Вдавливание свай в плотные пески
В 2016 году наша компания BASIS выполнила ряд проектов по устройству свайных полей методом вдавливания для объектов Группы Компаний ПИК, которая является одним из ведущих российских публичных девелоперов масштабных жилых проектов в Москве и Московской области. Генподрядчиком ГК ПИК является компания ООО «БОЭС Констракшн», проектирование и авторский надзор на Объектах выполнялись ООО «Проектное бюро АПЕКС». Еще на этапе предпроектной проработки я отметил особо сложные геологические условия строительной площадки «Жилого комплекса по адресу: Москва, Рублевское шоссе, вл.101».
Основная сложность устройства фундаментов заключалась в наличии хаотического наслоения ряда специфических грунтов. Отметка низа
фундамента была запроектирована на 10-11 метров ниже дневной отметки грунта. На этой глубине присутствовали плотные песчаные слои
вперемежку с грунтами низкой прочности. Из-за оригинальной конструкции жилого здания особое значение имела глубина вдавливания свай (минимальное значение — 6-7 метров).
Мы в первом же коммерческом предложении сообщили Заказчику, что предусмотренное проектом лидерное бурение, которое обычно
выполняют с целью ослабления плотных прослоек грунтов, на этой строительной площадке эффекта не даст. Здесь плотные пески
находились в водонасыщенном состоянии, и было очевидно, что стенки скважин при бурении оплывут вслед за подъемом шнека. Геологами
и технологами было предложено несколько альтернативных технологий укрепления стенок лидерных скважин, которые позволят скважине несколько часов сохранить свою геометрию и «дождаться» погружения в нее сваи. Разумеется, наличие дополнительных мероприятий не
выгодно сказалось на цене нашего предложения и с первого раза мы этот тендер на вдавливание свай проиграли другим компаниям,
которые дали низкую цену. Что-ж, обычная практика…
Зачастую недобросовестные Подрядчики изначально дают Заказчикам предельно низкую расценку на погружение свай, а от всех остальных
«сложностей» отмахиваются, бодро уверяя Заказчика, что техника для вдавливания такая мощная, что со всеми грунтами справится на
«ура». В 99% случаев, когда Заказчик впервые сталкивается с технологией вдавливания и слышит от Подрядчика то, что он хочет
слышать, это «прокатывает». Заказчик согласовывает договор, оплачивает мобилизацию 300 тонн оборудования на площадку, теряя
минимум 2-3 недели времени и пару миллионов рублей. Затем, когда участники уже втянулись в процесс, потеряли месяц времени, и всем
стало очевидно, что мощная техника скорее сломает сваю, чем продавит песок, такой Подрядчик трижды «накручивает» расценку,
прикрываясь «сложной геологией». В нашей ситуации нерадивым подрядчикам и это не помогло, так как требовались по-настоящему
сложные технические и инженерные решения.
Вот например, согласно ПОС вдавливание свай производилось с пионерного котлована, так как распорная система ограждения котлована
должна была в дальнейшем опираться на фундаментные конструкции свайного поля. Так как передвижение сваевдавливающей установки
между распорками не возможно из-за габаритов СВУ, то по краю котлована, вдоль трубного шпунта, была оставлена пригрузочная берма, и
сваи необходимо было продавить сквозь нее.
В общем, за вдавливание свай «на Рублевке» взялись 2 компании, одна – наши земляки (СВУ Starke-320), вторая — из Санкт-Петербурга
(СВУ JOVE-320). Потратив около полугода, вдвоем они едва смогли отработать аванс, выполнив около 20% работ по погружению свай от
общего объема свайного поля. Мы за это время вдавили сваи на двух объектах ГК ПИК – жилых домах на Боровском шоссе и по ул.
Маршала Захарова – и заработали репутацию профессионалов своего дела как у Заказчика, так и у Генерального подрядчика.
Спустя время у Заказчика возникли большие претензии к срокам работ по погружению свай, качеству вдавливания и соблюдению техники
безопасности на объекте. Кроме того, в процессе выполнения работ сотрудники этих компаний предоставляли недостоверные данные по
погруженным сваям. Отклонения от проекта по глубине погружения и положению свай в плане были выявлены Заказчиком только после
откопки свай, когда уже было невозможно что-то исправить «малой кровью». Терпение у Заказчика лопнуло, когда у одной СВУ (Starke-320)
железобетонные 3-х тонные пригрузы и плиты, из-за неустойчивого расположения и отсутствия штатных креплений, попросту попадали с
высоты 6 метров.
В общем, несчастного случая решили не дожидаться. Все сроки по устройству свайного поля были сорваны, аванс предыдущие подрядчики
кое-как отработали и нашу компанию Заказчики пригласил выправить ситуацию.
По выходу на площадку сотрудниками BASIS совместно со специалистами проектной группы «АПЕКС» были проработаны и успешно
внедрены несколько технологий лидерного бурения с дополнительными мероприятиями по креплению стенок скважин от обрушения. Также
совместно была решена проблема разуплотнения околосвайного пространства грунта возле ранее погруженной сваи, которая при
последующем бурении приводила к отклонению следующей сваи в сторону ослабленного бурением грунтового массива и снижению несущей
способности у ранее погруженной сваи.
Всего было разработано и опробовано на опытных площадках Объекта три технологии бурения плотных водонасыщенных песков:
1. Первая технология (самая простая и экономичная): бурение выполнялось под защитой бентонитового раствора. Здесь очень важно
точно, до долей процента, подобрать марку и пропорцию глинистого раствора, которая обеспечивала бы достаточную плотность и малую
степень отвода воды из раствора для удержания от оплывания песчаных слоев, расположенных выше уровня грунтовых вод. При малом
количестве воды и высокой плотности раствора происходило его быстрое оседание, т.к. песок забирал из раствора воду. И, наоборот,
при высоком количестве воды раствор обладал низкой плотностью, что приводило к оплыванию стенок скважины.
Эту технологию было решено применить только в тех зонах работ, где было возможно по геологическим условиям устраивать лидерные
скважины не ниже проектной отметки заложения головы сваи
Этот выбор обусловлен тем, что при устройстве лидерных скважин в отметках проектного заложения тела сваи происходит разуплотнение
грунтов околосвайного пространства и их заполнение глинистым раствором, что приводит к ухудшению прочностных показателей несущих
слоев грунта.
2. На площадке присутствовали зоны, где лидерное бурение до отметки дна котлована не давало эффекта и требовалось устройство более
глубоких скважин. BASIS была применена вторая технология, основанная на заполнении скважин пластичным цементным раствором. В
данном растворе изначально исключалось присутствие песка и щебня. т.к. данные ингредиенты могли осесть в скважине и привести к
крайне неравномерной плотности раствора.
Опытная свая была пробурена на 11 метров и частично заполнена пескоцементным раствором. Далее следовал технологический перерыв
между устройством скважины и погружением сваи для первичного схватывания раствора. Само погружение сваи сопровождалось выходом
раствора из скважины на протяжении первых 6-ти метров вдавливания. После этого раствор перестал выходить на поверхность, а усилие
вдавливания начало равномерно возрастать до 270 тонн. Это говорит о том, что под действием вдавливающих нагрузок раствор начал
проникать в поры грунта, при этом в качестве поршня служила свая, а околосвайное пространство после погружения приобретало
повышенные прочностные показатели. Свая, при максимальном допустимом усилии вдавливания, не дошла до отметки забоя скважины на
8% длины.
Следующая опытная свая также была пробурена на 11 метров, но время отстоя было сокращено в 2 раза. Погружение сваи сопровождалось
выходом раствора на 7-ми метрах вдавливания, а сама свая не дошла до отметки забоя на 0,25 метра
Высокие потери раствора, его стоимость, а также факт того, что острие сваи не доходит до забоя скважины, привели к разработке и
внедрению третьей комбинированной технологии вдавливания свай.
3. Для снижения стоимости раствора в третьем варианте был применен цементный раствор пониженной марки. Он был слишком жидким,
не мог служить для удержания стенок скважин, а цемент быстро садился в забое. Для увеличения плотности состава и сроков оседания
его ингредиентов наши специалисты совместили первую и вторую технологии, добавив бентонит в цементный раствор. В результате
массы проб был разработан и успешно внедрен состав смеси, который и был далее успешно применен при массовом погружении свай.
Нашими специалистами совместно с автором проекта велся постоянный мониторинг погруженных свай. Ежедневно электронные таблицы с
отметками погружения и усилиями вдавливания по сваям, погруженным в предыдущий день, направлялись в офис Генерального подрядчика
и в проектную организацию. В смену удавалось погрузить до 34 свай.
При выполнении работ из-за погодных условий у нас возникла ситуация, при которой состав смеси был скорректирован. 30 мая в процессе
мониторинга ИТР линии было отмечено, что свая не дошла до отметки забоя скважины. Мы тут же приостановили работы и провели
техническое совещание. Первым делом, так как произошла замена поставщика цементной смеси, а данная смесь изготавливалась по
оригинальной рецептуре, был рассмотрен вариант, что завод поставил смесь с несоответствующим составом. Был вызван представитель
независимой лаборатории, проверен, в том числе — и опытным путем, состав смеси и вопросы к качеству смеси были сняты. Оказалось, что
большое количество выпавших атмосферных осадков привело к повышенному водонасыщению песчаных слоев грунта, и, соответственно,
ожидаемый отвод воды из смеси был меньше расчетного. За счет этого плотность цементно-бентонитового раствора изменилась, что
привело к оплыванию стенок скважины. В итоге вопрос сняли, скоррелировав количество цемента в растворе в зависимости от степени
водонасышения грунтов.
За считаные дни мы мобилизовали технику на объект и в деле доказали Заказчику качество инженерных решений и скорость своих
технологий. Далее все опытные сваи подтвердили требуемую проектом несущую способность по результатам статических испытаний.
Для ускорения производства работ и наверстывания сроков Генеральный подрядчик попросил поставить на объект 2 сваевдавливающие
установки Sunward и две буровых установки Soilmec.
Мы в рекордные сроки завершили вдавливание свай на сложнейшем Объекте и получили отличные отзывы от Заказчика, Генерального
подрядчика и проектной организации. Надо ли говорить, что наших коллег с Объекта попросили, а доверие к технологии было
восстановлено?
Стоит отметить, что проблема продавливания сваями плотных песчаных прослоек грунтов оснований присуща не только для Москвы и
Московской области. С аналогичными геологическими ситуациями при вдавливании свай мы сталкиваемся в Мурманске, Северодвинске,
Архангельске, Санкт-Петербурге, Самаре, Белгороде. А в Волгограде, Ростове-на-Дону и Волгодонске при вдавливании свай часто
встречаются просадочные грунты, обладающие повышенной прочностью в летний период, когда у них низкая степень влажности. При этом в
осенний и весенний период, когда степень влажности грунтов за счет атмосферных осадков увеличивается, эти глины намокают и буквально
«тают», их прочность резко снижается и сваи продавливают такие сверхплотные грунты минимальным усилием. Мы называем такие грунты
«сахарная глина» и стараемся так выстроить график строительства Объекта, чтобы Заказчик избежал избыточных работ по лидерному
бурению.
Есть организации, которые честно сдают сваевдавливающую технику в аренду и не пытаются изобразить из себя профессионалов по
вдавливанию свай. Это позиция и она достойна уважения. Но есть и другие компании, которые без разбора и оглядки на конкретные
геологические условия, не имея специалистов, опыта и знаний, отважно берутся за подрядные работы по вдавливанию свай. В том числе и
высокотехнологичные – под защитой бентонитовых и цементных растворов. Они воруют нашу технологическую документацию, копируют
методы организации работы, имитируют нашу культуру производства и исполнительную документацию, за счет отсутствия в штате
организации профессиональных инженеров, ИТР и бригад демпингуют и даже без заключения договора выходят вдавливать сваи под
ЖИЛЫЕ дома на Рублевке, Дубне, Головинском, Курске, Туле, Красногорске и других стройплощадках. И уходят с Объектов, не сумев
выполнить работу, позоря не только свое имя, но и саму технологию вдавливания свай и технические возможности СВУ.
Резюмируя хочу сказать, что в абсолютно любые грунты, кроме скальных, вдавливать сваи можно и нужно, только для каждой конкретной
технологии и геологии нужна еще голова, знания и опыт. Не имея этих 3-х качеств, можно загубить и опорочить любую технологию, какая бы
она золотая не была. В 2016 году нам на каждом ПЯТОМ объекте приходилось переделывать работу за недобросовестными коллегами и по
факту доказывать Заказчикам, что сваи вдавливает не СВУ, а опытный и профессиональный Подрядчик.