Ограждение из буронабивных свай относится к малодеформирующимся видам крепления и его целесообразно применять в случае больших нагрузок на бровке котлована, а также на сами сваи при использовании их в качестве несущего элемента строящегося сооружения.
В качестве ограждения котлованов из буронабивных свай применяют три группы свайных стен: с прерывистым расположением свай, с касательным их сопряжением и секущиеся сваи.
Стены с прерывистым расположением свай устраиваются в сухих связных грунтах, способных держать вертикальный откос 1 — 2 м. Промежуток между сваями для предотвращения местных вывалов защищается затяжками из досок, тонких железобетонных плит, гофрированных стальных листов или бетонной затяжкой. Расстояние между осями а свай должно находиться в пределах D + 50 мм < а £ 3D, где D — диаметр скважины.
Стены с касательным сопряжением свай используются в несвязных грунтах, чтобы избежать осыпания грунта между сваями при раскрытии котлована, а следовательно и осадок поверхности.
Стены из буросекущихся свай сооружают, когда дно котлована ниже подземных вод. На первом этапе изготавливаются через одну сваи без армирования, на втором — между ними устраиваются сваи таким образом, чтобы бетон соседних свай частично подрезался. Сваи второго этапа армируются. Благодаря полученному сцеплению образуется сплошная прочная стена с повышенной водонепроницаемостью. Врезка в бетон соседних свай составляет 80 — 150 мм в зависимости от диаметра свай, который составляет от 600 до 1300 мм.
К преимуществам ограждений из буронабивных свай следует отнести:
— возможность использования в качестве основания прочных грунтов, залегающих на большой глубине;
— возможность устройства свай разной длины, опирающихся на необходимой отметке при резко пересеченном рельефе кровли прочных грунтов, принятых за основание свай;
— возможность устройства ограждений стен котлованов, когда уровень подземных вод залегает выше уровня дна котлована;
— возможность передачи на одну сваю большого диапазона нагрузок (1000 — 10000 кН);
— возможность устройства свай большого диаметра (по сравнению с забивными сваями), что значительно улучшает работу свай на горизонтальную нагрузку;
— повышение надежности сооружений за счет уменьшения общих и неравномерных осадок;
— исключение подвижки и деформации грунтового массива и расположенных поблизости зданий за счет повышенной жесткости свай;
— возможность устройства свай без армирования в нижней ее части, где отсутствует передача моментов и горизонтальных сил;
— отсутствие существенных вибраций и сотрясений в процессе производства работ;
— сокращение потребности в механизмах и транспорте.
В зависимости от грунтовых условий применяют следующие способы бурения скважин для устройства буронабивных свай:
— грейферный способ — в песчаных, крупнообломочных, скальных и глинистых грунтах;
— способ бурения желонкой — в водонасыщенных пылеватых песках, текучих супесях и илах;
— вращательный (роторный) способ — в глинистых грунтах от мягкопластичной до твердой консистенции, песках средней крупности и крупных.
Для предотвращения обрушения стенок скважин при бурении применяют инвентарные обсадные трубы или избыточное давление воды или глинистого раствора. Применение обсадных труб является наиболее эффективной мерой обеспечения качества изготовления свай в неустойчивых обводненных грунтах.
Устройство буронабивных свай предъявляет жесткие требования к технологическому процессу производства работ. Особенно это важно при устройстве буросекущихся свай. Изготовление таких свай требует обеспечения непрерывности процесса производства работ, т.к. устройство секущихся армированных свай должно быть произведено в относительно строго регламентированный период (1,5 — 2 суток), начиная с момента выполнения бетонных неармированных свай.
Во избежание возможного излишнего отбора и разуплотнения грунта за счет его текучего состояния и выдавливания внутрь обсадных труб при проходке скважин, что может вызвать деформации оснований близко расположенных эксплуатируемых зданий, следует обеспечивать опережающую обсадку трубами забоя скважины (сохранение пробок), а при необходимости дополнительно осуществлять пригрузку забоя глинистым раствором или водой.
Буронабивные сваи изготавливаются по одной технологической схеме: вначале бурят скважину, устанавливают арматуру, затем скважину заполняют бетонной смесью. Более совершенной и рациональной технологией является технология, когда через отверстия в полом шнеке скважина заполняется бетоном в процессе бурения, а каркас погружается в литой бетон при помощи виброзадавливания.
При бурении скважин для устройства буронабивных свай под защитой глинистого раствора требуется бентонитовая глина. Бентонитовый раствор может быть заменен специальным полимерным раствором, изготовленным с использованием сертифицированных загустителей на основе полиакриламида с обязательным соблюдением условия обеспечения вязкости раствора в пределах 35 — 80 сек/литр по вискозиметру Марша (меньшее значение для глинистых грунтов, большее для песков).
Сравнение экономических показателей методов ограждения котлованов показывает, что производительность работ по устройству стен из буросекущихся свай примерно в 5 раз ниже производительности по устройству траншейных стен в грунте. Однако, в тех случаях, когда «стена в грунте» по каким-либо причинам невыполнима, прежде всего из-за опасности упуска глинистого раствора, стена из буросекущихся свай остается надежным видом ограждения котлованов.