сваи, ее геометрию и степень уплотнения.

Контроль качества выполненных работ также предусматривает штамповые испытания тела сваи и испытания грунтов в межсвайном пространстве статическим зондированием. Это позволяет определить деформационные свойства грунта после его модификации и выдать заключение о несущей способности основания.

Дискретное усиление

ЖК «Белый остров» – многоквартирный жилой дом, состоящий из 12 секций (10-12 этажей каждая) и двухуровневого паркинга на 435 машиномест. Большая площадь застройки, которая превышает 79 тыс. кв. метров, определила неоднородность геологических условий.

Грунты в зоне строительства жилого комплекса представлены плотными песками, при которых возможно устройство фундаментов мелкого заложения. Однако применение такого технического решения существенно ограничивало наличие локальных участков выхода слабых грунтов, преимущественно слабых суглинков.

«Грунтовые условия диктовали проектировщику применение фундаментов глубокого заложения. Рассматривалось применение буронабивных свай, потому как использование забивных свай на этом участке неприемлем, а по причине наличия плотных песков не подходил метод вдавливания. Из-за риска неравномерных осадок свайный фундамент необходимо было предусмотреть практически под каждым зданием комплекса, – рассказывает главный конструктор «ГЕОИЗОЛ Проект» Иван Богданов. – Мы предложили альтернативу – усилить слабые участки «щебеночными сваями», чтобы достичь требуемой деформативности грунтов на всей площади строительства».

Устройство щебеночных свай велось с дневной поверхности, до разработки котлована. Их глубина варьировалась от 12 до 14 метров. Одновременно строители погружали шпунт, который играл роль ограждающей конструкции котлована, после чего приступили к разработке грунта и возведению конструкции подземного паркинга.

«Помимо выявленных участков, требующих усиления, уже в процессе производства работ на месте демонтированного здания обнаружилась зона с разуплотненным грунтом. Ее модифицировали по той же технологии. Согласно расчетам, здесь потребовалось увеличить глубину «щебеночных свай» до 18 метров», – добавляет Иван Богданов.

Всего в проекте усиления грунтов основания заложено устройство 1606 «щебеночных свай» диаметром 800 мм длиной от 4,5 до 8 метров, устраиваемых под фундаментной плитой жилого комплекса.

Геологический разрез в зоне закрепления

Локальные усиления «щебеночными сваями» позволили достичь необходимой деформативности массива грунта на территории всей строительной площадки.

Согласно геотехническому моделированию, устройство «щебеночных свай» снизило расчетную осадку с 25 см (без усиления) до 14 см. Фактические деформации, выявленные в результате геодезического мониторинга, оставались в пределах 5 см.

Техническое решение, предложенное инженерами «ГЕОИЗОЛ Проект», позволило сократить затраты при устройстве основания ЖК «Белый остров». Модификация грунта оказалась ориентировочно на 30-40% экономичнее по сравнению с устройством свайного основания.

Статья опубликована в журнале «Подземные горизонты» №27 .

 

PHP Code Snippets Powered By : XYZScripts.com
Версия для слабовидящих