При прокладке электросетей опоры высоковольтных линий зачастую необходимо устраивать на пересеченной местности и в местах со сложным рельефом. В настоящее время в качестве фундамента для таких объектов, как правило, применяются типовые конструктивные решения с устройством типовых фундаментов мелкого заложения.
К дополнительным затратам при устройстве таких фундаментов относятся расходы на формирование площадки, необходимой для складирования материалов и работы техники, ее обслуживание и защиту от опасных грунтовых процессов (Рисунок 1).
В случае применения свайных технологий можно увеличить эффективность работы фундаментов опор и в то же время минимизировать финансовые затраты на устройство площадки. Несмотря на это, как правило, проектировщики отказываются от такого типа фундаментов. Причиной тому является высокая стоимость доставки к месту установки опор крупногабаритного оборудования для изготовления свай.
Технология устройства буроинъекционных свай (Рисунок 2) позволяет выполнять фундаменты на значительную глубину. При этом применяется малогабаритная техника: самоходные буровые установки как на гусеничном ходу, или же легкие буровые навески, применяемые на различных типах экскаваторов (в том числе, на горные экскаваторах типа Kaiser) (Рисунок 3). Применение буроинъекционных свай (Рисунок 4) позволяет выполнить фундаменты в любой труднодоступной местности.
Устрйоство буроинъекционной сваи происходит в рамках одного технологического цикла . Штанга одновременно является буровым и инъекционным инструментом. Сразу с началом бурения производится инъекция (через внутренне отверстие буровой трубы под давлением 5-10 бар) промывочной цементной смесью (В/Ц – 0,7…0,8). Цементная смесь, проникая в структура грунта, стабилизирует стенки скважины, устраняя необходимость применения обсадных труб. При этом штанга вместе с соединителями (муфтами) остается в скважине, выполняя функцию центрального армирования сваи. Для обеспечения проектного положения штанги применяют центраторы.
Буроинъекционные системы применяются для инженерной защиты территории в случае возникновения оползневых процессов на прилегающей к ранее выполненным фундаментам мелкого заложения территории (Рисунок 5). Такие явления повсеместно возникают в зонах опор электросетей. Причиной тому являются особенности технологических процессов при выполнении строительно-монтажных работ. Как правило, для формирования площадки под устройство опор электросетей на сложном рельефе выполняется подрезка склона, а часть площадки, где требуется насыпь, отсыпают с помощью местного грунта, который получают при подрезке склона (Рисунок 6). То есть отсыпка насыпи устраивается фактически на существующем рельефе местным грунтом, физико-механические показатели которого, как правило, не контролируются. Впоследствии после выпадения осадков и намокания данный грунт начинает сам сползать по склону, а также провоцировать оползневые процессы на ранее устойчивом склоне, на котором он был отсыпан.
В таких случаях для повышения устойчивости склона эффективным решением является нагельное крепление (Рисунок 7) тела оползня с использованием буроинъекционных грунтовых нагелей, которое выполняется с минимальным применением бетонных работ. Для достижения наибольшего эффекта данную технологию необходимо выполнять до начала активных оползневых процессов. После начала схода оползня применение данного решения будет менее эффективно, поскольку грунт в этом случае получит значительные повреждения и разуплотнится. Остановить движение оползня и сопровождающие это явление процессы без выемки тела оползня будет крайне проблематично и может повлечь существенные финансовые и временные затраты.
Преимущества нагельного крепления:
- переход от массивных подпорных железобетонных конструкций к сохранению эстетичного внешнего вида примыкающих склонов;
- возможность выполнять работы малогабаритной техникой;
- выполнение гарантированного усиления существующих насыпей без проведения земляных работ.
Для устройства площадок на местности со сложными инженерно-геологическими условиями (в том числе с нестабильными грунтами, в районах с включением торфа, с текучими глинами) эффективно применять технологию «щебеночных свай» (Рисунок 8, 9), которая позволяет формировать площадки большой площади, что зачастую актуально для расстановки электрооборудования.
Основными преимуществами технологии устройства щебеночных свай являются следующие показатели:
- увеличивается несущая способность грунтов основания;
- уменьшается осадка в 2-6 раз;
- возможность выполнить быстрое строительство насыпи, не дожидаясь консолидации грунтов основания (длительной стабилизации их деформаций в глинистых грунтах);
- предотвращение резкого снижения физико-механических характеристик грунта во время землетрясений и исключение общей потери устойчивости основания;
- выполняется непосредственно на существующем рельефе;
- максимальное использование местных материалов;
- снижение расхода материалов в 2-3 раза по сравнению с технологией замены грунта основания;
- минимизация земляных работ (не требуется разработка котлована);
- отсутствует потребность в водоотводе.
Богданов И.С., главный конструктор ООО «КастомГео»
Список использованной литературы:
- СП 24 .13330 .2011 «Свайные фундаменты». – М: 2011.
- ВСН 506-88 «Проектирование и устройство грунтовых анкеров». – М: 1989.
- ТУ 5264-001-50868904-2013 Трубчатые винтовые штанги и соединительные элементы к ним (муфты, гайки) многофункциональной геотехнической системы;
- СТО НОСТРОЙ 109-2013 «Освоение подземного пространства. Устройство грунтовых анкеров, нагелей и микросвай. Правила и контроль выполнения, требования к результатам работ.» — М.: 2013;
- СП 116.13330.2012 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 22-02-2003»;
- СП 14.13330.2014 «Строительство в сейсмических районах СНиП II-7-81* (актуализированного СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах» (СП 14.13330.2011)) (с Изменением N 1).»
- Heinz J.Priebe «The design of vibro replacement»
- СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений»
- DIN EN 14731-2005. Execution of special geotechnical works – Ground treatment by deep vibration