Укрепляющий электроразряд

Прочность – одна из основных эксплуатационных характеристик свайных фундаментов. Повысить несущую способность буронабивных свай можно благодаря использованию электроразрядных геотехнических технологий (ЭРГТ).

Электрошок
Принцип действия ЭРГТ для устройства буронабивных свай повышенной несущей способности основан на обработке боковой поверхности и пяты сваи ударными волнами, возникающими при высоковольтных разрядах в подвижной бетонной смеси. Грунты стенок скважины при этом испытывают высокие гидродинамические давления импульсного типа. При электроразрядной обработке используется серия импульсов с интервалом в несколько секунд, тем самым обеспечивается многократное динамическое воздействие на грунтовый массив. Такое воздействие позволяет устраивать в водонасыщенных песчаных грунтах уширение пяты и ствола свай или уплотненные забои.
В результате отнесенная к объему несущая способность свай в среднем оказывается в 2,5-3 раза выше, чем у свай, устраиваемых по традиционным технологиям. При этом стоимость одного погонного метра свай ЭРГТ выше в среднем только на 15-30% по сравнению с обычными буроинъекционными аналогами. По наблюдениям специалистов, повышение несущей способности свай достигается благодаря тому, что в результате электроразрядной обработки улучшаются эксплуатационные характеристики бетонной смеси, используемой для заливки сваи. Например, набор прочности бетона, обработанного ЭРГТ, происходит быстрее, а сама прочность бетона возрастает на 1,5-2,0 класса. Наиболее эффективно использование ЭРГТ при устройстве буронабивных свай в песчаных и слабых глинистых грунтах. Аналогичным образом ЭРГТ можно использовать для устройства анкеров повышенной несущей способности.
Укрепляющий алгоритм
Основной технологический цикл устройства буроинъекционной сваи по ЭРГТ состоит из последовательного выполнения следующих операций: бурение лидерной скважины, заполнение скважины бетоном, электроразрядная обработка скважины, установка армокаркаса в свежеуложенный бетон. Среди основных положительных результатов, которых можно добиться с помощью ЭРГТ, специалисты также отмечают уплотнение грунта в области размещения сваи, создание уширения пяты сваи и развитие ее поверхности, возможность устройства свай в стесненных местах в условиях городской застройки без риска повреждения существующих конструкций. За счет уменьшения необходимого количества свай при обеспечении той же несущей способности удается снизить затраты на работы. Дальнейшим развитием ЭРГТ явилось применение технологии электрохимического взрыва (ЭХВ), при котором в область электрического разряда вводится специальный состав, выделяющий значительную дополнительную энергию при прохождении через него импульса сильного тока. Применяемый состав не является взрывчатым веществом и способен выделять энергию только под действием высоковольтных импульсов. Это обеспечивает безопасность и контролируемость процесса. Основной областью применения ЭХВ в геотехническом строительстве является устройство камуфлетных уширений стволов буроинъекционных свай и корней грунтовых анкеров, а также уплотнение грунтов в основаниях буронабивных свай больших диаметров. Создание уширения в ряде случаев позволяет сократить длину свай и анкеров, а также резко повысить их несущую способность. Например, несущая способность подошв буроинъекционных свай (диаметром до 300 мм) увеличивается в четыре-пять раз, для буронабивных свай большого диаметра (600–1000 мм) – в полтора-два раза. Осадка фундаментов при этом снижается в полтора-два раза. Производительность электроразрядных геотехнологий определяется, в основном, скоростью выполнения буровых работ.